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本帖最后由 小五哥 于 2015-3-12 02:05 编辑
离心泵是靠叶轮搅动流体旋转的离心力产生压力，输送流体。 在选用离心泵时，要确定泵的用途和性能并选择泵型。这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选泵呢？依据又是什么？
一 、 泵选型原则
1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。
2、机械方面可靠性高、噪声低、振动小
3、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。
4、离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、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：
有计量要求时，选用计量泵
扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。
扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和混流泵。
介质粘度较大（大于650~1000mm2/s）时，可考虑选用转子泵或往复泵（齿轮泵、螺杆泵）
介质含气量75%，流量较小且粘度小于37。4mm2/s时，可选用旋涡泵。
对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动（电动）隔膜泵。
二、泵的选型依据
泵选型依据，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等
1、流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。 如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1。1倍作为最大流量。
2、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。
3、液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。
4、 装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向，吸如侧最低液面，排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等，以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。
5、 操作条件的内容很多，如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS（绝对）、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置**定的还是可移的。
三、中央空调循环水泵
通过对中央空调系统工程中因循环水泵扬程选择不当，导致工程失败事例的分析，强调合理选择循环水泵扬程的重要性，并提出了一些选择的方法，对中央空调设计有参考价值。
1、问题的提出
在中央空调系统中，循环水泵夏季输送冷冻水，冬季输送热水至空调末端装置。工程设计应按照空调系统水流量和系统阻力选择性能良好的水泵。有关暖通空调设计手册都有详细设计计算方法。问题在于实际工程设计时，某些工程师未按照计算方法进行设计计算，而是凭经验想当然，对系统以及某些空调设备、配件等新产品缺乏认真研究，结果导致所选择的水泵不能满足要求，或者造成运行费用增加，甚至水泵不能正常工作，这不得不引起空调设计者的高度重视。
2、理论分析
空调系统水流量的大小由负荷及供回水温差确定，系统阻力通过水力计算求得。按流量和阻力选择的水泵，运行时应处于高效区，其工作点为水泵性能曲线和管路特性曲线的交点。而工程中选择的水泵常常出现两种不正常情况。
1) 设计时比较保守，水系统实际流速取值较低，估算系统阻力较大，导致选水泵时扬程加大，使所选择的循环水泵扬程比设计流量下的系统阻力大得多。
流量QA是系统设计流量，在此流量下水泵扬程为HB即可。实际选择的水泵扬程为HS。为了保证QA，则要改变管路特性，即通过关小水泵进出口的阀门，使管路特性曲线由Ⅰ变为Ⅱ。显然，ΔP=HB-HA完全通过阀门节流， 这是非常不经济的，也**程中需避免出现的情况，如果冬季运行采用同一套泵工作，由于流量变小，节流更严重，就更不经济，甚至造成水泵工作点不稳定［2］。
2) 设计过于自信，对空调系统阻力估算偏小，所选泵扬程小于设计流量下系统阻力。
3、工程实例
例1：甲工程为一单体高层建筑，建筑高度29m，泵房设在主楼地下室。 设计选用进口开利离心式冷冻机一台，制冷量为1163 kW，配用2台循环水泵，1用1备。
