離心泵水力設(shè)計的研究現(xiàn)狀 離心泵工作原理
時間:2022-12-23 09:30:05 作者:河北航信儀器 點擊:
20世紀(jì)70年代和80年代,沈陽水泵研究所、**農(nóng)業(yè)機械研究院、**農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位在離心泵水力模型開發(fā)方面開展了很多工作,積累了許多**的水力模型。并且由沈陽水泵研究所負責(zé)組織并陸續(xù)出版了兩期“離心泵水力模型匯編”,為**各企業(yè)的離心泵水力模型設(shè)計提供了豐富的模型庫。
傳統(tǒng)水力設(shè)計方法
1 相似換算法
相似換算法是建立在相似理論基礎(chǔ)上的一種方法,通過在一臺模型泵的基礎(chǔ)上對相似模型泵的尺寸進行放大或縮小來得到所要設(shè)計的泵尺寸 。對**相似的泵來說,比轉(zhuǎn)速ns 相等。在相似工況下,假設(shè)實型泵和模型泵的效率相等,已知一臺泵的幾何形狀和性能參數(shù),利用相似定律,按照比例放大或縮小為另一臺幾何相似的泵,并換算出相應(yīng)的性能曲線。這種設(shè)計方法要求要有一個水力模型庫。
2 速度系數(shù)法
速度系數(shù)法是以速度系數(shù)圖來進行設(shè)計的。實質(zhì)上,它仍然是基于相似理論基礎(chǔ)的一種相似換算法,它同樣要求有好的泵模型,設(shè)計時按ns 選取速度系數(shù),并作為水力尺寸的依據(jù)。它們的各項系數(shù)都是在比轉(zhuǎn)速大于或等于30 r/min的情況下取得的,也就限制了它們用于較低比速和**比速離心泵的設(shè)計。目前已有不少人對這種圖進行了改進 ,并用此方法進行泵的設(shè)計和優(yōu)化。
3 面積比試驗方法設(shè)計法面積比設(shè)計法是根據(jù)Anderson的面積比試驗方法進行設(shè)計的,即用面積比繪制揚程系數(shù)和流量系數(shù)的形式來修正標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計數(shù)據(jù)。其目的是根據(jù)不同的設(shè)計要求尋找***佳的葉輪和泵體匹配;其依據(jù)是不同的葉輪和泵體匹配將產(chǎn)生不同的泵性能;其實質(zhì)是將葉輪和泵體作為一個整體來系統(tǒng)考慮;其方法是綜合考慮設(shè)計參數(shù)、經(jīng)濟性、工藝性和可靠性等的優(yōu)化設(shè)計。
4 加大流量設(shè)計法
加大流量設(shè)計法依據(jù)低比速泵在小流量范圍內(nèi)運行時,效率隨流量的增加而迅速提高,并將給定流量和比轉(zhuǎn)速放大作為設(shè)計參數(shù)來設(shè)計一臺較大的泵在小流量處作小泵使用。這樣的泵不僅在設(shè)計點處效率有較大提高,而且在整個使用范圍內(nèi)平均效率均有**程度的提高。
5 短葉片偏置法
短葉片偏置設(shè)計的目的是為了改善離心泵葉輪和泵體內(nèi)的速度與壓力分布,以提高泵的性能。其依據(jù)是葉輪內(nèi)速度和壓力分布隨葉輪流道形狀和葉片形狀而變化;其方法是綜合考慮設(shè)計工況和流道幾何形狀及其工藝性的優(yōu)化設(shè)計;其主要措施是在兩相鄰長葉片中間設(shè)置超短葉片,并向長葉片背面偏置;其不良后果是可能帶來鑄造工藝的困難。
水力設(shè)計進展
目前基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)和設(shè)計理論的一元設(shè)計理論已經(jīng)相當(dāng)成熟,一元設(shè)計理論也是當(dāng)前普遍采用的設(shè)計理論,而人們在設(shè)計過程中也已經(jīng)積累了很多**的水力模型。因此對于普通化工泵產(chǎn)品,設(shè)計者已經(jīng)能夠設(shè)計出一些水力性能比較**的模型,并能較好的滿足用戶的使用要求。
