1、主讲主讲:冯冯 进进长江大学机械工程学院长江大学机械工程学院 一、离心泵的系列化一、离心泵的系列化 为便于成批生产制造各种离心泵，又能满为便于成批生产制造各种离心泵，又能满足使用单位工艺参数的需要，且泵在高效区工足使用单位工艺参数的需要，且泵在高效区工作，这是离心泵系列化要解决的主要问题。作，这是离心泵系列化要解决的主要问题。离心泵的系列化，就是制定一整套泵性能离心泵的系列化，就是制定一整套泵性能曲线型谱，即把同类型的离心泵的切割高效工曲线型谱，即把同类型的离心泵的切割高效工作区四边形绘在一个坐标图上，使泵高效区四作区四边形绘在一个坐标图上，使泵高效区四边形充分复盖各部门所提出的工作点。边形充
2、分复盖各部门所提出的工作点。考虑泵运行的经济性，要考虑泵运行的经济性，要求泵应在较高效率范围工求泵应在较高效率范围工作。通常规定以最高效率作。通常规定以最高效率下降下降 为界为界，一般取一般取 。对同类。对同类型的泵，切割高效工作区型的泵，切割高效工作区四边形绘如图示。四边形绘如图示。%8%5%7 二、离心泵的选用二、离心泵的选用 1.1.注意事项注意事项 (1)(1)必须满足生产工艺提出的流量、扬程及必须满足生产工艺提出的流量、扬程及输送介质性质的要求。输送介质性质的要求。(2)(2)离心泵应有良好的吸入性能，为保证正离心泵应有良好的吸入性能，为保证正常运转，常采用灌注或正压吸入措施。此外，
3、常运转，常采用灌注或正压吸入措施。此外，轴封严密可靠，防止易燃、易暴的油品泄漏，轴封严密可靠，防止易燃、易暴的油品泄漏，润滑冷却良好，零部件有足够的强度，操作和润滑冷却良好，零部件有足够的强度，操作和维修方便。维修方便。(3)(3)泵的工作范围广，即工况变化时仍能在高泵的工作范围广，即工况变化时仍能在高效区工作。效区工作。(4)(4)泵的尺寸小，重量轻，结构合理，成本低。泵的尺寸小，重量轻，结构合理，成本低。(5)(5)其它特殊要求，加防暴、抗腐蚀等。其它特殊要求，加防暴、抗腐蚀等。油库用泵的流量一般在油库用泵的流量一般在100100500 m500 m3 3/h/h，扬程，扬程小于小于100
4、 100 200m 200m。集输用泵的流量为。集输用泵的流量为10101250m1250m3 3/h/h，扬程为，扬程为25 25 500m500m的范围内。长输管的范围内。长输管线用泵的特点是流量大线用泵的特点是流量大(450(450 6000 m6000 m3 3/h)/h)，扬，扬程高程高(400(400 770m)770m)。2 2选泵方法和步骤选泵方法和步骤 (1)(1)列出基础数据列出基础数据 根据工艺条件，详细列出基础数据，包括根据工艺条件，详细列出基础数据，包括介质的物理性质介质的物理性质(密度、粘度、饱和蒸气压、密度、粘度、饱和蒸气压、腐蚀性等腐蚀性等)、操作条件、操作条件
5、(操作温度、泵进出口两操作温度、泵进出口两侧罐内压力或管内压力、处理量等侧罐内压力或管内压力、处理量等)以及泵所以及泵所在位置情况，如环境温度、海拔高度、装置情在位置情况，如环境温度、海拔高度、装置情况、进排出侧设备况、进排出侧设备(或管线）内液面至泵中心或管线）内液面至泵中心线距离和管线当量长度等。线距离和管线当量长度等。(2)(2)估算泵的流量和扬程估算泵的流量和扬程 当工艺设计中给出最小流量、正常流量和当工艺设计中给出最小流量、正常流量和最大流量时，可直接采用最大流量选泵。若只最大流量时，可直接采用最大流量选泵。若只给出输送的正常流量给出输送的正常流量Q QP P，则应采用适当的安全，则
