首先需要確定介質(zhì)的以下參數(shù):
1、泵---將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體能量的機(jī)器或機(jī)構(gòu)稱為泵。泵用來增加液體的位能、壓能、動(dòng)能(高速液流)。
2、流量---單位時(shí)間內(nèi)流過某一斷面的液體量(體積或質(zhì)量)。用Q表示。單位是:m3/h、m3/s、l/min。
3、揚(yáng)程---單位質(zhì)量的液體由泵的入口被輸送至出口能量的增值。用H表示。單位是:MPa、m。
4、轉(zhuǎn)速---軸單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)。用n表示。單位是:r/min。
5、配帶功率---原動(dòng)機(jī)的額定功率。用N表示。單位是:kW。
6、軸功率---原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率。用P表示。單位是:kW。
7、有效功率---又稱輸出功率,單位時(shí)間內(nèi)從泵中輸送出去的液體在泵中獲得的有效能量。用Pa表示。單位是:kW。
8、效率---有效功率和軸功率之比。用η表示。
9、汽蝕余量---泵吸入口處單位質(zhì)量液體超出液體汽化壓力的富裕能量(以米液柱表示)。用NPSH表示。單位是:m。
10、必須汽蝕余量---由泵廠根據(jù)試驗(yàn)確定的汽蝕余量(以米液柱計(jì))。用NPSHr表示。單位是:m。泵汽蝕余量是由泵本身的特性決定的,是表示泵本身抗汽蝕性能的參數(shù)。欲提高泵本身的抗汽蝕性能,必須盡量降低汽蝕余量。
11、吸上真空高度---又稱吸上真空度,從泵基準(zhǔn)面算起的吸入口的真空度(以米液柱計(jì))。用Hs表示。單位是:m。國(guó)內(nèi)老式樣本以吸上真空高度反映泵的汽蝕性能,現(xiàn)該指標(biāo)已淘汰。Hs與NPSHr值的換算按下式:NPSHr≈10—Hs
12、系列---泵的系列是指泵廠生產(chǎn)的同一類結(jié)構(gòu)和用途的泵。如IS系列清水泵、IH系列化工泵、S系列中開泵等。
13、粘度---粘度就是潤(rùn)滑液體的內(nèi)摩擦阻力。粘度的單位有多種,分別介紹如下。
(1)動(dòng)力粘度(絕對(duì)粘度)μ
在國(guó)際單位制中,如使相距1m、面積各為1m2的兩層平行流體間產(chǎn)生速度為1m/s的相對(duì)移動(dòng)時(shí),所需施加的力為1N。則這種流體的動(dòng)力粘度就1Pa?s(帕?秒)。1Pa?s=1N?s /m2,一般常用為mPa。在CGS制中動(dòng)力粘度單位是P(泊),常嫌P的單位過大而常采用cP(厘泊)。它和國(guó)際單位制單位間的關(guān)系是:1cP=0.001Pa?s。
(2)運(yùn)動(dòng)粘度ν
通常粘度計(jì)所測(cè)量的不是動(dòng)力粘度μ,而是μ/ρ,ρ是流體的密度,單位kg/m2或 g/cm2。這個(gè)比值稱為運(yùn)動(dòng)粘度ν,即ν=μ/ρ。運(yùn)動(dòng)粘度在國(guó)際單位制中是m2/s,在CGS制中是(St),1St=1cm2/s,而實(shí)際常用的是厘斯(cSt),1 cSt=1mm2/s ,1St=100cSt。
(3)條件粘度η
除了μ和ν 以外,實(shí)踐中還常遇到各種條件粘度,如恩氏粘度(oE)、賽氏粘度(SUS、賽氏秒)和雷氏粘度(RSS、雷氏秒)。我國(guó)常用的條件粘度有恩氏粘度和賽氏粘度。
泵分類 按工作原理和結(jié)構(gòu)泵分類如下:
葉片式泵的工作原理是依靠葉片對(duì)液體的作用把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。
容積式泵的工作原理是利用工作容積周期變化輸送液體。
葉片式泵的流量隨壓力變化而變化,容積式泵在一定轉(zhuǎn)速或泵速(往復(fù)次數(shù))下的流量是一定的,幾乎不隨壓力而改變;葉片式泵一般不具備自吸能力,而容積式泵具有自吸能力,泵啟動(dòng)后即能抽除管路中的空氣吸入液體;相比之下,葉片式泵適用于低壓力和大流量,容積式泵適用于高壓力和小流量;一般來說,容積式泵的效率高于葉片式泵。
選泵原則和步驟
泵是一種應(yīng)用非常廣泛、品種繁多的通用機(jī)械,正確選擇泵的類型和型號(hào)是十分重要的。這直接關(guān)系到泵能否達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、泵的可靠性和使用壽命、泵的購置成本和壽命周期內(nèi)總成本等?,F(xiàn)實(shí)中,由于選型不合理,許多泵處于不正常狀態(tài)運(yùn)行,造成能源浪費(fèi),維修成本增加,甚至根本不能正常使用。所以,泵的選型需要認(rèn)真進(jìn)行,反復(fù)比較不同方案的優(yōu)劣,以保證泵的正常運(yùn)行。以下是選泵的原則和步驟:
一、 選泵原則
1. 滿足要求
所選泵的性能應(yīng)滿足工藝流程設(shè)計(jì)要求。
2. 選泵從簡(jiǎn)
優(yōu)先選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的泵。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的泵與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的泵相比,前者具有可靠性高、
維修方便、壽命周期內(nèi)總成本低等優(yōu)點(diǎn)。例如:?jiǎn)渭?jí)泵和多級(jí)泵、葉片式泵和往復(fù)式泵。
3. 優(yōu)選離心泵
