基于大涡模拟的离心泵蜗壳内压力脉动特性分析
往复泵的分类和特点分析
往复泵的分类和特点分析 种类结构优点缺点适用范围材料特殊要求 盘状活塞式往复泵 活塞成盘 状，长度为 0.8~1.0倍活 塞直径 泵缸长度 较短，流 量大 泵缸分为两 空间，有压 力差易泄漏 常用水泵， 不适于高压 铸铁、钢、 青铜或塑 料 活塞上装设活塞环，以保持 与缸壁间的密封 柱塞式往复 泵采用柱塞， 柱塞小于 100mm为实 心，大于 100mm为空 心 不用安装 活塞环， 维修方 便，能承 受高压 加工成本高柴油机高压 油泵，气缸 油注油器 铸钢、铸 铁、青铜或 合金钢 柱塞表面加工要精密加工， 要高硬度 隔膜式往复 泵利用活塞或 柱塞的往复 运动，再以 气体液体或 机械传动使 隔膜反复股 东 耐磨损或 腐蚀 传动效果低传送含有固 体颗粒或酸 碱类的液体 往复泵按作用次数分类：单作用泵、双作用泵、三作用泵和四作用泵...... 往复泵的总体特点：1、有自吸能力2、理论流量与工作压力无关，取决于作用数和泵的结构尺寸、转速 3、额定排除压力与泵的尺寸和转速无关，主要限于轴承的承载能力和泵的密封性能。实际排除压力随转速升高增高 4、流量不均匀，且实际流量比理论流量小 5、转速不宜太快（泵阀迟滞） 6、对液体污染度不很敏感 7、结构复杂，易损件（活塞环、泵阀、轴承等）较多7、同流量下比离心泵的体积庞大 例： 电动往复泵 组成：电动机、齿轮减速器、曲柄连杆机构、水泵（缸体、活塞及活塞环、阀箱）、滑油泵、空气室(减少液流的惯性水头，减少流量和压力脉动)等 泵阀的种类： 种类优点缺点材料适用范围 盘阀构造简单，易于加工，便于研磨水力损失较大使用广泛 锥阀关闭迅速，不用弹簧，同流损失比 盘阀小制造安装困难，易偏 差，加工精度要求高 锡青铜 球阀使用寿命长，水力损失小与阀座的配合差，密封 性差黄铜或钢多用于运送油液或污秽性 液体，不宜用于高压泵 环阀流通面积大，阻力小加工和装配精度高流量较大，扬程不高的场合 水阀的工作要求：a、关闭严密b、阻力要小c、关闭时应无撞击声d、启闭要迅速及时 空气室的工作要求：船用往复泵吸入段只要压力波动不致使吸入真空度超过允许吸上真空度，一般不用装吸入真空室。吸入真空室气体会越来越多，排除真空室气体会减少，长时间工作后要调整空气室气体量。 电动往复泵的维修： 1、泵缸及缸套，每年一次用内经千分尺测量缸套的椭圆度和锥度，若缸套磨耗超过标准，要锉缸并更换新活塞。缸套磨损或锉缸后厚度减小超过15%，则立即更新! 2、活塞及胀圈（活塞环），用塞尺检测开口间隙并对比极限值，超过极限的要立即更换。（非金属胀圈有胀缩特性，长期存放后需要放热水发胀后使用） 3、水阀，检查工作面的贴合情况及弹簧的工作情况。水阀工作表面有刻痕的时候，可先光车，然后研磨。
离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。它们之间的关系常用特性曲线来表示。特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。 （一）离心泵的性能参数 1、流量 离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。 2、压头（扬程) 离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。压头的影响因素在前节已作过介绍。 3、效率 离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。反映能量损失大小的参数称为效率。 离心泵的能量损失包括以下三项，即 (1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。 (2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。这种损失可用水力效率ηh来反映。额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。 (3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。离心泵的总效率由上述三部分构成，即 η=ηvηhηm（2-14） 离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。 4、轴功率N 由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有 Ne = HgQρ（2-15） 式中 Ne------离心泵的有效功率，W； Q--------离心泵的实际流量，m3/s； H--------离心泵的有效压头，m。 由于泵内存在上述的三项能量损失，轴功率必大于有效功率，即 （2-16） 式中 N ----轴功率，kW。 （二）离心泵的特性曲线 离心泵压头H、轴功率N及效率η均随流量Q而变，它们之间的关系可用泵的特性曲线或离心泵工作性能曲线表示。在离心泵出厂前由泵的制造厂测定出H－Q、N－Q、η－Q
实验2 离心泵性能特性曲线测定实验
1.2离心泵性能特性曲线测定实验 1. 2.1实验目的 1）．了解离心泵结构与特性，学会离心泵的操作。 2）．测定恒定转速条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。 3）．测定改变转速条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。 4）．测定串联、并联条件下离心泵的有效扬程(H)、轴功率(N)、以及总效率（η）与有效流量(V)之间的曲线关系。 5）．掌握离心泵流量调节的方法（阀门、转速和泵组合方式）和涡轮流量传感器及智能流量积算仪的工作原理和使用方法。 6）．学会轴功率的两种测量方法：马达天平法和扭矩法。 7）．了解电动调节阀、压力传感器和变频器的工作原理和使用方法。 8）．学会化工原理实验软件库（组态软件MCGS 和VB 实验数据处理软件系统）的使用。 1.2.2基本原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下扬程H 、轴功率N 及效率η与流量V 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定。 1 ) 流量V 的测定与计算 采用涡轮流量计测量流量，智能流量积算仪显示流量值V m 3/h 。 2) 扬程H 的测定与计算 在泵进、出口取截面列柏努利方程： g u u Z Z g p p H 22122121 2-+ -+-=ρ (1—9) p 1,p 2：分别为泵进、出口的压强 N/m 2 ρ：液体密度 kg/m 3 u 1,u 2：分别为泵进、出口的流量m/s g ：重力加速度 m/s 2 当泵进、出口管径一样，且压力表和真空表安装在同一高度，上式简化为： g p p H ρ1 2-= (1—10) 由式（1-10）可知：只要直接读出真空表和压力表上的数值，就可以计算出泵的扬程。 本实验中，还采用压力传感器来测量泵进口、出口的真空度和压力，由16路巡检仪显示真空度和压力值。 3) 轴功率N 的测量与计算 轴功率可按下式计算： N=M ω=M 60 281.9602n PL n ππ．． = （1—11）
离心泵特性曲线分析
