过程流体机械2—叶片泵

1、2.1.5汽蚀现象及成因汽蚀现象及成因汽蚀的概念汽蚀余量改善汽蚀性能的途径2.1.5.1离心泵的汽蚀现象离心泵的汽蚀现象 图233 吸入装置1.汽蚀的概念泵吸入口截面S处的液体压头 249 汽蚀这种汽泡不断形成，生长和破裂崩溃以致材料受到破坏的过程，总称为汽蚀现象。精选课件图235 液流低压部位 精选课件泵发生汽蚀时，伴随有噪声，汽蚀严重时可听到泵内有“劈劈“啪啪的爆炸声，甚至连泵体都会产生振动，使泵的寿命大大缩短，同时泵的性能也发生变化，严重时大量汽泡使叶轮通道堵塞，液流的连续性遭到破坏，泵的扬程、流量和效率显著下降，出现所谓“断裂工况，如图234所示。图234 汽蚀断裂工况 对离心泵来说，真正的低压区不在泵的入口，而在叶轮进口部位因此要控制叶轮入口附近低压区K点的压力，使，才不会出现汽蚀现象。精选课件 2.1.5.2汽蚀余量汽蚀余量 在实际工作中，我们会遇到这种情况，即如果某台泵在运行中发生了汽蚀，但是，在完全相同的使用条件下，换了另一种型号的泵，就可能不发生汽蚀，这说明泵在运转中是否发生汽蚀和泵本身的汽蚀性能有关。泵本身的汽蚀性能泵本身的汽蚀性能通常用必需的必需的汽蚀余量汽蚀余量

2、hr表式，它是指从泵入口到叶轮内最低压力点k处的静压能头降低值，也可用(NPSH)r表示。另一种情况是，对同一台泵来说，在某种吸入装置条件下运行时会发生汽蚀，当改变吸入装置条件下，就可能不发生汽蚀，这说明泵在运转中是否发生汽蚀和泵的吸入装置情况也有关系。按照泵的吸入装置情况所确定的汽蚀余量称为有效汽蚀余量按照泵的吸入装置情况所确定的汽蚀余量称为有效汽蚀余量ha。1装置的有效汽蚀余量ha 有效汽蚀余量也可用NPSHa表示是指液体进入泵前，液体本身所具有的防止泵发生汽蚀的能量，即液体自吸液池经吸入管路到达吸入口后，高出液体饱和蒸汽压Pst的那局部能头。其大小取决于泵的吸入系统装置，而与泵本身无关。2021-9-15精选课件250 对于液体被吸上的情况，将式249代入上式，得 251a 对于液体倒灌入泵的情况，Z s取负值，251b 精选课件图236 汽蚀余量变化曲线 2必需汽蚀余量hr自SS截面至K处产生压力降的原因如下：一般从吸入管至叶轮进口断面稍有收缩，因之液流有加速损失。另外液流从吸入口SS截面流向K处截面时有流动损失流动损失；从SS截面流向K处截面时，由于液流速度方向和大小都发生变

3、化，引起绝对速度分布的不均匀，压力也会有所变化；由于液体进入叶轮流道时，要绕流叶片的进口边缘，从而造成相对速度的增大和分布的不均匀，引起压力下降。252a 第一项可忽略第一项可忽略分析此图精选课件再写出SS和II截面的柏努利方程(图233)并忽略两截面之间的阻力将上式代入式(252a)并移项，得252b 如果式(252b)中叶轮内的压力PK降低到Pst时，那么式(252b)可写为 252c 因为式(252c)等号的左边就是有效汽蚀余量ha，见式(250)，而等号右边那么是必需汽蚀余量hr，所以并不表示有效=必须必须汽蚀余量有效汽蚀余量精选课件253a 考虑到绝对速度分布的不均匀，在式(253a)等号右边第一项乘以系数1 253b 由式(252c)可知，当有效汽蚀余量ha等于或小于必需汽蚀余量hr时，就会发生汽蚀。当二者相等时，那么是开始发生汽蚀的临界情况。hr和流量Q的关系曲线如图236所示。要想使泵不发生汽蚀,必须使hahr。为了保证离心泵良好运转，一般规定允许汽蚀余量254 泵的允许安装高度：泵的允许安装高度：精选课件255 同样，泵样本上查出的h是用20的水实测出的。如果泵输送的

