幫浦的工作原理

2021-03-04 04:15:47 字數 4057 閱讀 6901

㈠離心幫浦的工作原理:

用原動機帶動水幫浦葉輪轉動,葉輪中的葉片對其中的流體做功,迫使它們旋轉,旋轉的流體在慣性離心力的作用下,從中心向邊緣流去,其壓力和速度不斷提高,最後以很高的流速和壓力流出葉輪進入幫浦殼內。

其優點是效率高、效能可靠、流量均勻、容易調節,應用最為廣泛。

㈡ 軸流式水幫浦的工作原理:

當原動機驅動浸在流體中的葉輪旋轉時,輪內的流體就相對葉片做繞流運動,葉片會對流體產生乙個推力從而對流體做功,使流體的能量增加,並沿軸向流出葉輪,經過導葉等部件壓出管路,同時葉輪入口處的流體被吸入,形成連續工作。其特點結構緊湊、外形尺寸小、質量輕的特點,適合於大流量、低壓頭的使用環境。

㈢ 混流式水幫浦的工作原理:

此型別水幫浦結合了離心式水幫浦和軸流式水幫浦的特點,流體是沿介於軸向和徑向之間的圓錐面方向流出葉輪,工作原理是部分利用了葉片推力和慣性離心力的作用。其特點是流量大、壓頭較高。

㈣ 容積式水幫浦的工作原理:

利用原動機驅動部件(活塞、齒輪等)使工作室的容積發生週期性的改變,依靠壓差使流體流動,從而達到輸送流體的目的。其特點是結構簡單、輕便緊湊、工作可靠。

㈤ 噴射幫浦的工作原理:

高壓的流體經噴嘴後成為高速射流進入工作室,工作室內噴管附近的低壓流體大量地捲帶經擴壓管公升壓後輸出,同時又使水池中的流體被吸入工作室,從而形成連續工作過程。噴射幫浦的工作流體可以是高壓蒸汽,也可以是高壓水,被輸送的流體可以是水、油或空氣。

第四講:萬豐常規水幫浦的規格型號

目前江蘇萬豐船用裝置製造****可整船配套:clz系列立式自吸離心幫浦、clz/2系列立式自吸雙級雙出口離心幫浦、clh系列立式離心幫浦、clh/2系列立式雙級雙出口離心幫浦、cwl系列系列臥式離心幫浦、cwz系列臥式自吸離心幫浦、cqx(w)系列潛水(汙)幫浦、cwy系列柴油機消防幫浦、cwf系列封水幫浦、cf系列粉碎幫浦、cs系列手搖幫浦、cp系列噴射幫浦等型別的水幫浦**。

(dnw系列ba、cb系列)

(cl系列clz/2系列clhg系列clh/2系列)

(w系列cwl系列)

(bl系列cwy系列)

cqx(w)系列)

(cw(l)s系列cw(l)s系列)

(cwd系列cwz系列)

(cis系列cwf系列)

(cpt系列cpj系列)

(cbl系列clz系列cs系列)

cqx系列)

(cqx系列)

舉例cwx系列)

clh100-80-13(z)型號意義為:船用立式離心幫浦,吸入口徑為100mm,排出口徑為80mm,幫浦的比轉速為130,z表示直聯,無z則說明用聯軸節聯接。

注:水幫浦的比轉數是由最佳工況下的轉速、流量和揚程組成的乙個有因次的相似特徵數。

第五講:水幫浦的基本技術引數

㈠流量q

幫浦在單位時間內排出的液體體積,亦稱為送液能力,單位為m3/h和 l/s,1 l/s=3.6m3/h。

㈡揚程h

水幫浦所輸送的單位的流體從進口到出口的能量增值,也就是單位重量的流體通過幫浦所獲得的有性能量。通俗地講:克服阻力的能力及提公升液體的高度稱為揚程或壓頭。

常用的單位為:mh2o或m。

揚程與幫浦的結構尺寸、轉速、流量等有關。

h=p出口-p進口

p出口:水幫浦出口壓力 p進口:水幫浦進口壓力

㈢轉速n

轉速是指幫浦軸每分鐘的迴轉數,用n表示,單位是r/min。大多數幫浦由原動機直接傳動,二者轉速相同。但電動往復幫浦一般需經過減速,故其幫浦軸(曲軸)的轉速比原動機要低。

㈣效率效率=輸出功率/輸入功率 η =pe/p

總效率η考慮了幫浦的全部能量損失,其包括以下三種損失:

1)由漏洩及吸入液體中含有氣體等造成的流量損失,用容積效率ηv來衡量,即ηv=q/q t

2)液體在幫浦內流動因摩擦、撞擊、旋渦等水力損失造成的揚程損失,用水力效率ηh來衡量,即ηh= h/ht

3)由運動部件的機械摩擦所造成的能量損失,用機械效率ηm表示:ηm= p/pt

配套功率:指所配原動機的額定輸出功率,用pm表示。考慮到幫浦運轉時可能超負荷等情況,幫浦的配套功率應大於額定軸功率,即pm=kmp式中:k——功率儲備係數

㈤允許吸上真空度

允許吸上真空度:幫浦工作時所允許的最大吸入真空度, 用hs表示,單位是mpa。幫浦工作時吸入口處的真空度高到一定程度時,由於液體在幫浦內的最低壓力降到其飽和蒸汽壓力pv,液體就可能在幫浦內汽化,使幫浦不能正常工作。

hs是幫浦吸入效能好壞的重要標誌,它主要和幫浦的型式與結構有關,幫浦內壓降小的幫浦允許吸上真空度就大。大氣壓力入降低、液體溫度增高或幫浦流量增大,也都會使允許吸上真空度減小。幫浦銘牌上的hs是由製造廠在標準大氣壓(760mmhg)下以常溫(20℃)清水在額定工況下進行試驗而得出的。