離心泵內(nèi)部流動是一個全三維的復(fù)雜流動,普通設(shè)計人員對于內(nèi)部流動特性的了解比較有限,而對于一些特殊用途的離心泵,采用一元設(shè)計理論設(shè)計的水力模型并不能**滿足要求。因此,優(yōu)化設(shè)計也隨之出現(xiàn)。開始階段,它是在基于經(jīng)驗的一元設(shè)計基礎(chǔ)上,采用優(yōu)化設(shè)計理論,以某些參數(shù)為目標(biāo)對水力模型和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化來獲得較好的水力性能,在優(yōu)化設(shè)計過程中相應(yīng)出現(xiàn)了性能預(yù)測和流動分析問題。對于水力旋轉(zhuǎn)機械的流動分析和性能預(yù)測,目前已經(jīng)開始大量應(yīng)用計算流體動力學(xué)(CFD)技術(shù)進行全流場的三維數(shù)值模擬[ 14216 ] ,基于流場模擬預(yù)測性能,改進不利于性能提高的流動結(jié)構(gòu),改善葉片負荷,提**率。通過多年的發(fā)展,這類方法能夠較好的用于離心泵的工程設(shè)計和優(yōu)化。
基于內(nèi)流場三維流動模擬的離心泵優(yōu)化設(shè)計將是一個重要手段,正在成為離心泵設(shè)計過程中的關(guān)鍵步驟。其與反問題設(shè)計技術(shù)相互配合,并且與CAD 技術(shù)、CAM技術(shù)、人工智能技術(shù)等結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)**水力模型的快速、智能化設(shè)計和制造。
基于應(yīng)用需求和發(fā)展離心泵技術(shù)的需要,并且依賴于計算機、計算流體力學(xué)以及計算機輔助設(shè)計等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,人們已經(jīng)在一元設(shè)計方法的改進、優(yōu)化設(shè)計和內(nèi)部流動數(shù)值模擬等方面開展了諸多工作,其中包括國外較為先進的CAD /CFD交互設(shè)計技術(shù),使得離心泵的設(shè)計逐步從一元流設(shè)計向三元流設(shè)計方向發(fā)展。這些工作促進了離心泵設(shè)計理論的發(fā)展,使得包括離心式化工泵在內(nèi)的許多離心泵的水力性能得到了明顯提高。
推薦產(chǎn)品:G型螺桿泵 QJ深井泵
離心泵運行中的維護
離心泵在正常使用中要定期進行維護,否則有可能會因為一些小故障發(fā)現(xiàn)不及時對泵造成更大的損壞。下面介紹下正常離心泵運行中的維護內(nèi)容主要油品哪些?! 、贊櫥骸 ‰x心泵在正常運行一段時間后,要經(jīng)常檢查潤滑劑的質(zhì)量和油位?! z查潤滑劑的質(zhì)量,因為泵的潤滑油箱內(nèi)可能被輸送介質(zhì)或者介質(zhì)中的其它物質(zhì)進入而影響泵的正常運行。潤滑劑的質(zhì)量可用肉眼觀察或定期取樣分析??蓮挠臀粯?biāo)記上看出潤滑油的油位,判斷是否缺少潤滑油?! ⌒卤眠\行一周后應(yīng)換油一次,大修時換了軸承的泵也應(yīng)換油。因為新的軸承和軸運行跑合時有異物進入油內(nèi),必須換油。以后每季換油一次。化工用泵所用的潤滑脂和潤滑油要符合質(zhì)量要求?! 、谡駝樱骸 ”迷谶\行中,由于零配件質(zhì)量和檢修質(zhì)量不好,操作不當(dāng)或管道振動影響等原因,往往會產(chǎn)生振動。如果振動超過允許值,應(yīng)停車檢修,免使機器受到損壞。表2-10為離心泵振動值允許范圍?! 、圯S承溫升: 泵在運行過程中,如果軸承溫升很快,溫升穩(wěn)定后軸承溫度過高,說明軸承在制造或安裝質(zhì)量方面有問題;或者軸承潤滑油(脂)質(zhì)量、數(shù)量或潤滑方式不符合要求?! ∪舨患皶r處理,軸承有燒壞的危險。離心泵軸承溫度允許值為:滑動軸承<65℃;滾動軸承<70℃。該允許值是指運行一段時間后軸承溫度的允許范圍。新?lián)Q上的軸承,運行初期,軸承溫度會升得較高,運行一段時間后,溫度會下降一些,并穩(wěn)定在某一數(shù)值上?! 