6、应采用适当的安全系数估算泵的流量，一般取系数估算泵的流量，一般取:Q=(1.05 Q=(1.051.1)Q1.1)QP P 当工艺设计中给出所需最大扬程时，可当工艺设计中给出所需最大扬程时，可直接采用。若需要估算扬程时，应先画出泵装直接采用。若需要估算扬程时，应先画出泵装置的立面流程图，标明离心泵在流程中的位置、置的立面流程图，标明离心泵在流程中的位置、标高、距离、管线长度及管阀件数量等。考虑标高、距离、管线长度及管阀件数量等。考虑泵在最困难条件下，例如处理量增大、管线安泵在最困难条件下，例如处理量增大、管线安装误差和工作过程中阻力损失变化等影响，计装误差和工作过程中阻力损失变化等影响，计算流
7、动损失，确定所需扬程算流动损失，确定所需扬程H HP P。根据需要，再。根据需要，再留出些余量，最后估算出选泵扬程，一般取留出些余量，最后估算出选泵扬程，一般取:H H(1.10(1.10 1.15)H1.15)HP P 。(3)(3)选择泵的类型及型号选择泵的类型及型号 根据被输送介质的性质而确定应选用泵的根据被输送介质的性质而确定应选用泵的类型，例如，当输送介质腐蚀性较强时，则应类型，例如，当输送介质腐蚀性较强时，则应从耐腐蚀的系列产品中选取，当输送石油产品从耐腐蚀的系列产品中选取，当输送石油产品时，则应选各种油泵。时，则应选各种油泵。在选择型式时，可先由流量、扬程及转速在选择型式时，可先
8、由流量、扬程及转速计算出比转数，以决定泵的类型。计算出比转数，以决定泵的类型。在正常操作时，一般只选用一台泵，但在在正常操作时，一般只选用一台泵，但在需要流量增大、扬程提高的某些特殊情况下，需要流量增大、扬程提高的某些特殊情况下，也可采用多台泵并联或串联工作。尽量不要使也可采用多台泵并联或串联工作。尽量不要使泵的工作台数过多，以免管路复杂，操作维修泵的工作台数过多，以免管路复杂，操作维修不便，成本费用偏高。然而除间歇操作的泵外，不便，成本费用偏高。然而除间歇操作的泵外，为保证可靠的连续性生产和工作条件变化的灵为保证可靠的连续性生产和工作条件变化的灵活性，应适当地考虑有备用泵。在选用多台离活性，
9、应适当地考虑有备用泵。在选用多台离心泵联合工作时，应尽可能采用型号相同的泵，心泵联合工作时，应尽可能采用型号相同的泵，以便于操作和维修。以便于操作和维修。当选定泵的型式后，可根据流量当选定泵的型式后，可根据流量Q Q和扬程和扬程H H值，从离心泵性能规格表值，从离心泵性能规格表(见附录见附录)中选定泵的中选定泵的型号。更常用的方法是将流量型号。更常用的方法是将流量Q Q和扬程和扬程H H值标绘值标绘到该型式泵的系列性能曲线型谱图上，看其交到该型式泵的系列性能曲线型谱图上，看其交点点P P处在那个切割高效区四边形中，即可读出处在那个切割高效区四边形中，即可读出该四边形中所注明的离心泵型号。如果交
10、点该四边形中所注明的离心泵型号。如果交点P P并不恰好在四边形上下底边上，则选用该泵后，并不恰好在四边形上下底边上，则选用该泵后，可以应用改变叶轮直径或工作转速的方法，改可以应用改变叶轮直径或工作转速的方法，改变泵的性能曲线，使其通过变泵的性能曲线，使其通过P P点。点。(4)(4)核算泵的性能核算泵的性能 为了保证泵正常运转，防止发生汽蚀，要为了保证泵正常运转，防止发生汽蚀，要根据流程图的布置，计算出最困难条件下泵入根据流程图的布置，计算出最困难条件下泵入口的实际吸上真空度口的实际吸上真空度H HS S或泵内汽蚀余量或泵内汽蚀余量 ，与该泵的允许值比较。或根据泵的允许吸上真与该泵的允许值比较
