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    泵的知识梳理

    返回列表 来源: 浏览: 发布日期:2018/3/15 9:18:20【
    一18新利体育、什么是泵18新利体育18新利体育?
     
        泵是输送液体或使液体增压的机械18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体18新利体育18新利体育18新利体育,使液体能量增加18新利体育18新利体育。
     
        泵主要用来输送水18新利体育18新利体育、油18新利体育、酸碱液18新利体育、乳化液18新利体育18新利体育、悬乳液和液态金属等液体18新利体育18新利体育18新利体育,也可输送液18新利体育18新利体育18新利体育、气混合物及含悬浮固体物的液体18新利体育18新利体育。
        泵通?18新利体育?砂垂ぷ髟矸治莼奖?8新利体育18新利体育、动力式泵和其他类型泵三类18新利体育18新利体育18新利体育。除按工作原理分类外18新利体育,还可按其他方法分类和命名18新利体育18新利体育18新利体育。如18新利体育,按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等18新利体育18新利体育18新利体育;按结构可分为单级泵和多级泵18新利体育;按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等18新利体育18新利体育;按输送液体的性质可分为水泵18新利体育18新利体育、油泵和泥浆泵等。
        泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系18新利体育18新利体育,可以画成曲线来表示18新利体育18新利体育18新利体育,称为泵的特性曲线18新利体育,每一台泵都有自己特定的特性曲线18新利体育。
    二、泵的定义与历史来源
        输送液体或使液体增压的机械。广义上的泵是输送流体或使其增压的机械18新利体育,包括某些输送气体的机械18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育。泵把原动机的机械能或其他能源的能量传给液体18新利体育18新利体育18新利体育,使液体的能量增加18新利体育。
        水的提升对于人类生活和生产都十分重要18新利体育18新利体育18新利体育。古代已有各种提水器具18新利体育18新利体育,如埃及的链泵(前17世纪)18新利体育18新利体育、中国的桔槔(前17世纪)18新利体育18新利体育、辘轳(前11世纪)18新利体育、水车(公元1世纪) 18新利体育18新利体育,以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等18新利体育18新利体育。公元前200年左右18新利体育,古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原始的活塞泵-灭火泵18新利体育。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载18新利体育, 以后陆续出现了其他各种回转泵 18新利体育18新利体育18新利体育。1689年18新利体育18新利体育,法国的D.帕潘发明了4叶片叶轮的蜗壳离心泵18新利体育18新利体育18新利体育。1818年 18新利体育18新利体育,美国出现了具有径向直叶片  18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。1840~1850年18新利体育18新利体育18新利体育,美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育,标志着现代活塞泵的形成18新利体育18新利体育。1851~1875年18新利体育18新利体育18新利体育,带有导叶的多级离心泵相继发明18新利体育18新利体育,使发展高扬程离心泵成为可能18新利体育18新利体育。随后18新利体育18新利体育18新利体育,各种泵相继问世18新利体育。随着各种先进技术的应用18新利体育18新利体育,泵的效率逐步提高18新利体育18新利体育,性能范围和应用也日渐扩大。
    三18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育、泵的分类依据
     
      泵的种类繁多18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育,按工作原理可分为:①动力式泵18新利体育18新利体育,又叫叶轮式泵或叶片式泵18新利体育18新利体育,依靠旋转的叶轮对液体的动力作用,把能量连续地传递给液体18新利体育18新利体育,使液体的动能(为主)和压力能增加,随后通过压出室将动能转换为压力能18新利体育,又可分为离心泵18新利体育18新利体育、轴流泵18新利体育18新利体育18新利体育、部分流泵和旋涡泵等18新利体育18新利体育。②容积式泵18新利体育,依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化18新利体育,把能量周期性地传递给液体18新利体育18新利体育,使液体的压力增加至将液体强行排出18新利体育,根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵18新利体育18新利体育18新利体育。③其他类型的泵18新利体育18新利体育,以其他形式传递能量18新利体育18新利体育。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合,进行动量交换以传递能量18新利体育18新利体育18新利体育;水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量 18新利体育18新利体育18新利体育;电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送18新利体育。另外18新利体育,泵也可按输送液体的性质、驱动方法18新利体育18新利体育、结构18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育、用途等进行分类18新利体育18新利体育18新利体育。
    四18新利体育、泵在各个领域中的应用
     
