资源预览内容
第1页 / 共54页
第2页 / 共54页
第3页 / 共54页
第4页 / 共54页
第5页 / 共54页
第6页 / 共54页
第7页 / 共54页
第8页 / 共54页
第9页 / 共54页
第10页 / 共54页
亲,该文档总共54页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
第十一节 离心泵的主要零部件,一 叶轮,叶轮的要求:单级叶轮能给予液体较大的理论扬程, 级数少,机器紧凑,效率高,抗汽蚀性能好,性能曲线满足工艺生产要求等。,叶轮形状:,叶片数及叶片形状:大多为后弯型。(高速部分及旋涡泵为直叶片), 叶片数(后弯型)612片,比转数ns=60250,常为6片。低ns可取9片,高比转数ns可为45片。 叶片数多,改善流动,提高泵扬程;但Z增多使损失增加,通流面积变小,降低,易导致汽蚀。 叶片数过少,叶片的负荷增加,对液体导流作用减少。,2. 叶片形状:圆柱形和扭曲叶片 储运中离心泵 ns90 扭曲形,叶片出口角2A及入口角1A 2A一般在之间16 40 石油储运用泵在20 30,低ns泵2A大,H增加,可以使得D2小,高。,叶轮结构:,闭式:有盖板、轮盘,用于高扬程,洁净液体。,半开式:无前盖板,适于含固体颗粒和杂质液体。可铣制,强度好,易制造。,开式:无盖板和轮盘,输送糊状、浆状液体。,单吸: 简单,适合于多级泵。 双吸:大流量,汽蚀性能较好。,二 蜗壳、导叶及吸入室,1、蜗壳:按液体在叶轮中作稳定相对运动设计,离开叶轮后不受外力作用,按其惯性作自由流动的轨迹而做成。,液体不受外力作用时,液流对旋转轴中心的动量矩不变。,离心泵蜗壳形状,定常流时,CRrR常数,若液流在平行板间流动,为方向角不变的螺旋线轨迹,R增加则cRu及cRrR减小,cR减小,cR2/2g减 小,(动能头)变成压能。直径大路程长则可充分转能,径向尺寸变大。,蜗壳螺旋线包角(螺旋部分所占有的角)不大于360。根据cRr与br反比,用扩大轴面宽度,液流方向不是常数,小部分能量转化,蜗壳扩张角不大于60,防止边界层分离。加扩压段,扩张角812,长度为2.53倍的进口直径,在扩压管可使8085的动能转为压能。,2、导叶:作用与蜗壳相同,用于多级分段泵。,流道式导叶:正、反向导叶铸在一起,中间为连续流道,速度变化均匀,水力性能好,结构复杂制造难。,流道式导叶,径向式导叶:由正向导叶、回流道、反向导叶组成,螺旋段AB收集,液体自由运动,BC扩散段转能变方向,反向导叶消除旋绕引向下一级。,叶片数47片,不与叶轮相等。,导叶扩压器:泵高效区窄,偏离设计工况时在导叶中冲击损失大(每个叶片)。蜗壳只有一个帽舌,故H-Q、-Q比蜗壳陡,平均较低。,3、吸入室:将液体以最小损失均匀引入叶轮。,锥形:小型单级悬臂泵,制造方便,起集流加速作用,流速均匀,损失小。,螺旋形:流动好,速度较均匀,但液流进叶轮前有预旋,会降低H。Y型泵多用此结构。,环形:尺寸短,有冲击,旋涡损失,液流不均匀, 用于多级分段泵。,吸入室,三、轴封,填料水泵和化工泵 机械密封国内石油储运离心泵广泛采用,1、机械密封工作原理,组成: (1)主要密封件:动环、静环 (2)辅助密封件:O形、V形 (3)压紧件:弹簧、推环等 (4)传动件:弹簧座、键、销、固定螺钉等。,机械密封原理图,密封原理:,A、B、C、D四个可能泄漏点。B、C、D为静密封,较容易。A点是动静环之间有相对运动的端面间密封,也叫端面密封。在两环端面形成很小间隙,保持一层液膜,介质阻力很大,阻止了液体泄漏。,受力分析,动环受力,在平衡时 右侧:液膜压力 P0 密封面压紧力 P 左侧:弹簧力 Psp 介质力 Ps P+P0=Ps+Psp P=Psp+Ps-P0,动环受力图,端面比压,pr的分布是不均匀的,在密封面D2处大(内流)p,内侧为0,分布性质随介质变化,粘度低,呈凸形(NH3液态烃),粘度稍高(水)呈直线,粘度大,呈凹形。,惯性力与液体流向相反,呈凹形。 惯性力与液体流向相同,呈凸形。,按直线分布可推出公式,密封面较窄时,,在各种密封状态下有不同的,有一些计算公式,以上只是粗略研究。