机泵与风机培训教材
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1、培训教材机泵与风机为流体提供机械能的机械设备统称为流体输送机械。为流体提供机械能的机械设备统称为流体输送机械。分类分类流体输送机械压缩机、真空泵通风机、鼓风机气体压送机械泵液体输送机械离心式；往复式；旋转式；流体作用式。按按工作工作原理：原理：按输送介质：按输送介质：流体输送机械流体输送机械离心泵离心泵离离 心心 泵泵 的的 工工 作作 原原 理理离心泵结构：离心泵结构： 高速旋转的叶轮和固定的泵壳，叶轮上装有若干叶片，叶轮将输入的轴功提供给液体。 液体随叶轮旋转在离心力作用下沿叶片间通道向外缘运动，速度增加、机械能提高。液体离开叶轮进入蜗壳，蜗壳流道逐渐扩大、 流体速度减慢，液体动能转换为静
2、压能，压强不断升高，最后沿切向流出蜗壳通过排出导管输入管路系统。离心泵工作原理：离心泵装置简图离心泵装置简图吸上原理与气缚现象吸上原理与气缚现象原动机 ： 轴 叶轮，旋转离心力中心动能高速离开叶轮外围静压能叶片间液体: 液体被做功吸上原理：吸上原理： 如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。 叶轮泵壳泵轴吸入口底阀滤网调节阀排出口吸入管排出管气缚现象：气缚现象：主要部件主要部件（1）叶轮 叶片（+盖板）612个叶片（前弯、后弯，径向）液体通道。闭式叶轮闭式叶轮：前盖板、后盖板半开式半开式： 后盖板开
3、式开式： 无盖板平衡孔：平衡孔：消除轴向推力截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道 液体入口 中心（2）泵壳泵壳：泵体的外壳，包围叶轮出口 切线作用作用： 汇集液体，并导出液体； 能量转换装置（3）泵轴泵轴：垂直叶轮面，穿过叶轮中心 轴封轴封：旋转的泵轴与固定的泵壳之间的密封。作用作用：防止高压液体沿轴漏出或外界空气漏入。 机械密封填料密封填料密封1填料套；2填料环；3填料；4填料压盖；5长扣双头螺栓；6螺母填料填料：采用浸油或涂石墨的石棉绳。结构简单，但功率消耗大，且有一定程度的泄漏。 （4 4）导轮的作用）导轮的作用 减少能量损失流量V m3/s压头H mH2o轴功率N kW效率%离心泵的特性曲线离
4、心泵的特性曲线性能参数：性能参数： HV曲线 NV曲线 V曲线 离心泵的特性曲线由制造厂附于产品样本中，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。特性曲线：特性曲线：02040608010012014004812162024283236010203040506070809004812n=2900r/minIS00-80-160B 离心泵 H mQ/ m3/h % N kW 离心泵的压头H又称扬程，是指泵对单位重量的流体所能提供的机械能J/N，单位为m。因此HV曲线代表离心泵所提供的能量与流量的关系，离心泵压头H随流量V增加而下降。有效功率与轴功率的比值为离心泵的效率HVHV曲线曲线NVNV曲线与曲
5、线与 VV曲线曲线离心泵的轴功率N是指电机输入到泵轴的功率。流体从泵获得的实际功率为泵的有效功率Ne，由泵的流量和扬程求得在真空表和压力表之间列柏努利方程：22121022vMfpupuzHhHgggg222102MvfppuuHhHgg0MvppHhgeH VgNeHVgNNN容积损失容积损失：一部份已获得能量的高压液体由叶轮出口处通过叶轮与泵壳间的缝隙或从平衡孔漏返回到叶轮入口处的低压区造成的能量损失。水力损失水力损失：进入离心泵的粘性液体产生的摩擦阻力、局部阻力以及液体在泵壳中由冲击而造成的能量损失。机械损失机械损失：泵轴与轴承之间、泵轴与密封填料之间等产生的机械摩擦造成的能量损失。设计