11、。或根据泵的允许吸上真空度空度HHS S 或泵的允许汽蚀余量或泵的允许汽蚀余量 ，计算出，计算出泵允许的几何安装高度泵允许的几何安装高度Hg Hg，与工艺流程图，与工艺流程图中泵拟确定的安装高度相比较。中泵拟确定的安装高度相比较。rhrh 若输送油品，粘度影响不可忽略的，应先若输送油品，粘度影响不可忽略的，应先进行性能换算后再校核。当不能满足时，就必进行性能换算后再校核。当不能满足时，就必须另选其它泵，或变更泵的位置，或采取其它须另选其它泵，或变更泵的位置，或采取其它措施。措施。若采用一泵多管线工作时，必须较精确地若采用一泵多管线工作时，必须较精确地算出各种不同使用条件下所需的扬程，校核所算出
12、各种不同使用条件下所需的扬程，校核所选泵在该条件下所产生的扬程是否满足。选泵在该条件下所产生的扬程是否满足。(5)(5)计算系的轴功率和驱动机功率计算系的轴功率和驱动机功率 根据所输送介质及工作点参数根据所输送介质及工作点参数(Q(Q、H H、)，可求出泵的轴功率，即：可求出泵的轴功率，即：选用驱动机的功率时应考虑选用驱动机的功率时应考虑1010一一1515储备储备功率，则驱动机的功率为：功率，则驱动机的功率为：)(1000kWgQHN)(15.11.1kWNND 一、叶轮一、叶轮 叶轮是离心泵中传递能量的主要部件叶轮是离心泵中传递能量的主要部件,对对叶轮的主要要求是：单级时轮能给予液体较大叶
13、轮的主要要求是：单级时轮能给予液体较大的理论扬程，以便在达到高扬程时，采用较少的理论扬程，以便在达到高扬程时，采用较少的级数，使机器结构紧凑，叶轮的效率较高，的级数，使机器结构紧凑，叶轮的效率较高，抗汽蚀性能好，性能曲线形状满足工艺生产要抗汽蚀性能好，性能曲线形状满足工艺生产要求等。求等。1.1.叶片数叶片数 离心泵的叶轮大多数为后弯叶片型叶轮，离心泵的叶轮大多数为后弯叶片型叶轮，只有小流量、高扬程的高速部分流泵和旋涡泵只有小流量、高扬程的高速部分流泵和旋涡泵等采用径向叶片型叶轮。对常用的后弯叶片型等采用径向叶片型叶轮。对常用的后弯叶片型叶轮的时片数一般在叶轮的时片数一般在6 6一一1212片
14、之间。对片之间。对n ns s=60=60250250的泵，常为的泵，常为6 6叶片；低比转数泵可取叶片；低比转数泵可取9 9叶片；叶片；高比转数泵可为高比转数泵可为4 45 5叶片。叶片。2.叶片形状叶片形状 离心泵叶轮的叶片形状有二类，即圆柱面状离心泵叶轮的叶片形状有二类，即圆柱面状叶片和扭曲时片。石油储运用离心泵中，叶片和扭曲时片。石油储运用离心泵中，n ns s9090，一般都采用圆柱面状叶片。它垂直于叶轮，一般都采用圆柱面状叶片。它垂直于叶轮的前后盖板，制造较容易。对的前后盖板，制造较容易。对n ns s 9090的泵，的泵，常采用扭曲叶片。常采用扭曲叶片。2.叶片安装角叶片安装角
15、后弯叶片型叶轮叶片的出口叶片角后弯叶片型叶轮叶片的出口叶片角 和进和进口叶片角口叶片角 对泵的性能有重要的影响。叶片对泵的性能有重要的影响。叶片出口叶片角出口叶片角 一般是在一般是在16160 040400 0之间，石油之间，石油储运用泵为储运用泵为20200 030300 0。A1A2A2 叶片进口角叶片进口角 通常是按设计流量下液流进通常是按设计流量下液流进叶道时绝对速度叶道时绝对速度c c1 1的方向角的方向角1 1来定的。为了提来定的。为了提高泵的抗汽蚀性能，一般采用正冲角高泵的抗汽蚀性能，一般采用正冲角 。正冲角能增大叶片进口角，减小叶片的弯曲，从正冲角能增大叶片进口角，减小叶片的弯
