离心泵基础知识

1、,离心泵基础知识,授课人：和亚飞,目录,5,离心泵操作注意事项,一、离心泵简介,1、泵,2、泵的分类,3、离心泵,4、离心泵的分类,6、泵的性能参数,5、离心泵型号含义,一、离心泵简介,泵是输送流体或使流体增压的机械，在日常生活、化工生产、农业生产、矿业、电力部门、国防建设等领域都应用广泛，是机械工业中的一类主要产品。,1、泵,泵通过将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、液态金属等液体，也可以输送气、液混合物及含悬浮固体物的液体。,一、离心泵简介,泵的分类方法多种多样，所有分法中最常见的是根据泵的工作原理和结构分，按此方法可分类如下：,

2、2、泵的分类,一、离心泵简介,叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速旋转而把机械能传递给所输送的液体。（离心泵、轴流泵等）,容积式泵是利用活塞或转子的挤压使液体升压以获得能量。（往复泵、齿轮泵、螺杆泵等）,一、离心泵简介,一、离心泵简介,离心泵是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的。水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。,3、离心泵,一、离心泵简介,离心泵具有性能范围广泛、结构简单、流量均匀、易于维修等优点，成为工业生产中应用最广泛的泵，据统计，在石油、化工生产装置中，离心泵的使用量

3、占泵总量的70%80%。,3、离心泵,一、离心泵简介,一、按叶轮数目来分类 1、单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。 2、多级泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮。 二、按工作压力来分类 1、低压泵：压力低于100米水柱； 2、中压泵：压力在100650米水柱之间； 3、高压泵：压力高于650米水柱。,单级泵,多级泵,4、离心泵的分类,叶轮,叶轮,一、离心泵简介,卧式单级离心泵,卧式多级离心泵,三、按泵轴位置来分类 1、卧式泵：泵轴位于水平位置。 2、立式泵：泵轴位于垂直位置。,一、离心泵简介,立式离心泵,卧式离心泵,四、按安装高度分类 1、自灌式离心泵：泵轴低于吸水池池面，启动时不需要灌水，可自

4、动启动。 2、吸入式离心泵（非自灌式离心泵）：泵轴高于吸水池池面，启动前需要先用水灌满泵壳和吸水管道。,一、离心泵简介,一、离心泵简介,五、按叶轮进水方式 1、单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口。 2、双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口。它的流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。,另外，根据用途也可进行分类，如油泵、水泵、凝结水泵、排灰泵、循环水泵等。,单级双吸离心泵,一、离心泵简介,型号：ESH 100-200 ESH：泵系列代号（卧式悬臂离心泵） 100：泵出口直径 200：泵叶轮名义直径,石脑油罐区离心泵P-10024铭牌,名

5、义直径是水力计算过程中使用的、经过圆整后取得的。简单来说测量叶轮的外径即可，但名义直径小于实测的叶轮外径（193mm）。,5、离心泵型号意义,一、离心泵简介,流量 流量是泵在单位时间内输送出去的液体量。流量用Q表示，容积流量单位是m3/s，质量流量单位是kg/s。 一台泵所能提供的流量大小，取决于它的结构（如单吸或双吸）、尺寸（主要是叶轮的直径和宽度）、转速、密封装置的可靠程度等。,6、泵的性能参数,一、离心泵简介,扬程 扬程是泵传给单体重量液体的总能量，或泵所能扬水的最高度（也就是泵在理论上能够提水的高度）。由于水在管路中流动时，受到阻力和摩擦，需消耗一部分能量（称扬程损失），所以水泵理论扬