刚开始调试运动时，发现水泵电机电流过大，水泵出水管振动厉害，且有异常声音。 水泵扬程仅为0。28MPa，电机电流I=115A。 分析原因，为分集水器压差仅为0。13MPa，所选水泵扬程偏大。此时水泵工作点为低扬程大流量，电机严重超载［3］；水泵气蚀严重，管路抖动厉害，声音异常；关小水泵和冷冻机蒸发器进、出口阀门，保证蒸发器进出口要求的压差Δp=(92±5)kPa，使水泵恢复正常工作。
水泵扬程为0。48MPa，分集水器压差为0。10MPa，蒸发器压差为0。1MPa，系统阻力并不大，而水泵大部分压头完全消耗在关小的阀门上。
解决办法：更换一台低扬程水泵，测试数据如表2(新泵)。对比表2数据，电机电流由82A降为40A，其运行经济性不言而喻。
例2：乙工程为一区域空调，制冷加热站集中向多幢建筑物供冷、供热。设计2907kW冷冻机2台，循环水泵3台，2用1备。 系统调试时开一台冷冻机，一台循环水泵。几分钟后，水泵出水管振动厉害且伴有异常声音，冷冻机不能启动，故障显示冷冻水循环水量不够。检查系统阀门已全部打开，水过滤器全部清洗干净，系统排气较彻底。铭牌参数：Q为500m3。h-1， H为0。475MPa，N为90kW;测试数据：蒸发器进出口压差0。02MPa， 水泵进出口压差0。14 MPa，集水器压力0。27MPa，分水器压力0。40 MPa。据该水泵性能曲线，当扬程H=0。14MPa时，在系统阀门全开情况下，流量Q应大于500m3。h-1才对，而此时水流指示器自锁，显示流量不足。由此可见，水泵工作异常。事实上，如此大的系统，水泵扬程H=0。14MPa也是不可能的。 最终查明原因有二：① 水泵入口安装了进口刷式水过滤器，过滤器网孔太小，导致水泵入口阻力太大，产生严重气蚀，水泵性能变坏; ② 泵的流量和扬程都非常小， 系统阻力较大。将刷式过滤器滤网拆下运行，分、集水器压差达0。45MPa，水泵扬程为0。52MPa。如两台泵同时运行，循环流量增大，系统阻力还要增大。显然水泵不能保证系统正常运行。
解决方法：更换水过滤器滤网；对系统重新进行水力计算，更换水泵。这既造成了较大的经济损失，又影响了空调系统正常运行，教训是深刻的。
4 结论
1) 空调系统循环水泵的选取并不难，但要引起设计人员足够的重视，经验要与理论计算相结合。
2) 对水泵扬程的选取不能认为越大越保险，而要重视运行的经济性。
3) 目前空调产品更新换代较快，选用时要十分慎重，对其性能要认真研究
离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于或低于泵入口处(实际为叶片入口处的)的压力而部分汽化，引起泵产生噪音和震动，严重时，泵的流量、压头及效率的显著下降，显然，汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确，尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时，更要注意。
二、离心泵的安装高度Hg
允许吸上真空高度Hs是指泵入口处压力p1可允许达到的最大真空度
而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式计算的值，而是由泵制造厂家实验测定的值，此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质，操作条件为20℃及及压力为1.013×105Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。
(1) 输送清水，但操作条件与实验条件不同，可依下式换算
Hs1＝Hs＋(Ha－10.33) － (Hυ－0.24)
(2) 输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时，需进行两步换算：第一步依上式将由泵样本中查出的Hs1；第二步依下式将Hs1换算成H?s
2 汽蚀余量Δh
对于油泵，计算安装高度时用汽蚀余量Δh来计算，即
用汽蚀余量Δh由油泵样本中查取，其值也用20℃清水测定。若输送其它液体，亦需进行校正，详查有关书籍。
从安全角度考虑，泵的实际安装高度值应小于计算值。又，当计算之Hg为负值时，说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。
例2-3 某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O，当地大气压为9.81×104Pa，液体在吸入管路中的动压头可忽略。试计算：
(1) 输送20℃清水时泵的安装；
(2) 改为输送80℃水时泵的安装高度。
解：(1) 输送20℃清水时泵的安装高度
已知：Hs=5.7m
Hf0-1=1.5m
u12/2g≈0
当地大气压为9.81×104Pa，与泵出厂时的实验条件基本相符，所以泵的安装高度为
Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。
(2) 输送80℃水时泵的安装高度
输送80℃水时，不能直接采用泵样本中的Hs值计算安装高度，需按下式对Hs时行换算，即
Hs1＝Hs＋(Ha－10.33) － (Hυ－0.24)
已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O，由附录查得80℃水的饱和蒸汽压为47.4kPa。
Hv=47.4×103 Pa＝4.83 mH2O
Hs1＝5.7+10－10.33－4.83+0.24=0.78m
将Hs1值代入 式中求得安装高度
Hg=Hs1－Hf0-1=0.78－1.5=－0.72m
Hg为负值，表示泵应安装在水池液面以下，至少比液面低0.72m。
归档整理：广州龙硕机电设备有限公司 变频恒压供水控制器博客
液体在从泵吸人口流到叶片进口前，还会因流速增加和流阻损失而压力进一步下降。
当Q小于设计Q时，液流在进口的wl撞击叶片正面，最低压力在叶片进口处靠近前盖板的叶片背面上。如图K2处。
泵Q超过设计Q时，w1撞击叶片背面，最低压力部位在叶片进口靠近前盖板的叶片正面上，如图K1处。
2. 汽蚀现象及其危害
1）气体产生：
如液体P降低到Pv或更低时，液体会汽化产生汽泡，还有原来溶于液体现因P降低而逸出的气体。
2）气泡破灭：
流到高压区，迅速凝结，气体重新溶人液体，造成局部真空，四周液体质点以极大速度冲来，互相撞击，产生局部高达几十MPa的P，引起噪音和振动。
3）造成后果
这时泵的Q、H和效率都将降低，严重时导致吸人中断。气穴破灭区的金属受高频高压液击而发生疲劳破坏。氧气借助汽泡凝结时的放热，对金属有化学腐蚀作用。在上述双重作用下，叶轮外缘的叶片及盖板、蜗壳或导轮等处会产生麻点和蜂窝状的破坏。
汽蚀余量
汽蚀余量是指泵人口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，用?h表示。汽蚀余量又有有效汽蚀余量?ha和必需汽蚀余量?hr之分。
?ha—指泵工作时实际所具有的汽蚀余量，取决于泵的吸人条件和液体的P，而与泵无关。它表示液体在泵进口处水头超出Pv的富裕能量
式中: z- 泵吸人口位置头；
Ps-泵吸人口绝对压力，Pa；
Vs—泵吸人口流速，m／s。
??hr为必需汽蚀余量-指泵为避免汽蚀所必需的汽蚀余量，它取决于泵进口部分的几何形状以及泵的转速和流量，反映了液体进泵后压力进一步降低的程度，而与泵的吸人条件及所吸液体的Pv值无关。?hr
越小，表明泵的汽蚀性能越好。?hr
随Q的增大而增大，因为Q增大时，液体进泵后的压降也增加的缘故。?hr
用汽蚀试验来确定，在试验中逐步增大吸人真空度。
??hr
和Hs都是由同样的汽蚀实验得出的用以表示泵吸人性能好坏的性能参数，其性质一样，只是表示方式不同而已。
防止汽蚀的措施
大多数离心泵都要避免工作中出现汽蚀。考虑到工况可能变化和潜伏汽蚀的危害，泵在使用时要求ha≥110％ ?hr
，(两者差值≥0，5m)。
在船用泵中，比较容易发生汽蚀的主要是:
1.所输送的液体温度较高的泵,如锅炉给水泵、热水循环泵等；
2.或工作中流注高度会显著降低的泵，如货油泵等；
3.还有那些吸人液面真空度较大的泵，如冷凝器及海水淡化装置的凝水泵；
防止汽蚀的措施：
1.提高装置的?ha
1)尽可能减小吸人管路的阻力
2)减小吸上高度或增大流注高度
3)控制液体温度不要过高
2.减小泵的?hr
1）在设计时尽量改进叶轮人口处的几何形状：加大叶轮的进口直径和叶片进口边的宽度；增大叶轮前盖板转弯处的曲率半径；采用扭曲叶片或双吸叶轮；在泵的进口加设诱导轮等
2）采用强度和硬度高、韧性和化学稳定性好的抗汽蚀材料来制造叶轮，以及提高通流部分表面的光洁度，也是提高泵抗汽蚀性能的有效措施。
离心泵的操作中有两种现象应当避免：气缚和气蚀。
气缚是指在启动泵前泵内没有灌满被输送的液体，或在运转过程中泵内渗入了空气，因为气体的密度小于液体，产生的离心力小，无法把空气甩出去，导致叶轮中心所形成的真空度不足以将液体吸入泵内，尽管此时叶轮在不停的旋转，却由于离心泵失去了自吸能力而无法输送液体，这种现象称为气缚。
离心泵启动前没灌泵、进空气、液体不满或介质大量汽化，这时离心泵出口压力大幅度下降并激烈地波动，这现象称为抽空。表现在性能上是出口压力趋于零或接近泵的入口压力。泵内接触的零件和机械密封的摩擦不因干摩擦或半干摩擦而产生磨损失效。
离心泵是靠离心力的作用把水送出去的，叶轮把水向外甩，中心形成真空，在作业过程中，有时会出现抽空到现象。抽空的时间持续的过长，就会对离心泵造成很大的损害，所以，要尽量避免这种情况发生
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发表于 2024-8-19 16:34:56
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