16、曲，从而增加叶片进口过流面积。在非设计流量下，液而增加叶片进口过流面积。在非设计流量下，液体在叶片非工作面形成旋涡，旋祸是稳定的，对体在叶片非工作面形成旋涡，旋祸是稳定的，对汽蚀影响较小。叶片进口角大约在汽蚀影响较小。叶片进口角大约在18180 025250 0 范范围内。围内。A10103i 3.叶轮的结构型式叶轮的结构型式 叶轮的结构分为闭式、半开式和开式三种，叶轮的结构分为闭式、半开式和开式三种，如图所示。如图所示。闭式叶轮具有盖板和轮盘，流道是闭式叶轮具有盖板和轮盘，流道是封闭的，这种叶轮水力效率较高，适用于高扬封闭的，这种叶轮水力效率较高，适用于高扬程，输送洁净的液体。半开式叶轮只有
17、轮盘，程，输送洁净的液体。半开式叶轮只有轮盘，流道是半开启的，适用于输送含固体颗粒和杂流道是半开启的，适用于输送含固体颗粒和杂质的液体。开式叶轮既无盖板，又无轮盘，流质的液体。开式叶轮既无盖板，又无轮盘，流道完全敞开，常用来输送浆状或物状液体。道完全敞开，常用来输送浆状或物状液体。二、蜗壳、导叶及吸入室二、蜗壳、导叶及吸入室 蜗壳和导叶是离心泵的转能装置，它们的蜗壳和导叶是离心泵的转能装置，它们的作用是把从叶轮甩出来的液体收集起来，使液作用是把从叶轮甩出来的液体收集起来，使液体流速降低，把部分速度能头转变为压力能头体流速降低，把部分速度能头转变为压力能头后，再均匀地引入下一级或经过扩散管排出。
18、后，再均匀地引入下一级或经过扩散管排出。1蜗壳蜗壳 蜗壳的形状通常是按照泵在设计流量下液蜗壳的形状通常是按照泵在设计流量下液体在叶轮中作稳定的相对运动，离开叶轮后不体在叶轮中作稳定的相对运动，离开叶轮后不受外力作用，按其惯性作自由流动的轨迹而作受外力作用，按其惯性作自由流动的轨迹而作成。当自叶轮流出的液体不受外力成。当自叶轮流出的液体不受外力(摩擦力等摩擦力等)作用时，则液流对旋转轴中心的动量矩保持不作用时，则液流对旋转轴中心的动量矩保持不变，故有：变，故有：uRucDcR222 根据连续性原理，蜗壳上任意点的半径根据连续性原理，蜗壳上任意点的半径R R处的处的径向分速度径向分速度 （不计阻塞
19、系数影响）为：（不计阻塞系数影响）为：若蜗壳宽度若蜗壳宽度 不变，则在定常流动时有：不变，则在定常流动时有：由此可见，液流在平行板式蜗壳内作自由流动，由此可见，液流在平行板式蜗壳内作自由流动，其流动轨迹的方向角不变，为一条对数螺旋线。其流动轨迹的方向角不变，为一条对数螺旋线。RrcRTRrRbQc2constRcRrRb 为了减小径向尺寸，用不断扩大的扩张形为了减小径向尺寸，用不断扩大的扩张形轴面宽度，如图所示。这样，液流方向角轴面宽度，如图所示。这样，液流方向角不不再是常数，而是随半径再是常数，而是随半径R增大、增大、增大而减小。增大而减小。但蜗壳截面的扩张角但蜗壳截面的扩张角不应大于不应大
20、于600，以免因蜗，以免因蜗壳通流截面扩大太快使液流发生严重的边界层壳通流截面扩大太快使液流发生严重的边界层分离。蜗壳尺寸缩小后，液体在螺旋线部分只分离。蜗壳尺寸缩小后，液体在螺旋线部分只有小部分动能转变为静压能。有小部分动能转变为静压能。Rb 为了尽可能将动能转变为静压能，需在螺为了尽可能将动能转变为静压能，需在螺旋线末端加一扩压管，其扩张角为旋线末端加一扩压管，其扩张角为8 80 012120 0 ，长度为扩压管进口截面直径的长度为扩压管进口截面直径的2.53倍。在扩倍。在扩压管内可使压管内可使80一一85的动能转变为静压能。的动能转变为静压能。蜗壳的截面有圆形、矩形和倒梯形几种，蜗壳的截