4、介质为非水的其他液体，其h 应进行修正，可参考有关资料。图237为对碳氢化合物求法，即式中用20的水实测出的允许汽蚀余量；碳氢化合物的允许汽蚀余量；修正系数。精选课件图237 允许汽蚀余量修正系数 离心泵汽蚀性能曲线和泵的其他性能曲线一样，也随泵的工作转速n的不同而改变。根据离心泵的汽蚀相似，离心泵必需汽蚀余量间的关系为：精选课件2.1.5.3改善离心泵汽蚀性能的途径改善离心泵汽蚀性能的途径 离心泵的汽蚀由泵本身的必需汽蚀余量hr和吸入装置系统的有效汽蚀余量ha决定。1提高泵本身抗汽蚀性能措施 适当加大叶轮入口直径D0和叶片进口边宽度b1。增大D0和b1可降低叶轮入口平均速度v0和叶片进口平均相对速度W1，使hr减小。采用双吸叶轮。叶轮每边进入二分之一的流量，对整个叶轮来讲，相当于维持了原单吸泵的汽蚀性能，而流量加大一倍。采用诱导轮。诱导轮是一种类似于轴流式的叶轮，它装在离心泵叶轮的前面，所产生的扬程对叶轮的进口进行增压，从而改善汽蚀性能。采用优质叶轮材料。从外部条件来看，当无法或很难防止轻度汽蚀时，那么叶轮的材料要选择强硬材料如高铬不锈钢之类，并进行精细加工。这对减小由于汽蚀而产生的

5、叶轮外表点蚀破坏，可起到一些缓和作用。2提高有效汽蚀余量ha的措施选定适宜的安装高度,尽可能减少吸入管道的水力损失。考虑到扬程变化辐度的影响。精选课件2.1.6离心泵的选择离心泵的选择 2.1.6.1选择原那么选择原那么 (1)应满足工艺过程提出的对流量，压头及输送液体性质的应满足工艺过程提出的对流量，压头及输送液体性质的要求；要求；(2)应具有良好的吸入性能，轴封装置严密可靠，润滑冷却应具有良好的吸入性能，轴封装置严密可靠，润滑冷却良好，零部件有足够的强度以及便于操作和维修；良好，零部件有足够的强度以及便于操作和维修；(3)泵的高效工作区域要宽，能适应工况的变化；泵的高效工作区域要宽，能适应工况的变化；(4)泵的尺寸要小，重量要轻，结构要简单，制造应容易，泵的尺寸要小，重量要轻，结构要简单，制造应容易，从而本钱低；从而本钱低；(5)其他特殊要求，如防爆、耐腐蚀、耐磨损等。其他特殊要求，如防爆、耐腐蚀、耐磨损等。2.1.6.2选择步骤选择步骤 (1)列出选择泵时所需的原始数据列出选择泵时所需的原始数据 包括输送液体的物理性质包括输送液体的物理性质(密度、粘度、饱和蒸汽压、腐蚀性等密度、

6、粘度、饱和蒸汽压、腐蚀性等)，操作条件，操作条件(离心泵进出口两侧设备内的压力、操作温度、流离心泵进出口两侧设备内的压力、操作温度、流量等量等)以及泵所在位置情况以及泵所在位置情况(如环境温度、海拔高度、装置水平如环境温度、海拔高度、装置水平面和垂直面要求，进、出口两侧设备内液面至泵中心距离和管面和垂直面要求，进、出口两侧设备内液面至泵中心距离和管线布置方案等线布置方案等)。精选课件(2)估算泵的流量和扬程(3)选择泵的类型及型号(4)核算泵的性能曲线 根据流程图的布置，计算出最困难条件下泵入口的有效汽蚀余量，与该泵的允许值相比较。根据泵的汽蚀余量H，计算出泵的最大允许安装高度，与工艺流程图中拟定的实际安装高度相比较。(5)计算泵的轴功率和驱动机功率 根据离心泵所输送液体的工况点参数(Q、H和)，可计算得泵的轴功率 精选课件选用驱动泵的驱动机时，应该考虑要有1015的贮备功率，那么驱动机的功率Pt为2.1.7离心泵的轴向力及其平衡自学离心泵的轴向力及其平衡自学2.1.8离心泵的主要零部件离心泵的主要零部件(了解内容了解内容 2.1.8.1叶轮叶轮叶轮是离心泵中最重要的零件，它将驱动机的

7、能量传给液体。叶轮是离心泵中最重要的零件，它将驱动机的能量传给液体。按有无前后盖板，叶轮结构可分为：闭式叶轮按有无前后盖板，叶轮结构可分为：闭式叶轮；开式叶轮；开式叶轮；半开式叶轮。半开式叶轮。按吸入方式，叶轮可分为：单吸叶轮；双吸叶轮。按吸入方式，叶轮可分为：单吸叶轮；双吸叶轮。精选课件图243 离心泵叶轮型式 精选课件2.1.8.2换能装置换能装置 离心泵的换能装置是指叶轮出口到泵出口法兰，或多级泵次离心泵的换能装置是指叶轮出口到泵出口法兰，或多级泵次级叶轮进口前的过流通道局部。级叶轮进口前的过流通道局部。作用：作用：液体从叶轮中出来的速度很大，一般高达液体从叶轮中出来的速度很大，一般高达1525ms以上，而以上，而泵的排出管或次级叶轮入口速度又要求较低，限制在泵的排出管或次级叶轮入口速度又要求较低，限制在24ms左右。因此，需要采用换能装置将叶轮流出的高速液体收集起左右。因此，需要采用换能装置将叶轮流出的高速液体收集起来，并将液体导向泵排出管或送住多级泵的次级叶轮入口，与来，并将液体导向泵排出管或送住多级泵的次级叶轮入口，与此同时将叶轮给予液体的多余动能局部转化成压力能。此同时将

