一、泵的類型原理
1、泵的定義:通常把提升液體、輸送液體或使液體增加壓力,即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體目的的機器統(tǒng)稱為泵。
2、泵的工作原理:
(1)容積式泵----利用工作腔容積周期變化來輸送液體。
(2)葉片泵----利用葉片和液體相互作用來輸送液體
3、泵的具體用途:泵的不同用途、不同的輸送液體介質(zhì)、不同流量、不同揚程的范圍,泵的結構型式當然也不一樣,材料也不同,概括起來,大致可以分為:
(1)城市供水 (2)污水系統(tǒng) (3)土木、建筑系統(tǒng) (4)農(nóng)業(yè)水利系統(tǒng)(5)電站系統(tǒng)(6)化工系統(tǒng)(7)石油工業(yè)系統(tǒng)(8)礦山冶金系統(tǒng)(9)輕工業(yè)系統(tǒng)(10)船舶系統(tǒng)
二、汽蝕現(xiàn)象
液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時,液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生汽泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。汽蝕時產(chǎn)生的汽泡,流動到高壓處時,其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升汽泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕潰滅。
泵在運轉(zhuǎn)中,若其過流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進口稍后的某處)因為某種原因,抽送液體的壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時,液體便在此處汽化,產(chǎn)生大量蒸氣,形成氣泡,當含有大量氣泡的液體向前經(jīng)過葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時,氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以致破裂。在氣泡凝結破裂的同時,液體質(zhì)點以很高的速度填充空穴,在此瞬間產(chǎn)生很強烈的水擊作用,并以很高的沖壓頻率打擊金屬表面,沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓,嚴重時會將壁厚擊穿。
在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部分遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對過流部件產(chǎn)生破壞作用以外,還會產(chǎn)生振動和噪音,并導致泵原性能下降,嚴重時會使泵中液體中斷,不能正常工作。
三、泵汽蝕基本關系式
泵發(fā)生汽蝕的條件是由泵本身和吸入裝置兩方面決定的。因此研究汽蝕發(fā)生的條件,應從泵本身和吸入裝置雙方來考慮,泵的基本關系式為:
NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa
NPSHa=NPSH(NPSHc)--------泵開始汽蝕
NPSHa>NPSHr(NPSHc)------泵無汽蝕
式中NPSHa---裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量,越大越不易汽蝕;
NPSHr----泵汽蝕余量,又叫必需汽蝕余量或泵進口壓降,越小抗汽蝕性能越好;
NPSHc-----臨界汽蝕余量,是指對應泵性能下降一定值的汽蝕余量;
[NPSH]-----許用汽蝕余量,是確定泵使用條件用汽蝕余量,通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc.
四、防止汽蝕措施
欲防止發(fā)生汽蝕必須提高NPSHa,使NPSHa>NPSHr,可防止發(fā)生汽蝕的措施如下:
1、減小幾何吸上高度hg(或增加幾何倒灌高度);
2、減小吸入損失hc,為此可設法增加管徑,盡量減小管路長度、彎頭和附件等;
3、防止長時間在大流量下工作;
4、在同樣轉(zhuǎn)速和流量下,采用雙吸泵,因減小進口流速,泵不易發(fā)生汽蝕;
5、泵發(fā)生汽蝕時,應盡量把流量減小功降速運行;
6、泵吸水池的情況對泵汽蝕有重要影響;
7、對于在苛刻條件下運行的泵,為避免汽蝕破壞,可使用耐汽蝕材料。
五、泵的選型
設計院在在設計裝置設備時,要確定泵的用途和性能并選擇泵的型號。這種選擇首先得從選擇泵的種類和形式開始,那么以什么原則來選泵呢?依據(jù)又是什么?
1、泵的選型原則
(1)使所選泵的形式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕余量、吸程等工藝發(fā)參數(shù)的要求。
(2)必須滿足介質(zhì)特性的要求。對輸送易燃易爆、有毒或貴重介質(zhì)的泵,要求軸封可靠或采用無泄漏泵,如磁力驅(qū)動泵、隔膜泵、屏蔽泵。對輸送腐蝕性介質(zhì)的泵,要求對過流部件采用耐腐蝕性材料,如AFB不銹鋼耐腐蝕泵、CQF工程塑料磁力驅(qū)動泵。對輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵,要求對過流部件采用耐磨材料,必要時軸封采用清潔液體沖洗。
(3)機械方面可靠性高、噪音低、振動小。
(4)經(jīng)濟上要綜合考慮到設備費、運轉(zhuǎn)費、維修費和管理費的總成本zui低。
(5)離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、液體無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點。因此除以下情況外應盡量選用離心泵:有計量要求時,選用計量泵;揚程要求很高,流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選時,可選用重復泵;如對汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵;揚程很低,流量很大時,可選用軸流泵和混流泵;介質(zhì)粘度較大(大于650~1000mm2/s)時,可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或重復泵(齒輪泵、螺桿泵);介質(zhì)含氣量75%,流量較小且粘度小于37.4mm2/s時,可選用旋渦泵;對啟動頻繁或灌泵不便的場合,應選用具有自吸性能的泵如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(電動)隔膜泵。