21、面有圆形、矩形和倒梯形几种，其中圆形截面用于高比转数泵，倒梯形截面用其中圆形截面用于高比转数泵，倒梯形截面用于中比转数泵，矩形截面用于低比转数泵。于中比转数泵，矩形截面用于低比转数泵。蜗壳截面面积大小对泵的性能影响很大，蜗壳截面面积大小对泵的性能影响很大，对同一个叶轮，如果截面面积过小，则对同一个叶轮，如果截面面积过小，则H H一一Q Q性性能曲线变陡，最高效率点向小流量方向移动，能曲线变陡，最高效率点向小流量方向移动，效率降低，反之，若面积过大，则效率降低，反之，若面积过大，则HQHQ性能曲性能曲线比较平坦，最高效率点向大流量方向移动，线比较平坦，最高效率点向大流量方向移动，效率也降低，但不
22、太显著。一般而言，比转数效率也降低，但不太显著。一般而言，比转数n ns s6060的泵，对蜗壳截面积变化比较敏感；比的泵，对蜗壳截面积变化比较敏感；比转数越大，影响也越小。转数越大，影响也越小。2 2导叶导叶 导叶的作用与蜗壳相同，多用于分段式多级导叶的作用与蜗壳相同，多用于分段式多级泵中。按其结构型式可分为径向式导叶和流道泵中。按其结构型式可分为径向式导叶和流道式导叶。流道式导叶的正向导叶和反向导叶是式导叶。流道式导叶的正向导叶和反向导叶是铸在一起的，中间有一连续流道，使液体在连铸在一起的，中间有一连续流道，使液体在连续的流道内流动，不易形成死角和突然扩散，续的流道内流动，不易形成死角和突
23、然扩散，速度变化比较均匀，水力性能较好，但结构复速度变化比较均匀，水力性能较好，但结构复杂，制造工艺性差。杂，制造工艺性差。3 3吸入室吸入室 吸入室位于叶轮前，其作用是将液体以最吸入室位于叶轮前，其作用是将液体以最小的损失均匀地引入叶轮。小的损失均匀地引入叶轮。吸入室有三种型式：锥形管吸入室，用于小吸入室有三种型式：锥形管吸入室，用于小型单级单吸悬臂式离心泵中，其结构简单，制型单级单吸悬臂式离心泵中，其结构简单，制造方便，在叶轮入口前使液流造成集流和加速造方便，在叶轮入口前使液流造成集流和加速度，流速均匀，损失较小。度，流速均匀，损失较小。螺旋形吸入室的流动状况较好，速度比螺旋形吸入室的流动
24、状况较好，速度比较均匀，但液流进入叶轮前有预旋，在一定程较均匀，但液流进入叶轮前有预旋，在一定程度上会降低些扬程，对低比转数泵，这种影响度上会降低些扬程，对低比转数泵，这种影响不明显。目前我国悬臂式离心油泵和中开式多不明显。目前我国悬臂式离心油泵和中开式多级蜗壳泵都采用这种吸入室。级蜗壳泵都采用这种吸入室。环形吸入室结构简单，轴向尺寸短、但液流进环形吸入室结构简单，轴向尺寸短、但液流进入叶轮前有撞击和旋涡损失，液流也不太均匀，入叶轮前有撞击和旋涡损失，液流也不太均匀，常用于多级分段式离心泵中。常用于多级分段式离心泵中。三、轴封装置三、轴封装置 旋转轴和固定壳体之间的密封称为轴封。旋转轴和固定壳
25、体之间的密封称为轴封。其作用是防止液体从泵内泄漏到外面，或当泵其作用是防止液体从泵内泄漏到外面，或当泵内压力低于大气压力时防止空气进入泵中。尽内压力低于大气压力时防止空气进入泵中。尽管轴封装置所占的位置不大，但对机器的正常管轴封装置所占的位置不大，但对机器的正常运转十分重要，是最容易发生故障的零部件之运转十分重要，是最容易发生故障的零部件之一。最早采用的轴封装量是填料密封，现在使一。最早采用的轴封装量是填料密封，现在使用得最多的一种带液封环的填料密封型式。用得最多的一种带液封环的填料密封型式。带液封环的填料密封带液封环的填料密封 1 1机械密封的工作原理机械密封的工作原理 机械密封结构类型很多
