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什麽是泵?

作者:卡卡  来源:www.hpsqp.cn  更新时间:2020-03-18 13:34:29  点击次数:

  工業中的很多流程都需要將流體從一個位置輸送到另一個位置,扮演者重要的角色。涵蓋的工業很廣泛,從大型核電廠和普通電廠、輸油管線、石化廠、市政廢水處理廠、水廠,到大小型建築物,到輪船和海上石油平台等等。

  一般來說,泵在旋轉機械中是那種皮實、可靠的一類設備。但在很多流程中,泵是關鍵設備,一旦故障宕機,後果往往是嚴重的,甚至是災難性的。除直接經濟損失外,安全問題也是不容小視,甚至超過經濟損失,如泵失效導致放射性物質或有毒液體泄露,會殃及工廠相關人員的生命,甚至包括周邊百姓。此外環保因素也一樣,有害流體因爲泵的泄露等失效,會嚴重汙染空氣、水和土壤,甚至導致環境的不可逆危害,治理起來費時、費力、費錢。所以,雖然泵常常沒有歸入關鍵機組,但對它的重視,按關鍵機組對待並不爲過。

  什麽是泵?

  幾乎所有人都都熟悉泵及其基本原理,如汽車發動機的冷卻液通過泵在散熱器和水套中循環。泵克服流體的重力、摩擦力,將流體加速到一定的出口速度,送到一定的高度。

  克服重力的影響不難理解,但對于克服流體的阻尼–摩擦力的概念可能未必盡人皆知。流體流經管道,流體分子間會産生“摩擦”,因爲分子間在運動過程中速度不一樣,之間就會有相對運動,摩擦自然就産生了。流體間運動速度不一樣可以通過特殊情況理解,在管道壁流體的流速爲零,在管道中心的流速最大,也就是所謂的流場梯度。所以,重力和摩擦力是泵運行中需要克服的阻力。

  摩擦力有流體和管壁間的摩擦力,以及分子間的摩擦力。因此,簡言之,管壁光滑的摩擦力比粗糙的小,大直徑管比小直徑管摩擦力小;流體的特性影響摩擦力,內聚力大的流體,也就是粘度大的流體摩擦力大。當然實際情況可能要複雜得多,但足夠去理解泵的阻力了。

  泵是一種能量轉換設備,是將驅動機械的旋轉動能,轉換成所泵流體的能量。

  克服流體運動過程中的重力,提高揚程、克服流體內、外摩擦力。

  流體出口速度比入口速度提高。

  下圖是流體流過泵和管道,流體能量的變化圖

  Figure1.1能量梯度線(EGL)顯示流體流經管道和泵並送到一定的揚程後的能量的變化。

  能量梯度線表示了能量的損失大小。是泵必須克服的。

  上圖並沒有討論流體淨增加的能量。

  泵作爲一種能量轉換的設備,目標是能量轉換效率高,耗能小。

  泵的分類

  按增加流體能量的方式,泵分爲:

  容積式泵。包括柱泵塞、活塞泵、隔膜泵、螺杆泵、齒輪泵等

  活塞泵和齒輪泵雖然不是往複運動,但同樣也是以沖擊的方式周期性給流體增加能量。

  葉片式泵。通過葉片以平滑和連續的方式給流體增加能量(動能),這種泵也叫做離心泵

  按旋轉軸分類

  臥式泵

  立式泵

  按葉片方式分類

  單級泵

  懸臂泵單端支撐

  簡支泵

  多級泵

  本文主要討論離心泵,因爲離心泵使用最爲廣泛,也因爲在電力和流程工業企業的資産、運行和維修成本等方面舉足輕重。

  離心泵的設計大同小異。爲了討論離心泵的常見故障,有必要了解其設計和運行特征,是一個典型的單級、端部水(或其它液體)蝸殼泵的結構示意圖和實物圖。

  典型單級、端部進水(或其它液體)、懸臂泵截面圖。液體從右端軸向進入葉輪蝸殼,徑向上部排出,流體的平均流線。.

  離心水泵。

  兩圖都是左側進水,從頂部排出。離心泵安裝在自身的底座上,直接懸臂安裝在電機外殼上,沒有另外的支撐。

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