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讲义泵第一课一、 石化企业用泵特点1、 企业用泵：供料泵、循环泵、回流泵、塔底泵、成品泵、计量泵、沥青泵、浆液泵、轻烯泵、公用泵等2、 用泵特点：高温、高压、低温、腐蚀、易燃、易爆3、 对泵的要求：耐腐蚀、耐高温、耐低温、防火、防爆、无泄漏、耐汽蚀、长周期、高可靠性二、 泵的分类叶片式：轴流泵、离心泵、漩涡泵往复泵：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵容积式：齿轮泵、螺杆泵、滑片泵其他类型泵：喷射泵、真空泵、磁力泵、屏蔽泵、高速泵三、 泵的工作原理1、 离心式泵与风机的工作原理工作原理 ：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处叶轮装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流入，然后转90度进入叶轮流道并径向流出叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵吸入和排出 2、轴流式泵与风机工作原理轴流式泵与风机的工作原理是：旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能，叶轮安装在圆筒形(风机为圆锥形)泵壳内,当叶轮旋转时，流体轴向流入，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出轴流式泵与风机适用于大流量、低压力，制冷系统中常用作循环水泵及送引风机。

3、往复泵的工作原理工作原理 ：利用偏心轴的转动通过连杆装置带动活塞的运动，将轴的圆周转动转化为活塞的往复运动活塞不断往复运动，泵的吸入与压出过程就连续不断地交替进行四、 泵的结构和密封1、 离心泵：单级：叶轮、轴、泵壳、密封、轴承、平衡装置（鼓或盘或孔）多级：叶轮、轴、导叶、吸入段、吐出段、密封、平衡装置（鼓或盘）1、1叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能) 叶轮一般有6--12片后弯叶片 叶轮有开式、半闭式和闭式三种 开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮的叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体一般的离心泵叶轮多为此类 叶轮有单吸和双吸两种吸液方式 1、2、泵壳 作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。

泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置 1、3、轴封装置 作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内 常用轴封装置有填料密封和机械密封两种 填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的2、 往复泵：活塞、活塞缸、进气阀组件、排除阀组件、活塞连杆、密封3、 螺杆泵：螺杆、轴承、密封、泵壳4、 齿轮泵：齿轮、轴承、密封、泵壳5、 轴流泵：叶轮、轴、诱导论、导叶6、 泵的密封6、1、动密封---相对运动的结合面间的密封称为动密封6、2、泵密封形式：填料密封、机械密封、组合密封、封闭式密封 两种密封比较：机械密封特点：适用范围广，不磨损轴或轴套，功耗低，寿命长，泄漏小缺点：结构复杂，维修困难，安装制造要求高6、3、机械密封的型号6、4、零件和安装技术要求6、4、1密封面与中心线的不垂直度6、4、2密封面对中心线的跳动度6、4、3弹簧两断面对中心线的不垂直度6、4、4密封面的粗糙度Ra6、4、5安装要求：动环在轴上的相对位置，L=L1+L2-S LI—含静环的压盖厚度 L2---动环组件的自由长度 S---弹簧压缩量6、5、机械密封的冲洗：正冲洗、反冲洗、全冲洗和综合冲洗。

正冲洗---从泵出口引液体到机械密封处冲洗 反冲洗---从轴封箱引出液体到机械密封冲洗 全冲洗---综合上述两种6、 6、机械密封的应用6、6、1高温时考虑到弹簧变形，一般选用波纹管形式6、6、2高压时考虑到强度用刚性较好的中间环式6、6、3真空时一般也会选用波纹管式6、6、4高速时一般选用静止型、平衡型6、7、全密封：全封闭式密封、螺旋式密封、磁流式密封五、 泵的用途1、 离心泵：物料，水、油输送2、 往复泵：计量、物料输送3、 轴流泵：循环水输送4、 齿轮泵：计量、润滑油泵5、 螺杆泵：物料输送（液体或固体）、润滑油思考题：1、 请简述石油化工用泵的特点1、 请简述机械密封的组成2、 请简述离心泵的工作原理3、 请简述使用机械密封时的主要事项4、 离心泵的平衡鼓或平衡孔起什么作用？第二节课 泵的性能参数和曲线一、 离心泵1、主要性能参数1、1流量Q-----单位时间内泵输送的液体数量 ，单位 m3/s1、2扬程H-----单位质量液体在泵内获得的能量，也称压头，单位m1、3功率N-----单位时间内所做功的大小，单位kw1、4效率η-----液体通过泵后获得的能量与驱动机所供能量之比，即有效功率与轴功率之比，单位 %。