一．根据数据绘制离心泵特性曲线（如图（2）所示） 目的：掌握离心泵特性曲线的绘制方法，实现离心泵的合理调节。 1．准备工作： 数据资料；坐标纸；直尺；曲线板；铅笔；橡皮 2. 操作步骤： (1）按比例在坐标纸上绘制横、纵坐标，横坐标表示流量；纵坐标表示扬程H、轴功率N、泵功率η。 (2）绘制特性Q-H曲线： 1)将流量和扬程对应的数据点画在坐标纸上 2）将各点用平滑曲线连接起来 （3）绘制绘制特性Q-N曲线： 1)将流量和功率对应的数据点画在坐标纸上 2）将各点用平滑曲线连接起来 （4）绘制绘制特性Q-η曲线： 1)将流量和效率对应的数据点画在坐标纸上 2）将各点用平滑曲线连接起来 （5）绘制绘制特性Q- NPSHr曲线： 1)将流量和必需的气蚀余量对应的数据点画在坐标纸上 2）将各点用平滑曲线连接起来 （6）在曲线图上标注曲线名称： Q-H曲线 Q-N曲线 Q-η曲线 Q-NPSHr曲线 （7）在曲线图上标出最佳工况点（效率η最大的点） （8）完善图名，清洁图面（离心泵的特性曲线） （9）回收工具，清理现场。 3．注意事项： （1）坐标末端必须标出箭头
（2）连线必须是平滑曲线，不能是直线。 二．离心泵相关知识的介绍 1．主要部件： 1）包括叶轮和泵轴的旋转部件 2）由泵壳、填料函和轴承组成的静止部件 2．工作原理： 液体随叶轮旋转，在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的液体的静压强提高，流速增大。液体离开叶轮进入蜗壳，因蜗壳内流道逐渐扩大而使流体速度减慢，液体的部分动能转换成静压能。于是，具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路，被输送到所需的管路系统。 图（1）离心泵结构示意图 3.主要性能参数 （1）流量（Q）:离心泵在单位时间送到管路系统的液体体积，常用单位为L/s 或m3/h；
单级双吸中开蜗壳式离心泵
1.安全要点 1.安全防护 1.接触高温轴或使用轴承加热器时要戴好隔热手套。 2.接触带锐边的部件，特别是叶轮时要戴加厚的工作手套。 3.当接触有毒有害介质时必须穿戴其它人身防护设备。 4.未装好联轴器防护罩之前严禁启动泵。 2.法兰连接 1.严禁强行连接泵与管道。 2.确保没有漏装零件。 3.确保所有紧固件均已拧紧到位及受腐蚀 3.操作 1.不得在低于最小额定流量或关闭进出口阀时运行泵。 2.不得在超出泵的参数范围内操作泵。 3.当系统有压力时，不得打开排气、排液阀或丝堵。 4.假如已安装的安全措施被拆下，不得启动泵 4.维修安全 1.切断电源
2.在拆卸泵、拧下丝堵和配管前，确保泵已卸压并已与系统分 离。 3.请使用适当的起吊及支撑设备以免人员伤亡。 4.了解遵循公司的安全规程 5.遵守泵的安装、操作和维护说明书中强调的所有小心和警告 事项。 在任何情况下都必须避免吸水口和排出管路发生堵塞。在这些条件下即使是短时间运行也可能引起泵送介质的发热并可能导致泵气蚀。采取一切必要措施确保避免此类情况发生。 1.严禁加热方法拆卸叶轮 2.严禁在未安装好联轴器防护罩前运行泵 3.当操作条件超过泵的额定条件时，严禁运行泵 4.没有灌水前，严禁启动泵 5.严禁在低于最小流量或没有液体的情况下运行泵 6.维修泵时，请切断电机电源 7.严禁在未安装安全装置的情况下运行泵 8.严禁在出口阀关闭的情况下长时间运行泵 9.严禁在进口阀关闭的情况下运行泵
必须确保装置正确维护 1.检测水泵及介质的温度 2.保持正确润滑轴承 3.确保泵在设计的压力范围内运行 产品特点 符合GB/T3216,GB/T5657.水泵采用底脚水平支撑，进出口均在中开面以下。通过双吸叶轮平衡轴向力，残余轴向力通过两端轴承平衡。叶轮水力经过优化设计，并经精密铸造，达到良好的抗气蚀性能和高效率，部分泵壳采用双蜗壳设计，有利于延长轴承寿命。 轴封：填料密封、机械密封 泵壳：铸铁HT250、（球墨铸铁QT400-18、铸钢ZG230-450、不锈钢） 叶轮：铸铁HT250、（青铜ZcuSn10Pb1、硅黄铜ZcuZn16Si4、不锈钢） 轴：SLO(w) 不锈钢2Cr13、碳钢40Cr；S泵 45#钢 密封环：铸铁HT250、（青铜ZcuSn10Pb1、硅黄铜ZcuZn16Si4、不锈钢） 轴承：润滑脂润滑、稀油润滑
