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  • 泵的基礎知識大全
    新聞分類(lèi):行業(yè)資訊   作者:admin    發(fā)布于:2013-04-164    文字:【】【】【




                                    泵的基礎知識大全





    一、什么是泵?

     
        泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動(dòng)機的機械能或其他外部能量傳送給液體,使液體能量增加。


        泵主要用來(lái)輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體,也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。

        泵通??砂垂ぷ髟矸譃槿莘e式泵、動(dòng)力式泵和其他類(lèi)型泵三類(lèi)。除按工作原理分類(lèi)外,還可按其他方法分類(lèi)和命名。如,按驅動(dòng)方法可分為電動(dòng)泵和水輪泵等;按結構可分為單級泵和多級泵;按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等;按輸送液體的性質(zhì)可分為水泵、油泵和泥漿泵等。

        泵的各個(gè)性能參數之間存在著(zhù)一定的相互依賴(lài)變化關(guān)系,可以畫(huà)成曲線(xiàn)來(lái)表示,稱(chēng)為泵的特性曲線(xiàn),每一臺泵都有自己特定的特性曲線(xiàn)。

    二、泵的定義與歷史來(lái)源

        輸送液體或使液體增壓的機械。廣義上的泵是輸送流體或使其增壓的機械,包括某些輸送氣體的機械。泵把原動(dòng)機的機械能或其他能源的能量傳給液體,使液體的能量增加。

        水的提升對于人類(lèi)生活和生產(chǎn)都十分重要。古代已有各種提水器具,如埃及的鏈泵(前17世紀)、中國的桔槔(前17世紀)、轆轤(前11世紀)、水車(chē)(公元1世紀) ,以及公元前3世紀古希臘阿基米德發(fā)明的螺旋桿等。公元前200年左右,古希臘工匠克特西比烏斯發(fā)明了最原始的活塞泵-滅火泵。早在1588年就有了關(guān)于4葉片滑片泵的記載, 以后陸續出現了其他各種回轉泵 。1689年,法國的D.帕潘發(fā)明了4葉片葉輪的蝸殼離心泵。1818年 ,美國出現了具有徑向直葉片  、半開(kāi)式雙吸葉輪和蝸殼的離心泵。1840~1850年,美國的H.R.沃辛頓發(fā)明了泵缸和蒸汽缸對置的蒸汽直接作用的活塞泵,標志著(zhù)現代活塞泵的形成。1851~1875年,帶有導葉的多級離心泵相繼發(fā)明,使發(fā)展高揚程離心泵成為可能。隨后,各種泵相繼問(wèn)世。隨著(zhù)各種先進(jìn)技術(shù)的應用,泵的效率逐步提高,性能范圍和應用也日漸擴大。

    三、泵的分類(lèi)依據

     
      泵的種類(lèi)繁多,按工作原理可分為:①動(dòng)力式泵,又叫葉輪式泵或葉片式泵,依靠旋轉的葉輪對液體的動(dòng)力作用,把能量連續地傳遞給液體,使液體的動(dòng)能(為主)和壓力能增加,隨后通過(guò)壓出室將動(dòng)能轉換為壓力能,又可分為離心泵、軸流泵、部分流泵和旋渦泵等。②容積式泵,依靠包容液體的密封工作空間容積的周期性變化,把能量周期性地傳遞給液體,使液體的壓力增加至將液體強行排出,根據工作元件的運動(dòng)形式又可分為往復泵和回轉泵。③其他類(lèi)型的泵,以其他形式傳遞能量。如射流泵依靠高速?lài)娚涞墓ぷ髁黧w將需輸送的流體吸入泵后混合,進(jìn)行動(dòng)量交換以傳遞能量;水錘泵利用制動(dòng)時(shí)流動(dòng)中的部分水被升到一定高度傳遞能量 ;電磁泵是使通電的液態(tài)金屬在電磁力作用下產(chǎn)生流動(dòng)而實(shí)現輸送。另外,泵也可按輸送液體的性質(zhì)、驅動(dòng)方法、結構、用途等進(jìn)行分類(lèi)。

    四、泵在各個(gè)領(lǐng)域中的應用

     
        從泵的性能范圍看,巨型泵的流量每小時(shí)可達幾十萬(wàn)立方米以上,而微型泵的流量每小時(shí)則在幾十毫升以下;泵的壓力可從常壓到高達19.61Mpa(200kgf/cm2)以上;被輸送液體的溫度最低達-200攝氏度以下,最高可達800攝氏度以上。泵輸送液體的種類(lèi)繁多,諸如輸送水(清水、污水等)、油液、酸堿液、懸浮液、和液態(tài)金屬等。


