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泵閥知識

泵的基礎知識大全

一、什麽是泵?

 

    泵是(shì)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(sòng)給(gěi)液體,使液體能量增(zēng)加。

 

    泵(bèng)主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等液體,也可輸送(sòng)液、氣(qì)混合物及含(hán)懸浮固體物的液體。

 

    泵通常可(kě)按工作原(yuán)理分為容積式泵、動力式泵和其他類型泵三類。除按工(gōng)作原(yuán)理分類外,還可按其他方法分類和命名。如,按驅動方法可分為電動(dòng)泵和水輪泵等(děng);按(àn)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(xìng)質(zhì)可分為水泵、油泵和泥漿泵等(děng)。

 

    泵的各個性能參數之間存在著一定的相(xiàng)互依賴變化關係,可以畫成曲線來表示,稱為泵的特性曲線,每一台泵都有自己特定的特性(xìng)曲線。

 

二、泵的定義與曆史來(lái)源(yuán)

 

    輸送液體或使液體(tǐ)增壓的(de)機械。廣義上的泵是(shì)輸送流體或使其(qí)增壓的機械(xiè),包括某些輸送氣體的機械。泵把原動機的機械能或其他能源的能量傳給液體,使液體的能量(liàng)增加。

 

    水的提升對於人類生活和生產都十分重要。古代已有各種提水(shuǐ)器具,如埃及的鏈泵(前17世紀)、中(zhōng)國的桔槔(前17世(shì)紀)、轆轤(前(qián)11世(shì)紀)、水車(chē)(公元1世紀) ,以(yǐ)及公元前3世(shì)紀古希臘阿基米德(dé)發明的螺旋杆等。公元前200年左右(yòu),古希臘工匠克特(tè)西比烏斯發明了最原始的活塞泵(bèng)-滅(miè)火泵。早在1588年就有了(le)關於4葉片滑片泵的記載, 以後陸續出現了其他(tā)各種回(huí)轉泵 。1689年,法國的D.帕潘發明了4葉片葉輪的蝸(wō)殼離心泵。1818年 ,美國出現了具有徑向直(zhí)葉片  、半開(kāi)式(shì)雙吸葉輪和蝸殼的離(lí)心泵。1840~1850年,美國的H.R.沃辛頓發明了泵缸和蒸汽缸對置的蒸汽直接作用的活塞泵,標誌著(zhe)現代活塞泵(bèng)的形成。1851~1875年,帶有導葉的多級(jí)離心泵相繼發明,使發展高揚程離心(xīn)泵成為可能。隨後,各(gè)種泵相繼問世。隨著各種先進技術的應用,泵的效率逐步提高,性能範圍和應用(yòng)也日漸擴大。

 

三、泵的分類依據

 

  泵的(de)種類繁多,按工作原理可分為:①動力式泵,又叫(jiào)葉輪(lún)式泵或葉片式泵,依靠旋轉(zhuǎn)的葉輪對液(yè)體的(de)動力(lì)作用,把能量(liàng)連續地傳遞給液體,使(shǐ)液體的動能(為主)和(hé)壓力能增加,隨後通過壓出室將動能轉換為壓力能,又可分為離心泵、軸(zhóu)流泵、部分流泵和旋渦泵等。②容積式(shì)泵,依靠包容液(yè)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(tǐ)強行排出,根據(jù)工作元件的運動形式又可分為往複泵和回轉(zhuǎn)泵(bèng)。③其(qí)他類型的泵,以其他(tā)形式(shì)傳遞(dì)能(néng)量。如射流泵依靠高速噴射的工作流體(tǐ)將需(xū)輸送的(de)流體吸入泵後混合,進行動量交換以傳遞能量;水錘泵利用(yòng)製動時流動中的部分水被升到一定(dìng)高度傳遞能量(liàng) ;電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下產生流動而實現輸送。另外,泵也可按輸送液體的性質、驅動方法、結構、用途等進行(háng)分類。

四、泵在各個領域中的應用

 

    從泵的性能範圍(wéi)看,巨型泵的流量每小時可達(dá)幾十(shí)萬立方米以上,而微型泵的流量每小(xiǎo)時則在幾十毫升以(yǐ)下;泵的壓(yā)力可從常(cháng)壓到高達19.61Mpa(200kgf/cm2)以(yǐ)上;被輸送液體的溫(wēn)度最低達-200攝氏度以下,最高可達(dá)800攝氏度以上。泵輸送液體的種類繁多(duō),諸(zhū)如輸送水(清水、汙水(shuǐ)等)、油液、酸堿液、懸浮液、和液態金屬等。

 

    在化工和石(shí)油部門的生產中,原料、半成品和(hé)成品大多(duō)是液體(tǐ),而將原料製成半成品和成(chéng)品,需要經過複雜的工藝(yì)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(yā)力流量的作用,此外,在(zài)很多裝置中還(hái)用泵來調節溫度。    