离心泵特性曲线测定实验
离心泵特性曲线测定实验 一、实验目的 1． 了解离心泵的结构特性，掌握离心泵的操作方法； 2． 了解无纸记录仪及压力、流量等传感器的使用方法； 3． 测定离心泵在恒定转速下的运行特性，测定特性曲线。 二、实验装置与流程 实验装置如图1所示，由水箱、离心泵、涡轮流量计、电动调节阀、压力表、真空表、转速传感器、功率表和不锈钢进、出管道等组成。 1－底阀； 2－引水阀； 3－离心泵； 4－真空表前切断阀； 5－真空表； 6－负压传感器；7－压力表前切断阀； 8－压力表； 9－压力传感器； 10－温度传感器； 11－涡轮流量传感器；12－电动调节阀； 13－切断阀； 14－旁路阀； 15－转速表； 16－功率表 ； 17－水箱 图1 离心泵特性曲线测定实验装置流程示意图 水从水箱17经泵底阀1吸入，流过吸入管路到离心泵3，经离心泵增压后，流经涡轮流量计11、电动调节阀12返回水箱，循环使用。在泵的进、出口管线上分别装有真空表5、负压传感器6、压力表8和压力传感器9，在它们的进口管线上分别装有真空表前切断阀4和压力表前切断阀7。管路内流量由涡轮流量计11测量，并由出口电动调节阀12调节流量。 所用离心泵型号为 IT-6，涡轮流量传感器型号为LWGY-40，电动调节阀的开度和流量均 可在无纸记录仪上操作和读数。 三、原理和方法 在转速n 固定不变的情况下，离心泵的实际扬程H 、功率消耗N 及总效率 与泵送液 2 1 1
能力（即流量）Q 之间的关系以曲线表示，称为离心泵的特性曲线，它能反映出泵的运行性能，可作为选择离心泵的依据。 离心泵的特性曲线可用下列三个函数关系表示： H = f 1 (Q ) N = f 2 (Q ) η = f 3 (Q ) ( 1 ) 这些函数关系均可由实验测得，其测定方法如下： 1．流量Q （l/s ） 流体在管内的流量由涡轮流量计测量，并在无纸记录仪上读取。 Q= Q ’×1000/3600 （l/s ） 式中： Q ’—无纸记录仪上的泵流量读数， m 3/h 。 2．实际扬程H （mH 2O ） 在泵进、出口真空表及压力表处列柏努利方程可得： f H g u g p z H g u g p z +++=+++222 2222 111ρρ ( 2 ) 因两截面间的管长很短，通常可忽略阻力损失项H f ，则： g u u g p p z z H 2)(2 12 21212-+-+-=ρ ( 3 ) 式中： h 0 = z 2 - z 1，指真空表、压力表接口间垂直距离，本装置h 0=0.1m ； P 1 —由真空表读出的真空度（读数为负数），Pa ； P 2 —由压力表读出的压力，Pa ； ρ —流体（水）的密度，可近似取 ρ=1000 kg/m 3 g —重力加速度，g = 9.807m/s 2 。 u 1 —泵进口处液体流速，m/s ；本装置进口处内径d 1=0.040m ； 112 4 3600'd Q u ?? = π u 2 —泵出口处液体流速，m/s ；本装置出口处内径d 2=0.031m 。 222 4 3600'd Q u ?? = π 3．轴功率N （W ） 传电电ηη??=N N ( 4 ) 式中： N 电 —电动机的输入功率，由功率表测得，W ； η电 —与电动机的输入功率N 电相对应的电机效率，根据电动机的输入功率N 电的大小， 查实验室提供的电机效率曲线图可得到； η传 —传动效率，本装置为联轴节传动，故η传 =1 。 4．总效率η
离心泵特性曲线的测定