8、叶轮给予液体的多余动能局部转化成压力能。1蜗壳(2)导轮 精选课件图244 蜗壳精选课件图245 径向式导轮精选课件2.1.8.3密封装置密封装置作用：为了保证泵的正常工作，防止液体外漏，内漏或外界空气吸入泵内，必须在叶轮和泵壳间，轴和泵壳体间都装有密封装置。常用的密封装置：密封环、填料密封和机械密封，后二种属转轴的密封装置。1密封环密封环是密封装置的一种，用来防止液体从叶轮排出口通过叶轮和泵壳间的间隙漏回吸入口。图246 叶轮的密封环a平接式；b直角接式 精选课件2填料密封作用原理：作用原理：依靠填料变形，使泵轴依靠填料变形，使泵轴(或轴套或轴套)外圆外表和填料紧密接触实现其密封。外圆外表和填料紧密接触实现其密封。密封程度调节密封程度调节：轴封的严密性可用压紧或放松填料压盖的方法进行调节。填料的压紧程度要适当。压得过紧使填料与轴或轴套的摩擦功耗加大，降低其寿命，严重时将使填料与轴或轴套烧毁。压得过松，其密封性差，泄漏量增加或外界空气大量进入泵内，使离心泵无法工作。图247 填料函1填料函外壳；2填料；3液封环；4填料压盖；5厎衬环 精选课件图248 液封环 图249 带节流套的填料密

9、封 当输送含有固体颗粒的液体时，为了不使泥浆进入填料，或在高压泵中，为了不使高压液体直接作用于填料，防止造成填料很快磨损，在填料前端设置减压装置节流套。2021-9-21精选课件3机械密封 机械密封的构成 机械密封又称端面密封，其结构如图250所示，主要由以下三局部组成：图250 机械密封a单端面机械密封；b双端面机械密封1传动螺钉；2传动轴；3弹簧；4推环；5动环密封圈；6动环；7静环；8静环密封圈；9防转销 精选课件a主要密封元件主要密封元件 由动环由动环(旋转环旋转环)、静环、静环(固定环固定环)组成。组成。动环和静环一般均用不同材料制成，一个硬度较低(一般用石墨或石墨加其他充填剂)，一个硬度较高(可以用碳钢堆焊硬质合金、陶瓷等)但也可根据具体情况将两个环用同一材料制成(如碳化钨对碳化钨)。b辅助密封元件辅助密封元件 由动环密环圈、静环密封圈和其他适当的由动环密环圈、静环密封圈和其他适当的垫片组成。垫片组成。根据不同的要求，辅助密封元件常采用O形环、v形环，楔形环或其他形状的密封环。辅助密封元件除了应具有密封能力外，还应有一定的弹性，以便能吸收密封面受不良影响的振动，辅助密封元件

10、常用橡胶或塑料等材料制成。c压紧元件和其他辅助元件压紧元件和其他辅助元件 如弹簧、推环、传动座、防转销等，以及为保证动环和静环工作所必需的其他零件都属于这一类元件。有一个动环和一个静环的机械密封叫单端面机械密封。如图250(a)所示。有两个动环和两个静环的密封叫双端面机械密封，如图250(b)所示 精选课件 机械密封的特点 优点：与填料密封相比，机械密封的优点是密封性能好，寿命长，泄漏少，消耗功率少，在运转中可以到达几乎不漏的程度，所以广泛应用于输送高温、高压和强腐蚀性液体的离心泵；机械密封的缺点是制造复杂，价格较贵，损坏时不易更换(因为要拆下泵的局部零件)，动环、静环和其他辅助密封的元件材料不好选择。此外，安装精度对机械密封工作情况有很大影响，安装得不好那么增大泄漏量和降低寿命。可输送各种液体，如清水、海水、油类、酸、碱、盐溶液及其他有机溶液。要求液体不含悬浮颗粒，如果液体含有悬浮颗粒，可选用双端面机械密封。2.1.9离心泵的典型结构自学离心泵的典型结构自学精选课件2.2 轴流泵轴流泵 2.2.1轴流泵的原理和结构轴流泵的原理和结构轴流泵是一种低扬程，大流量的叶片式泵，轴流泵是一种低

《过程流体机械2—叶片泵》由会员资****亨分享，可在线阅读，更多相关《过程流体机械2—叶片泵》请在金锄头文库上搜索。