第十章化工机泵第二节离心泵55课件

第十章化工机泵第二节离心泵7/17/2025第二节离心泵§1、离心泵的工作原理§2、离心泵主要部件的结构与作用§3、离心泵的特性§4、离心泵的密封§5、离心泵的汽蚀§6、离心泵的密封7/17/20257/17/2025§1离心泵的工作原理离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作的。离心泵工作前应先灌泵，使泵壳和吸管内充满液体，当启动电动机转动时，泵轴上的叶轮、叶片作旋转运动，泵壳内的液体也随着产生离心，从泵壳甩出，经流道、扩散管和排出阀门进入管道系统，同时，泵内产生真空，液体在大气压的作用下进入泵中。离心泵运离心泵加能原理7/17/2025离心泵装置简图§2离心泵主要部件的结构与作用7/17/2025单级单吸式离心泵结构多级离心泵7/17/2025§2-1叶轮叶轮是离心泵的主要零部件，是对液体做功的主要元件。离心泵由叶轮的离心作用，给予泵体内流体以速度能，并将部分速度能转换为压力能，提高流体的压力和速度，完成泵输送过程。7/17/2025a）为封闭式叶轮b）为敞开式叶轮c）为半开式叶轮d）诱导轮全开式叶轮叶轮按形状结构分为封闭式、开式、半开式、诱导轮全开式叶轮三种§2-1叶轮d）7/17/2025叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种。单吸式叶轮是单边吸水，叶轮的前盖板与后盖板呈不对称状,叶轮受力状态不好，适合小流量。双吸式叶轮两边吸水，叶轮盖板呈对称状，一般大流量离心泵多数采用双吸式叶轮，改善汽蚀性，泵转子受力状态良好。§2-1叶轮7/17/2025叶轮按其吸液方式不同可分为单吸式和双吸式两种§2-1叶轮7/17/2025泵体，是泵的主体，起到支承固定作用，并与安装轴承的托架相连接。泵壳一般制成蜗牛状，叶轮偏离中心位置，形成蜗牛状出水通道，不使水在泵壳内反复回旋，可降低流动损失，减少径向力。§2-2泵体7/17/2025泵轴：主要是传递动力，支撑叶轮保持在工作位量正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连，另一端支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等零部件。泵轴应有足够的抗扭强度和足够的刚度，其挠度不超过允许值。叶轮和轴用键来联结。§2-3泵轴7/17/2025轴承作用是支持叶轮等回转件，带动叶轮在确定的工作位置作高速旋转并传递驱动功率的元件。离心泵的轴在工作时以一定的转速作旋转运动，承受较大的弯矩和转矩。离心泵的推力轴承有滚动轴承和滑动轴承两类。§2-4轴承7/17/2025滚动轴承图滑动轴承§2-4轴承7/17/2025密封环：从叶轮流出的高压液体通过旋转的叶轮与固定的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口，影响泵的流量，效率降低。为了减少内泄漏，保护泵壳，在与叶轮入口处相对应的壳体上装有可拆换的密封环。§2-5密封环7/17/2025密封环间隙保持0.25-1.10mm之间为好。§2-5密封环7/17/2025填料函作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙，不让泵内的水流流到外面来也不让外面的空气进入到泵内，始终保持水泵内的真空。当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却，保持水泵的正常运行。其主要有填料、水封环、填料筒、填料压盖、水封管组成。§2-6填料函7/17/20251、流量和泵口径2、扬程3、泵的转速和比转速4、泵的特性曲线5、离心泵的汽蚀6、离心泵特性的改变7、离心泵轴向力的平衡8、离心泵径向力的平衡§3离心泵的特性7/17/2025流量：离心泵在单位时间内所输送液体的体积，以Q表示，单位为L/s或m3/h。根据离心泵的流量取决于泵的口径和数量。§3-1流量和泵口径7/17/2025扬程：离心泵对单位重量液体所提供的有效能量，以H表示，单位为N·m/N或m液柱。离心泵扬程的大小，取决于泵的结构、转速及流量。§3-2扬程7/17/2025§3-3泵的转速和比转速