26、，不论何种机械密机械密封结构类型很多，不论何种机械密封类型，都由四类部件组成。封类型，都由四类部件组成。(1)(1)主要密封件主要密封件(摩擦副摩擦副)。动环。动环2(2(旋转环旋转环)及及静环静环1(1(固定环，用转销防止它转动固定环，用转销防止它转动)。(2)(2)辅助密封件。密封圈辅助密封件。密封圈(O(O形成形成V V形等形等)7)7、8 8等。等。(3)(3)压紧件。弹簧压紧件。弹簧4 4、推环等。、推环等。(4)(4)传动件。弹簧座传动件。弹簧座5 5及键或固定螺钉及键或固定螺钉6 6等。等。密封环的受力情况，如图所示。设密封处密封环的受力情况，如图所示。设密封处在平衡状态，这时，
27、动环右侧有液膜压力形成在平衡状态，这时，动环右侧有液膜压力形成的推开力的推开力P P0 0，以及密封面间的压紧力，以及密封面间的压紧力P P。作用。作用于动环左侧有介质压力产生的作用力于动环左侧有介质压力产生的作用力PsPs以及弹以及弹簧力簧力PspPsp，由动环上力的平衡可写出：，由动环上力的平衡可写出：PPPPSPS00PPPPSPS020224PPDDpPSP端面比压端面比压212202122212220224444DDPDDPDDDDppSPb如果用如果用p pm m表示平均液膜压力，则表示平均液膜压力，则212204DDpPm用用p pspsp表示弹簧比压力，则表示弹簧比压力，则21
28、224DDpPspsp端面比压写为：端面比压写为：21222022DDDDkppmspbppkp设：设：若若p p0 0沿径向成线形变化，即：沿径向成线形变化，即：12102DDDrpp12122/2/12102122221DDDDprdrDDDrpPDD121232DDDD121232DDDDppm 2 2机械密封的分类机械密封的分类 机械密封的结构型式很多，主要根据摩擦机械密封的结构型式很多，主要根据摩擦副，弹簧等零件的不同配置，介质在端面上的副，弹簧等零件的不同配置，介质在端面上的比压情况，介质泄漏方向等来分类。比压情况，介质泄漏方向等来分类。(1)(1)内装式与外装式。弹簧置于工作介质
29、之内装式与外装式。弹簧置于工作介质之内的叫内装式，弹簧在工作介质之外叫外装式。内的叫内装式，弹簧在工作介质之外叫外装式。内装式的端面比压随介质压力增大而增大，密内装式的端面比压随介质压力增大而增大，密封可靠性好。外装式完全靠弹簧力产生端面比封可靠性好。外装式完全靠弹簧力产生端面比压，无自动补偿性。因此，常采用内装式。压，无自动补偿性。因此，常采用内装式。(2)(2)平衡型与非平衡型平衡型与非平衡型 称为非平衡型。称为非平衡型。称为平衡型。称为平衡型。121222022DDDDk1021222022DDDDk (3)(3)单弹簧与多弹簧单弹簧与多弹簧 (4)(4)旋转式和静止式旋转式和静止式 旋
30、转式指弹簧随轴转动，大多数离心泵都旋转式指弹簧随轴转动，大多数离心泵都用此种型式，因为结构简单。静止式弹簧静止用此种型式，因为结构简单。静止式弹簧静止不动，安装在静环后面，适用于速泵的机械密不动，安装在静环后面，适用于速泵的机械密封。封。(5)(5)内流式与外流式内流式与外流式 工作介质沿半径方向由密封面外周向内泄工作介质沿半径方向由密封面外周向内泄漏的叫内流式，反之，从密封面内周向外泄漏漏的叫内流式，反之，从密封面内周向外泄漏的叫外流式。的叫外流式。(6)(6)单端面与双端面单端面与双端面 单端面是在密封装置中只有一对摩擦副，单端面是在密封装置中只有一对摩擦副，双端面是指在密封装置中有两对摩