離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸液無脈動(dòng)、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。因此除以下情況外,應(yīng)盡可能選用離心泵:
(1) 有計(jì)量要求時(shí),選用計(jì)量泵;
(2) 小流量高揚(yáng)程時(shí),選用旋渦泵、往復(fù)泵;
(3) 小流量高揚(yáng)程,且要求流量(壓力)無脈動(dòng)時(shí),選用旋渦泵;
(4) 大流量低揚(yáng)程時(shí),選用軸流泵、混流泵;
(5) 介質(zhì)含氣量75%,流量較小且粘度小于37.4mm2/s時(shí),選用旋渦泵;
(6) 介質(zhì)粘度較大(大于650~1000mm2/s)時(shí),選用轉(zhuǎn)子泵、往復(fù)泵(齒輪泵、螺桿泵);
(7) 對(duì)啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場(chǎng)合,選用有自吸性能的泵,如自吸離心泵、自吸旋渦泵、隔膜泵;
(8) 有特別需要時(shí),選用其他泵,如:噴射泵、軟管泵等。
4. 特殊要求
安裝在爆炸區(qū)域或特殊場(chǎng)合的泵,應(yīng)根據(jù)爆炸區(qū)域等級(jí),采用防爆電動(dòng)機(jī)或其他有效措施。
二、 選泵步驟
1. 確認(rèn)環(huán)境條件
包括環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、大氣壓力、空氣腐蝕性、危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)、防塵防水要求。
2. 確認(rèn)操作條件
指液體吸入側(cè)液面壓力(絕對(duì))、排出側(cè)液面壓力、間歇或連續(xù)工作、位置固定或移動(dòng)、安裝維修方便性。
3. 確認(rèn)介質(zhì)性質(zhì)
包括介質(zhì)名稱、溫度、密度、粘度、飽和蒸汽壓力、固體顆粒直徑和含量、氣體的含量、腐蝕性、揮發(fā)性、燃爆性、毒性。
4. 選定泵過流部件的材質(zhì)
根據(jù)泵送介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)主要考慮以下幾個(gè)方面:
(1) 介質(zhì)的腐蝕性
泵過流部件的耐腐蝕性能滿足使用要求即可,不可追求過高的耐腐蝕性能,否則,將大幅度增加泵的購置成本。
(2) 介質(zhì)是否含固體顆粒
因?yàn)楣腆w顆粒的硬度和含量直接關(guān)系到泵過流部件的耐用性。
(3) 介質(zhì)的溫度(壓力)
介質(zhì)的溫度(壓力)越高,泵過流部件的材質(zhì)強(qiáng)度應(yīng)越高。一般的,溫度>250℃時(shí),應(yīng)選用鑄鋼件或鋼件。
(4) 有衛(wèi)生級(jí)或禁止污染要求的介質(zhì)
選擇相應(yīng)的過流部件材質(zhì)。另外,泵的結(jié)構(gòu)應(yīng)是便于清洗的。
5. 選定泵性能參數(shù)
(1)計(jì)算法
A. 流量:它直接關(guān)系到整個(gè)裝置的生產(chǎn)能力和輸送能力。如工藝設(shè)計(jì)中能算出泵正常、最小、最大的三種流量。選擇泵時(shí),以最大流量為依據(jù),兼顧正常流量,在沒有最大流量,通??扇≌A髁康?.1倍作為最大流量。
B. 揚(yáng)程:一般要用放大5%-10%余量后的揚(yáng)程來選型。特別注意:離心泵流量、尤其是揚(yáng)程的余量不宜過大,否則,泵工作時(shí)可能發(fā)生汽蝕,造成流量、揚(yáng)程達(dá)不到要求。一旦出現(xiàn)這種情況,一般地,可采取切割葉輪外徑或關(guān)小泵出口閥門的補(bǔ)救措施。
C. 功率:一般地,泵配帶功率形式及大小由生產(chǎn)廠選配,并在產(chǎn)品樣本中標(biāo)出。
D. 汽蝕余量
校核泵的裝置汽蝕余量、必須汽蝕余量是否匹配。當(dāng)不能滿足時(shí),應(yīng)采取有效措施加以實(shí)現(xiàn)。
(2)類比法、試驗(yàn)法
當(dāng)泵管路系統(tǒng)的阻力值不能準(zhǔn)確計(jì)算時(shí),可用類比法或試驗(yàn)法確定所需泵的流量、揚(yáng)程等性能參數(shù)。
7. 選定泵安裝型式
根據(jù)管路布置、安裝場(chǎng)地選擇臥式、直聯(lián)、立式和其它型式(直角式、變角式、轉(zhuǎn)角式、雙聯(lián)式、便拆式)。
8. 確定泵的臺(tái)數(shù)和備用率
對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的泵,一般只用一臺(tái),因?yàn)橐慌_(tái)大泵與并聯(lián)工作的兩臺(tái)小泵相當(dāng),(指揚(yáng)程、流量相同),大泵效率高于小泵,故從節(jié)能角度講寧可選一臺(tái)大泵,而不用兩臺(tái)小泵,但遇有下列情況時(shí),可考慮兩臺(tái)泵并聯(lián)合作:
(1)流量很大,一臺(tái)泵達(dá)不到此流量。
(2)對(duì)于需要50%備用率的泵,可按兩用一備,共三臺(tái)配置。
(3)對(duì)某些大型泵,可選用70%流量要求的泵并聯(lián)操作,不用備用泵,在一臺(tái)泵檢修時(shí),另一臺(tái)泵仍然承擔(dān)生產(chǎn)上70%的輸送量。
(4)必須24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的泵,應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)一臺(tái),備用一臺(tái),維修一臺(tái),共三臺(tái)。必要時(shí),可由泵提供商協(xié)助選擇。
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