本文来源:暖通南社

暖通知识大全图解(暖通系统中水泵的基础知识与选型原则)(1)

泵名词术语

1、泵――将原动机的机械能转换成流体能量的机器或机构称为泵。泵用来增加液体的位能、压能、动能(高速液流)。

2、流量――单位时间内流过某一断面的液体量(体积或质量)。用Q表示。单位是:m3/h、m3/s、l/min。

3、扬程――单位质量的液体由泵的入口被输送至出口能量的增值。用H表示。单位是:MPa、m。

4、转速――轴单位时间内的转数。用n表示。单位是:r/min。

5、配带功率――原动机的额定功率。用N表示。单位是:kW。

6、轴功率――原动机传到泵轴上的功率。用P表示。单位是:kW。

7、有效功率――又称输出功率,单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。用Pa表示。单位是:kW。

8、效率――有效功率和轴功率之比。用η表示。

9、汽蚀余量――泵吸入口处单位质量液体超出液体汽化压力的富裕能量(以米液柱表示)。用NPSH表示。单位是:m。

10、必须汽蚀余量――由泵厂根据试验确定的汽蚀余量(以米液柱计)。用NPSHr表示。单位是:m。泵汽蚀余量是由泵本身的特性决定的,是表示泵本身抗汽蚀性能的参数。欲提高泵本身的抗汽蚀性能,必须尽量降低汽蚀余量。

11、吸上真空高度――又称吸上真空度,从泵基准面算起的吸入口的真空度(以米液柱计)。用Hs表示。单位是:m。国内老式样本以吸上真空高度反映泵的汽蚀性能,现该指标已淘汰。Hs与NPSHr值的换算按下式:

NPSHr≈10—Hs

12、系列――泵的系列是指泵厂生产的同一类结构和用途的泵。如IS系列清水泵、IH系列化工泵、S系列中开泵等。

13、粘度--粘度就是润滑液体的内摩擦阻力。粘度的单位有多种,分别介绍如下。

(1)动力粘度(绝对粘度)μ

在国际单位制中,如使相距1m、面积各为1m2的两层平行流体间产生速度为1m/s的相对移动时,所需施加的力为1N。则这种流体的动力粘度就叫1Pa•s(帕•秒)。1Pa•s=1N•s /m2,一般常用为mPa。在CGS制中动力粘度单位是P(泊),常嫌P的单位过大而常采用cP(厘泊)。它和国际单位制单位间的关系是:1cP=0.001Pa•s。

(2)运动粘度ν

通常粘度计所测量的不是动力粘度μ,而是μ/ρ,ρ是流体的密度,单位kg/m2或 g/cm2。这个比值称为运动粘度ν,即ν=μ/ρ。运动粘度在国际单位制中是m2/s,在CGS制中是(St),1St=1cm2/s,而实际常用的是厘斯(cSt),1 cSt=1mm2/s ,1St=100cSt。

(3)条件粘度η

除了μ和ν 以外,实践中还常遇到各种条件粘度,如恩氏粘度(oE)、赛氏粘度(SUS、赛氏秒)和雷氏粘度(RSS、雷氏秒)。我国常用的条件粘度有恩氏粘度和赛氏粘度。

泵分类

按工作原理和结构泵分类如下:

暖通知识大全图解(暖通系统中水泵的基础知识与选型原则)(2)

选泵原则和步骤

泵是一种应用非常广泛、品种繁多的通用机械,正确选择泵的类型和型号是十分重要的。这直接关系到泵能否达到系统设计要求、泵的可靠性和使用寿命、泵的购置成本和寿命周期内总成本等。现实中,由于选型不合理,许多泵处于不正常状态运行,造成能源浪费,维修成本增加,甚至根本不能正常使用。所以,泵的选型需要认真进行,反复比较不同方案的优劣,以保证泵的正常运行。以下是选泵的原则和步骤:

一、 选泵原则

1. 满足要求

所选泵的性能应满足工艺流程设计要求。

2. 选泵从简

优先选择结构简单的泵。因为结构简单的泵与结构复杂的泵相比,前者具有可靠性高、 维修方便、寿命周期内总成本低等优点。例如:单级泵和多级泵、叶片式泵和往复式泵。

3. 优选离心泵

离心泵具有转速高、体积小、重量轻、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作 和维修方便等特点。因此除以下情况外,应尽可能选用离心泵:

(1) 有计量要求时,选用计量泵;

(2) 小流量高扬程时,选用旋涡泵、往复泵;

(3) 小流量高扬程,且要求流量(压力)无脉动时,选用旋涡泵;

(4) 大流量低扬程时,选用轴流泵、混流泵;

(5) 介质含气量75%,流量较小且粘度小于37.4mm2/s时,选用旋涡泵;

(6) 介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时,选用转子泵、往复泵(齿轮泵、螺杆泵);

(7) 对启动频繁或灌泵不便的场合,选用有自吸性能的泵,如自吸离心泵、自吸旋涡泵、隔膜泵;

(8) 有特别需要时,选用其他泵,如:喷射泵、软管泵等。

4. 特殊要求

安装在爆炸区域或特殊场合的泵,应根据爆炸区域等级,采用防爆电动机或其他有效措施。

二、 选泵步骤

1. 确认环境条件

包括环境温度、相对湿度、大气压力、空气腐蚀性、危险区域等级、防尘防水要求。

2. 确认操作条件

指液体吸入侧液面压力(绝对)、排出侧液面压力、间歇或连续工作、位置固定或移 动、安装维修方便性。

3. 确认介质性质

包括介质名称、温度、密度、粘度、饱和蒸汽压力、固体颗粒直径和含量、气体的含量、腐蚀性、挥发性、燃爆性、毒性。

4. 选定泵过流部件的材质

根据泵送介质的物理化学性质主要考虑以下几个方面:

(1) 介质的腐蚀性

泵过流部件的耐腐蚀性能满足使用要求即可,不可追求过高的耐腐蚀性能,否则,将大幅度增加泵的购置成本。

(2) 介质是否含固体颗粒

因为固体颗粒的硬度和含量直接关系到泵过流部件的耐用性。

(3) 介质的温度(压力)

介质的温度(压力)越高,泵过流部件的材质强度应越高。一般的,温度>250℃时,应选用铸钢件或钢件。

(4) 有卫生级或禁止污染要求的介质

选择相应的过流部件材质。另外,泵的结构应是便于清洗的。

5. 选定泵类型

参考本文“一、选泵原则”。

6. 选定泵性能参数

(1)计算法

A. 流量:

它直接关系到整个装置的生产能力和输送能力。如工艺设计中能算出泵正常、最小、最大的三种流量。选择泵时,以最大流量为依据,兼顾正常流量,在没有最大流量,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。

B. 扬程:

一般要用放大5%-10%余量后的扬程来选型。特别注意:离心泵流量、尤其是扬程的余量不宜过大,否则,泵工作时可能发生汽蚀,造成流量、扬程达不到要求。一旦出现这种情况,一般地,可采取切割叶轮外径或关小泵出口阀门的补救措施。

C. 功率:

一般地,泵配带功率形式及大小由生产厂选配,并在产品样本中标出。

D. 汽蚀余量

校核泵的装置汽蚀余量、必须汽蚀余量是否匹配。当不能满足时,应采取有效措施加以实现。

(2)类比法、试验法

当泵管路系统的阻力值不能准确计算时,可用类比法或试验法确定所需泵的流量、扬程等性能参数。

7. 选定泵安装型式

根据管路布置、安装场地选择卧式、直联、立式和其它型式(直角式、变角式、转角式、双联式、便拆式)。

8. 确定泵的台数和备用率

对正常运转的泵,一般只用一台,因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当,(指扬程、流量相同),大泵效率高于小泵,故从节能角度讲宁可选一台大泵,而不用两台小泵,但遇有下列情况时,可考虑两台泵并联合作:

(1)流量很大,一台泵达不到此流量。

(2)对于需要50%备用率的泵,可按两用一备,共三台配置。

(3)对某些大型泵,可选用70%流量要求的泵并联操作,不用备用泵,在一台泵检修时,另一台泵仍然承担生产上70%的输送量。

(4)必须24小时连续运转的泵,应运转一台,备用一台,维修一台,共三台。必要时,可由泵提供商协助选择。

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