泵與壓縮機ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 以保護電機 ， 防止過載 。如一般離心泵在 Q=0時軸功率最小 ， 所以關閉排出閘門啟動或停止離心泵最有利 。 3） ηQ特性曲線 ? 是檢驗離心泵工作經濟性的依據。最優工況點附近的區域稱為高效工作區。 一般取最高效率點以下 7%范圍內各點所對應的工況點為高效工作區。是離心泵的經濟工作區。離心泵不在高效工作區工作是不合理的。 高效點 額定工況 高效區 4） ΔhQ特性曲線 ? 允許汽蝕余量 Δh隨流量 Q的增大而增大 .說明 Q增大時 ,所需要留有的汽蝕余量 Δh也要增大。 5） 〔 Hs 〕 Q特性曲線 ? 允許吸上真空度 〔 Hs〕 隨流量 Q的增大而減小 .說明 Q增大時 ,所允許的安裝高度應當降低。 離心泵性能的改變與換算 影響離心泵的性能的因素很多，其中包括 液體性質（密度 ρ和粘度 μ等）、泵的結構尺寸（如 D2和 β2）、泵的轉速 n等。當這些參數任一個發生變化時，都會改變泵的性能，此時需要對泵的生產廠家提供的性能參數或特性曲線進行換算。 1．液體物性的影響 （ 1） 密度的影響 離心泵的流量、壓頭均與液體密度無關，效率也不隨液體密度而改變，因而當被輸送液體密度發生變化時， HQ與 ηQ曲線基本不變，但泵的軸功率與液體密度成正比。 （２）液體粘度對離心泵的特性曲線的影響 1． 隨著液體粘度的增加 ， HQ曲線和 ηQ曲線都要下降 ， N軸 Q曲線卻要上升 。原因是流道的邊界層加厚 ， 且液體的摩擦阻力增大 。 2． 當被輸送液體粘度比清水大 1020倍時 ， 離心泵的特性曲線變化很小 ， 即粘度影響可以忽略不計 。 當被輸送液體粘度比清水大 3050倍時 ， 泵的 HQ曲線與輸水時仍很接近 。 但同一流量下的軸功率比輸水時大 。 當被輸送液體粘度比清水大 50倍以上時 ， 則同一流量下的軸功率和效率都有較大變化 。其特性曲線就需要進行換算 。 ：前蘇聯國家石油機械研究設計院 、 美國水力協會 。 圖 229 2． 離心泵轉速的影響 由離心泵的基本方程式可知，當泵的轉速發生改變時，泵的流量、壓頭隨之發生變化，并引起泵的效率和功率的相應改變。當液體的粘度不大，效率變化不明顯，不同轉速下泵的流量、壓頭和功率與轉速的關系可近似表達成如下各式，即 Q H N1轉速為 n1時泵的性能； Q H N2轉速為 n2時泵的性能 ； 3．離心泵葉輪直徑的影響 當離心泵的轉速一定時，泵的基本方程式表明，其流量、壓頭與葉輪直徑有關。對于同一型號的泵，可換用直徑較小的葉輪（除葉輪出口其寬度稍有變化外，其它尺寸不變），此時泵的流量、壓頭和功率與葉輪直徑的近似關系為 Q’、 H’、 N’轉速為 D2’時泵的性能； Q、 H、 N轉速為 D2時泵的性能； 離心泵的工作點 (三 ).離心泵的工作點 離心泵工況點的建立 任何一臺離心泵都必須和管線系統聯合工作 . ,其規律是泵的特性曲線 HQ. , 其規律是 hQ曲線 .關系式為 h阻 =Σ(λ li/di+ξ i)v2/(2g)=aQ2 稱為管線特性曲線 . : 1)能量守恒 ,H=H靜 +h 2)質量守恒 ,Q=QG 離心泵的工作點 ? 當離心泵安裝在一管路中時，泵所提供的壓頭與流量，必然和管路所要求的壓頭與流量相一致才能工作，因此 同時滿足管路特性和泵特性的點稱為泵的工作點。 ? 有些低比轉數的離心泵，其 HQ性能曲線常常是駝峰型的。 ? 如圖：使用一臺 HQ性能曲線呈駝峰型的離心泵，把液體輸送到一個高位儲罐中去，同時，從儲罐中又抽出比泵送的量小的液體。 ? 現象 ：管路周期性的水擊、噪音和振動。 ? 喘振條件 ： 1. HQ性能曲線呈駝峰型； 由升降的液面。 ? 目的：是獲得較高的壓頭 .如圖 280 ? 