立式循环泵的选择要考虑哪些数据？

一、什么是泵？

泵是一种输送或加压液体的机器。它将原动机的机械能或其他外部能量传递给液体，增加了液体的能量。

泵主要用于输送水、油、酸碱液、乳液、悬浮乳液、液态金属等液体，也可输送液体、气体混合物和含有悬浮固体的液体。

泵按其工作原理通常可分为三种类型:容积式泵、动力泵和其他类型的泵。除了工作原理，还可以用其他方法分类命名。比如按驱动方式，可分为电动泵和液压泵；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵。

泵的性能参数之间存在一定的相互依赖关系，可以用一条曲线来表示，这条曲线称为泵的特性曲线。每个泵都有自己特定的特性曲线。

二、泵的定义和历史来源

运输或加压液体的机器。广义的泵是输送或加压流体的机器，包括一些输送气体的机器。泵将原动机的机械能或其他能源的能量传递给液体，增加了液体的能量。

水的改善对人类的生活和生产非常重要。古代有各种提水器具，如埃及链泵(17世纪)、中国橙(17世纪)、卷扬机(11世纪)、水车(1世纪)、公元前3世纪。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原始的活塞泵——消防泵。早在1588就有了4叶叶片泵的记录，其他各种转子泵也相继出现。1689年，法国的D. Papan发明了一种有四个叶片的蜗壳离心泵。1818年，美国出现了径向直叶片、半开式双吸叶轮、蜗壳的离心泵。1840 ~ 1850年，美国的H.R .沃辛顿发明了蒸汽直接作用于泵缸和蒸汽缸的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。从1851到1875，带导叶的多级离心泵相继被发明，使高扬程离心泵的发展成为可能。随后，各种泵相继问世。随着各种先进技术的应用，泵的效率逐渐提高，性能范围和应用也在不断扩大。

三、泵的分类依据

(1)工作原理

1)的工作原理可分为叶片式、容积式等多种形式。

(1)叶片泵，依靠旋转叶轮对液体的动力作用，不断向液体传递能量，使液体的动能(主要是)和压力能增加，然后通过挤压腔将动能转化为压力能，可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵。

(2)容积式泵，依靠含有液体的密封工作空间容积的周期性变化，周期性地向液体传递能量，使液体的压力增大而强制排出液体，按工作元件的运动形式可分为往复泵和旋转泵。

③其他类型的泵以其他形式传递能量。比如喷射泵依靠高速喷射的工作流体将待输送的流体吸入泵内然后混合交换动量来传递能量；水锤泵利用制动时部分流水被提升到一定高度来传递能量；电磁泵使带电的液态金属在电磁力的作用下流动，实现输送。此外，泵还可以根据性质、驱动方式、结构、用途等进行分类。

2)根据工作叶轮的数量。

①单级泵:即泵轴上只有一个叶轮。

②多级泵:泵轴上有两个或两个以上的叶轮，泵的总扬程是n个叶轮产生的扬程之和。

3)根据工作压力分类

①低压泵:压力低于100m水柱；

②中压泵:压力在100 ~ 650m水柱之间；

③高压泵:压力高于650米水柱。(多级离心泵可达2800米)

4)按叶轮进水方式进行分类。

①单侧进水泵:也叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；

②双侧进水泵:也叫双吸泵，即叶轮两侧各有一个进水口。它的流量是单吸泵的两倍，可以近似看作是两个单吸泵叶轮背靠背放在一起。

5)根据泵壳连接形式进行分类。

①卧式开泵:即在通过轴的水平面上有一个接头。(最常见的卧式开式泵是双吸泵)

②垂直结合面泵:即结合面垂直于轴线。

6)根据泵轴的位置。

①卧式泵:泵轴处于水平位置。

②立式泵:泵轴处于垂直位置。

7)根据水从叶轮通向挤压室的方式分类。

①蜗壳泵:水从叶轮出来后，直接进入螺旋泵壳。

②导叶泵:水从叶轮出来后，进入布置在其外侧的导叶，然后进入下一级或流入出水管。(通常用于多级泵和轴流泵)

(二)、操作原则

由几个弯曲叶片组成的叶轮放置在具有蜗壳通道的泵壳中。叶轮紧固在泵轴上，泵轴与电机连接，可由电机驱动旋转。吸入口位于泵壳的中心并与吸入管路相连，吸入管的底部装有止回阀。泵壳侧面为出料口，与出料管道相连，并装有调节阀。

离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮产生的离心力，所以称之为离心泵。

离心泵的工作过程:

在启动泵之前，用要输送的液体填充泵。

泵启动后，泵轴带动叶轮高速旋转，产生离心力。在此作用下，液体从叶轮中心被甩向叶轮外围，压力增大，并高速流入泵壳。在泵壳内，由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使得大部分动能转化为压力能。最后，液体以较高的静压从排出口流入排出管。泵内液体甩出后，叶轮中心形成真空。在液位压力(大气压)和泵内压力(负压)的压力差下，液体通过吸入管道进入泵内，充满被排除液体的位置。

离心泵启动时，如果泵壳内有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮转动产生的离心力很小，叶轮中心产生的低压不足以造成吸入液体所需的真空，所以离心泵无法工作。为了在启动前向泵中注入液体，在吸入管道的底部安装了一个止回阀。此外，离心泵的出口管道上还装有调节阀，用于启停和调节流量。

第四，水泵在各个领域的应用

从泵的性能范围来看，巨型泵的流量可以达到每小时几十万立方米，而微型泵的流量在每小时几十毫升以下；泵的压力可由常压高达19.61 MPa(200 kgf/cm2)；被输送液体的温度可以低至-200摄氏度，高至800摄氏度。泵输送各种各样的液体，例如水(净水、污水等)。)、油、酸碱液、悬浮液、液态金属。

在化工、石油部门的生产中，原料、半成品、成品多为液体，原料需要经过复杂的工艺流程。在这些过程中，泵起着输送液体和为化学反应提供压力和流量的作用。此外，在许多设备中，泵被用来调节温度。

在农业生产中，水泵是主要的排灌机械。我国农村地域广阔，每年农村都需要大量的水泵。一般来说，农用水泵占水泵总产量的一半以上。

在采矿和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。矿山需要用泵排水，在选矿、冶炼、轧制过程中，需要先用泵供水。

在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵，火电厂需要大量的锅炉给水泵、凝结水泵、循环泵和灰渣泵。

在国防建设中，飞机襟翼、尾舵、起落架的调整，军舰、坦克的炮塔转动，潜艇的起落都需要泵。高压和放射性液体，有些还要求泵没有泄漏。

在造船业，每艘远洋船上使用的泵一般都在100台以上，类型也多种多样。其他如城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床的润滑和冷却、纺织工业的漂白和染料、造纸工业的纸浆、食品工业的奶糖食品等，都需要大量的泵。

总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、钻井、采矿、火车、轮船，还是日常生活，到处都需要泵，到处都有泵在运转。这就是为什么泵被列为通用机械，是机械行业的一类重要产品。

五、泵的基本参数

表征泵主要性能的基本参数如下:

1，流量q

流量是单位时间内泵输送的液体量(体积或质量)。

体积流量用q表示，单位有:m3/s、m3/h、l/s等。

质量流量用Qm表示，单位有:t/h、kg/s等。

质量流量和体积流量之间的关系是:

Qm=ρQ

式中，ρ为液体的密度(kg/m3，t/m3)，室温下在清水中ρ=1000kg/m3。

2.电梯h

压头是由泵从泵入口(泵入口法兰)泵送到泵出口(泵出口法兰)的单位重量液体的能量增量。即一牛顿的液体通过泵获得的有效能量。其单位为n·m/n = m，即泵所泵送的液柱高度，习惯简称为米。

3、速度n

转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位为r/min。

4.气蚀余量NPSH

汽蚀余量，也称清洁正吸入压头，是表征汽蚀性能的主要参数。我国曾用δ h表示汽蚀余量。

5.功率和效率

泵的功率通常指输入功率，即原动机轴上的功率，所以也叫轴功率，用P表示；

泵的有效功率也叫输出功率，用Pe表示。它是单位时间内泵输送的液体所获得的有效能量。

因为扬程是指单位重量的泵输出液体从泵中获得的有效能量，所以扬程、质量流量和重力加速度的乘积就是单位时间内泵输出液体获得的有效能量，即泵的有效功率:

Pe=ρgQH(W)=γQH(W)

式中，ρ为泵输送液体的密度(kg/m3)；

γ ——泵输送液体的剧烈程度(n/m3)；

Q——泵的流量(m3/s)；

H——泵的扬程(m)；

G——重力加速度(米/秒2)。

轴功率P和有效功率Pe之间的差是泵中的损失功率，其通过泵的效率来测量。泵的效率是有效功率与轴功率的比值，用η表示。

例如:

流量200 l/s，扬程37.5m，水泵型号ASP200B，叶轮直径360mm，转速1450RPM，效率87%工况点轴功率84.5kW。

如果转速变成1000RPM，根据相似定律，流量、升力、功率是多少？

N1 = 1450RPM，N2 = 1000RPM

q 1 = 200升/秒Q2 = q 1 x N2/n 1 = 200×1000/1450 = 138升/秒

h 1 = 37.5m H2 = h 1 x(N2/n 1)2 = 37.5×(1000/1450)2 = 17.8m

p 1 = 84.5 kw P2 = p 1x(N2/n 1)3 = 84.5×(1000/1450)3 = 27.7 kw

6.什么是流量？用什么字母代表？如何转换？

单位时间内泵排出液体的体积称为流量，流量用q表示，计量单位为:m3/h，L/s，L/s = 3.6m3/h = 0.06m3/min = 60L/min。

G=Qρ G是重量ρ是液体的比重。

举例:一台泵的流量为50 m3/h，抽水时的小时重量是多少？水的比重ρ为1000 kg/m3。

解:g = qρ= 50×1000(m3/h kg/m3)= 50000kg/h = 50t/h。

七、什么是升力？

单位重量的液体通过泵所获得的能量称为升力。泵的升程，包括吸入冲程，大约是泵的出口和入口之间的压差。扬程用H表示，单位为m，泵的压力用P表示，单位为Mpa(兆帕)，H=P/ρ。如果P为1kg/cm2，则H =(lkg/cm2)/(1000kg/m3)H =(1kg/cm2)/(65438)。

1mpa = 10kg/cm2，h = (P2-P1)/ρ (P2 =出口压力P1=入口压力)。

八、什么是汽蚀余量？什么是吸力？

泵工作时，由于一定的真空压力，液体会在叶轮入口处产生蒸汽。汽化的气泡将在液体颗粒的冲击运动下剥除叶轮和其他金属表面，从而损坏叶轮和其他金属。此时的真空压力称为汽化压力，汽蚀余量是指泵入口处单位重量的液体超过汽化压力的剩余能量。单位以米为单位，用(npsh) r表示，吸入行程为必要的汽蚀余量δh:即泵允许吸入液体的真空度，即泵允许的安装高度，单位为米。

吸入范围=标准大气压(10.33米)-气蚀余量-安全量(0.5米)

标准大气压管道的真空高度为10.33米..

比如一个泵的必要汽蚀余量是4.0m，那么吸入范围δ h呢？

解:δ h = 10.33-4.0-0.5 = 5.83m。

九、什么是水泵的汽蚀现象及其原因？

1，气蚀

当液体的压力降低到一定温度下的汽化压力时，液体就会产生气泡。这种气泡产生的现象称为气穴现象。

2.空化崩溃

当空化过程中产生的气泡流向高压时，其体积减小，甚至破裂。这种气泡因压力升高而在液体中消失的现象称为空化溃灭。

3.气蚀的原因和危害

当泵在运转时，如果其溢流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口后面的某处)由于某种原因下降到当前温度下的液体汽化压力，液体就会在那里开始汽化，产生大量的蒸汽，形成气泡。当含有大量气泡的液体通过叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体会使气泡急剧收缩，甚至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体颗粒高速充满空腔，这一刻产生强烈的水锤效应，在高冲击频率下对金属表面的冲击应力可达数百至数千个大气压，冲击频率可达每秒数万次，严重时会击穿壁厚。

4.空化过程

水泵内的汽蚀过程是水泵内产生气泡并使气泡破裂，从而使过流部件损坏的过程。水泵的汽蚀不仅会破坏过流部件，还会产生噪声和振动，导致泵的性能下降，严重时会使泵内液体中断，不能正常工作。

X.泵的特性曲线是什么？

通常，表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线。离心泵的性能曲线本质上是泵内液体运动规律的外在表现，是通过实际测量得到的。特性曲线包括:流量-扬程曲线(Q-H)、流量-效率曲线(Q-η)、流量-功率曲线(Q-N)和流量-空化余量曲线(Q-(NPSH)r)。性能曲线的作用是在曲线上找到一组相对的扬程、功率、效率和蒸汽。一般离心泵的额定参数，即设计工作点与最佳工作点重合或非常接近。在实用效率范围内运行，既能节约能源，又能保证泵的正常运行，因此了解泵的性能参数非常重要。

十一、泵的效率是多少？配方怎么样？

指泵的有效功率与轴功率之比。η=Pe/P

泵功率通常是指输入功率，即原动机传递给泵轴的功率，所以也叫轴功率，用p表示。

有效功率是泵压头、质量流量和重力加速度的乘积。

Pe=ρg QH (W)或Pe=γQH/1000 (KW)。

ρ:泵输送液体的密度(kg/m3)

γ:泵输送液体的重力γ=ρg (N/ m3)

g:重力加速度(米/秒)

