[导读]在化工和石油部门的生产中,原料、半成品和成品大多是液体,而将原料制成半成品和成品,需要经过复杂的工艺过程,水泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用。水泵的选型是很重要的一件很重要的事情,这直接影响公司的生产效率。
在化工和石油部门的生产中,原料、半成品和成品大多是液体,而将原料制成半成品和成品,需要经过复杂的工艺过程,水泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用。水泵的选型是很重要的一件很重要的事情,这直接影响公司的生产效率。下面介绍水泵的选型方法和工作原理。
水泵的工作原理
由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。叶轮紧固于泵轴上,泵轴与电机相连,可由电机带动旋转。吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连,并在吸入管底部装一止逆阀。泵壳的侧边为排出口,与排出管路相连,装有调节阀。离心水泵之所以能输送液体,主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力,因此称为离心水泵。
离心水泵的工作原理:
开泵前,先在泵内灌满要输送的液体。
开泵后,泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下,从叶轮中心被抛向叶轮外周,压力增高,并以很高的速度流入泵壳。在泵壳中由于流道的不断扩大,液体的流速减慢,使大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排出口流入排出管道。泵内的液体被抛出后,叶轮的中心形成了真空,在液面压强(大气压)与泵内压力(负压)的压差作用下,液体便经吸入管路进入泵内,填补了被排除液体的位置。
离心水泵启动时,如果泵壳内存在空气,由于空气的密度远小于液体的密度,叶轮旋转所产生的离心力很小,叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度,这样,离心水泵就无法工作。为了使启动前泵内充满液体,在吸入管道底部装一止逆阀。此外,在离心水泵的出口管路上也装一调节阀,用于开停车和调节流量。
水泵基本部件和构造
1、叶轮。将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。
2、泵壳。汇集液体,作导出液体的通道;使液体的能量发生转换,一部分动能转变为静压能。
3、轴封装置为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出,或者外界空气漏入泵壳内。
水泵的选型方法
1、介质的特性:介质名称、密度、粘度、腐蚀性、毒性等。
a. 介质名称:清水、污水、石油等。当介质含气量>75%时,最好选用齿轮泵或者螺杆泵。
b. 密度:离心水泵的流量与密度无关;离心水泵的扬程与密度无关;离心水泵的效率不随密度改变;
当密度≠1000Kg/m3时,电机的功率应该为一般功率与介质相对清水密度比的乘积,以防电机过载超流。
c. 粘度:介质的粘度对泵的性能影响很大,粘度过大时,泵的压头(扬程)减小,流量减小,效率下降,泵的轴功率增大。
当粘度增加时,泵的扬程曲线下降,最佳工况的扬程和流量均随之下降,而功率则随之上升,因而效率降低。一般样本上的参数均为输送清水时的性能,当输送粘性介质时应进行换算。
d. 腐蚀性:介质有腐蚀时,采用抗腐蚀性能好的材料。
e. 毒性:考虑密封方式,可采用干气密封等。
2、介质中所含固体的颗粒直径、含量多少。根据颗粒直径、含量多少,可选择采用单流道、双流道、多流道形式的叶轮。颗粒含量>60%时,考虑采用渣浆泵。
3、介质温度(℃):高温介质需考虑密封材料的选择及材料的热膨胀系数。介质温度偏低时,考虑采用低温润滑油和低温电机。
4、所需要的流量(Q):
a. 如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量,应按最大流量考虑。
b. 如果生产工艺中只给出正常流量,应考虑留有一定的余量。
c. 如果基本数据只给质量流量,应换算成体积流量。
5、扬程:
水泵的扬程大约为提水高度的1.15~1.2倍(使用于补水泵只给出系统图需要计算扬程的状况)。如遇到只给出最小流量、最大流量及相对应的扬程,应尽可能按大流量选择。因为:
a. 高扬程的泵用于低扬程,便会出现流量过大,导致电机超载,若长时间运行,电机温度升高,甚至烧毁电机。
b. 小流量泵在大流量下运行时,会产生汽蚀,泵长时间汽蚀,影响水泵过流部件的寿命。
6、管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目,吸水池至压水池的几何标高等)。如果需要的话还应作出装置特性曲线。 在设计布置管道时,应注意如下事项:
a. 合理选择管道直径,管道直径大,在相同流量下、液流速度小,阻力损失小,但价格高,管道直径小,会导致阻力损失急剧增大,使所选泵的扬程增加,配带功率增加,成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。
b. 排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。
c. 管道布置应尽可能布置成直管,尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度,必须转弯的时候,弯头的弯曲半径应该是管道直径的3~5倍,角度尽可能大于90°。
d. 泵的排出侧必须装设阀门(球阀或截止阀等)和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点,逆止阀在液体倒流时可防止泵反转,并使泵避免水锤的打击。(当液体倒流时,会产生巨大的反向压力,使泵损坏)
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