特點 :Q1=Q2=Q, ? H=H1+H2。 ? 串聯特性曲線為 Ⅲ, ? 工況點為 點為 A A2, ? 串聯時必須注意使各泵在高效區內工作 ， 并檢查后一級的泵殼和密封的承受壓力情況 。 目的：獲得較大的流量 .如圖281 特點： Q=Q1+Q2, H=H1=H2, 總特性曲線為 Ⅲ ， 聯合工況點為 A/,各泵的工況點為 A A2, 并聯時也必須注意使各泵在高效區內工作 。 當管路特性曲線太陡時 ， 得不到較大的流量 兩臺特性相同的泵串聯或并聯工作 聯合工作的工況與管線特性有關 .如圖 282. I 為泵單獨工作時的 HQ特性曲線 。 II 為兩臺泵并聯工作時的 HQ特性曲線 。 III 為兩臺泵串聯工作時的HQ特性曲線 。 當管線特性曲線為 H管 Q管 時 ,串并聯的效果相同； 當管線特性曲線為 H/管 Q/管 時 ,并聯能獲得較大的流量。 當管線特性曲線為 H//管 Q//管時 ,串聯能獲得較大的壓頭。 思考： 161圖流量小于 QC什么情況？圖 163C點說明什么？ 兩臺同性能但相距很遠的泵串聯工作 泵 1和 2相距很遠，進行串聯工作（例如長輸管道用油泵）時裝置特性畫法：在疊加兩泵性能曲線之前，應先將泵間管路ＡＢ對泵１的影響考慮進去。 離心泵在分支管路、交匯管路中工作的裝置特性 ? ? 經過一臺泵（或幾臺串、并聯）將油品同時輸往二處或幾處時，要采取分支管路來工作，如圖。 油品經管１經過泵后再沿管２和管３分別輸送到兩處。方法：畫出管路特性曲線１２３，管２和３是并聯，曲線相加，然后和１串聯得到總管路曲線。 思考：怎樣得到管１２３中的流量 ２ .在交匯管路上工作的裝置特性 ? 在石油生產中，礦區中各轉油站的原油匯集后輸往油庫的管路屬于交匯管路，如圖設兩泵分別從ＡＢ兩油罐吸入油品，并經過兩條相當長的管路１２把油品送到匯合點Ｏ，然后經過管路３把油品送到儲油處Ｃ。 問題：如何得到１２管流量揚程？ 對泵進行流量調節，實質上是改變泵的工作點。由于工作點是由泵及管路特性共同決定的，因此，改變任一條特性曲線均可達到流量調節的目的。 改變工況點三種途徑： 改變泵特性曲線 改變管路特性曲線 同時改變泵和管路特性曲線 即 調節排出閘門的開啟度 .如圖 277所示 .優點是設備簡單 ,調節方便 ,缺點是耗能大 ,效率低 . ? 改變泵軸轉速 。 ? 如圖 278,優點是不造成附加能量損失 ,調節效率高 。缺點是需要變轉速動力機或變頻調速器 車削定律 :在車削量不大時 ， 車削前后的特性參數關系是： Q’/Q=D2’/D H’/H= (D2’/D)2 N 軸 ’ / N 軸 = (D2’/D)3 優點 :與原泵幾乎等效率 ,但只能車小 . 泵的高效工作范圍 降低吸入壓力使液體中的溶解氣體分離為自由氣體 ,流體粘度降低 ,密度下降 ,特性曲線改變 .優點是節能 ,但要以不發生汽蝕為前提 . 排出管線的旁路調節 ? 在泵的排出管上另接一條旁路管線，使部分液體流回吸水池，從而達到既使離心泵正常工作，又使流量得到調解的目的。 ? 離心泵的串并聯 離心泵的相似理論及應用 一 .離心泵的相似概念和相似公式 1． 相似條件 根據水力學的水動力相似理論 ， 兩臺泵相似必須滿足 幾何相似 、 運動相似 、 動力相似 三個條件 。 在以下討論中把兩臺進行比較的泵分別稱為原形泵和實際泵 ， 并用右上角打撇的參數表示實際泵的參數 。 ?1） 幾何相似 ， 即流道部分的幾何形狀必須相似：即對應尺寸成比例 ,對應結構角相等 ?D1/D1’=D2/D2’=b1/b1’=b2/b2’…… .=δ ?β2k=β2k’,α2k=α2k’,Z=Z’…… .. ?2)運動相似 ,即兩臺幾何相似的泵中 ,流道中對應點的流速方向一致 ,大小成比例 ? c2/c2’=w2/w2’=…… =u2/u2’=D2n/(D2’n’)=δ(n/n’) 3） 動力相似 即流道內對應點上的力多邊形相似 ,就是流道的對應點上液體的重力 、 壓力和粘性力等都成一定的相似關系 ， 其中主要是粘性力的影響 。 