离心泵特性曲线的测定 一、 实验目的 1、了解离心泵的结构与特性，熟悉离心泵的使用。 2、测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。 3、熟悉孔板流量计的构造、性能及安转方法。 4、测量孔板流量计的孔流系数C 随雷若数Re 变化的规律。 5、测定管路特性曲线。 二、 基本原理 离心泵的主要性能参数有流量Q 、压头H 、效率和轴功率N ，在一定转速下，离心泵的送液能力（流量）可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。而且，当期流量变化时，泵的压头、功率、及效率也随之变化。因此要正确选择和使用离心泵，就必须掌握流量变化时，其压头、功率、和效率的变化规律、即查明离心泵的特性曲线。 1、扬程H 的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2截面，列机械能衡算方程： ∑+++=+++f h g u g p H g u g p 2z 2z 2 2 222111ρρ 因两截面间的管长很短，通常将其阻力项∑f h 归并到泵的损失中，且泵的进出口为等径 管则有 式中 H 0 ：泵出口和进口的位差，对于磁力驱动泵32CQ-15装置，H 0= ρ：流体密度，kg/m 3 ； p 1、p 2：分别为泵进、出口的压强，Pa ； u 1、u 2：分别为泵进、出口的流速，m/s ； z 1、z 2：分别为真空表、压力表的安装高度，m 。 2、轴功率N 的测量与计算 N=N 电k 式中—N 电为泵的轴功率，k 为电机传动效率，取k= 3、效率η的计算 泵的效率η是泵的有效功率N e 与轴功率N 的比值。反映泵的水力损失、容积损失和机械损失的大小。泵的有效功率N e 可用下式计算： 故泵的效率为 %100g ?=N HQ ρη 4、泵转速改变时的换算 在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n? 下（可取离心泵的额定转
实验六离心泵特性曲线实验
离心泵特性曲线实验 1 离心泵特性曲线实验 、实验目的 了解离心泵的结构组成及特性，掌握理性泵的操作方法; 掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解; 2、吸水阀； 6、真空表； 10、压力计 图1离心泵特性曲线实验装置图 1、 2、 观察离心泵的气体现象; 3、 熟悉离心泵操作方法和特性曲线的应用; 4、 5、 测定离心泵在一定转速下的特性曲线: 二、实验装置 本实验用离心泵进行实验, 其装置如图1所示，离心泵用 三相电动机带动，水从水池吸入, 经整个管线返回水池。在吸入管 进口处装有阀，以便启动前灌满水; 在泵的吸入口和出口分别装有真空 表和压力表，以测量离心泵的进出 口处压力；泵的出口管路装有孔板 流量计用做流量测量，并装有阀门 以调节流量。 3、水槽； 4、泵； 7、功率表盒；8、压力表; 1、排水阀； 5、引水漏斗; 9、文士管； N-Q 、H-Q 、n -Q 曲线。
离心泵特性曲线实验 2 三、实验原理 在离心泵进出口管装设真空表和压力表，在相应的两截面列出机械能衡算方程式（以单位重量 液体为衡算基准）： 2 P i U i P 2 z 1 — — H z 2 — g 2g g 的能量损失H f =O 。令: 所以式（1）变为: u i —吸入管内水的流速， m / S ； u 2 —排出管内水的流速，m / S ； g —重力加速度，9. 81m / S 2。 由式（3）计算出扬程，此即为离心泵给单位重量流体提供的能量，由于体积流量可由涡轮流 量计测得，因此流体获得的有效功率 N e 为: Ne = Q ? H -p- g 根据离心泵效率的定义及有效功率表达式（ 5）,有: QH g iOOON 式中：Q —流量，m 3/s ; H —压头，m ; p —被输送液体密度，kg / m 3; 试验过程中，各参数的测定方法如下: 1、流量Q 采用孔板流量计读数。 