机械网--离心泵安全运行

　泵的能力和特性参数不但是流体在输送时考虑的设计根据，而且是许多流体泄漏事故、冒顶事故、错流或错配事故技术分析和鉴定的根据。

离心泵是依托高速旋转的叶轮所产生的离心力对液体做功的流体输送机械。由于它具有结构简单，操作方便、性能适应范围广、体积小、流量均匀、故障少、寿命长等优点，在化工生产中利用10分广泛。在化工生产中使用的泵大约有80％为离心泵。

1、 离心泵工作原理分析

(1)  基本结构

离心泵的结构如图6—1所示，在蜗牛形泵壳内，装有1具叶轮，叶轮与泵轴连在1起，可以与轴1起旋转，泵壳上有两个接口，1个在轴向，接吸人管，1个在切向，接排出管。通常，在吸人管口装有1个单向底阀，在排出管口装有1调理阀，用来调理流量。

(2)、  工作原理

在离心泵工作前，先灌满被输送液体。当离心泵启动后，泵轴带动叶轮高速旋转，受叶轮上叶片的束缚，泵内流体与叶轮1起旋转，在离心力的作用下，液体从叶轮中心向叶轮外缘运动，叶轮中心(吸入口)处因液体空出而呈负压状态，这样，在吸人管的两端就构成了1定的压差，即吸人液面压力与泵吸人口压力之差，只要这1压差足够大，液体就会被吸人泵体内，这就是离心泵的吸液原理。另外1方面，被叶轮甩出的液体，在从中心向外缘运动的进程中，动能与静压能均增加了，流体进入泵壳后，由于泵壳内蜗形通道的面积是逐渐增大的，液体的动能将减少，静压能将增加，到达泵出口处时压力到达最大，因此液体被压出离心泵，这就是离心泵的排液原理。

如果在启动离心泵前，泵体内没有充满液体，由于气体密度比液体的密度小很多，产生的离心力很小，从而不能在吸入口构成必要的真空度，在吸入管两端不能构成足够大的压差，因此就不能完成离心泵的吸液。这类由于泵体内充满气体(通常为空气)而造成离心泵不能吸液(空转)的现象称为气缚现象。因此，离心泵是1种没有自吸能力的泵，在启动离心泵前必须灌泵。

(3)、  主要构件

离心泵的主要构件有叶轮、泵壳和轴封，有些还有导轮。

(1)叶轮  叶轮是离心泵的核心构件，是在1圆盘上设置4—12个叶片构成的，其主要功能是将原动机械的机械能传给液体，使液体的动能与静压能均有所增加。

根据叶轮是否是有盖板可以将叶轮分为3种情势，即开式、半开(闭)式和闭式，如图6—2所示，其中图6—2(a)为闭式叶轮，图6—2(b)为半开式叶轮，图6—2(c)为开式叶轮。通常，闭式叶轮的效率要比开式高，而半开式叶轮的效率介于2者之间，因此应尽量选用闭式叶轮，但由于闭式叶轮在输送含有固体杂质的液体时，容易产生梗塞，故在输送含有固体的液体时，多使用开式或半开式叶轮。对闭式叶轮与半闭式叶轮，在输送液体时，由于叶轮的吸人口1侧是负压，而在另外1侧则是高压，因此在叶轮两侧存在着压力差，从而存在对叶轮的轴向推力，将叶轮沿轴向吸人窜动，造成叶轮与泵壳的接触磨损，严重时还会造成泵的振动，为了不这类现象，常常在叶轮的盖板上开若干个小孔，即平衡孔。但平衡孔的存在降落了泵的效率。其他消除轴向推力的方法是安装止推轴承或将单吸改成双吸。

根据叶轮的吸液方式可以将叶轮分为两种，即单吸叶轮与双吸叶轮，如图6—3所示。明显，双吸叶轮完全消除轴向推力，而且具有相对较大的吸液能力。

叶轮上的叶片是多种多样的，有前弯叶片，径向叶片和后弯叶片3种，但工业生产中主要为后弯叶片，由于后弯叶片相对另外两种叶片的效率高，更有益于动能向静压能的转换。由于两叶片间的活动通道是逐渐扩大的，因此能使液体的部分动能转化为静压能，叶片是1种转能装置房产确权是不是不会拆迁。

(2)泵壳  由于泵壳的形状像蜗牛，因此又称为蜗壳。这类特殊的结构，使叶轮与泵壳之间的活动通道沿着叶轮旋转的方向逐渐增大并将液体导向排出管。

因此，泵壳的作用就是聚集被叶轮甩出的液体，并在将液体导向排出口的进程中实现部分动能向静压能的转换。泵壳是1种转能装置，为了减少液体离开叶轮时直接冲击泵壳酿成的能量损失。常常在叶轮与泵壳之间安装1个固定不动的导轮，如图6—4所示。导轮带有前弯叶片，叶片间逐渐扩大的通道使进入泵壳的液体的活动方向逐渐改变，从而减少了能量损失，使动能向静压能的转换更加有效。导轮也是1个转能装置。通常，多级离心泵均安装导轮。

(3)轴封装置  由于泵壳固定而泵轴是转动的，因此在泵轴与泵壳之间存在1定的空隙即将遭遇强拆怎么办，为了不泵内液体沿空隙漏出泵外或空气沿相反方向进人泵内，需要对空隙进行密封处理。用来实现泵轴与泵壳间密封的装置称为轴封装置。常常使用的密封方式有两种，即填料函密封与机械密封。

填料函密封是用淹没或涂有石墨的石棉绳(或其他软填料)填入泵轴与泵壳间的空隙，来实现密封目的；机械密封是通过1个安装在泵轴上的动环与另外1个安装在泵壳上的静环来实现密封目的的，工作时借助弹力使两环密切接触到达密封。两种方式相比较，前者结构简单，价格低，但密封效果差；后者结构复杂，精密，造价高，但密封效果好。因此，机械密封主要用在1些密封要求较高的场合，如输送酸、碱、易燃、易爆、有毒、有害等液体。

最近几年来，随着防磁防漏技术的日益成熟，借助加在泵内的磁性液体来到达密封与润滑作用的技术正越来越引发人们的关注。

2、  离心泵的主要性能

(1)  主要性能参数

(1)送液能力  指单位时间内从泵内排出的液体体积，用Qv表示，单位m3／s，也称生产能力或流量。离心泵的流量与离心泵的结构、尺寸和转速有关，在操作中可以变化，其大小可以由实验测定。离心泵铭牌上的流量是离心泵在最高效率下的流量，称为设计流量或额定流量。

(2)扬程  是离心泵对lN流体所做的功。它是1N流体在通过离心泵时所获得的能量，用H表示，单位m，也叫压头，离心泵的扬程与离心泵的结构、尺寸、转速和流量有关。通常，流量越大，扬程越小，2者的关系由实验测定。离心泵铭牌上的扬程是离心泵在额定流量下的扬程。

(3)功率  离心泵在单位时间内对流体所做的功称为离心泵的有效功率，用Pe表示，单位W，有效功率由下式计算，即户e＝HQρg    。

离心泵从原动机械那里所获得的能量称为离心泵的轴功率，用户表示，单位W，由实验测定，是选取电动机的根据。离心泵铭牌上的轴功率是离心泵在额定状态下的轴功率。

(4)效率  是反应离心泵利用能量情况的参数，由于机械摩擦、流体阻力和泄漏等缘由，离心泵的轴功率总是大于其有效功率的，2者的差别用效率来表示，用，η表示，其定义式为

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