它主要取決于雷諾數的大小 。 在一般離心泵中 ， 雷諾數都很大 ， 因而雷諾數的一些差異對液流阻力及運動狀態的影響不顯著 ，所以 ， 當前兩個條件滿足時 ， 動力相似也往往是滿足的 。 ? 1） 壓頭相似公式 ? H/H’=δ2(n/n’)2, ?2） 流量相似公式 ? Q/Q’=δ3(n/n’) ?3） 功率相似公式 ? N 軸 / N/ 軸 =（ QH） /（ Q/H/） ? 即： ? N軸 / N/軸 =δ5（ n/n/） 3 可見： （ 1） 泵的壓頭與線性尺寸及轉速的平方成正比； （ 2） 流量與線性尺寸的三次方 、 與轉速的一次方成正比； （ 3） 泵的軸功率與線性尺寸的五次方 、 與轉速的三次方成正比； （ 4） 三個基本相似公式適用于一切葉片式水力機械 。 同一臺泵在不同轉速下工作時 ， 相當于 δ=1的相似泵 ， 它們的特性參數關系是 ： ? H’=H(n’/n)2。 ? Q’=Q(n’/n)。 ? N/軸 = N軸 （ n’/n)3 二 .離心泵在改變轉速時的特性曲線與通用特性曲線 ? 利用以上相似公式 ， 可以得出轉速改變后的離心泵特性曲線 。 如圖 2－ 30所示 離心泵的通用特性曲線 利用變頻調速電機驅動的離心泵可以在不同的各種轉速下工作。 把不同轉速時的 HQ曲線繪在同一坐標系統內，并把各條 HQ特性曲線上相同效率的點聯接起來，如圖，稱為離心泵的通用特性曲線。利用該曲線可以很快找到各轉速下的參數關系或者相反，可以很快找到各轉速下泵的高效工作范圍。 三 .離心泵的相似準數 — 比轉數 ? 如何將同一類相似泵用同一個相似準數來描述 ？ 由相似公式： ? H/H’=δ2(n/n’)2………………………… .(1) ? Q/Q’=δ3(n/n’)……………………… ..… (2) ? 為了消除 δ， 將 (1)兩端三次方 ， (2)兩端二次方 , ? H3/H’3=δ6(n/n’)6…………………… ..… (3) ? Q2/Q’2=δ6(n/n’)2……………………… ..(4) ? 將 (3)除以 （ 4） 并整理得 ? Q2n4/H3= Q’2n’4/H’3=…… =常數 ? 兩邊各開 4次方得 ? n√ Q/H3/4= n’√ Q’/H’3/4=…… =常數 ? 由此可見 ,對一批相似泵 ,無論其尺寸大小如何 ,它們在相似工況時的特性參數之間存在著如上固定的關系。為了便于實際記憶和使用這個關系，取其中的一臺相似泵作為標準泵，它的額定壓頭為 H’=1m 水柱，有效功率 N’= ρ /gQ/H/=（即 Q’= 3/s）時所具有的轉速 n’=n s定義為這類相似泵的比轉數。 ? 將上述數值代入上式 ， 得 ? n√Q/H 3/4= ns√ ?ns=√Q/H 3/4 ? 定義 ：比轉數是某一類相似泵的標準泵 ,該泵在額定壓頭為 1米水柱 ,有效功率為 （ 1馬力 ） ， 最優工況 ， 常溫下打水時具有的轉速 。 用 ns表示 。 ? 可見： ? 1） 一種類型的離心泵只有一個比轉數 ，不同類型的離心泵具有不同的比轉數 。 ?2） 某一臺泵的比轉數是其最優工況時的比轉數 . ?3） 以上比轉數計算式適應于單級單吸泵計算 。對于多級單吸泵 ?ns=√ Q/(H/k)3/4 ?對于單級雙吸泵 : ?ns=√( Q/2)/(H)3/4 利用比轉數 ns的大小 ,可以把種類繁多的葉片式泵分為五類 ,如圖 43所示 . 離心泵的汽蝕現象與最大安裝高度 一 . 離心泵的汽蝕 某溫度下液體的飽和蒸汽壓（汽化壓力）為： 當吸入口最低壓力小于此液體的飽和蒸汽壓時，便出現汽蝕。 ? ⑴ 發生汽蝕的條件： ? ⑵ 汽蝕特征： vK pp ?vp 離心泵工作時出現