工 H 由于在测试离心泵特性曲线时, 直管段摩擦损失很小, 其损失归入离心泵的效率， 所以上式（1） H 2 P 2 g h 0 z 2 Z i H H i H 2 h o 2 U 2 2 U i (3) 式中：H i —泵入口真空表读数, 换算为 mH 20表示; H 2—泵出口压力表读数, 换算为 mH 20表示; h o -压力表与真空表测压孔之间的垂直距离， m ; (4) (5) N —泵的轴功率, kW 。
离心泵特性曲线
一、离心泵的特性曲线定义 当转速n为常量时，列出扬程（H）、轴功率（N）、效率（η）以及允许吸上真空高度（HS）等随流量（Q）变化的函数关系，即：H=f（Q）；N=F（Q）；Hs= Ψ（Q）；η = φ（Q），我们把这些方程关系用曲线来表示，就称这些曲线为离心泵的特性曲线。 离心泵的特性曲线是液体在泵内运动规律的外在表现形式，这三条曲线需要根据试验的方法（采用离心泵特性曲线的测定装置，逐渐开启水泵出口阀门改变其流量，测得一系列的流量及相应的扬程和轴功率，然后将H-Q、N-Q、η一Q曲线绘制在同一张坐标纸上，即为一定型式离心泵在一定转速下的特性曲线），不同的水泵特性曲线不同，水泵的特性曲线由设备生产厂家提供。严格意义上讲，每一台水泵都有特定的特性曲线。 在水泵特性曲线上，对应任意流量点都可以找到一组与其相对应的扬程、轴功率和效率值，通常把这一组相对应的参数称为工况，其对应最高效率点的一组工况称为最佳工况。 在生产实践中，水泵的运行工况点是通过管路的特性曲线与水泵的特性曲线确定的（M工况点，见下图）。在选择和使用泵时，使水泵在高效区运行，以保证运转的经济和安全。 二、影响离心泵特性曲线的因素 离心泵的特性曲线与很多因素有关，如液体的粘度与密度、叶轮出口宽度、叶片的出口安放角与叶片数及离心泵的压出室形状等均会对离心泵的特性曲线产生影响。 1、叶轮出口直径对性能曲线的影响 在叶轮其他几何形状相同的情况下，如果改变叶轮的出口直径，则离心泵的特性曲线平行移动，见下图。
根据这一特性，水泵制造厂和使用单位可采用车削离心泵叶轮外径的方法改变一台泵的性能范围，以使泵的性能更适合实际运行需要。例如，某厂的一台离心式循环泵，其运行压力偏高，为降低压力，将叶轮外径由270mm车削到250mm后，在流量相同的情况下，压力下降，给水泵的电机电流减小，满足了运行的要求。 2、转速与性能曲线的关系 同一台离心泵输送同一种液体，泵的各项性能参数与转速之间的关系式为： Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=（n1/n2）2 N1/N2=（n1/n2）2
离心泵设计
离心泵设计 目录 1 概述 (2) 2 工艺说明 (2) 2.1 工艺简介 (2) 2.2 物料性质 (2) 2.3 工作温度 (2) 2.4 工作压力 (2) 2.5 尺寸参数 (2) 2.6 其他说明................................. 错误！未定义书签。 3 机械设计....................................... 错误！未定义书签。 3.1 材料选择................................. 错误！未定义书签。 3.2 结构设计 (3) 3.3 设计参数 (3) 4 零部件的选型 (4) 4.1 法兰的选型 (4) 4.2 泵体的选型 (4) 4.3 叶轮的选型 (4) 4.4 其他零部件的选型 (4) 5 总结 (4) 参考文献 (5)