        从泵的性能范围看18新利体育18新利体育18新利体育,巨型泵的流量每小时可达几十万立方米以上18新利体育18新利体育,而微型泵的流量每小时则在几十毫升以下18新利体育;泵的压力可从常压到高达19.61Mpa(200kgf/cm2)以上18新利体育;被输送液体的温度最低达-200摄氏度以下18新利体育18新利体育18新利体育,最高可达800摄氏度以上18新利体育18新利体育。泵输送液体的种类繁多18新利体育18新利体育18新利体育,诸如输送水(清水、污水等)、油液18新利体育、酸碱液18新利体育、悬浮液、和液态金属等18新利体育18新利体育。
     
        在化工和石油部门的生产中,原料18新利体育18新利体育、半成品和成品大多是液体18新利体育,而将原料制成半成品和成品18新利体育,需要经过复杂的工艺过程18新利体育18新利体育,泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用18新利体育18新利体育18新利体育,此外,在很多装置中还用泵来调节温度18新利体育18新利体育。    
        在农业生产中18新利体育18新利体育18新利体育,泵是主要的排灌机械18新利体育18新利体育18新利体育。我国农村幅原广阔18新利体育18新利体育,每年农村都需要大量的泵,一般来说农用泵占泵总产量一半以上18新利体育。  
        在矿业和冶金工业中,泵也是使用最多的设备18新利体育18新利体育?18新利体育18新利体育?缶枰帽门潘?8新利体育,在选矿18新利体育、冶炼和轧制过程中18新利体育,需用泵来供水先等18新利体育18新利体育。   
        在电力部门18新利体育18新利体育,核电站需要核主泵18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育、二级泵18新利体育18新利体育18新利体育、三级泵18新利体育18新利体育、热电厂需要大量的锅炉给水泵18新利体育、冷凝水泵18新利体育18新利体育、循环水泵和灰渣泵等18新利体育18新利体育。   
        在国防建设中18新利体育18新利体育,飞机襟翼18新利体育、尾舵和起落架的调节18新利体育18新利体育、军舰和坦克炮塔的转动18新利体育18新利体育、潜艇的沉浮等都需要用泵18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育。高压和有放射性的液体18新利体育18新利体育,有的还要求泵无任何泄漏等18新利体育18新利体育。   
        在船舶制造工业中18新利体育,每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以上18新利体育,其类型也是各式各样的18新利体育。其它如城市的给排水18新利体育、蒸汽机车的用水18新利体育18新利体育18新利体育、机床中的润滑和冷却18新利体育、纺织工业中输送漂液和染料18新利体育18新利体育18新利体育、造纸工业中输送纸浆18新利体育18新利体育18新利体育,以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等18新利体育18新利体育,都需要有大量的泵18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育。   
        总之18新利体育18新利体育,无论是飞机18新利体育18新利体育、火箭18新利体育、坦克、潜艇18新利体育、还是钻井18新利体育18新利体育、采矿18新利体育18新利体育18新利体育、火车18新利体育18新利体育18新利体育、船舶18新利体育18新利体育,或者是日常的生活18新利体育18新利体育,到处都需要用泵18新利体育18新利体育,到处都有泵在运行18新利体育18新利体育。正是这样18新利体育18新利体育18新利体育,所以把泵列为通用机械18新利体育,它是机械工业中的一类生要产品18新利体育18新利体育18新利体育。
     
     五18新利体育18新利体育18新利体育、泵的基本参数
        表征泵主要性能的基本参数有以下几个:
        118新利体育、流量Q
       流量是泵在单位时间内输送出去的液体量(体积或质量)18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育。
        体积流量用Q表示18新利体育,单位是:m3/s,m3/h18新利体育18新利体育,l/s等18新利体育18新利体育18新利体育。
        质量流量用Qm表示18新利体育,单位是:t/h18新利体育,kg/s等18新利体育18新利体育18新利体育。
        质量流量和体积流量的关系为:
                                 Qm=ρQ
        式中 ρ——液体的密度(kg/m318新利体育18新利体育18新利体育18新利体育,t/m3)18新利体育,常温清水ρ=1000kg/m318新利体育。
        218新利体育18新利体育、扬程H
        扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量的增值18新利体育。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量18新利体育18新利体育。其单位是N·m/N=m,即泵抽送液体的液柱高度,习惯简称为米18新利体育18新利体育18新利体育。
     
