什么是泵?
1.泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體,齒輪油泵也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。
2.泵通??砂垂ぷ髟矸譃槿莘e式泵、動力式泵和其他類型泵三類。潛水泵除按工作原理分類外,還可按其他方法分類和命名。如,按驅(qū)動方法可分為電動泵和水輪泵等;按結(jié)構(gòu)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。
3.泵的各個性能參數(shù)之間存在著一定的相互依賴變化關系,可以畫成曲線來表示,稱為泵的特性曲線,每一臺泵都有自己特定的特性曲線。泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體,使液體能量增加。
什么是泵?
1.泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體,齒輪油泵也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。
2.泵通??砂垂ぷ髟矸譃槿莘e式泵、動力式泵和其他類型泵三類。潛水泵除按工作原理分類外,還可按其他方法分類和命名。如,按驅(qū)動方法可分為電動泵和水輪泵等;按結(jié)構(gòu)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。
3.泵的各個性能參數(shù)之間存在著一定的相互依賴變化關系,可以畫成曲線來表示,稱為泵的特性曲線,每一臺泵都有自己特定的特性曲線。泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體,使液體能量增加泵的分類依據(jù)
泵的種類繁多,按工作原理可分為:
①動力式泵,又叫葉輪式泵或葉片式泵,消防泵依靠旋轉(zhuǎn)的葉輪對液體的動力作用,液下泵把能量連續(xù)地傳遞給液體,使液體的動能(為主)和壓力能增加,隨后通過壓出室將動能轉(zhuǎn)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(jù)工作元件的運動形式又可分為往復泵和回轉(zhuǎn)泵。
③其他類型的泵,以其他形式傳遞能量。如射流泵依靠高速噴射的工作流體將需輸送的流體吸入泵后混合,進行動量交換以傳遞能量;隔膜泵水錘泵利用制動時流動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)生流動而實現(xiàn)輸送。另外,泵也可按輸送液體的性質(zhì)、驅(qū)動方法、結(jié)構(gòu)、用途等進行分類。
泵在各個領域中的應用
從泵的性能范圍看,巨型泵的流量每小時可達幾十萬立方米以上,計量泵而微型泵的流量每小時則在幾十毫升以下;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。
在化工和石油部門的生產(chǎn)中,原料、半成品和成品大多是液體,消防泵而將原料制成半成品和成品,需要經(jīng)過復雜的工藝過程,泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學反應的壓力流量的作用,此外,在很多裝置中還用泵來調(diào)節(jié)溫度。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,泵是主要的排灌機械。我國農(nóng)村幅原廣闊,每年農(nóng)村都需要大量的泵,一般來說農(nóng)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、冶煉和軋制過程中,需用泵來供水先等。
在電力部門,核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠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(diào)節(jié)、軍艦和坦克炮塔的轉(zhuǎn)動、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,其類型也是各式各樣的。其它如城市的給排水、蒸汽機車的用水、機床中的潤滑和冷卻、紡織工業(yè)中輸送漂液和染料、自吸泵造紙工業(yè)中輸送紙漿,以及食品工業(yè)中輸送牛奶和糖類食品等,都需要有大量的泵。
總之,無論是飛機、火箭、坦克、潛艇、還是鉆井、采礦、火車、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)中的一類生要產(chǎn)品。泵的基本參數(shù)
泵主要性能的基本參數(shù)有以下幾個:
1、流量Q
流量是泵在單位時間內(nèi)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口處(泵進口法蘭)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,習慣簡稱為米。
3、轉(zhuǎn)速n
轉(zhuǎn)速是泵軸單位時間的轉(zhuǎn)數(shù),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(shù)。汽蝕余量國內(nèi)曾用Δh表示。
5、功率和效率
泵的功率通常是指輸入功率,即原動機傳支泵軸上的功率,故又稱為軸功率,用P表示;
泵的有效功率又稱輸出功率,用Pe表示。隔膜泵它是單位時間內(nèi)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,就是單位時間內(nèi)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(nèi)的損失功率,其大小用泵的效率來計量。泵的效率為有效功率和軸功率之比,用η表示。
選型原則
泵是一種面大量廣的通用型機械設備,它廣泛地應用于石油、化工、電力冶金、礦山、造船、輕工、農(nóng)業(yè)、民用和國防等各部門,在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。據(jù)2002年統(tǒng)計,我國泵產(chǎn)量達200多萬臺,泵的電能消耗占全國電能消耗的21%以上,因此大力降低泵用能源消耗,對節(jié)約能源具用十分重大的意義。
目前在國民經(jīng)濟各個領域中,由于選型不合理,許多的泵處于不合理運行狀況,運行效率低,浪費了大量能源。有的泵由于選型不合理,根本不能使用,或者使用維修成本增加,經(jīng)濟效益低。由此可見,合理選泵對節(jié)約能源同樣具有重要意義。
所謂合理選泵,就是要綜合考慮泵機組和泵站的投資和運行費用等綜合性的技術經(jīng)濟指標,使之符合經(jīng)濟、安全、適用的原則。具體來說,有以下幾個方面:
必須滿足使用流量和揚程的要求,即要求泵的運行工況點(裝置特性曲線與泵的性能曲線的交點)經(jīng)常保持在高效區(qū)間運行,這樣既省動力又不易損壞機件。
所選擇的泵既要體積小、重量輕、造價便宜,又要具有良好的特性和較高的效率。
具有良好的抗汽蝕性能,這樣既能減輕泵體平臺的建造強度,又不使泵體發(fā)生汽蝕,運行平穩(wěn)、壽命長。
按所選泵建泵站,工程投資少,運行費用低。
選型步驟
一、列出基本數(shù)據(jù):
1、介質(zhì)的特性:介質(zhì)名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。
2、介質(zhì)中所含固體的顆粒直徑、含量多少。
3、介質(zhì)溫度:(℃)
4、所需要的流量
一般工業(yè)用泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量,但必須考慮工藝變化時對流量的影響。農(nóng)業(yè)用泵如果是采用明渠輸水,還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。
5、壓力:吸水池壓力,排水池壓力,管道系統(tǒng)中的壓力降(揚程損失)。
6、管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長度、管道附件種類及數(shù)目,吸水池至壓水池的幾何標高等)。
如果需要的話還應作出裝置特性曲線。
在設計布置管道時,應注意如下事項:
A、合理選擇管道直徑,管道直徑大,在相同流量下、液流速度小,阻力損失小,但價格高,管道直徑小,會導致阻力損失急劇增大,使所選泵的揚程增加,配帶功率增加,成本和運行費用都增加。因此應從技術和經(jīng)濟的角度綜合考慮。
B、排出管及其管接頭應考慮所能承受的最大壓力。
C、管道布置應盡可能布置成直管,盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長度,必須轉(zhuǎn)彎的時候,彎頭的彎曲半徑應該是管道直徑的3~5倍,角度盡可能大于90℃。
D、泵的排出側(cè)必須裝設閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門用來調(diào)節(jié)泵的工況點,逆止閥在液體倒流時可防止泵反轉(zhuǎn),并使泵避免水錘的打擊。(當液體倒流時,會產(chǎn)生巨大的反向壓力,使泵損壞)
二、流量的確定
a、如果生產(chǎn)工藝中已給出最小、正常、最大流量,應按最大流量考慮。
b、如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量,應考慮留有一定的余量。
對于ns>100的大流量低揚程泵,流量余量取,對ns<50的小流量高揚程泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,對質(zhì)量低劣和運行條件惡劣的泵,流量余量應取10%。
c、如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量,應換算成體積流量。