质量流量Qm=ρQ (t/h或kg/s)

十二、水泵试验台的全部性能是什么？

能通过精密仪器准确测试泵所有性能参数的设备是全性能试验台。国家标准精度为b级，流量采用精密蜗轮流量计测量，扬程采用精密压力表测量。用精密真空计测量抽吸范围。功率由精密轴功率机测量。转速是用转速表测量的。根据测量值计算效率:n=rQ102。

十三。泵的选择

选择依据:选择什么样的泵，需要什么条件？

1.介质特性:介质名称、密度、粘度、腐蚀性、毒性等。

A.介质名称:净水、污水、油类等。当介质中气体含量>:75%时，最好选择齿轮泵或螺杆泵。

B.密度:

离心泵的流量与密度无关；

离心泵的扬程与密度无关；

离心泵的效率不随密度变化；

当密度≠1000Kg/m3时，电动机的功率应为一般功率与中清水密度比的乘积，以防止电动机过载过流。

C.粘度:

介质的粘度对泵的性能有很大影响。粘度过高时，泵的扬程(扬程)降低，流量降低，效率降低，泵的轴功率增加。

粘度增大时，泵的扬程曲线减小，最佳工况的扬程和流量减小，而功率增大，从而降低效率。一般样品上的参数是输送清水时的性能，输送粘性介质时要换算。

D.腐蚀性:当介质被腐蚀时，应使用耐腐蚀性好的材料。

E.毒性:考虑到密封方式，可采用干气密封。

2.介质中包含的颗粒直径和固体含量。

根据颗粒直径和含量，可选择单通道、双通道和多通道叶轮。颗粒含量> 60%，考虑使用渣浆泵。

3.中等温度:(℃)

对于高温介质，应考虑密封材料的选择和材料的热膨胀系数。介质温度较低时，考虑使用低温润滑油和低温电机。

4、所需流量(q)

A.如果在生产过程中已经给出了最小、正常和最大流量，则应考虑最大流量。

b、如果生产过程中只给出正常流程，要考虑一定的余量。

c、如果基础数据只给出质量流量，就要换算成体积流量。

5.电梯:

水泵的扬程约为1.15 ~ 1.2倍的提升高度(用于水泵只给出系统图，需要计算扬程的情况)。

如果只给定最小流量、最大流量和对应的扬程，则尽可能选择最大流量。

因为:

A.高扬程泵用于低扬程时，流量会过大，导致电机过载。如果长时间运行，电机温度会升高，甚至烧毁电机。

b、小流量泵在大流量下运行，会产生汽蚀，泵长期汽蚀，影响泵过流部件的寿命。

十四、泵的汽蚀

1，气穴形成

在泵的操作过程中，当泵送液体的绝对压力降低到液体在当前温度下的汽化压力时，液体在那里开始汽化，形成气泡。当含有大量气泡的液体流入叶轮内的高压区域时，气泡周围的高压液体使气泡急剧收缩，甚至破裂。当气泡破裂时，液体颗粒高速充满空腔，这时产生强烈的水锤效应，以较高的冲击频率撞击金属表面。冲击应力可达几百到几千个大气压，冲击频率可达每秒上万次，严重时会使墙体破裂。

2.气蚀的危害

a .在叶轮上留下一个醒目的凹坑；影响叶轮的使用寿命。

b、设备振动。

c、加大噪音。

D.轻微的气蚀只会降低泵的效率或扬程。低比转速泵的性能随着汽蚀的产生而明显下降，而高比转速泵的性能在汽蚀达到一定程度时开始下降。

e、严重的汽蚀会产生强烈的噪音，并缩短泵的使用寿命。

f，估计最大损失占设计扬程的3%。

g、对于多级泵，气蚀只会影响第一级叶轮。

3.泵汽蚀的基本关系是:

NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa

其中:

NPSHa——装置的气蚀余量，也称为有效气蚀余量，指现场条件下的气蚀余量。也可以根据系统的设计图纸计算，越大越不容易气蚀；

NPSHr——水泵汽蚀余量，也称必要汽蚀余量，是水泵的一个特性数据，由水泵制造商提供。这个值在泵的性能图中已经标出，泵越小，抗汽蚀性能越好；

临界汽蚀余量——指泵性能下降一定程度时对应的汽蚀量；

[NPSH]-允许汽蚀余量是指用来确定泵的使用条件的汽蚀余量。

为了保证系统的安全运行，实际汽蚀余值(NPSHa)必须高于设计汽蚀余值(NPSHr)。即:NPSHa > NPSHr .

