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一、離心泵的工作原理
1 、 離心泵 的工作原理
上海凱重閥門 葉輪安裝在泵殼2內(nèi),并緊固在泵軸3上,泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)。泵殼中央有一液體吸入4與吸入管5連接。液體經(jīng)底閥6和吸入管進(jìn)入泵內(nèi)。泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。
在泵啟動(dòng)前,泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體;啟動(dòng)后,啟動(dòng)后,葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng),葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下,液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量,以高速離開葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中,液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速,又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,最后以較高的流入排出管道,送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí),在葉輪中心形成了一定的真空,由于貯槽液面上方的
壓力大于泵入口處的壓力,液體便被連續(xù)壓入葉輪中??梢姡灰~輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng),液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。2 氣縛現(xiàn)象
當(dāng)泵殼內(nèi)存有空氣, 因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。從而,貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi),即離心泵無自吸能力,使離心泵不能輸送液體,此種現(xiàn)象稱為“氣縛現(xiàn)象為了使泵內(nèi)充滿液體,通常在吸入管底部安裝一帶濾網(wǎng)的底閥,該底閥為止逆閥,濾網(wǎng)的作用是防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)損壞葉輪或防礙泵的正常操作。二、離心泵的主要部件主要部件有葉輪、泵殼和軸封裝置。
1 葉輪
葉輪的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能直接傳給液體,以增加液體的靜壓能和動(dòng)能(主要增加靜壓能)。
葉輪一般有6~12片后彎葉片。
葉輪有開式、半閉式和閉式三種,如圖2-2所示。
開式葉輪在葉片兩側(cè)無蓋板,制造簡單、清洗方便,適用于輸送含有較大量懸浮物的物料,效率較低,輸送的液體壓力不高;半閉式葉輪在吸入口一側(cè)無蓋板,而在另一側(cè)有蓋板,適用于輸送易沉淀或含有顆粒的物料,效率也較低;閉式葉輪在葉輪在葉片兩側(cè)有前后蓋板,效率高,適用于輸送不含雜質(zhì)的清潔液體。一般的離心泵葉輪多為此類。
葉輪有單吸和雙吸兩種吸液方式。
2 泵殼
作用是將葉輪封閉在一定的空間,以便由葉輪的作用吸入和壓出液體。泵殼多做成蝸殼形,故又稱蝸殼。由于流道截面積逐漸擴(kuò)大,故從 葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速,使部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體,同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。
3 軸封裝置
作用是防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)。
常用軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。
填料一般用浸油或涂有石墨的石棉繩。機(jī)械密封主要的是靠裝在軸上的動(dòng)環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面作相對運(yùn)動(dòng)而達(dá)到密封的目的。
離心泵的主要性能參數(shù)
一、流量Q(m3/h或m3/s)
離心泵的流量即為離心泵的送液能力,是指單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送的液體體積。
泵的流量取決于泵的結(jié)構(gòu)尺寸(主要為葉輪的直徑與葉片的寬度)和轉(zhuǎn)速等。操作時(shí),泵實(shí)際所能輸送的液體量還與管路阻力及所需壓力有關(guān)。
二、揚(yáng)程H(m)
離心泵的揚(yáng)程又稱為泵的壓頭,是指單體重量流體經(jīng)泵所獲得的能量。
泵的揚(yáng)程大小取決于泵的結(jié)構(gòu)(如葉輪直徑的大小,葉片的彎曲情況等、轉(zhuǎn)速。目前對泵的壓頭尚不能從理論上作出精確的計(jì)算,一般用實(shí)驗(yàn)方法測定。
泵的揚(yáng)程可同實(shí)驗(yàn)測定,即在泵進(jìn)口處裝一真空表,出口處裝一壓力表,若不計(jì)兩表截面上的動(dòng)能差(即Δu2/2g=0),不計(jì)兩表截面間的能量損失(即∑f1-2=0),則泵的揚(yáng)程可用下式計(jì)算
注意以下兩點(diǎn):
(1)式中p2為泵出口處壓力表的讀數(shù)(Pa);p1為泵進(jìn)口處真空表的讀數(shù)(負(fù)表壓值,Pa)。
(2) 注意區(qū)分離心泵的揚(yáng)程(壓頭)和升揚(yáng)高度兩個(gè)不同的概念。
揚(yáng)程是指單位重量流體經(jīng)泵后獲得的能量。在一管路系統(tǒng)中兩截面間(包括泵)列出柏努利方程式并整理可得
式中H為揚(yáng)程,而升揚(yáng)高度僅指Δz一項(xiàng)。
例2-1 現(xiàn)測定一臺(tái)離心泵的揚(yáng)程。工質(zhì)為20℃清水,測得流量為60m /h時(shí),泵進(jìn)口真空表讀數(shù)為-0.02Mpa,出口壓力表讀數(shù)為0.47Mpa(表壓),已知兩表間垂直距離為0.45m若泵的吸入管與壓出管管徑相同,試計(jì)算該泵的揚(yáng)程。
解 由式
查20℃,
h =0.45m
p =0.47Mpa=4.7*10 Pa
p =-0.02Mpa=-2*10 Pa
H=0.45+
三、效率
泵在輸送液體過程中,軸功率大于排送到管道中的液體從葉輪處獲得的功率,因?yàn)槿莘e損失、水力損失物機(jī)械損失都要消耗掉一部分功率,而離心泵的效率即反映泵對外加能量的利用程度。
泵的效率值與泵的類型、大小、結(jié)構(gòu)、制造精度和輸送液體的性質(zhì)有關(guān)。大型泵效率值高些,小型泵效率值低些。
四、軸功率 N(W或kW)
泵的軸功率即泵軸所需功率,其值可依泵的有效功率Ne和效率η計(jì)算,即