6、程要比实际升扬高度大。扬程用H表示，单位是m。 扬程的大小取决于泵的结构（如叶轮的直径、叶片的弯曲情况等）、转速和流量。,6、泵的性能参数,一、离心泵简介,转速： 泵轴或叶轮每分钟旋转的次数，转速用表示，单位是r/min。 水泵的转速与其它的性能参数有着密切的关系，一定的转速，产生一定的流量、扬程，并对应一定的轴功率，当转速改变时，将引起其它性能参数发生相应的变化。,6、泵的性能参数,一、离心泵简介,汽蚀余量（NPSH） 表示泵在标准状态下的汽蚀性能（吸入性能），单位是m。 功率 泵在单位时间内对液流所做功的大小，用N表示，单位是W或KW。,6、泵的性能参数,一、离心泵简介,效率 泵在实际运转

7、中，由于存在各种能量丧失，导致泵的实际扬程和流量值都低于理论值。反应能量损失程度的参数成为效率，用表示 。 离心泵的效率和泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。通常，小泵效率为50%70%，而大型泵可达90%。,6、泵的性能参数,二、离心泵结构,叶轮 泵体 泵轴 轴承 轴封装置,半开式叶轮,闭式叶轮,开式叶轮,二、离心泵结构,1、叶轮,作用：将原动机的机械能直接传给液体。,二、离心泵结构,1、叶轮,叶轮还可分为单吸式和双吸式。,单吸式,双吸式,二、离心泵结构,2、泵体,作用：接受从叶轮中排出的液体，同时将液体的动能转化为压力能。,泵体也称泵壳，它是水泵的主体。起到支撑固定作用，并

8、与安装轴承的托架相连接。,二、离心泵结构,、泵轴,泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转矩传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。,泵轴,二、离心泵结构,、轴承,作用：传递扭矩，使叶轮旋转。,轴承是套在泵轴上支撑泵轴的构件，同时承受径向和轴向载荷，分为滑动轴承、滚动轴承、推力轴承。离心泵大部分采用滚动轴承。,径向止推轴承,滚动轴承,滑动轴承,二、离心泵结构,5、轴封装置,轴封装置,填料密封 机械密封 迷宫式密封,轴封是旋转的泵轴与静止的泵壳间的密封。 由于泵轴转动而泵壳固定不动，在轴和泵壳的接触处必然有一定间隙。为避免泵内高压液体沿间隙漏出，或防止外界空气从相反方向进入泵内，必须设置

9、轴封装置。,二、离心泵结构,5.1 填料密封,在轴封装置中起阻水隔气的密封作用，常用的填料是浸油、浸石墨的石棉绳填料。,机械密封是由一个装在转轴上的动环和另一固定在泵壳上的静环所构成。两环的接触端面随泵的运转做相对运动时，借助弹簧力的作用相互紧贴而起密封作用。适用于 密封较高的场合，如输送酸、碱、 易燃、易爆及有毒的液体。,二、离心泵结构,5.2 机械密封,二、离心泵结构,5.2 机械密封,优点：密封性能好，寿命长，功率消耗小，安全性好。 缺点：精度要求高，价格贵，装卸、更换零件不便。,三、离心泵工作原理,离心泵的工作过程，实际上是一个能量的传递和转换的过程。它把电动机高速旋转的机械能转化为被

10、抽升水的动能和势能。,离心泵在启动前，先向泵体内充满被输送的液体，叶轮在泵轴的带动下高液体由叶轮中心被甩到叶轮外缘，这时叶轮中心产生速旋转产生离心力，真空，与吸入 端液面形成一定的压差，在此压 差的作用下液体从泵的吸入口流 向叶轮中心，泵轴不停地旋转， 叶轮不停的吸入和排除液体。,三、离心泵工作原理,单级离心泵工作原理,三、离心泵工作原理,多级离心泵工作原理,四、离心泵的一些现象,1、离心泵的汽蚀现象,2、离心泵的气缚现象,3、离心泵的水锤现象,1、当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。 2、这些气泡随液体流到较高压力处时，其体积急剧缩小以致破裂。,四、离心泵

