泵与风机(1).ppt

第21讲 泵与风机（1）在制冷系统中，离心 泵主要用于输送制冷剂 、冷媒水、冷却水、盐 水、热媒水等液体1. 离心泵5-吸入调节阀； 6-真空表；7-压力表；8-排出调节阀；9 -单向阀；10-排出管路；11-流量计；12-排液罐1-泵；2-吸液池；3-底阀；4-吸入管路；二、离心泵（1）离心泵的工作原理为了使离心泵正常工作，离心泵必须配备一定的管路和管 件，这种配备有一定管路系统的离心泵称为离心泵装置右图 为一般离心泵装置，它主要包括吸入管路、底阀、排出管路、 排出阀等叶轮被原动机的驱动后在泵体内带动液体旋转，液体受离心力作用沿叶片流道被甩向叶轮出口，增加能量并提高了压 力，经压液室流至泵出口泵壳内的液体排出后，叶轮入口处 形成局部真空，吸液池内的液体在大气压力作用下，经底阀沿 吸入管路进入泵内这样，叶轮在旋转过程中，一边不断地吸 入液体，一边又不断地给予吸入的液体一定的能头，将液体排 出液体得到的能量包括速度能和压力能两部分，其中速度能 在随后的转能装置中转换为压力能离心泵在启动前，需灌泵，即将泵体和吸入管路内灌满液 体，排净其中空气离心泵吸入管路上的底阀是止逆阀，泵在 启动前此阀关闭，保证泵体及吸入管路内能灌满液体。

启动后 此阀开启，液体便可以连续流入泵内泵正常运转时，排出管 路上的单向阀是开启的，停止运转时此阀自动关闭，防止液体 倒灌入泵造成事故离心泵在运转过程中，必须注意防止空气 漏入泵内造成“气缚”，使泵不能正常工作因为空气比液体的密度小得多，在叶轮旋转时产生的离心作用很小，不能将空气 抛到压液室中去，使吸液室不能形成足够的真空，离心泵便没 有抽吸液体的能力单级单 吸离心泵 1—排出口；2—叶轮；3—泵壳；4—吸入口①按叶轮数目分，可分为单级泵 和多级泵泵内只有一个叶轮的称为单级泵 ，如下图所示单级泵 所 产生的压力不高，一般不超过1.5MPa2）离心泵的分类与结构液体经过一个叶轮所提高的扬程不能满足要求时，就用几个串联的叶轮，使液体依次进入几个叶轮来连续提高其扬程这种 在同一根泵轴上装有串联的两个以上叶轮的离心泵称为多级泵 下图为一台４个叶轮串联成的多级泵 多级离心泵 1-泵轴；2-导轮；3-排出口；4-叶轮；5-吸入口②按叶轮吸入方式分，可分为单吸泵和双吸泵在单吸泵中液体从一侧流入叶轮，即泵只有一个吸液口这种泵的叶轮制造容易，液体在其间流动情况较好，但缺点为叶轮 两侧所受到的液体压力不同，使叶轮承受轴向力的作用。

在双吸泵中液体从两侧同时流入叶轮，即泵具有两个吸液口，如 右图这种叶轮及泵壳的制造比较 复杂，两股液体在叶轮的出口汇合 时稍有冲击，影响泵的效率，但叶 轮的两侧液体压力相等，没有轴向 力，且泵的流量几乎比单吸泵增加 一倍 双吸泵1-排出口 2-泵轴 3-叶轮 4-吸入口③按扬程分，可分为a.低压离心泵，扬程H20m；b.中压 离心泵H=20100m；c.高压离心泵H>100m 离心泵还可按其转轴的位置分为立式和卧式；按泵的用途和输送液体的性质分为耐腐泵、屏蔽泵和水泵、氨泵 、油泵等离心泵的类型（3）离心式水泵的使用 1）离心式水泵起动① 检查各紧固处螺栓有无松动和异常声响，润滑部位油量是 否充足等② 启动前进行灌水，灌水前拧开放气螺塞，然后后加水，直 到从放气孔向外冒水，再转动几下泵轴，如继续冒水，表明水已 充满，然后关闭放气螺塞，准备启动2）离心式水泵的运行与停车① 水泵运行时要注意动力运转情况，观察水温、油温是否正 常；注意机组的声响和振动；进水口处有无漂浮物，底阀淹没深 度是否足够；各紧固处是否松动，进水管各接头是否严密不漏气 ② 离心式水泵停机时应慢慢关闭出水阀，逐渐降低动力机的 转速，使其处于轻载状态，最后停止动力机。