        在化工和石油部門(mén)的生產(chǎn)中,原料、半成品和成品大多是液體,而將原料制成半成品和成品,需要經(jīng)過(guò)復雜的工藝過(guò)程,泵在這些過(guò)程中起到了輸送液體和提供化學(xué)反應的壓力流量的作用,此外,在很多裝置中還用泵來(lái)調節溫度。    

        在農業(yè)生產(chǎn)中,泵是主要的排灌機械。我國農村幅原廣闊,每年農村都需要大量的泵,一般來(lái)說(shuō)農用泵占泵總產(chǎn)量一半以上。  

        在礦業(yè)和冶金工業(yè)中,泵也是使用最多的設備。礦井需要用泵排水,在選礦、冶煉和軋制過(guò)程中,需用泵來(lái)供水先等。   

        在電力部門(mén),核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠(chǎng)需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、循環(huán)水泵和灰渣泵等。   

        在國防建設中,飛機襟翼、尾舵和起落架的調節、軍艦和坦克炮塔的轉動(dòng)、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體,有的還要求泵無(wú)任何泄漏等。   

        在船舶制造工業(yè)中,每艘遠洋輪上所用的泵一般在百臺以上,其類(lèi)型也是各式各樣的。其它如城市的給排水、蒸汽機車(chē)的用水、機床中的潤滑和冷卻、紡織工業(yè)中輸送漂液和染料、造紙工業(yè)中輸送紙漿,以及食品工業(yè)中輸送牛奶和糖類(lèi)食品等,都需要有大量的泵。   

        總之,無(wú)論是飛機、火箭、坦克、潛艇、還是鉆井、采礦、火車(chē)、船舶,或者是日常的生活,到處都需要用泵,到處都有泵在運行。正是這樣,所以把泵列為通用機械,它是機械工業(yè)中的一類(lèi)生要產(chǎn)品。
     
     五、泵的基本參數

        表征泵主要性能的基本參數有以下幾個(gè):

        1、流量Q

       流量是泵在單位時(shí)間內輸送出去的液體量(體積或質(zhì)量)。

        體積流量用Q表示,單位是:m3/s,m3/h,l/s等。

        質(zhì)量流量用Qm表示,單位是:t/h,kg/s等。

        質(zhì)量流量和體積流量的關(guān)系為:

                                 Qm=ρQ

        式中 ρ——液體的密度(kg/m3,t/m3),常溫清水ρ=1000kg/m3。

        2、揚程H

        揚程是泵所抽送的單位重量液體從泵進(jìn)口處(泵進(jìn)口法蘭)到泵出口處(泵出口法蘭)能量的增值。也就是一牛頓液體通過(guò)泵獲得的有效能量。其單位是N·m/N=m,即泵抽送液體的液柱高度,習慣簡(jiǎn)稱(chēng)為米。


     3、轉速n

        轉速是泵軸單位時(shí)間的轉數,用符號n表示,單位是r/min。

       4、汽蝕余量NPSH

        汽蝕余量又叫凈正吸頭,是表示汽蝕性能的主要參數。汽蝕余量國內曾用Δh表示。

        5、功率和效率

        泵的功率通常是指輸入功率,即原動(dòng)機傳支泵軸上的功率,故又稱(chēng)為軸功率,用P表示;

        泵的有效功率又稱(chēng)輸出功率,用Pe表示。它是單位時(shí)間內從泵中輸送出去的液體在泵中獲得的有效能量。

        因為揚程是指泵輸出的單位重液體從泵中所獲得的有效能量,所以,揚程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積,就是單位時(shí)間內從泵中輸出的液體所獲得的有效能量——即泵的有效功率:

                           Pe=ρgQH(W)=γQH(W)

        式中 ρ——泵輸送液體的密度(kg/m3);

             γ——泵輸送液體的重度(N/m3);

             Q——泵的流量(m3/s);

             H——泵的揚程(m);

             g——重力加速度(m/s2)。

        軸功率P和有效功率Pe之差為泵內的損失功率,其大小用泵的效率來(lái)計量。泵的效率為有效功率和軸功率之比,用η表示。
     
     六、什么叫流量?用什么字母表示?如何換算?
     
     
        單位時(shí)間內泵排出液體的體積叫流量,流量用Q表示,計量單位:立方米/小時(shí)(m3/h),升/秒(l/s), L/s=3.6 m3/h=0.06   m3/min=60L/min
        G=Qρ G為重量 ρ為液體比重
        例:某臺泵流量50 m3/h,求抽水時(shí)每小時(shí)重量?水的比重ρ為1000公斤/立方米。
        解:G=Qρ=50×1000(m3/h·kg/ m3)=50000kg / h=50t/h 


    七、什么叫揚程?用什么字母表示?用什么計量單位?和壓力的換算及公式?
     