 

    在農業生(shēng)產中,泵是主要的排灌(guàn)機械。我國農村幅原廣闊,每年農村都需要大量的(de)泵,一般來說(shuō)農用(yòng)泵占泵總產量一半以上。  

 

    在礦業和冶金(jīn)工業中,泵也(yě)是使用最多的設備。礦井需要用泵排水,在選礦、冶煉和軋製過程中(zhōng),需用泵來供(gòng)水(shuǐ)先(xiān)等。   

 

    在電力部門,核電站(zhàn)需要核(hé)主泵、二級泵、三級泵、熱電廠需要大量的鍋爐給(gěi)水泵、冷凝水泵、循環水泵和灰渣泵等。   

 

    在(zài)國防建設中,飛機襟翼、尾舵和起(qǐ)落架的(de)調節、軍艦和坦克炮塔(tǎ)的轉動、潛艇的沉浮等都(dōu)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。   

 

    在船舶製造工業中,每艘遠洋輪上所用的泵一(yī)般在百台以上(shàng),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、紡織工業中輸(shū)送漂液和染料、造紙工業中輸送紙漿,以及食品工業中輸送牛奶和糖類食品等,都需要有大量的泵。   

 

    總之(zhī),無論(lùn)是飛機(jī)、火箭、坦(tǎn)克、潛艇、還是鑽井、采礦、火車、船舶,或者是日常(cháng)的生活,到處都(dōu)需要用泵,到處都有泵在運行。正(zhèng)是這樣,所以把泵列為通用機械,它是機械工業中的一類(lèi)生要產品。

 

 五、泵的基本參數

 

    表征泵主要性能的基本參數有以下幾個:

 

    1、流量Q

 

   流量是泵在單位時間內輸送出去的液體量(體(tǐ)積或質量)。

 

    體積流量用Q表示,單位是(shì):m3/s,m3/h,l/s等。

 

    質量流量(liàng)用Qm表(biǎo)示,單位是:t/h,kg/s等。

 

    質量流量和體積流量的關係為: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(yáng)程是泵所抽送(sòng)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(zēng)值。也就是一牛頓液體(tǐ)通(tōng)過泵獲得的有效能量。其單(dān)位是N·m/N=m,即泵抽送液(yè)體的液柱高度,習慣簡稱為米。

 3、轉(zhuǎn)速(sù)n

    轉速是泵軸單位時間的轉(zhuǎn)數,用符號n表示,單位(wèi)是r/min。

  4、汽蝕餘量(liàng)NPSH

    汽蝕餘(yú)量又叫淨(jìng)正吸頭,是表示汽蝕性能的主要參數(shù)。汽蝕餘量國內曾(céng)用Δh表示。

  5、功率和(hé)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(wéi)軸功率,用P表示;

 

    泵的有效功率又稱輸出功率,用Pe表示。它是單位時間內從泵中輸(shū)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(yè)體從泵中所(suǒ)獲得的(de)有效能量,所以,揚(yáng)程和質量流量及重力加速度(dù)的乘積,就是單位時間內(nèi)從泵中輸(shū)出的液(yè)體所獲得的有效能量——即泵的有效功率:  Pe=ρgQH(W)=γQH(W)

 

    式中(zhōng) ρ——泵輸送液體的密度(kg/m3);

         γ——泵輸送液體的重度(dù)(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計量。泵的效率為有效功率(lǜ)和軸功率之比,用η表示。

 

 六、什(shí)麽(me)叫流量?用什麽字母表示?如何換算(suàn)?

     單位時間內泵排(pái)出液體的體(tǐ)積叫(jiào)流量,流量用Q表示,計量單位:立方米/小時(m3/h),升(shēng)/秒(miǎo)(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:某台泵流量50 m3/h,求抽水(shuǐ)時每(měi)小時重量?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、什麽叫揚程?用(yòng)什麽字母表示?用什麽計量單位?和壓力的換算及公(gōng)式?

   

    單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程。泵的揚程包括吸程(chéng)在(zài)內,近似為(wéi)泵(bèng)出口和入(rù)口壓(yā)力差。揚程(chéng)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(jīn)/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m

1Mpa=10kg/c m2,H=(P2-P1)/ρ (P2=出口壓力 P1=進口壓力) 

八、什麽叫汽蝕餘量?什(shí)麽叫吸程?各自計量(liàng)單(dān)位表(biǎo)示字母?