4）制冷与空调系统中常用离心式水泵类型常用水泵有：单级单吸离心式水泵、单级双吸离心式水泵 、深井水泵、深井潜水泵、耐蚀泵 5）离心泵的性能曲线和管路特性曲线率N、效率及必须汽蚀余量 NPSHr与泵的流量Q之间有一 定的对应关系这种表示H— Q、 —Q、N—Q和NPSHr— Q的关系曲线称为泵性能曲线，或特性曲线各种类型泵准 确的特性曲线只能通过实验测 得右图为一种离心泵的性能 曲线应当注意，泵制造厂在 产品样本上所提供的性能曲线 ，往往都是用清水在20℃（ =1000kg/m3）条件下实验测得的当泵输送液体的密度、 粘度等参数与20℃清水不同时，还需要进行性能换算离心泵的性能曲线①离心泵的性能曲线一台离心泵，当工作转速n为定值时，其扬程H、功a.离心泵的H—Q性能曲线是选择和操作使用泵的主要依据 b.离心泵的N—Q特性曲线是合理选择原动机功率和操作启动泵的依据通常应按所需流量变化范围中的最大功率再加上 一定的安全裕量来确定原动机的输出功率泵启动时，应选在 耗功最小的工况下进行，以减小启动电流，保护电动机一般 离心泵在Q=0工况下功率最小，故启动时应关闭排出管上的调节阀门，待启动之后再将阀门打开。

c.—Q曲线是检查泵工作经济性的依据泵应尽可能在高效区工作工程上将泵的最高效率点定为额定点，它一般也就 是泵的设计工况点与该点相对应的参数，称为额定流量、额 定扬程和额定功率通常规定对应于最高效率以下7%的工况范围为高效工作区有的泵在样本上只给出高效区段的性能曲线 d.NPSHr—Q曲线是检查泵是否发生汽蚀的依据泵的安装位置与使用，应留有足够的有效汽蚀余量，以尽量防止泵发生 汽蚀②管路特性曲线离心泵在一定的管路中运转，其工作流量及工作扬程不 仅取决于泵本身的H—Q性能曲线，而且还与管路特性曲线有关所谓管路特性曲线，是指在管路情况一定，即管路进、出口液体压力、输液高度、管路 长度及管径、管件数目及尺寸，以及阀门开启度等都已定的情况下，单位重 量液体流过该管路时所必需的外加扬程Hc与单位时间流经该管路的液体量Q之间的关系曲线式中 HAB液体垂直升扬高度，单位为m； pA、pB分别为 A、B两截面上的压力，单位为Pa； 被输送液体的密度，单位为kg/m3； cA 、cB液体在A、B两截面处之流速，单位为m/s； hAB管路系统的流体阻力损失，单位为m在一般离心泵装置装置中，若管路中的流量为Q，由吸液池送往高处，现 列A和B两截面的能量平衡方程式管路阻力与流量的关系可由阻力计算公式求得 则外加扬程性曲线Hc—Q，如右图中曲线I所示。

高度及进、出管路的压力有关；管路特性系 数K与管路尺寸及阻力等有关对一定的管路 ，如其中液体流动是湍流，则K几乎是一个常 数若调节管路系统中的阀门，由于阻力系 数的改变，K发生变化，Hc-Q曲线的斜率会变 化曲线Ⅱ及Ⅲ分别为阀门开大和关小时的 管路特性曲线曲线Ⅳ表示当管路静能头增加后的管路特性曲线 管路特性曲线为管路静能头，与输 液上式即为管路特性方程式按此式可以在扬程和流量坐标图上绘出管路特（5）离心泵泵的工作点和流量调节调节泵在管路上的工作点①泵的工作点若将泵的H—Q曲线和管路的Hc—Q曲线画在一个图上， 两曲线有一个交点M，这个M点所对应 的Q和H值就是泵运转的流量和扬程 ，就是工作点因为在这一点的流量下，泵所产生的扬程H与管路上所必须的（6）离心泵的工作点和流量调节 外加能头Hc正好相等如果设想泵不 是在M点而是在B点工作，那么在B点 的流量下，泵所产生的扬程H就将大 于管路需要的扬程HCB，于是富余的扬程就必然使管路中的流量加大，泵 的工作点就要右移；如果是在较M点 还大的A点工作，这时泵的扬程HA又 小于管路所需要的扬程HCA，则管路中流量就将减少，泵的工作点将左移 可见从扬程（即能头）平衡的角度 看，离心泵的工作点只能是泵的H—Q 线和管路的HC—Q线的交点。