4.实际汽蚀余量(NPSHa)的计算公式:NPSHa =(Hz-HF)+(HP-HVP)

其中包括:

Hp =水泵入口处液面的绝对压力(m)

Hz =液体与水泵中心线之间的静态高度差(m)

注:对于立式泵，应以第一级叶轮的中心线为准。

Hf =管道系统入口处的摩擦和入口损失，包括动态压头。(m)

Hvp =水泵工作温度下的液体蒸汽压力。(m)

如果NPSHA值很小，建议选择:

较大型号的泵或较慢的泵。

5、防止气蚀的措施

常用的防止泵汽蚀的方法有以下两种:增加NPSHa和降低NPSHr。

a、降低几何吸入高度hg(或增加几何回流高度)；

△h=10m- NPSH-∑h

∑h:管道阻力，也叫安全系数，取0.5 ~ 1.0m水柱。

△h:吸力

b、增加管径，尽量减少管道长度、弯头和附件等。；

c、尽量关小流量，防止泵长时间在大流量下运行；

d、在相同的转速和流量下，采用双吸泵，由于降低了进口流量，泵不易汽蚀；

e、增加诱导轮或增加叶轮进口处的光滑度。

f、对于在恶劣条件下运行的泵，为了避免汽蚀损坏，可采用耐汽蚀材料。

十五。常见和值得注意的问题

1，电机的选择

电机的选择应留有一定的安全余量。国内制造商的经验和实践:

轴功率

边缘

0.12-0.55千瓦

1.3-1.5倍

0.75-2.2千瓦

1.2-1.4倍

3.0-7.5千瓦

1.15-1.25倍

11kW以上

1.1-1.15次

2.离心泵启动时关闭出口阀，轴流泵启动时打开出口阀。

离心泵启动时，泵的出口管道中没有水，所以没有管道阻力和提升高度阻力。水泵启动后，扬程很低，流量很大。此时泵电机的输出(轴功率)很大(根据泵的性能曲线)，容易使泵电机和电路过载，所以需要在启动时关闭出口阀，使泵正常运转。

离心泵在零流量时，轴功率为额定轴功率的30% ~ 90%。

轴流泵在零流量时，轴功率为额定工况轴功率的140% ~ 200%。

因此，轴流泵应通过打开阀门来启动。

3.启动泵前，检查泵轴的运动是否正常，有无卡阻现象。点动马达，看看运转方向是否正确。

4.安装泵时，泵的进出口管道不能承受负荷。泵轴应在充水时找正

在这种情况下。

5.长时间不使用潜污泵时，应在通风干燥的地方清洗和吊装，并注意防冻。如果放在水中，每15天运行至少30分钟(不允许干磨)，以检查其功能和适应性。

决定机械密封寿命的关键点

水泵设计(轴是否偏移，轴承负荷，轴承座同心度…)

安装(是否保持轴对准...)

工作点(是否在高效区，如延长机械密封寿命)

表面材料(适用于介质、碳化硅、碳化钨)

密封润滑(润滑不良会缩短密封寿命)

应用(如果密封寿命在高温高压下缩短)

轴承

轴承寿命与其承受的载荷有关。

通常，轴承寿命为50，000小时(约6年24 x 7)。

高负荷轴承的设计寿命可达654.38+百万小时。

决定轴承寿命的关键点

设计点的轴承负荷

水泵是否工作在高效区(在高效区工作可以延长轴承寿命)。

安装/水泵轴对准/泵房

气蚀或其他系统原因引起的水泵振动会缩短轴承寿命。

十六、空调水泵变频控制原理

(1)恒压差控制:保持供回干管压差恒定的控制方法称为恒压差控制。当供水总管和回水总管之间的压差恒定时，泵提供的扬程保持恒定，因此恒压差控制也称为恒扬程控制。这个方法是:根据冷热水循环泵前后集水器和分水器的静压差，控制冷热水循环泵的转速，使静压差始终稳定在设定值附近。

(2)固定末端压差控制:保持末端(最不利)回路压差恒定的控制方法称为末端压差控制。这个方法是:根据空调水系统中最不利环路的空调设备前后的静压差，控制冷热水循环泵的转速，使静压差始终稳定在设定值附近。

(3)最小阻力控制:最小阻力控制是根据空调冷热水循环系统中空调设备调节阀的开度来控制冷热水循环泵转速，使这些调节阀中至少有一个全开的控制方法。

(4)温差控制:将供回水干管中的水的温差控制为恒定的一种控制方法，称为温差控制。负荷下降时，如果流量不变，回水温度下降，温差相应减小。为了保持温差恒定，可以通过控制温差控制器和变频器来降低泵速和水流量。此时，泵的能量消耗随着速度的三次关系而减少。

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