离心式水泵
利用水的离心运动的抽水机械
离心式水泵(Centrifugal pump)简称“离心泵,也叫离心式抽水机。它是一种利用水的离心运动的抽水机械。
结构
由泵壳、叶轮、泵、泵架等组成。
原理
起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处。
泵的总扬程=吸水扬程+压水扬程,其中吸水扬程由大气压决定。
离心式水泵的抽水高度称为扬程。它是采用“吸进来”、“甩出去”,的方法来抽水的。
第一级扬程称为“吸水扬程”,靠叶片旋转形成一个低压区,靠大气压把水压入低压区,而1标准大气压能支持10.336米高的水柱,所以吸水扬程的极限值是10.336米;
第二级扬程称为“压水扬程”,靠叶片旋转把水甩出去,水甩出去的速度越大,这一级扬程也越大。
因此,离心式水泵的扬程是两级扬程之和,也就是它的抽水高度远远超过了10.336米。
使用中的误区
离心式水泵使用中的误区
高扬程水泵用于低扬程抽水
很多机手认为抽水扬程越低,电机负荷越小。在这种错误认识的误导下,选购水泵时,常将水泵的扬程选得很高。其实对于离心式水泵而言,当水泵型号确定后,其消耗功率的大小是与水泵的实际流量成正比的。而水泵的流量会随扬程的增加而减小,因而扬程越高,流量越小,消耗功率也就越小。反之,扬程越低,流量越大,消耗的功率也就越大。因此,为了防止电机过载,一般要求水泵的实际抽水使用扬程不得低于标定扬程的60%。所以当高扬程用于过低扬程抽水时,电机容易过载而发热,严重时可烧毁电机。若应急使用,则必须在出水管上装一个用于调节出水量的闸阀(或用木头等物堵小出水口),以减小流量,防止电机过载。注意电机温升,若发现电机过热,应及时关小出水口流量或关机。这一点也容易产生误解,有些机手认为堵塞出水口,强制减少流量,会增加电机负荷。其实正好相反,正规的大功率离心泵排灌机组的出水管上都装有闸阀,为了减小机组启动时的电机负荷,应先关闭闸阀,待电机启动后再逐渐开启闸阀就是这个道理。
大口径水泵配小水管抽水
很多机手认为这样可以提高实际扬程,其实水泵的实际扬程=总扬程~损失扬程。当水泵型号确定后,总扬程是一定的;损失扬程主要来自于管路阻力,管径越小显然阻力越大,因而损失扬程越大,所以减小管径后,水泵的实际扬程非但不能增加,反而会降低,导致水泵效率下降。同理,当小管径水泵用大水管抽水时,也不会降低水泵的实际扬程,反而会因管路的阻力减小而减小了损失扬程,使实际扬程有所提高。也有机手认为小管径水泵用大水管抽水时,必然会大大增加电机负荷,他们认为管径增大后,出水管里的水对水泵叶轮的压力就大,因而会大大增加电机负荷。殊不知,液体压强的大小只与扬程高低有关,而与水管截面积大小无关。只要扬程一定,水泵的叶轮尺寸不变,无论管径多大,作用在叶轮上的压力都是一定的。只是管径增大后,水流阻力会减小,而使流量有所增加,动力消耗也有适当增加。但只要在额定扬程范围内,无论管径如何增加水泵都是可以正常工作的,并且还可以减小管路损耗,提高水泵效率。
安装进水管路时,水平段水平或向上翘
这样做会使进水管内聚集空气,降低水管和水泵的真空度,使水泵吸水扬程降低,出水量减少。正确的做法是:其水平段应向水源方向稍有倾斜,不应水平,更不得向上翘起。
进水管路上用的弯头多
如果在进水管路上用的弯头多,会增加局部水流阻力。并且弯头应在垂直方向转弯,不允许在水平方向转弯,以免聚集空气。
水泵进水口与弯头直接相连
这样会使水流经过弯头进入叶轮时分布不均。当进水管直径大于水泵进水口时,应安装偏心变径管。偏心变径管平面部分要装在上面,斜面部分装在下面。否则聚集空气,出水量减少或抽不上水,并有撞击声等。若进水管与水泵进水口直径相等时,应在水泵进水口和弯头之间加一直管,直管长度不得小于水管直径的2~3倍。