     318新利体育18新利体育、转速n
        转速是泵轴单位时间的转数18新利体育,用符号n表示18新利体育18新利体育18新利体育,单位是r/min18新利体育。
       418新利体育18新利体育、汽蚀余量NPSH
        汽蚀余量又叫净正吸头18新利体育,是表示汽蚀性能的主要参数18新利体育18新利体育18新利体育。汽蚀余量国内曾用Δh表示18新利体育。
        518新利体育、功率和效率
        泵的功率通常是指输入功率18新利体育,即原动机传支泵轴上的功率18新利体育,故又称为轴功率18新利体育18新利体育,用P表示18新利体育18新利体育18新利体育;
        泵的有效功率又称输出功率18新利体育18新利体育,用Pe表示18新利体育18新利体育18新利体育。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量18新利体育。
        因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量18新利体育18新利体育18新利体育,所以18新利体育18新利体育,扬程和质量流量及重力加速度的乘积18新利体育18新利体育18新利体育,就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量——即泵的有效功率:
                           Pe=ρgQH(W)=γQH(W)
        式中 ρ——泵输送液体的密度(kg/m3)18新利体育18新利体育18新利体育;
             γ——泵输送液体的重度(N/m3)18新利体育18新利体育;
             Q——泵的流量(m3/s)18新利体育;
             H——泵的扬程(m)18新利体育18新利体育18新利体育;
             g——重力加速度(m/s2)18新利体育18新利体育18新利体育。
        轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率18新利体育18新利体育,其大小用泵的效率来计量18新利体育18新利体育18新利体育。泵的效率为有效功率和轴功率之比18新利体育18新利体育18新利体育,用η表示18新利体育18新利体育。
     
     六18新利体育、什么叫流量18新利体育18新利体育?用什么字母表示18新利体育?如何换算18新利体育? 
        单位时间内泵排出液体的体积叫流量18新利体育18新利体育18新利体育,流量用Q表示18新利体育,计量单位:立方米/小时(m3/h),升/秒(l/s), L/s=3.6 m3/h=0.06   m3/min=60L/min
        G=Qρ G为重量 ρ为液体比重
        例:某台泵流量50 m3/h18新利体育18新利体育,求抽水时每小时重量18新利体育?水的比重ρ为1000公斤/立方米18新利体育18新利体育。
        解:G=Qρ=50×1000(m3/h·kg/ m3)=50000kg / h=50t/h 
     
    七18新利体育、什么叫扬程18新利体育?用什么字母表示18新利体育?用什么计量单位18新利体育18新利体育18新利体育?和压力的换算及公式18新利体育18新利体育18新利体育? 
       
        单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程18新利体育18新利体育。泵的扬程包括吸程在内18新利体育18新利体育,近似为泵出口和入口压力差18新利体育18新利体育18新利体育。扬程用H表示18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育,单位为米(m)18新利体育18新利体育。泵的压力用P表示,单位为Mpa(兆帕)18新利体育,H=P/ρ.如P为1kg/cm218新利体育18新利体育,则H=(lkg/ cm2)/(1000kg/ m3) H=(1kg/ cm2)/(1000公斤/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m
    1Mpa=10kg/c m2,H=(P2-P1)/ρ (P2=出口压力 P1=进口压力) 
     
    八18新利体育、什么叫汽蚀余量18新利体育?什么叫吸程18新利体育?各自计量单位表示字母18新利体育18新利体育18新利体育? 
        泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体,汽化的气泡在液体质点的撞击运动下18新利体育,对叶轮等金属表面产生剥蚀18新利体育18新利体育,从而破坏叶轮等金属,此时真空压力叫汽化压力18新利体育18新利体育,汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量18新利体育。单位用米标注18新利体育18新利体育,用(NPSH)r18新利体育18新利体育。吸程即为必需汽蚀余量Δh:即泵允许吸液体的真空度18新利体育18新利体育,亦即泵允许的安装高度18新利体育18新利体育,单位用米18新利体育18新利体育。
    吸程=标准大气压(10.33米)-汽蚀余量-安全量(0.5米)
        标准大气压能压管路真空高度10.33米。
        例如:某泵必需汽蚀余量为4.0米18新利体育,求吸程Δh18新利体育18新利体育18新利体育?
        解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米 
     
