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離心泵的工作原理:
當離心泵啟動后,泵軸帶動葉輪一起作高速旋轉運動,迫使預先充灌在葉片間液體旋轉,在慣性離心力的作用下,液體自葉輪中心向外周作徑向運動。
液體在流經葉輪的運動過程獲得了能量,靜壓能增髙,流速增大。當液體離開葉輪進入泵殼后,由于殼內流道逐漸擴大而減速,部分動能轉化為靜壓能,蕞后沿切向流入排出管路。
自吸離心泵均采用軸向回液的泵體結構。離心泵體由吸入室、儲液室、渦卷室、回液孔、氣液分離室等組成,離心泵正常啟動后,葉輪將吸入室所存的液體及吸入管內中的空氣一起吸入,并在葉輪內得以完全混合,在離心力的作用下,液體夾帶這氣體向渦卷室外緣流動,在葉輪的外緣上形成一定厚度的白色泡沫帶及高速旋轉液環(huán)。氣液混合體通過擴散管進入氣體分離室。此時,由于流速突然降低,較輕的氣體從混合液體中被分離出來,氣體通過泵體吐出口繼續(xù)上升排出。脫氣后的液體回到儲液室,并由回流孔再次進入葉輪,與葉輪內部從吸入管道中吸入的氣體再次混合,在高速旋轉的葉輪作用下,又流向葉輪外緣……。隨著這個過程周而復始地進行下去,吸入管道中的空氣不斷減少,直到吸盡空氣,自吸泵便完成了自吸過程,離心泵便投入正常作業(yè)。因為該離心泵具有這種獨特的排氣能力,所以此自吸泵能輸送含有氣體的液體,無需安裝底閥,使用在游輪上時具有良好的掃艙功能。
離心泵的品種很多,各種類型泵的結構雖然不同,但主要零部件基本相同,主要有泵體、葉輪、泵軸、軸封、軸承箱、聯(lián)軸器等部件。
蝸殼與導輪的作用:一是匯集葉輪出口處的液體,引入到下一級葉輪入口或泵的出口;二是將葉輪出口的高速液體的部分動能轉變?yōu)殪o壓能。一般單級和中開式多級泵常設置蝸殼,分段式多級泵則采用導輪。
葉輪用鍵固定于軸上,隨軸由原動機帶動旋轉,通過葉片把原動機的能量傳給液體。
葉輪的作用是將原動機的機械能直接傳給液體,以增加液體的靜壓能和動能(主要增加靜壓能)。
葉輪一般由兩個圓形蓋板以及蓋板之間若干片彎曲的葉片和輪轂所組成,可分為閉式、半閉式和開式三種類型。
離心泵的主要特性參數(shù)和性能曲線
1、主要性能參數(shù)
(1)流量:指離心泵在單位時間內輸送的液體體積,Q/(m3·h-1)。
(2)壓頭(揚程):指離心泵對單位重量(1N)的液體所能提供的有效能量,H/m。
(3)效率
離心泵在輸送液體時,原動機通過葉輪的旋轉將機械能傳給液體,這不可避免的存在能量損失,從而降低泵的有效壓頭和流量。通常用效率來反映這種能量損失。
①容積損失:指泵的液體泄露所造成的損失,可用容積效率ηv表示,一般閉式葉輪的容積效率為0.85-0.95。
②機械損失:由泵軸和軸承之間、泵軸與填料函之間、葉輪蓋板外表面與液體之間產生摩擦而引起的能量損失,可用機械效率ηm表示,一般為0.96-0.99。
③水力損失:黏性液體流經葉輪通道和蝸殼時產生的摩擦阻力及因流速和方向改變引起的環(huán)流和沖擊而產生的局部阻力,統(tǒng)稱為水力損失,用水力效率ηh表示,一般為0.8-0.9。
離心泵的總效率反映了三項能量損失的總和,其值與泵的類型、尺寸、制造精密程度和液體的流量、性質等有關。一般小型離心泵的效率為50%-70%,大型泵可達到90%。
(4)軸功率:指泵軸所需要的功率,即電機傳給泵軸的功率。