按國標規定,試驗時逐漸增加幫浦的吸入真空度,容積式幫浦以流量比正常工作時下降3%時所對應的吸入真空度為hs的標定值。而葉輪式幫浦則以揚程或效率下降規定值為臨界狀態,再留一定餘量,以必需汽蝕餘量d hr的形式標示。

水幫浦的允許吸上真空度常用水柱高度(m)來表示,稱為允許吸上真空高度,用[hs]表示。

㈥功率有效功率指幫浦實際輸出的液體在單位時間內實際所增加的能量,用pe表示。

它可由幫浦在單位時間內輸送多少牛頓重的液體乘以每牛頓液體經過幫浦後增加的能量而求出,即 pe=ρgqh=(pd-ps)qw

輸入功率(軸功率)指原動機傳給幫浦軸的功率,用p表示。

第六講:汽蝕餘量

汽蝕餘量是指幫浦入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時的壓力頭之差,用h表示。汽蝕餘量又有有效汽蝕餘量ha和必需汽蝕餘量hr之分。

ha—指幫浦工作時實際所具有的汽蝕餘量,取決於幫浦的吸入條件和液體的p,而與幫浦無關。它表示液體在幫浦進口處水頭超出pv的富裕能量

式中: z- 幫浦吸入口位置頭;

ps-幫浦吸入口絕對壓力,pa;

vs—幫浦吸入口流速,m/s。

hr為必需汽蝕餘量-指幫浦為避免汽蝕所必需的汽蝕餘量,它取決於幫浦進口部分的幾何形狀以及幫浦的轉速和流量,反映了液體進幫浦後壓力進一步降低的程度,而與幫浦的吸入條件及所吸液體的pv值無關。hr 越小,表明幫浦的汽蝕效能越好。hr 隨q的增大而增大,因為q增大時,液體進幫浦後的壓降也增加的緣故。

hr 用汽蝕試驗來確定,在試驗中逐步增大吸入真空度。

hr 和hs都是由同樣的汽蝕實驗得出的用以表示幫浦吸入效能好壞的效能引數,其性質一樣,只是表示方式不同而已。

在ha 接近hr, 但尚未降到很低時,汽泡雖已產生但不多,幫浦的效能引數沒有顯著變化,這種汽蝕實際已經發生但尚未明顯影響到幫浦效能的情況稱為「潛伏汽蝕」。長期處在潛伏汽蝕工況下工作部件也會受到破壞。

當幫浦的有效汽蝕ha降到低於hr時,汽泡已發展到一定程度,它會使葉道間的通流截面明顯減小,汽泡破滅時的液壓衝擊也要消耗能量,故幫浦的流量、揚程和效率都將明顯降低,同時產生雜訊和振動,這時測得的流量和揚程出現脈動,幫浦在不穩定汽蝕工況下工作時部件容易受到破壞。

當hr進一步降低,液流在葉片進口處出現脫流,形成汽水兩相區。由於含汽量增加,汽泡破滅時所引起的液壓衝擊就會明顯減輕,q和h脈動消失。這時降低管路阻力只能減小h,使兩相區的長度增加,而q幾乎不再增大,在特性曲線上表現為近似一條下垂線,稱為「斷裂工況」,曲線上開始陡降的那一點k稱斷裂點。

在斷裂工況線上工作時振動和雜訊並不強烈,部件的汽蝕破壞也不明顯,這種工況也稱為「穩定汽蝕」。

ns不同的幫浦受汽蝕影響的情況不同,汽蝕特性曲線也有差異:

1.中、低ns的離心幫浦葉片流道比較窄長,發生汽蝕後汽泡很快就會布滿流道,使揚程、效率急劇下降,其特性曲線具有明顯的斷裂點。

2.其中低ns的幫浦發生汽蝕後很快就會造成斷流,難以出現穩定汽蝕的工況。

3.高ns的離心幫浦和混流幫浦或葉輪進口直徑大的高汽蝕效能離心幫浦,葉片間的流道短而寬,所以汽泡發生後不會迅即布滿流道,從而使特性曲線在達到斷裂點之前有較長的一段揚程和效率逐漸下降的部分。

一、離心幫浦的汽蝕現象及其危害

液體在從幫浦吸入口流到葉片進口前,還會因流速增加和流阻損失而壓力進一步下降。

當q小於設計q時,液流在進口的wl撞擊葉片正面,最低壓力在葉片進口處靠近前蓋板的葉片背面上。 如圖k2處。

幫浦q超過設計q時,w1撞擊葉片背面,最低壓力部位在葉片進口靠近前蓋板的葉片正面上,如圖k1處。

1)氣體產生:

如液體p降低到pv或更低時,液體會汽化產生汽泡,還有原來溶於液體現因p降低而逸出的氣體。

2)氣泡破滅:

流到高壓區,迅速凝結,氣體重新溶入液體,造成區域性真空,四周液體質點以極大速度衝來,互相撞擊,產生區域性高達幾十mpa的p,引起噪音和振動。

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