11、的一些现象,1.1 汽蚀产生的过程,四、离心泵的一些现象,3、在气泡破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强的水击作用，并以很高的冲击频率连续打击在叶片表面上，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。,1.1 汽蚀产生的过程, 汽蚀使过流部件被剥蚀破坏 通常离心泵受汽蚀破坏的部位，先在叶片入口附近，继而延至叶轮出口。起初是金属表面出现麻点，继而表面呈现槽沟状、蜂窝,四、离心泵的一些现象,1.2 汽蚀的严重后果,状、鱼鳞状的裂痕，严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔，甚至叶轮破裂，造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。, 汽蚀使

12、泵的性能下降 汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰，使泵的性能下降，严重时会使液流中断无法工作。,四、离心泵的一些现象,1.2 汽蚀的严重后果, 汽蚀使泵产生噪音和振动 气泡溃灭时，液体互相撞击并撞击壁面，会产生各种频率的噪音。严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声，同时引起机组的振动。而机组的振动又进一步促使更多的汽泡产生和溃灭，如此互相激励，导致强烈的汽蚀共振，致使机组不得不停机。,四、离心泵的一些现象,1.3 汽蚀的严重后果,汽蚀是由水的汽化引起的。水泵工作时,如果水泵内某点压力降低到工作温度下水的饱和蒸汽压力，水就开始汽化,并且，水的这种汽化现象将随泵壳内压力的继续下降以及水温的

13、提高而加剧。,四、离心泵的汽蚀,1.3 产生汽蚀的原因,饱和蒸气压：在密闭条件中，在一定温度下，与固体或液体处于相平衡的蒸气所具有的压强称为饱和蒸气压。 相平衡：在一定的条件下，当一个多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时，称此系统处于相平衡。, 采用双吸叶轮，减小经过叶轮的流速，从而减小泵的汽蚀余量。 降低泵的安装高度可以提高泵的入口压力，因此合理确定泵的安装高度可以防止泵产生汽蚀。 管路阻力越大，泵的入口压力越低，因此尽量减少一些不必要的管件或尽可能增大吸液管直径，以减少管路阻力。 增加吸液池液面压力，使泵入口压力提高。,四、离心泵的一些现象,1.4 避免汽蚀的措施, 降低输送液体的温

14、度。 在相同温度下较，较易挥发的液体其饱和蒸气压较高，因此输送易挥发液体容易产生汽蚀。 其他措施：采用耐汽蚀破坏的材料制造泵的过流部分元件；降低泵的转速。,四、离心泵的一些现象,1.4 避免汽蚀的措施,四、离心泵的一些现象,如果泵内进入了空气，由于空气的密度比液体的密度小许多，产生的离心力也小，导致入口处形成的真空密度较低，不足将液体吸入泵内。这时尽管叶轮在不断地转动，却不能输送液体，这种现象称为气缚。,2、气缚现象,四、离心泵的一些现象,排除气缚的方法： 灌泵排气,2、气缚现象,四、离心泵的一些现象,3.1 什么是水锤现象,在压力管道中，由于外界原因使水的流速发生剧烈变化而引起压强急剧升高和

15、降低的交替变化，这种水力现象称为水锤（又叫水击）。,四、离心泵的一些现象,水锤效应有极大的破坏性：由于水锤的产生，使得管道中压力急剧增大至超过正常压力的几倍甚至十几倍，可以破坏管道、水泵、阀门，并引起水泵反转、管网压力降低等，所以，预防水锤发生极为重要。,3.2 水锤效应的危害,四、离心泵的一些现象,引起水锤的原因通常是开泵、停泵、开关闸阀过于快速，使水的速度发生急剧变化。因此，为避免水锤现象， 在关闭阀门时速度不应过快； 离心泵和混凝泵应在阀门半闭15%-30%时而不是全关时停泵； 排除管道内的空气，使管道内充满水后再开启水泵，凡是长距离输水管道的高起部位都应设自动排气阀； 安装水锤消除器。,3.3 预防水锤的措施,四、离心泵的一些现象,为什么停泵时，必须先关闭出口阀，然后再停泵？,四、离心泵的一些现象,答：如果不关闭出口阀就停运泵，压力管线的水在断电后的最初瞬间，靠惯性继续以原来的方向运动，流速