②离心泵的流量调节泵运行时其工作参数是由泵的性能曲线与管路的特 性曲线所决定的但是用户需要的流量经常变化，为了满足这种要求，必须 进行调节而要改变泵的流量，必须改变其工作点改变工作点来调节流量 的方法有两种，即改变管路特性曲线Hc-Q；改变离心泵的性能曲线H-Qa.改变管路特性曲线的流量调节改变管路特性最常用的方法是节流法 它是利用改变排出管路上的调节阀的开度，来改变管路管路特性系数K，而 使Hc—Q曲线的位置改变以达到调节流量的目的这种调节方法十分简单，但调节时会增大管路阻力损失，在能量利用方面都不够经济此种方法一般 只用在小型离心泵的调节上 b.改变离心泵性能曲线的流量调节通过改变泵的转速或叶轮外径尺寸等可改变泵的性能曲线，这种调节方法没有节流损失，经济性较好但调节时 需要增加设备（如调速器等）或改变叶轮结构，所以在使用中受到一定的限 制 （7）汽蚀现象和安装高度①泵的汽蚀现象根据研究，液体流过叶轮时，在叶片进口附近的非工作 面上存在着某些局部低压区，如果此低压区的液体压力pk等于或低于在该处 温度下液体的饱和蒸汽压力pt时，就会有汽化过程发生，蒸汽及溶解在液体中的气体从液体中大量逸出，而形成许多小汽泡，如下图所示。

当汽泡随液 体流到叶道内压力较高处时，汽泡受压破裂，重新凝结为液体在汽泡凝结 的瞬间，汽泡周围的液体迅速冲入汽泡凝结形成的空穴，液体质点相互撞击 形成剧烈的局部水击这种液体汽化又凝结，并因而产生水击的过程称为汽 蚀现象产生汽蚀的原因主要有：泵的安装位置高出吸液面的高度太大，即汽蚀现象泵的几何安装高度过大；泵的安装地 点的大气压较低，例如安装在高海拔 地区；泵所输送的液体温度过高等 因而在泵的安装、使用时要采取相应 的措施以防止泵内汽蚀现象的产生， 达到延长泵的使用寿命、提高效率的 目的②离心泵的汽蚀余量和安装高度离心泵是否发生汽蚀是由泵自身和吸入 装置两方面决定的下图为泵的吸入装置，泵和吸入装置以泵吸入口法兰截 面S—S为分界如前所述，泵内最低压力点通常位于叶轮叶片进口稍后的k点 附近，当pk pt时，则泵发生汽蚀，故pk=pt是泵发生汽蚀的界限a. 有效汽蚀余量有效汽蚀余量是指泵吸入口处单位重量液体所具有高出 饱和蒸汽压力的富余能量，用NPSHa（又称为有效净正吸入压头）表示 NPSHa越大，泵越不会发生汽蚀 b.泵的必需汽蚀余量和安装高度 液流从泵 入口到叶轮内最低压力点k处的全部能量损失 ，称为泵的必需汽蚀余量，以NPSHr表示。

必 需汽蚀余量越小，pk降低越少，泵越不易发生 汽蚀，则要求泵入口处的富余能量NPSHa也可 小些因为泵入口处的富余能量NPSHa若能克 服这个能量损失NPSHr还有剩余，即 NPSHaNPSHr，则表示液体流到叶轮最低压 力点k处时，其压力还可高于液体的饱和蒸汽压力而不致汽化，所以就不会发生汽蚀 泵的吸入装置防止离心泵发生汽蚀的条件：有效汽蚀余量应大于或等于泵的许用汽蚀余 量，即 NPSHa≥[NPSH] = NPSHrK K安全裕量，一搬情况下取K=（0.30.5）m （8）常用离心泵的表示方法①单级单吸式离心泵IS型离心泵 IS型泵型号示例：IS80-65-160（A）IS为单级单吸悬臂式离 心清水泵；80为泵吸入口直径（mm）；65为泵排出口直径（mm）；160为 叶轮名义直径（mm）；A为叶轮外径经第一次切割 ②单级双吸式离心泵 S型泵型号示例：250S24250为泵吸入口直径（mm）；S为单级双吸水 平中开式离心清水泵；24为设计点扬程（m） ③离心式深井泵 JC型泵型号示例：100JC10-3.813100为适用于最小井筒内径（mm）； JC为离心式长轴深井泵；10为泵设计点流量值（m3/h）；3.8为泵设计点单 级扬程（m）；13为泵的级数。

本 讲 重 点（1）离心泵的工作原理（2）离心泵的分类与结构（3）离心式水泵的使用（4）离心泵的性能曲线和管路特性曲线（5）离心泵的工作点和流量调节（6）常用离心泵的表示方法。