 

    泵在工作時液體在葉輪(lún)的進口處因一定真空壓力下會產生汽體,汽化的氣泡在液體質點的撞(zhuàng)擊運動下,對葉輪等金屬表麵產生剝蝕,從而破(pò)壞葉輪等金屬,此時真空(kōng)壓力叫汽化壓力,汽蝕餘量是指在(zài)泵吸(xī)入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富餘能量。單位用米標注,用(NPSH)r。吸程即為必需汽蝕餘量Δh:即泵允(yǔn)許吸液體的真空度,亦即(jí)泵允許的安裝高度,單位用米。

吸程=標準大氣壓(10.33米)-汽蝕餘量(liàng)-安全量(0.5米(mǐ))

    標準大氣壓能壓管路真空高度10.33米。

    例如:某泵必需汽蝕餘(yú)量為4.0米,求吸程Δh?

    解:Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米 

 

九、什(shí)麽是水泵的汽(qì)蝕現象以及其產生原因

 

    1、汽蝕

    液(yè)體在一(yī)定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時,液體便產生汽泡。把這種(zhǒng)產生氣泡(pào)的現象稱為汽蝕。

    2、汽蝕潰滅

 

    汽蝕時產生的(de)氣泡,流動到(dào)高壓處時,其體積減小以致破(pò)滅。這種由於壓力上升氣(qì)泡消失在(zài)液體中的(de)現象稱(chēng)為汽蝕潰滅。

    3、產生汽蝕的原因及危害

    泵在運轉中,若(ruò)其過流(liú)部分的局部區域(通常是葉輪葉片進口稍後的某處)因為某種原因,抽送液體的絕對壓力(lì)降低到當(dāng)時溫度下的液體汽化壓力時(shí),液體便在該處開始汽化,產生大量蒸汽,形成氣泡,當含有大量氣泡的液體向前經葉輪內的高壓區時,氣泡周圍的高壓(yā)液體(tǐ)致使氣泡急劇地縮小以至破裂(liè)。在氣泡凝結破裂的同時,液體(tǐ)質(zhì)點以很高的速度填充空穴,在此瞬間產生很(hěn)強(qiáng)烈的水擊作(zuò)用,並以很高的衝擊頻率打擊金屬表麵衝擊(jī)應力可達幾百至(zhì)幾(jǐ)千個大氣壓,衝擊(jī)頻率可達每秒(miǎo)幾(jǐ)萬次,嚴(yán)重時會將壁厚擊穿。

    4、汽蝕過程

    在(zài)水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部件(jiàn)遭(zāo)受到破壞的(de)過程就是(shì)水泵中(zhōng)的汽蝕過程。水泵產生汽蝕後除了對過流部件會產生破壞作用以外,還會產生噪聲和振動,並導致泵的性能下降,嚴重時會使(shǐ)泵中液(yè)體中斷(duàn),不能正常工作。

 

十、什麽是泵的特性曲線?

 

    通常把表示主要性能參數之間關係的曲線稱為(wéi)離心泵的性能曲線(xiàn)或特性曲線,實質上,離心(xīn)泵性能曲線是液體在泵內運動規律的外(wài)部(bù)表現形式,通過實測(cè)求得。特性曲線包括:流量-揚(yáng)程曲線(Q-H),流量-效率曲線(Q-η),流量-功(gōng)率(lǜ)曲線(xiàn)(Q-N),流量(liàng)-汽蝕餘量曲線(Q-(NPSH)r),性能(néng)曲線作用是泵的任意的流(liú)量點,都可以在曲線上找出一組與其相對的(de)揚程,功率,效率和汽蝕餘量(liàng)值,這一(yī)組參數稱為工作狀態(tài),簡稱工況(kuàng)或工況點,離心泵最(zuì)高效率點的工況稱為最佳工況點,最佳工況點一般(bān)為設計工況點。一般離心泵的(de)額定參數(shù)即設計工況點和最佳工況點相重合或很(hěn)接近。在實(shí)踐選(xuǎn)效率區間運(yùn)行,即節能(néng),又能保證泵正常工作,因此(cǐ)了解泵的(de)性能參數相當重要。 

 

十一、什麽叫泵(bèng)的效率?公式(shì)如何(hé)?

 

    指泵的有效功率和軸功率之比。η=Pe/P

    泵(bèng)的功率通常指輸入功率,即原動機傳到泵軸上的功率(lǜ),故又稱軸(zhóu)功(gōng)率,用P表示。

    有效(xiào)功率即:泵的揚程和質量流量及重力加速度(dù)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(chóng)度 γ=ρg (N/ m3)

    g:重力加速度(m/s)

    質量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s) 

   

十二、什(shí)麽是泵的(de)全性能測試台?

 

    能通過精密儀器準確測試出泵的全部性(xìng)能參數的設備為全性能測試台。國家標準精度為B級。流量用精密蝸輪(lún)流(liú)量計測定,揚程用精(jīng)密壓力表測定。吸(xī)程用精密真空表測定。功率用精密軸功率機測定。轉速(sù)用(yòng)轉速表測定。效率根據實(shí)測值:n=rQ102計算。

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