31、擦副的情况。双端面是指在密封装置中有两对摩擦副的情况。3 3机械密封计算使用中的几个问题机械密封计算使用中的几个问题 (1)(1)摩擦副的材科摩擦副的材科 通常材料选配时，动、静二环采用一硬通常材料选配时，动、静二环采用一硬一软配对，只有在特殊情况下，例如介质含固一软配对，只有在特殊情况下，例如介质含固体颗粒时，才以硬对硬材料配对使用。体颗粒时，才以硬对硬材料配对使用。(2)端面比压端面比压p0的选取的选取 一般内装式的比压取为一般内装式的比压取为29.4210458.84 104 pa，对于介质粘度大，润滑性良好时可，对于介质粘度大，润滑性良好时可取较大的比压，约为取较大的比压，约为49.0
32、3104 67.84 104 pa。在内装式端面比压中，一部分由弹簧力在内装式端面比压中，一部分由弹簧力产生的弹簧比压产生的弹簧比压psp，一般选取，一般选取psp 为为49.05 245.3 pa。(3)(3)平衡型式的选择平衡型式的选择 常采用平衡型密封。常采用平衡型密封。(4)p(4)p值值 影响摩擦副摩擦的参数不仅有端面比压影响摩擦副摩擦的参数不仅有端面比压p pb b，而且还有端面的线速度，一般用平均线速度而且还有端面的线速度，一般用平均线速度炭示，二者的乘积炭示，二者的乘积pp值也是衡量一对摩擦副值也是衡量一对摩擦副工作情况的重要参数。通常对不同介质、不同工作情况的重要参数。通常对
33、不同介质、不同材料组成的摩擦副，根据经验总结了允许的最材料组成的摩擦副，根据经验总结了允许的最高高pp值，请参考有关密封手册。值，请参考有关密封手册。(5)(5)密封面宽度密封面宽度b b的选择的选择 常用的宽度常用的宽度b b在在2 26mm6mm之间，轴径大时取大值。之间，轴径大时取大值。高速机械密封因滑动速度大，摩擦热量多，应高速机械密封因滑动速度大，摩擦热量多，应取小值。时易挥发的介质，为避免发热多而造取小值。时易挥发的介质，为避免发热多而造成介质挥发，也应取小值。成介质挥发，也应取小值。四、轴向力、径向力及其平衡四、轴向力、径向力及其平衡 1 1轴向力及其平衡轴向力及其平衡 (1)(
34、1)轴向力及其计算轴向力及其计算 盖板、轮盘和泵体之间的间隙内充满有压盖板、轮盘和泵体之间的间隙内充满有压液体，受叶轮旋转时摩擦力的作用，间隙内的液体，受叶轮旋转时摩擦力的作用，间隙内的液体也会随叶轮作旋转运动。一般认为两侧间液体也会随叶轮作旋转运动。一般认为两侧间隙内液体压力分布规律相同。假定间隙中液体隙内液体压力分布规律相同。假定间隙中液体以角速度以角速度 旋转，若液体密度为旋转，若液体密度为，产生的，产生的离心力为离心力为 。实践证明，间隙内液体的。实践证明，间隙内液体的旋转角速度为叶轮旋转角速度的一半。根据受旋转角速度为叶轮旋转角速度的一半。根据受力平衡关系得：力平衡关系得：r2rrd
35、rdp2241crp2281当当r=rr=r2 2时，时，p=pp=p2 2。因此，有：。因此，有：222281rpc2222281rrpp 在叶轮入口在叶轮入口r1 以上，叶轮两侧液体压力分布呈以上，叶轮两侧液体压力分布呈对称，则其作用力可互相平衡，不产生轴向力。对称，则其作用力可互相平衡，不产生轴向力。但在但在r1以下叶轮轮盘上受有按上述抛物线规律以下叶轮轮盘上受有按上述抛物线规律分布的液体压力分布的液体压力p，而轮盖侧则是均布的入口，而轮盖侧则是均布的入口压力压力ps。设叶轮两侧轮毂半径相等，皆为。设叶轮两侧轮毂半径相等，皆为rm，则轴向力为：则轴向力为：msrrrrprdrrrpAm2