6、点设计点：效率曲线最高点称为设计点，设计点对应的流量、压头和轴功率称为额定流量、额定压头和额定轴功率，标注在泵的铭牌上。一般将最高效率值的92%的范围称为泵的高效区，泵应尽量在该范围内操作。泵的启动泵的启动：泵的轴功率随输送流量的增加而增大，流量为零时，轴功率最小。因此关闭出口阀启动离心泵，启动电流最小。 反映离心泵能量损失，包括：反映离心泵能量损失，包括：特性曲线的变换特性曲线的变换液体粘度的影响液体粘度的影响 液体粘度改变，HV、NV、V曲线都将随之而变。液体密度的影响液体密度的影响 离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无关，HV曲线不随液体密度而变，V曲线也不随液体密度而变。 轴功率则随
7、液体密度的增加而增加。 离心泵启动时一定应在泵体和吸入管路内充满液体，否则将发生“气缚” 现象。 特性曲线是制造厂用20清水在一定转速下实验测定的。若输送液体性质与此相差较大，泵特性曲线将发生变化，应加以修正，使之变换为符合输送液体性质的新特性曲线。解解：与泵的特性曲线相关的性能参数有泵的转速n、流量V、压头H、轴功率N和效率。其中流量和轴功率已由实验直接测出，压头和效率则需进行计算。以真空表和压力表两测点为1，2截面，对单位重量流体列柏努力方程，有例：例： 用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如附图所示。当调节出口阀使管路流量为25m3/h时，泵出口处压力表读数为0.28MPa（表压），泵
8、入口处真空表读数为0.025MPa，测得泵的轴功率为3.35kW，电机转速为2900转/分，真空表与压力表测压截面的垂直距离为0.5m。试由该组实验测定数据确定出与泵的特性曲线相关的其它性能参数。 1z2z真空表压力表工作流量下泵有效功率为泵轴功率为代入数据222121211 22fppuuHHzzgg 6212120.280.025100.531.6mH O1000 9.81ppHzzg%2 .6435. 315. 2NNe离心泵的工作点离心泵的工作点 当泵安装在一定管路系统中的离心泵工作时，泵输出的流量即为管路流量、泵提供的压头即为管路所要求的压头。泵的特性曲线与管路特性曲线有一交点a点，
9、该交点称为离心泵的工作点。离心泵的流量调节离心泵的流量调节 改变泵的特性 改变管路特性（1）改变出口阀开度-管路特性关小出口阀 le H ， qV 管特线变陡 工作点左上移开大出口阀 le H ， qV 管特线变缓 工作点右下移改变流量 改变工作点改变流量n泵H- qV曲线上移 工作点右上移， H ， qV （2）改变叶轮转速- 改变泵的特性离心泵的并联和串联离心泵的并联和串联 离心泵串联操作时，泵送流量相同，泵组的扬程为该流量下各泵的扬程之和。离心泵串连工作时的合成特性曲线。 离心泵并联操作时，泵在同一压头下工作，泵组的流量为该压头下各泵对应的流量之和。据此，并联离心泵组的H-V特性曲线。
10、离心泵并联和串联，将组合安装的离心泵视为一个泵组，泵组的特性曲线或称合成特性曲线，据此确定泵组工作点。离心泵并联离心泵并联 同一压头下，并联泵的流量为单泵流量的两倍，据此作出合成特性曲线 并联泵的流量大于一台单泵的流量，小于两台单泵的流量 双并单VVVHV并V单HV并V单V双合成特性曲线合成特性曲线离心泵串联离心泵串联 同一流量下，串联泵的压头为单泵压头的两倍，据此作出串联泵合成特性曲线 串联泵的流量大于一台单泵的流量，小于两台单泵的流量双并单VVVV1V2V12III1H2HLHHHV串LHVH V0并串联的选择并串联的选择高阻管路：串联泵低阻管路：并联泵低阻管路高阻管路Q串Q并Q串Q并离心
11、泵的气蚀现象与安装高度离心泵的气蚀现象与安装高度 从整个吸入管路到泵的吸入口直至叶轮内缘，液体的压强是不断降低的。研究表明，叶轮内缘处的叶片背侧是泵内压强最低点。Hg11KK00p020112gfppuHHggg 汽蚀现象汽蚀现象： 当泵内某点的压强低至液体饱和蒸汽压时部分液体将汽化，产生的汽泡被液流带入叶轮内压力较高处再凝聚。由于凝聚点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击。瞬间压力可高达数十个MPa，众多的水击点上水击频率可高达数十kHz，且水击能量瞬时转化为热量，水击点局部瞬时温度可达230以上。症状症状： 噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降。后果后果： 高频