    九18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育、什么是水泵的汽蚀现象以及其产生原因
     
        118新利体育、汽蚀
        液体在一定温度下18新利体育18新利体育,降低压力至该温度下的汽化压力时18新利体育,液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。
        2、汽蚀溃灭
        汽蚀时产生的气泡18新利体育,流动到高压处时18新利体育18新利体育,其体积减小以致破灭18新利体育18新利体育18新利体育。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。
        318新利体育18新利体育、产生汽蚀的原因及危害
        泵在运转中18新利体育,若其过流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后的某处)因为某种原因18新利体育18新利体育,抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时18新利体育18新利体育,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽18新利体育,形成气泡18新利体育,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时18新利体育18新利体育18新利体育,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂18新利体育。在气泡凝结破裂的同时18新利体育,液体质点以很高的速度填充空穴18新利体育18新利体育18新利体育,在此瞬间产生很强烈的水击作用18新利体育18新利体育,并以很高的冲击频率打击金属表面冲击应力可达几百至几千个大气压18新利体育,冲击频率可达每秒几万次18新利体育18新利体育18新利体育,严重时会将壁厚击穿18新利体育18新利体育。
        4、汽蚀过程
        在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程18新利体育18新利体育。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外18新利体育,还会产生噪声和振动18新利体育18新利体育,并导致泵的性能下降18新利体育18新利体育,严重时会使泵中液体中断18新利体育,不能正常工作。
     
    十18新利体育18新利体育、什么是泵的特性曲线18新利体育18新利体育?
        通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线18新利体育18新利体育,实质上18新利体育18新利体育18新利体育,离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式,通过实测求得18新利体育。特性曲线包括:流量-扬程曲线(Q-H)18新利体育18新利体育,流量-效率曲线(Q-η)18新利体育18新利体育,流量-功率曲线(Q-N)18新利体育,流量-汽蚀余量曲线(Q-(NPSH)r)18新利体育18新利体育,性能曲线作用是泵的任意的流量点18新利体育18新利体育,都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程18新利体育18新利体育18新利体育,功率18新利体育18新利体育,效率和汽蚀余量值18新利体育,这一组参数称为工作状态18新利体育18新利体育,简称工况或工况点18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育,离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点,最佳工况点一般为设计工况点18新利体育18新利体育。一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近18新利体育18新利体育18新利体育。在实践选效率区间运行,即节能18新利体育,又能保证泵正常工作18新利体育18新利体育18新利体育,因此了解泵的性能参数相当重要18新利体育。 
    十一18新利体育、什么叫泵的效率18新利体育18新利体育?公式如何18新利体育18新利体育? 
        指泵的有效功率和轴功率之比18新利体育18新利体育18新利体育。η=Pe/P
        泵的功率通常指输入功率18新利体育,即原动机传到泵轴上的功率18新利体育18新利体育18新利体育18新利体育,故又称轴功率18新利体育18新利体育,用P表示18新利体育18新利体育。
        有效功率即:泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
        Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 (KW)
        ρ:泵输送液体的密度(kg/m3)
        γ:泵输送液体的重度 γ=ρg (N/ m3)
        g:重力加速度(m/s)
        质量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s)  
    十二18新利体育、什么是泵的全性能测试台18新利体育? 
        能通过精密仪器准确测试出泵的全部性能参数的设备为全性能测试台18新利体育18新利体育。国家标准精度为B级18新利体育。流量用精密蜗轮流量计测定,扬程用精密压力表测定18新利体育18新利体育。吸程用精密真空表测定18新利体育18新利体育。功率用精密轴功率机测定18新利体育。转速用转速表测定18新利体育18新利体育。效率根据实测值:n=rQ102计算18新利体育18新利体育18新利体育。
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