,2 机械密封分类,(1)内装式与外装式:,弹簧在工作介质之内的叫内装(常用)。 外装:弹簧在介质外,与相反,弹簧力不足时失稳,psp过大摩擦严重,腐蚀介质粘稠,介质易结晶。,外装式机械密封,(2)平衡型与非平衡型,(3)单弹簧与多弹簧 单弹簧(大)安装简单,不均匀,轴向尺寸大,液体腐蚀、结晶等影响小,轴颈小,轻负荷。多弹簧(小)轴颈大,要求高,高速采用。,(4)旋转、静止式 旋转:结构简单 静止:高速、离心力大时使用,静环补偿。,(5)内流式与外流式 内流:液流与离心力相反,泄漏小,常用于含固体颗粒。 外流:液流与离心力相同。,(6)单双端面 单端面:一对 双端面:两对,打封液。对腐蚀介质、高温、带悬浮 颗粒、易挥发气体介质等。,3 几个问题,(1)摩擦副材料:摩擦副相对滑动,并发热。 要求:耐磨、导热好、耐腐蚀 一硬一软配对,在介质有固体颗粒时硬对硬材料。 材料主要有石墨、硬质合金、陶瓷、青铜等。 石墨:作静环,用浸树脂或金属减少气孔、提高强度。 硬质金属:作动环,碳化钨硬度强度好、耐磨、耐高温、 线胀系数小,但脆性大、加工困难。 陶瓷、氧化铝:硬、耐磨、耐腐,但脆、易热裂。,(2) 端面比压,pb保持一定值,才能使密封面贴合好,防泄漏。 pb大,磨损加剧,热量多,液膜蒸发成干摩擦。,合理比压,(3) 平衡型式的选择,两者乘积为重要参数。,(5)密封面宽度b的选择,(6)泄漏量:,四、轴向力、径向力及其平衡,1、轴向力及其平衡,(1)轴向力及其计算,a 叶轮两边液体压力分布不均匀,引起轴向力A1指向入口。 b 液流进入和流出叶轮的方向不同,产生动反力A2指向出口。 c 悬臂泵,压力A3与A1相反。,轴向力计算,叶轮出口压力p2,轮盘外间隙中液体受摩擦作用,液体也作等角速运动,由于离心力的作用,间隙中液体压力呈抛物线分布。,(2)轴向力平衡,单级离心泵平衡措施:,a 双吸叶轮:可平衡,但由于误差和泄漏不同,仍有残余轴向力,由轴承承受。,b 开平衡孔或装平衡管(图196)P98简单,但有内漏,扰乱叶轮进口液流,增加水力损失,仍有1015轴向力,由轴承承受。,c 采用平衡叶片:在设计工况可以完全平衡,功耗增加,效率下降可改善轴封条件。含固体颗粒者防止进入轴封。,单级泵平衡,多级泵:,a 对称布置,原则:缝隙泄漏少,轴封箱压力小,流道简单,容积损失要上升。,b 平衡鼓(圆柱体),鼓前压力:末级压力p2,鼓后压力:入口压力平衡管阻力,p0,两侧压差:,对称布置叶轮,平衡鼓,按 F=A 平衡力等于轴向力,设计平衡鼓尺寸。,注意: (1)为减少泄漏,鼓外径与壳体间隙尽量小,0.20.3mm。 (2)鼓长可减少泄漏,但轴尺寸加长,可用迷宫结构。 (3)工作点变动时破坏平衡,出现残余轴向力,由止推轴承承受。,c 自动平衡盘,自动平衡原理:,自动平衡装置,d、平衡鼓与平衡盘组合,平衡鼓5080轴向力,可用较大轴向间隙防止磨损。,组 合 装 置,2、径向力及其平衡,(1)径向力及其计算:螺旋形压液室的泵才有径向力。,设计流量:速度、压力均匀,无径向力。,QQd蜗壳截面过大,流速降低,叶轮 w2变为w2 ,c2变为c2,出口由于绝对速度加大,方向改变。产生冲击,从帽舌到扩压管不断增压,破坏了轴对称受力。受到一个方向与帽舌成90的径向合力。,流量变化时叶轮出口速度三角形,从叶轮出口的绝对速度大,蜗壳内液流速度低,发生冲击,动能转化为压力能,形成合力 P,而动反力为R,最后合力为F。,从叶轮出口的绝对速度小,蜗壳内液流速度大,发生冲击,动能转化为压力能,形成合力 P,而动反力为R,最后合力为 F。,方向,可以近似估计:ns120300的泵,QQd:蜗壳中压力逐渐下降,到扩压管最低,在隔舌280310方向有一合力。,径向力常用斯捷潘诺夫公式:,(2)径向力平衡:,A 双层蜗壳:使叶轮周围有两个压力分布对称的流道,每个流道包围(对叶轮)径向力抵消。,B 加导叶:结构复杂,C 多级蜗壳泵:相邻两蜗壳相差180配置,径向力抵消,但有力偶存在。,
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号