装有底阀的进水管最下一节不是垂直的
如这样安装,阀门不能自行关闭,造成漏水。正确安装方法是:装有底阀的进水管,最下一节最好是垂直的。如因地形条件限制不能垂直安装,则水管轴线与水平面夹角应在60°以上。
进水管的进水口位置不对
(1)进水管的进水口离进水池底和池壁距离小于进水口直径。如果池底有泥沙等污物时,进水口离池底的距离小于直径的1.5倍时,会造成抽水时进水不畅或吸进泥沙杂物,堵塞进水口。
(2)进水管的进水口入水深度不够时,这样会引起进水管周围水面产生漩涡,影响进水,减少出水量。正确的安装方法是:中小型水泵入水深度不得小于300~600mm,大型水泵不得小于600~1000mm。
出水管口在出水池正常水位以上
如果出水口在出水池正常水位以上,虽增加了水泵扬程,但减少了流量。如因地形条件所限,出水口必须高出出水池水位,则应在管口加装弯头和短管,使水管成为虹吸式,降低出水口高度。
操作规程
离心式水泵操作规程
泵的启动
A、运转前应检查泵转动是否灵活;
B、关闭泵出口阀门;
C、检查引水是否正常;
D、接通电源,当电机达到额定转速后逐渐开启泵出口阀门。
泵的运转
A、泵运转过程中经常观察压力表读数、听泵的震动和杂音是否异常、观察填料漏水情况是否超出标准;
B、轴承最高温度不超过80℃轴承温度同环境温度差值不超过80℃。
C、轴承润滑液加注数量以轴承体空间的1/3—1/2为宜。
D、注意电动机电流、温度等参数是否在规定范围内。
停止
关闭出口阀门关闭电源开关既可。
维护与保养
1、保持设备表面卫生;
2、定期检验电机绝缘性能;
3、冬天环境温度在0℃以下时停机后应将泵体内存水放光,以免冻裂;
4、密封件间隙过大漏水严重时应及时更换;
5、长期停运时应彻底搞好设备卫生,拆开泵体,将所有零件上的水擦拭干净,涂好防锈油保管好。
工作条件
汽蚀现象
因为吸入式水泵是依靠大气压力把水压入水泵的,所以,水泵入口处的压力低于大气压力。但是,水泵入口压力不能低于当时水温下的饱和蒸汽压力,否则,水就会产生汽化,溶解在水中的气体也会逸出,形成蒸汽与逸出气体混合的小气泡。这些气泡进入叶轮后,随着压力的增大,汽化的水蒸气凝结成水,体积急剧缩小,形成局部真空,周围的水对真空处产生很大的冲击力,并不断地作用在叶轮上,使叶轮产生疲劳,并使表面金属产生脱落;同时,从水中逸出的活泼性气体借助水凝结放出的热量,对金属产生化学腐蚀作用,使叶轮很快出现蜂窝状麻点,并逐渐形成空洞,这种现象称为汽蚀现象。
水泵发生汽蚀时,会产生振动和噪声,流量、扬程、功率和效率显著下降,严重时会出现断流。因此,水泵不能在汽蚀的情况下进行工作。水泵扬程下降1%,—般认为发生了汽蚀。
离心泵汽蚀的影响因素主要有水泵的吸水高度、吸水管的阻力、流动速度以及水泵安装地点的大气压力和工作水温等。水泵安装地点的大气压力一般不变,阻力、流速、温度变化也不大,所以,水泵不发生汽蚀的主要影响因素是吸水高度。正确地确定水泵最大吸水高度,对水泵的安装和保证其正常安全工作具有重要意义。下面介绍水泵吸水高度度的计算方法。
吸水高度
为使水泵不发生汽蚀,水泵在工作时,当电网电压降低时,水泵转速下降,水泵的扬程特性曲线相应下降。当水泵的零扬程(初始扬程)%低于实际扬程时,水泵便排不出水,流量为零。这时,电动机传递给水泵的能量就会全部转变成热能,使水泵和管路中的水温迅速上升,水泵强烈发热,很快损坏。因此,水泵不允许长时间在零流量下工作。
参考资料
最新修订时间:2024-06-19 14:54
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概述
结构
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