      
        單位重量液體通過(guò)泵所獲得的能量叫揚程。泵的揚程包括吸程在內,近似為泵出口和入口壓力差。揚程用H表示,單位為米(m)。泵的壓力用P表示,單位為Mpa(兆帕),H=P/ρ.如P為1kg/cm2,則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=出口壓力 P1=進(jìn)口壓力) 


    八、什么叫汽蝕余量?什么叫吸程?各自計量單位表示字母?
     

        泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì )產(chǎn)生汽體,汽化的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運動(dòng)下,對葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝蝕,從而破壞葉輪等金屬,此時(shí)真空壓力叫汽化壓力,汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量。單位用米標注,用(NPSH)r。吸程即為必需汽蝕余量Δh:即泵允許吸液體的真空度,亦即泵允許的安裝高度,單位用米。
    吸程=標準大氣壓(10.33米)-汽蝕余量-安全量(0.5米)
        標準大氣壓能壓管路真空高度10.33米。
        例如:某泵必需汽蝕余量為4.0米,求吸程Δh?
        解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米 


    九、什么是水泵的汽蝕現象以及其產(chǎn)生原因


        1、汽蝕

        液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí),液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現象稱(chēng)為汽蝕。

        2、汽蝕潰滅

        汽蝕時(shí)產(chǎn)生的氣泡,流動(dòng)到高壓處時(shí),其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現象稱(chēng)為汽蝕潰滅。

        3、產(chǎn)生汽蝕的原因及危害

        泵在運轉中,若其過(guò)流部分的局部區域(通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處)因為某種原因,抽送液體的絕對壓力降低到當時(shí)溫度下的液體汽化壓力時(shí),液體便在該處開(kāi)始汽化,產(chǎn)生大量蒸汽,形成氣泡,當含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內的高壓區時(shí),氣泡周?chē)母邏阂后w致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結破裂的同時(shí),液體質(zhì)點(diǎn)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,并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面沖擊應力可達幾百至幾千個(gè)大氣壓,沖擊頻率可達每秒幾萬(wàn)次,嚴重時(shí)會(huì )將壁厚擊穿。

        4、汽蝕過(guò)程

        在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是水泵中的汽蝕過(guò)程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對過(guò)流部件會(huì )產(chǎn)生破壞作用以外,還會(huì )產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),并導致泵的性能下降,嚴重時(shí)會(huì )使泵中液體中斷,不能正常工作。
     
    十、什么是泵的特性曲線(xiàn)?
     
        通常把表示主要性能參數之間關(guān)系的曲線(xiàn)稱(chēng)為離心泵的性能曲線(xiàn)或特性曲線(xiàn),實(shí)質(zhì)上,離心泵性能曲線(xiàn)是液體在泵內運動(dòng)規律的外部表現形式,通過(guò)實(shí)測求得。特性曲線(xiàn)包括:流量-揚程曲線(xiàn)(Q-H),流量-效率曲線(xiàn)(Q-η),流量-功率曲線(xiàn)(Q-N),流量-汽蝕余量曲線(xiàn)(Q-(NPSH)r),性能曲線(xiàn)作用是泵的任意的流量點(diǎn),都可以在曲線(xiàn)上找出一組與其相對的揚程,功率,效率和汽蝕余量值,這一組參數稱(chēng)為工作狀態(tài),簡(jiǎn)稱(chēng)工況或工況點(diǎn),離心泵最高效率點(diǎn)的工況稱(chēng)為最佳工況點(diǎn),最佳工況點(diǎn)一般為設計工況點(diǎn)。一般離心泵的額定參數即設計工況點(diǎn)和最佳工況點(diǎn)相重合或很接近。在實(shí)踐選效率區間運行,即節能,又能保證泵正常工作,因此了解泵的性能參數相當重要。 

     

    十一、什么叫泵的效率?公式如何?
     

        指泵的有效功率和軸功率之比。η=Pe/P
        泵的功率通常指輸入功率,即原動(dòng)機傳到泵軸上的功率,故又稱(chēng)軸功率,用P表示。
        有效功率即:泵的揚程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積。
        Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 (KW)
        ρ:泵輸送液體的密度(kg/m3)
        γ:泵輸送液體的重度 γ=ρg (N/ m3)
        g:重力加速度(m/s)
        質(zhì)量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s) 
       

    十二、什么是泵的全性能測試臺?
     
     
        能通過(guò)精密儀器準確測試出泵的全部性能參數的設備為全性能測試臺。國家標準精度為B級。流量用精密蝸輪流量計測定,揚程用精密壓力表測定。吸程用精密真空表測定。功率用精密軸功率機測定。轉速用轉速表測定。效率根據實(shí)測值:n=rQ102計算。 

     

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