机泵与风机培训教材 为流体提供机械能的机械设备统称为流体输送机械。 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。 按工作原理： 按输送介质： 流体输送机械 离心泵 离 心 泵 的 工 作 原 理 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 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： 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。 气缚现象： 主要部件 （1）叶轮 —叶片（+盖板） 6～12个叶片 （前弯、后弯，径向） 液体通道。 闭式叶轮：前盖板、后盖板 半开式： 后盖板 开式： 无盖板 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：泵体的外壳，包围叶轮 出口 — 切线 作用： ①汇集液体，并导出液体； ②能量转换装置 （3）泵轴：垂直叶轮面，穿过叶轮中心 轴封：旋转的泵轴与固定的泵壳之间的密封。 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：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）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 性能参数： H—V曲线 N—V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： 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H—V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 H—V曲线 N—V曲线与—V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： 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：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：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： 特性曲线的变换 液体粘度的影响 液体粘度改变，H—V、N—V、—V曲线都将随之而变。 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，H—V曲线不随液体密度而变，η—V曲线也不随液体密度而变。 轴功率则随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：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： 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。