泵的转速：泵轴单位时间内的转数，单位是r/min

比转速：在相似的条件下，改变一个叶轮的大小使之在单位总扬程下获得流量是的单位时间内的转数。7/17/2025比转数意义：

1、几何相似的离心泵，在效率最高点处的工况相似；

2、比转数不同的离心泵，其几何形状一定不同；比转数相同的泵，其几何形状一定是相似的，但也不排除几何形状不相似的情况。§3-3泵的转速和比转速7/17/2025§3-4泵的特性曲线水泵的特性性能参数，标志着水泵的性能。水泵各个性能参数之间的关系和变化规律，可以用一组性能曲线来表达，通过试验的方法，可以绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。一般以流量Q为横坐标，，用扬程H、功率N、效率η和允许吸上真空度Hs为纵坐标，绘Q～H、Q～N、Q～η、Q～Hs曲线。7/17/2025§3-4泵的特性曲线7/17/2025Q～H曲线：随流量Q的增大，扬程H逐渐减少。相应与效率最高值的点的参数，即水泵铭牌上所列的各数据。离心泵的压头在较大流量范围内是随流量增大而减小的。不同型号的离心泵，H-Q曲线的形状有所不同Q～P曲线：离心泵的轴功率随流量增加而逐渐增加，曲线有上升的特点。P随Q的增大而增大。显然，当Q=0时，泵轴消耗的功率最小。因此，启动离心泵时，为了减小启动功率，应将出口阀关闭。Q～η曲线：效率曲线为从最高点向两侧下降的变化趋势。开始η随Q的增大而增大，达到最大值后，又随Q的增大而下降。该曲线最大值相当于效率最高点。泵在该点所对应的压头和流量下操作，其效率最高。§3-4泵的特性曲线7/17/2025§3-5离心泵的汽蚀汽蚀：泵内液体压力低于或等于该温度下的饱和蒸汽压时，液体发生汽化，产生气泡，这些气泡随液体流到较高压力处受压迅速凝结，周围液体快速集中，产生水力冲击。由于水力冲击，产生很高的局部压力，连续打击在叶片表面上，使叶片表面产生疲劳而剥蚀成麻点、蜂窝。这种气化和凝结产生的冲击、剥蚀、振动和性能下降的现象称为汽蚀现象。7/17/2025§3-5离心泵的汽蚀7/17/2025§3-5离心泵的汽蚀7/17/2025§3-6离心泵特性的改变1、改变泵转速对其他性能变化2、切割泵叶轮尺寸对其他性能变化7/17/2025§3-7离心泵轴向力的平衡轴向力：离心泵在运行的过程中，液体从叶轮中间吸入，而延与其大概垂直的方向在离心力的作用下甩出，在与轴同向的液体引入的时候会产生一个轴向力，叶轮的设计并不是完全对称的，在液体甩出的时候也会产生轴向力。措施：增加平衡盘，平衡鼓或开平衡孔。7/17/2025§3-8离心泵径向力的平衡当泵的流量小于最优工况流量时，蜗室中的液体流速减慢，而叶轮出口液体的绝对速度，大于最优工况时的绝对速度，同时也大于蜗室中的速度，从叶轮中流出的液体不断撞击蜗室中的液体，使蜗室中的液体接受到能量，蜗室中的液体压力自隔舌开始向扩散管进口不断增加；当泵的流量大于最优工况流量时，从叶轮中流出的液体的绝对速度小于最优工况时的绝对速度，也小于蜗室中的液体流速，两种液体在蜗室中撞击的结果，蜗室中液体要不断付出能量，以增大从叶轮中流出的液体的速度，这样，蜗室中的液体压力自隔舌至扩散管进Ll是逐渐降低的，由于蜗室各端面中的压力不相等，于是在叶轮上就产生一个径向力。措施：选用双蜗壳形式7/17/2025§1、填料密封§2、机械密封§4离心泵的密封7/17/2025§4-1填料密封填料密封结构形式：1、压盖式填料密封2、带液封环的填料密封3、双重压盖式填料密封4、带节流环填料密封5、带水套填料密封7/17/2025§4-2机械密封机械密封一般主要由四大部分组成：①由静止环（静环）和旋转环（动环）组成的一对密封端面，该密封端面有时也称为摩擦副；是机械密封的