1 概述 本门课程是关于化工机械与设备的基础课程，完成一项相关设计是课程学习的主要目的，也是学好课程的重要方法。 目的是将论运用于实践，提高综合运用知识的能力。 本课程设计的目标是提高查阅资料、理论计算、工程制图、数据处理的能力。 完成本设计需要先学好理论知识再参考各类标准按照规范完成作品。 本设计的主要内容有确定工艺参数、确定材料与结构、完成相关计算以及零部件选型。 2 工艺说明 2.1 工艺简介 即合成氨的生产工艺，工艺大致流程如下： 造气→半水煤气脱硫→压缩机1，2工段→变换→变换气脱硫→压缩机3段→脱硫→压缩机4，5工段→铜洗→压缩机6段→氨合成→产品NH 3 本设备主要在其中起输送液体作用。 2.2 物料性质 水在70℃下的物性数据： 热导率：λ 2 = 0.624 W/(m?℃) 粘度：μ 2 = 0.742×10-3 Pa?s 2.3 工作温度 热流体进口温度70℃。 2.4 工作压力 根据工艺要求，设备允许压强不大于2×105Pa。 2.5 尺寸参数 外型尺寸 L: 352 H:320 a:80 h:180
液压管路内流量和压力脉动问题的定性分析研究要点
第17卷第1期 1999年3月河南科学 HENAN SCIENCE Vol 17 No 1 Mar 1999液压管路内流量和压力脉动问题的 定性分析研究 苗全生 (郑州煤田职工地质学院,郑州 450053) 摘要液压管路内的流量和压力脉动问题,是一个复杂而又难以解决的问题。 本文从推出液压管路中的瞬时流量和压力公式入手,指出了减小流量和 压力脉动幅频的基本途径,定性地分析了产生流量和压力脉动的主要因 素,并给出了控制办法。 关键词液阻惯性脉动率动态特性谐振脉动衰减率 分类号 TH137 液压管路内的流量和压力脉动,必然会在系统的终端产生反射波,并在管内形成波的叠加和驻波现象,引起液体和管路振动,执行元件的力或力矩脉动,降低系统的可靠性和使用寿命。而控制流量和压力脉动技术包括脉动源、传递特性和响应特性的研究和改善等项内容。如减小泵的流量脉动,采用衰减、吸收、消谐、减小回路的动态阻力等措施。但影响流量和压力脉动的回路阻力或传递函数的改善受到很多限制,因此国内外液压技术专家就如何消除流量和压力脉动这一问题进行了广泛的研究。 减少流量和压力脉动的基本途径 图1 泵出口处的圆管内的液流 Fig.1 Theliquidflowrateintheoutputofthepumpofthepipe 44 河南科学第17卷第1期图1所示为液体在管长为L的圆管中流动,入口处的流量,压力分别为Q1和p1,出口处的流量、压力分别为Q2和p2
,其瞬时流量和压力值可按下式求得 p2=p1Ch( L)-ZcQ1Sh( L) Q2=-p1Sh( L)+Q1Ch( L)Zc用矩阵形式总示 Ch( L)p2= Q2-Sh( L)Zc 式中,Zc= 为传播因子。 上式说明,降低液压泵的流量脉动率,减小回路的动态阻力,保持串联油路中的液阻抗Z0和并联油路中的流量衰减y0基本恒定并匹配得当,是减小液压管路内流量和压力脉动幅频的基本途径。0= -ZcSh( L) Ch( L) 脉动p1Q10y00为液管的特性阻抗,Z0为串联液阻抗;y0为并联液导纳; =0 2 产生流量和压力脉动的原因分析 2.1 容积式液压泵由于固有的几何学上的周期变化,瞬时流量是脉动的(如外啮合齿轮泵的流量脉动率达27%),由此引起压力的脉动。交变的脉动流量和压力以波的方式传递。这是管路内产生流量和压力脉动的主要原因。 2.2 直管或弯曲的管路以及液压元件中混入空气时,液体由于可压缩性增加产生较大的弹性变形而存在波动。当空气和液体被压缩使压力增大时,管道则因弹性变形而容积增大,被一定量的液体补入后,当供油压力能够克服执行元件的静磨擦阻力时,执行元件开始启动,管内压力又迅速降低,供油量减小,执行元件的速度变慢。由于油泵不断向管内供压力油,空气和液体被压缩,压力又升高,执行元件又开始向前冲行。如此周而复始,形成压力波在管中振荡。 