、茈x心泵運行性能: 泵在運行過程中,如果液體來源無變化,進出口管線上閥門的開度未變,而流量或進出口壓力變化了,說明泵內(nèi)或管道內(nèi)有故障,要迅速查明原因,及時排除,否則將造成不良后果?! 、輽C組聲響泵在運行過程中發(fā)出的聲響,有的是屬于正常的,有的則屬于非正常的。對于非正常的聲響,引起離心泵異響主要有流體和機械兩個方面的原因?! ×黧w方面的原因如離心泵進口流量不足,造成汽蝕,發(fā)出噪聲;泵出口管線中窩氣,引起水擊、發(fā)出的沖擊響聲等?! C械方面是因為軸承質(zhì)量不符合要求或損壞;泵的動靜部分間隙不合適,引起摩擦;軸彎曲引起內(nèi)部摩擦;零件損壞脫落;泵內(nèi)落入異物等。要及時查明原因并且**。
標(biāo)簽:
離心泵
離心泵
離心泵運行中的維護_離心泵
離心泵機械密封是由兩塊密封元件(靜環(huán)和動環(huán))垂直于軸的光滑而平直的表面相互貼合,并做相對轉(zhuǎn)動而構(gòu)成的密封裝置,它是靠彈性構(gòu)件和密封介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動環(huán)和靜環(huán)的接觸面(端面)上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力,使這兩個端面緊密貼合。端面間維持一層極薄的液體。
膜而達到密封的目的,這層液體膜具有流體動壓力與靜壓力。起著潤滑與密封的作用,渣漿泵、脫硫泵等產(chǎn)品在不同工況均可采用機械密封。
離心泵機械密封的分類:
1、按密封的主機分為:泵用機械密封、釜用機械密封、壓縮機用機械密封等;
2、按不同工作參數(shù)分為:分為高溫、中溫、低溫、高壓、中壓、低壓、高速、重型等;
3、按結(jié)構(gòu)形式分為:平衡型和非平衡型、單端面和雙端面機械密封等。
離心泵機械密封滲漏的解決方法:
一、機械密封漏水可能是幾封的動、靜環(huán)平面遭受磨損,而造成磨損的原因有意向幾種:
1、安裝過緊
如果機械密封有燒焦現(xiàn)象,平面發(fā)黑,密封橡膠變硬,失去彈性說明是安裝過緊;對策:調(diào)整安裝高度,安裝好葉輪后,撥動彈簧,有2-4mm移動距離即可。
2、安裝過松
機封動靜環(huán)表面有一層很薄的水垢,能夠擦去,這是彈簧失去彈性或電機軸向竄動造成的;對策:重新裝配調(diào)整安裝高度至適當(dāng)移動距離即可;
3、水質(zhì)差含顆粒
由于水質(zhì)差,有顆粒及介質(zhì)中鹽酸鹽含量高,形成磨料磨損機封平面或拉傷表面產(chǎn)生溝槽、換溝等現(xiàn)象;對策:改進水壓或是介質(zhì),更換機封;
4、缺水運行導(dǎo)致干磨損壞
多見于底閥式安裝式進口處負壓,進水管有空氣,泵腔內(nèi)有空氣,泵開機后,機封的摩擦高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高溫,無法得到冷卻;對策:排盡管道及泵腔內(nèi)空氣,更換機械密封;
5、氣蝕
主要產(chǎn)生于熱水泵,由于水溫過高產(chǎn)生蒸汽,管道內(nèi)的氣體進入泵腔內(nèi)高處,這部分氣體無法排除,造成了機封干磨失效;對策:安裝自動排氣閥,更換機封。
二、泵轉(zhuǎn)子軸向竄動量大
1、原因:輔助密封與軸的過盈量大,動環(huán)不能在軸上靈活移動,在泵翻轉(zhuǎn),動、靜環(huán)磨損后,得不到補償位移;
2、對策:裝配機械密封時,軸的軸向竄動量應(yīng)小于0,1mm,輔助密封與軸的過盈量應(yīng)適中,保證徑向密封的同時,動環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動;
三、轉(zhuǎn)子周期性振動
1、原因:定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡,汽蝕或軸承損壞,這種情況會縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏;
2、對策:可根據(jù)維修標(biāo)準(zhǔn)來糾正上述問題。