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泵的基础知识与选型原则、经验

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发表于 2019-4-16 11:10:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
泵名词术语

1、泵---将原动机的机械能转换成流体能量的机器或机构称为泵。泵用来增加液体的位能、压能、动能(高速液流)。
2、流量---单位时间内流过某一断面的液体量(体积或质量)。用Q表示。单位是:m3/h、m3/s、l/min。
3、扬程---单位质量的液体由泵的入口被输送至出口能量的增值。用H表示。单位是:MPa、m。
4、转速---轴单位时间内的转数。用n表示。单位是:r/min。
5、配带功率---原动机的额定功率。用N表示。单位是:kW。
6、轴功率---原动机传到泵轴上的功率。用P表示。单位是:kW。
7、有效功率---又称输出功率,单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。用Pa表示。单位是:kW。
8、效率---有效功率和轴功率之比。用η表示。
9、汽蚀余量---泵吸入口处单位质量液体超出液体汽化压力的富裕能量(以米液柱表示)。用NPSH表示。单位是:m。
10、必须汽蚀余量---由泵厂根据试验确定的汽蚀余量(以米液柱计)。用NPSHr表示。单位是:m。泵汽蚀余量是由泵本身的特性决定的,是表示泵本身抗汽蚀性能的参数。欲提高泵本身的抗汽蚀性能,必须尽量降低汽蚀余量。
11、吸上真空高度---又称吸上真空度,从泵基准面算起的吸入口的真空度(以米液柱计)。用Hs表示。单位是:m。国内老式样本以吸上真空高度反映泵的汽蚀性能,现该指标已淘汰。Hs与NPSHr值的换算按下式:
NPSHr≈10—Hs
12、系列---泵的系列是指泵厂生产的同一类结构和用途的泵。如IS系列清水泵、IH系列化工泵、S系列中开泵等。
13、粘度---粘度就是润滑液体的内摩擦阻力。粘度的单位有多种,分别介绍如下。

(1)动力粘度(绝对粘度)μ
     在国际单位制中,如使相距1m、面积各为1m2的两层平行流体间产生速度为1m/s的相对移动时,所需施加的力为1N。则这种流体的动力粘度就1Pa•s(帕•秒)。1Pa•s=1N•s /m2,一般常用为mPa。在CGS制中动力粘度单位是P(泊),常嫌P的单位过大而常采用cP(厘泊)。它和国际单位制单位间的关系是:1cP=0.001Pa•s。
(2)运动粘度ν
通常粘度计所测量的不是动力粘度μ,而是μ/ρ,ρ是流体的密度,单位kg/m2或 g/cm2。这个比值称为运动粘度ν,即ν=μ/ρ。运动粘度在国际单位制中是m2/s,在CGS制中是(St),1St=1cm2/s,而实际常用的是厘斯(cSt),1 cSt=1mm2/s ,1St=100cSt。
(3)条件粘度η
除了μ和ν 以外,实践中还常遇到各种条件粘度,如恩氏粘度(oE)、赛氏粘度(SUS、赛氏秒)和雷氏粘度(RSS、雷氏秒)。我国常用的条件粘度有恩氏粘度和赛氏粘度。

泵分类     
按工作原理和结构泵分类如下:

     叶片式泵的工作原理是依靠叶片对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。

     容积式泵的工作原理是利用工作容积周期变化输送液体。

     叶片式泵的流量随压力变化而变化,容积式泵在一定转速或泵速(往复次数)下的流量是一定的,几乎不随压力而改变;叶片式泵一般不具备自吸能力,而容积式泵具有自吸能力,泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体;相比之下,叶片式泵适用于低压力和大流量,容积式泵适用于高压力和小流量;一般来说,容积式泵的效率高于叶片式泵。

     选泵原则和步骤

     泵是一种应用非常广泛、品种繁多的通用机械,正确选择泵的类型和型号是十分重要的。这直接关系到泵能否达到系统设计要求、泵的可靠性和使用寿命、泵的购置成本和寿命周期内总成本等。现实中,由于选型不合理,许多泵处于不正常状态运行,造成能源浪费,维修成本增加,甚至根本不能正常使用。所以,泵的选型需要认真进行,反复比较不同方案的优劣,以保证泵的正常运行。以下是选泵的原则和步骤:

     一、 选泵原则
     1. 满足要求
     所选泵的性能应满足工艺流程设计要求。
     2. 选泵从简
     优先选择结构简单的泵。因为结构简单的泵与结构复杂的泵相比,前者具有可靠性高、
     维修方便、寿命周期内总成本低等优点。例如:单级泵和多级泵、叶片式泵和往复式泵。
     3. 优选离心泵
     离心泵具有转速高、体积小、重量轻、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。因此除以下情况外,应尽可能选用离心泵:
     (1) 有计量要求时,选用计量泵;
     (2) 小流量高扬程时,选用旋涡泵、往复泵;
     (3) 小流量高扬程,且要求流量(压力)无脉动时,选用旋涡泵;
     (4) 大流量低扬程时,选用轴流泵、混流泵;
     (5) 介质含气量75%,流量较小且粘度小于37.4mm2/s时,选用旋涡泵;
     (6) 介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时,选用转子泵、往复泵(齿轮泵、螺杆泵);
     (7) 对启动频繁或灌泵不便的场合,选用有自吸性能的泵,如自吸离心泵、自吸旋涡泵、隔膜泵;
     (8) 有特别需要时,选用其他泵,如:喷射泵、软管泵等。
     4. 特殊要求
     安装在爆炸区域或特殊场合的泵,应根据爆炸区域等级,采用防爆电动机或其他有效措施。

    二、 选泵步骤
     1. 确认环境条件
     包括环境温度、相对湿度、大气压力、空气腐蚀性、危险区域等级、防尘防水要求。
     2. 确认操作条件
     指液体吸入侧液面压力(绝对)、排出侧液面压力、间歇或连续工作、位置固定或移
动、安装维修方便性。
     3. 确认介质性质
     包括介质名称、温度、密度、粘度、饱和蒸汽压力、固体颗粒直径和含量、气体的含量、腐蚀性、挥发性、燃爆性、毒性。
     4. 选定泵过流部件的材质
     根据泵送介质的物理化学性质主要考虑以下几个方面:
     (1) 介质的腐蚀性
     泵过流部件的耐腐蚀性能满足使用要求即可,不可追求过高的耐腐蚀性能,否则,将大幅度增加泵的购置成本。
     (2) 介质是否含固体颗粒
     因为固体颗粒的硬度和含量直接关系到泵过流部件的耐用性。
     (3) 介质的温度(压力)
     介质的温度(压力)越高,泵过流部件的材质强度应越高。一般的,温度>250℃时,应选用铸钢件或钢件。
     (4) 有卫生级或禁止污染要求的介质
     选择相应的过流部件材质。另外,泵的结构应是便于清洗的。
     5. 选定泵性能参数
     (1)计算法
     A. 流量:它直接关系到整个装置的生产能力和输送能力。如工艺设计中能算出泵正常、最小、最大的三种流量。选择泵时,以最大流量为依据,兼顾正常流量,在没有最大流量,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。
     B. 扬程:一般要用放大5%-10%余量后的扬程来选型。特别注意:离心泵流量、尤其是扬程的余量不宜过大,否则,泵工作时可能发生汽蚀,造成流量、扬程达不到要求。一旦出现这种情况,一般地,可采取切割叶轮外径或关小泵出口阀门的补救措施。
     C. 功率:一般地,泵配带功率形式及大小由生产厂选配,并在产品样本中标出。
     D. 汽蚀余量
     校核泵的装置汽蚀余量、必须汽蚀余量是否匹配。当不能满足时,应采取有效措施加以实现。
     (2)类比法、试验法
      当泵管路系统的阻力值不能准确计算时,可用类比法或试验法确定所需泵的流量、扬程等性能参数。
     7. 选定泵安装型式
      根据管路布置、安装场地选择卧式、直联、立式和其它型式(直角式、变角式、转角式、双联式、便拆式)。
     8. 确定泵的台数和备用率
      对正常运转的泵,一般只用一台,因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当,(指扬程、流量相同),大泵效率高于小泵,故从节能角度讲宁可选一台大泵,而不用两台小泵,但遇有下列情况时,可考虑两台泵并联合作:
     (1)流量很大,一台泵达不到此流量。
     (2)对于需要50%备用率的泵,可按两用一备,共三台配置。
     (3)对某些大型泵,可选用70%流量要求的泵并联操作,不用备用泵,在一台泵检修时,另一台泵仍然承担生产上70%的输送量。
     (4)必须24小时连续运转的泵,应运转一台,备用一台,维修一台,共三台。必要时,可由泵提供商协助选择。

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