1、5转速n-----泵每分钟转数，单位 ：转/分1、6必需气蚀余量（NPSHr ）-----是为了使泵不发生气蚀，泵的进口处所具有的超过汽化压头的能量2、泵的性能曲线性能曲线表示Q、H、N、η它们之间的相互对应关系3、 泵的理论扬程3、1速度三角形将液体在泵内的流动速度分为：绝对速度V，相对速度W，圆周速度U3、1、1 U------液体的圆周速度， U=n*π*D/60 m/s；其中n是泵的转速，D是旋转直径3、1、2 Vr----液体绝对速度的径向分量，Vr=Q/A,其中Q是泵的流量，A是叶轮的进口或出口面积，A=π*D*b，其中D是叶轮的进口或出口直径，b是叶轮进口或出口宽度3、1、3 β----叶轮叶片的进口或出口安装角VWU3、1、4理论扬程---HT∞=(U2∞*V2u∞-U1∞*V1u∞)/g， 单位m实际扬程---- H=k*η* HT∞其中k是有限叶片的滑移系数，η是水力效率4、 叶片出口安装角讨论4、1 β＜90°，叶片后弯式4、2 β=90°，叶片径向式4、3 β＞90°，叶片前弯式二、相似定律1、比例定律比例定律的条件：1、1运动相似 V1/V2=W1/W2=U1/U2=n1D1/n2D21、2动力相似 D1/D2=b1/b2。

即同部位同比例放大或缩小1、3比例定律Q1/Q2= n1/n2=πD1b1n1τ1η1/πD2b2n2τ2η2H1/H2= （n1/n2）2N1/N2= （n1/n2）32、切割定律Q1/Q2= D1/D2H1/H2= （D1/D2）2N1/N2= （D1/D2）33、使用条件3、1 同一台泵，即λL=13.、2 同样的液体3、3 n或D不变4、比转速ns=3.65Q0.5/H0.75------如双吸Q取Q/2,如多级H取H/n（n为级数）4、1 ns 大小与泵的型式有关，随ns由小到大变化，泵的型式从离心式逐渐变为轴流式4、2 性能30< ns<80< ns <150< ns <300< ns <500< ns <10004、2、1 ns <300离心泵，ns <500混流泵，ns <1000轴流泵三、泵的汽蚀1、汽蚀的概念离心泵运转时，流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降，在叶片附近，液体压力最低此后，由于叶轮对液体做功，压力很快上升当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化同时，还可能有溶解在液体内的气体溢出，它们形成许多汽泡。

当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡会凝结溃灭形成空穴瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然剧增（有的可达数百个大气压）这不仅阻碍流体的正常流动，更为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数小弹头一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很高（有的可达2000~3000Hz），金属表面会因冲击疲劳而剥裂若汽泡内夹杂某些活性气体（如氧气等），他们借助汽泡凝结时放出的能量（局部温度可达200~300℃），还会形成热电偶并产生电解，对金属起电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度上述这种液体汽化、凝结、冲击，形成高压、高温、高频率的冲击载荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀2、汽蚀的严重后果汽蚀是水力机械的特有现象，它带来许多严重的后果2、1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。

2、2汽蚀使泵的性能下降 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2、3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，否则会遭到破坏2、4汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍，应为流体流速愈高，会使压力变得愈低，更易汽化发生汽蚀3、离心泵产生汽蚀的原因3、1 被输送的介质温度过高；3、2 水池液位过低，有气体被吸入；3、3 泵的安装高度过高；3、4 流速和吸入管路上的阻力太大；3、5 吸入管道、压兰(指不带液封的)密封不好，有空气进入4、气蚀余量4、1  汽蚀余量又叫静正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数，一般用NPSH表示，单位是mΔh=（PA-Pt）/ρg+C2S/2g4、2必需气蚀余量Δhr（NPSHr ）-----是为了使泵不发生气蚀，泵的进口处所具有的超过汽化压头的能量4、3有效汽蚀余量------Δha=（PA-Pt）/ρg—Hg—hw Δha=（PA-Pt）/ρg+Hg—hw其中PA-----被抽液面的压力，Pt-----输送温度下液体的饱和蒸汽压，Hg----吸上高度或倒灌高度，hw---吸入管路流动损失，ρ----输送液体的密度，g-----重力加速度。

4、4 允许汽蚀余量-----[Δh]＞Δhr.(一般取Δhr+0.3)5、抗汽蚀的措施5、1 从 Δha=（PA-Pt）/ρg—Hg—hw得出，可提高PA，降低Hg和hw 5、2增加诱导轮，降低hw5、3采用抗汽蚀材料6、汽蚀与气缚的概念当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象” 汽蚀概念是泵的进口处压力低于液体对应压力下的汽化压力时，液体发生汽化四、往复泵1、性能：Q=A*S*n*Z A---活塞面积， S---。