《离心泵与轴流泵》PPT课件

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1、北京化工大学机电学院王奎升流体机械第四章叶片式流体机械4.1概述叶片式流体机械在国民经济的各个部门以及人民生活中都有广泛的应用。在石油工程上，叶片式流体机械主要用在油田注水、油井采油、油品输送以及作为钻井泵的灌注用泵等；而轴流泵用作热电站中的循环水泵、油田供水用泵等。本章主要介绍叶片式流体机械（离心泵）的结构、工作原理、特性曲线、水力设计和选择使用等问题。4.1.1离心泵的工作原理图4-1离心泵工作原理示意图l-叶轮；2-叶片；3-螺壳；4-吸入管；5-排出管离心泵开始工作后，充满叶轮的液体由许多弯曲的叶片带动旋转。在离心力的作用下，液体沿叶片间流道，由叶轮中心甩向边

2、缘，再通过螺形泵壳(简称螺壳)流向排出管。随着液体的不断排出，在泵的叶轮中心形成真空，吸入池中液体在大气压力作用下，通过吸入管源源不断地流入叶轮中心，再由叶轮甩出。叶轮的作用是把泵轴的机械能传给液体，变成液体的压能和动能；螺壳的作用则是收集从叶轮甩出的液体，并导向排出口的扩散管。由于扩散管的断面是逐渐增大的，使得液体的流速平缓下降，把部分动能转化为压能。在有些泵上，叶轮外缘装有导叶，其作用也是导流及转换能量。在吸入管上及排出口的扩散管后分别装有真空表和压力表，用以测量泵进口处的真空度及出口压力，从而了解泵的工作状况。4.1.2离心泵的工作特点（1）工作件(叶轮)等速旋

3、转，液流均匀、平稳。（2）液体被叶轮甩出后其压能与动能均增加，再经转能装置，把动能转化为压能，液体所能增加的压能有限。（3）吸入和排出在时间上是同时进行的，从而取消了泵阀（4）泵的流量随压力的增加而减少，调节方便。4.1.3离心泵的分类离心泵通常按叶轮数目、叶轮结构、泵壳结构特点及其用途等进行分类。叶轮数目叶轮吸入方式泵壳结构单级泵和多级泵单吸泵和多吸泵螺壳泵和透平泵4.1.3离心泵的特性参数（1）流量。是指泵在单位时间内所输送的液体体积,用Q来表示,其单位为L／s或m3/h。（2）压头(或扬程)。是指每一单位重量(N)的液体通过泵后,其能量的增加值,用H示,其单位为

4、J／N或m；由于一般离心泵的工作压力不高，所以通常不采用MPa，而只用“m液柱”来表示压头的大小。（3）功率。离心泵的功率通常是指泵的轴功率，也就是动力机输入到泵轴的功率，以N轴表示，其单位为kW。单位时间内流过离心泵的液体从泵那里得到的能量叫做有效功率，用N表示。（4）效率。任何泵不可能把动力机输入的轴功率完全传递给液体，成为有效功率，因为在泵内有各种能量损失。泵的效率为有效功率与轴功率之比。（5）转速。指泵轴每分钟的转数，其单位为r/min。4.2离心泵的典型结构及主要零部件4.2.1离心泵的典型结构在石油工程上使用着各种类型的离心泵。在压头不大的场合，往往使用单

5、级离心泵；在注水站和长距离输油干线上，需要很大的压头，使用多级离心泵；在一些特殊的场合，送热油产品或从深井中采油，要用不同类型的热油泵或多级电动潜油泵。图4-2单级悬臂式B型泵1-带吸入短管的泵盖；2-密封环；3-叶轮的环状突起；4-泵壳；5-叶轮；6-锁紧螺母；7-泵轴；8-填料套筒；9-填料；10-压紧套筒；11-支承架；12-13一轴承图4-3分段式多级高压注水泵1-吸入端盖；2-第一级叶轮；3-第一级导叶；4-中间级叶轮；5-中间级导叶；6-段；7-最末级的导叶；8-排出端盖；9-轴封装置；l0-滑动轴承；11-压紧装置；12-底座4.2.2离心泵的主要零部件

6、离心泵的主要零部件有叶轮、泵壳、导叶、轴、轴承、密封装置及轴向力平衡装置等。1.叶轮叶轮是离心泵中最重要的零件，它将动力机的能量传给液体。图4-4所示为单吸式叶轮，它由两个轮盖构成，一个盖板带有轮毂，泵轴从其中通过，另一盖板形成了吸入孔。盖板之间铸有叶片，从而形成一系列流道，叶片一般为6～12片，视叶轮用途而定。图4-5所示为双吸式叶轮。在这种叶轮上，两个轮盖都有吸入孔，液体从两侧同时进入叶轮。图4-4叶轮和导叶图4-5双吸式叶轮2.泵壳是一个液体能的转能装置，分为有导叶的透平泵泵壳和螺旋形的泵壳两种。螺壳泵的泵壳结构很简单，如图4-6和图4-7所示。图4-6螺壳泵泵

7、壳及扩散管图4-7双层螺壳和加导叶的螺壳结构3.导叶导叶的作用与螺壳相同，它用于分段式多级泵中，具有结构紧凑和在各种工况下平衡径向力的优点。导叶按其结构型式可分为径向式导叶和流道式导叶。图4-8和图4-9中给出径向式导叶和流到式导叶的结构。图4-8径向式导叶图4-9流道式导叶4.密封装置为了保证泵的正常工作，应当防止液体外漏、内漏或外界空气吸入泵内，因此必须在轮与泵壳间、轴与壳体间都装有密封装置。图4-10叶轮的密封环图4-11机械密封简图1-静环；2-动环；3-弹簧；4-传动弹簧座；5-固定螺钉；6、8-密封圈；7-防转销；9-压盖图4-12软填料