36、12222211281441222122222211168mmsmrrrrrpprrA221222222112161msmrrrpprrA 在计算离心泵的轴向力时，常以在计算离心泵的轴向力时，常以p p2 2pps sgHpgHp代代入上式。入上式。HpHp表示单级叶轮产生的静扬程。于是离表示单级叶轮产生的静扬程。于是离心泵轴向力心泵轴向力A Al l的计算公式可写为：的计算公式可写为：22122222112161mpmrrrgHrrA (2)(2)轴向力的平衡轴向力的平衡 由于轴向力相当大，必须考虑它在泵运行由于轴向力相当大，必须考虑它在泵运行中对轴和轴承的影响。因此，除了个别的单级中对轴和
37、轴承的影响。因此，除了个别的单级小型泵利用滚珠轴承承受轴向力外，一般都需小型泵利用滚珠轴承承受轴向力外，一般都需采取平衡轴向力的措施。采取平衡轴向力的措施。A.A.单级离心泵的平衡措施单级离心泵的平衡措施 a a采用双吸叶轮采用双吸叶轮 b b开平衡孔或装平衡管开平衡孔或装平衡管 c.c.采用平衡叶片采用平衡叶片 B.多级离心泵的平衡措施 a对称布置叶轮 b采用平衡鼓采用平衡鼓平衡鼓一般能平衡平衡鼓一般能平衡9090一一9595的轴向力，并且减的轴向力，并且减轻了轴封箱内的压力。轻了轴封箱内的压力。c c采用自动平衡盘采用自动平衡盘这种方法的优点是在不同工况下可自动全部这种方法的优点是在不同工
38、况下可自动全部平衡轴向力。平衡轴向力。d d采用平衡盘与平衡鼓组合的平衡装置采用平衡盘与平衡鼓组合的平衡装置平衡鼓可以平衡平衡鼓可以平衡5050一一8080的轴向力，这样就减的轴向力，这样就减轻了平衡盘的负荷，从而可采用较大的轴向间轻了平衡盘的负荷，从而可采用较大的轴向间隙，避免因转于串动而引起平衡盘与泵体的摩隙，避免因转于串动而引起平衡盘与泵体的摩擦。擦。2 2径向力及其平衡径向力及其平衡 (1)(1)径向力及其计算径向力及其计算 具有螺旋形压液室的泵，在运行中会产生具有螺旋形压液室的泵，在运行中会产生作用于叶轮上的径向力。作用于叶轮上的径向力。(2)(2)径向力的平衡径向力的平衡 在单级蜗
39、壳泵中，可以把蜗壳做成双层蜗在单级蜗壳泵中，可以把蜗壳做成双层蜗壳结构，以平衡径向力。此外，也可采用叶轮壳结构，以平衡径向力。此外，也可采用叶轮外加导叶的方法，导叶的各个叶道沿叶轮周围外加导叶的方法，导叶的各个叶道沿叶轮周围均匀分布，所产生的径向力可以相互平衡。均匀分布，所产生的径向力可以相互平衡。对于多级蜗壳泵，可以采用相邻两个蜗壳对于多级蜗壳泵，可以采用相邻两个蜗壳布置成相差布置成相差1801800 0的办法来平衡径向力。的办法来平衡径向力。一、泵的能耗一、泵的能耗 泵是一种广泛用于国民经济中各个领域的泵是一种广泛用于国民经济中各个领域的通用机械，是电能的主要消耗者之一。据统计，通用机械，是电能的主要消耗者之一。据统计，泵的电能消耗占全国电能消耗的泵的电能消耗占全国电能消耗的2020以上，配以上，配套电动机功率占生产电动机总容运的套电动机功率占生产电动机总容运的4545。二、离心泵节能途径二、离心泵节能途径 1 1加速研制高效节能的新系列产品；加速研制高效节能的新系列产品；2 2正确选型，合理配套，提高运行效率；正确选型，合理配套，提高运行效率；3 3综合利用和回收剩余能量；综合利用和回收剩余能量；4 4对运行的离心泵装置进行有效的节能改造；对运行的离心泵装置进行有效的节能改造；5 5精心操作，及时维修。精心操作，及时维修。
