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什么是泵?

作者:卡卡  来源:www.kjpump.cn  更新时间:2020-03-18 13:34:29  点击次数:

  工业中的很多流程都需要将流体从一个位置输送到另一个位置,扮演者重要的角色。涵盖的工业很广泛,从大型核电厂和普通电厂、输油管线、石化厂、市政废水处理厂、水厂,到大小型建筑物,到轮船和海上石油平台等等。

  一般来说,泵在旋转机械中是那种皮实、可靠的一类设备。但在很多流程中,泵是关键设备,一旦故障宕机,后果往往是严重的,甚至是灾难性的。除直接经济损失外,安全问题也是不容小视,甚至超过经济损失,如泵失效导致放射性物质或有毒液体泄露,会殃及工厂相关人员的生命,甚至包括周边百姓。此外环保因素也一样,有害流体因为泵的泄露等失效,会严重污染空气、水和土壤,甚至导致环境的不可逆危害,治理起来费时、费力、费钱。所以,虽然泵常常没有归入关键机组,但对它的重视,按关键机组对待并不为过。

  什么是泵?

  几乎所有人都都熟悉泵及其基本原理,如汽车发动机的冷却液通过泵在散热器和水套中循环。泵克服流体的重力、摩擦力,将流体加速到一定的出口速度,送到一定的高度。

  克服重力的影响不难理解,但对于克服流体的阻尼–摩擦力的概念可能未必尽人皆知。流体流经管道,流体分子间会产生“摩擦”,因为分子间在运动过程中速度不一样,之间就会有相对运动,摩擦自然就产生了。流体间运动速度不一样可以通过特殊情况理解,在管道壁流体的流速为零,在管道中心的流速最大,也就是所谓的流场梯度。所以,重力和摩擦力是泵运行中需要克服的阻力。

  摩擦力有流体和管壁间的摩擦力,以及分子间的摩擦力。因此,简言之,管壁光滑的摩擦力比粗糙的小,大直径管比小直径管摩擦力小;流体的特性影响摩擦力,内聚力大的流体,也就是粘度大的流体摩擦力大。当然实际情况可能要复杂得多,但足够去理解泵的阻力了。

  泵是一种能量转换设备,是将驱动机械的旋转动能,转换成所泵流体的能量。

  克服流体运动过程中的重力,提高扬程、克服流体内、外摩擦力。

  流体出口速度比入口速度提高。

  下图是流体流过泵和管道,流体能量的变化图

  Figure1.1能量梯度线(EGL)显示流体流经管道和泵并送到一定的扬程后的能量的变化。

  能量梯度线表示了能量的损失大小。是泵必须克服的。

  上图并没有讨论流体净增加的能量。

  泵作为一种能量转换的设备,目标是能量转换效率高,耗能小。

  泵的分类

  按增加流体能量的方式,泵分为:

  容积式泵。包括柱泵塞、活塞泵、隔膜泵、螺杆泵、齿轮泵等

  活塞泵和齿轮泵虽然不是往复运动,但同样也是以冲击的方式周期性给流体增加能量。

  叶片式泵。通过叶片以平滑和连续的方式给流体增加能量(动能),这种泵也叫做离心泵

  按旋转轴分类

  卧式泵

  立式泵

  按叶片方式分类

  单级泵

  悬臂泵单端支撑

  简支泵

  多级泵

  本文主要讨论离心泵,因为离心泵使用最为广泛,也因为在电力和流程工业企业的资产、运行和维修成本等方面举足轻重。

  离心泵的设计大同小异。为了讨论离心泵的常见故障,有必要了解其设计和运行特征,是一个典型的单级、端部水(或其它液体)蜗壳泵的结构示意图和实物图。

  典型单级、端部进水(或其它液体)、悬臂泵截面图。液体从右端轴向进入叶轮蜗壳,径向上部排出,流体的平均流线。.

  离心水泵。

  两图都是左侧进水,从顶部排出。离心泵安装在自身的底座上,直接悬臂安装在电机外壳上,没有另外的支撑。

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