2.3 与管道串联或并联的控制阀在阻尼孔或节流口被污物堵塞或者液压元件内零件磨损严重使磨擦阻力发生了变化时以及不恒定的外载等,均导致管内液阻发生变化,造成流量和压力脉动。如节流阀的节流口较小时,由于杂质很容易附着在节流口处,使液体通过阀口时的流量减小,液阻和压力损失增大。压力脉动又将污物从节流口处冲走,使通过节流口处的流量又增大,液阻和压力损失又减小。如此反复循环,引起管内流量和压力剧烈波动。 2.4 换向阀迅速换向或执行元件迅速停止或变速时,液体流速急速改变,但管中液体仍在惯性作用下向阀门方向挤去,使阀口处出现压力增量,并一层一层地沿系统反向传播,使管内压力升高。但油泵使管中液体的压力又一层一层地向系统传播过去直至阀口。还是由于液体的惯性,在阀口处形成瞬间的高压,此高压又传播回管内。如果溢流阀的动态特性差或者限压式变量泵在油压升高时不能及时排油,便使系统出现压力峰值。 2.5 溢流阀的主阀芯和导阀芯均与弹箕构成质量与弹簧系统,都有其各自的固有频率,若
离心泵蜗壳压水室及扩压管截面绘制
离心泵蜗壳压水室及扩压管截面绘制 胡家顺，程骏童，陈 羽，赵 瑾 （武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉430073） 摘 要: 本文针对离心泵蜗壳梯形截面压水室出口截面（即通常所谓的第Ⅷ截面）形状确定的传统设计，根据使压水室出口梯形截面截面形状中的最大宽度等于其高度的原则，提出了一种新的绘制方法，从而使蜗壳扩压管的梯形进口截面至圆形出口截面的过渡更为流畅、合理，为蜗壳的制造成型带来便利。 关键词: 离心泵 压水室 扩压管 1 压水室出口截面的绘制 按速度系数法计算得压水室出口截面（即通常所谓的第Ⅷ截面）面积[1]，根据使截面形状中的宽度等于高度（即R M H 2==,见图1）的原则，选择截面形状为如图1所示梯形截面。令压水室出口截面面积为F ;梯形面积CAGOC=T ,扇形面积CEOC=S 则 2 F T S = + （1） 而 ()2 22222R R B arctg R S ?? ??????? ??-=-=παπ （2） R B T 2= （3） 将上两式代入式（1）得 2 22222F R B R R B arctg =+????????? ??-π 图1 压水室出口截面图 即 ? ? ? ??--= R B arctg BR F R 22π （4） 由于方程两边含R ，可令压水室出口截面当量圆的1/2作为初值,即 π πF F R o = = 421 用迭代方法求解得R 。根据求得的R ，计算梯形CAGOC 的夹角∠COG
?? ? ??=R B arctg 22α （5） 从而求得 απ φ-= 2 （6） 根据已知的B （压水室出口宽度，由水力计算所得）和按式（4）、（5）、（6）计算所得的R 、φ即可绘制压水室出口截面。 2 压水室其他各截面的确定 按文献[2]介绍，压水室其他各截面面积与其几何尺寸有如下关系： ()?? ??????? ??+-??? ??+-+=2424tan 2tan 22i i i i i i R H H B F φπφπφ 或 02424tan 2tan 22=?? ? ?????? ??+-??? ??+--+i i i i i i R F BH H φπφπφ 令 i a φtan =， B b =，??? ? ??????????? ??+-??? ??++-=2424tan 22i i i i R F c φπφπ 则 a ac b b H i 242-+-= （7） 当用速度系数法计算得压水室其他各截面面积i F ，并按上述方法确定压水室出口截面的R 、φ后按一定规律选取各截面的i R 、i φ，一并代入式（7）计算得各截面的i H 值。 根据i R 、i φ和i H 即可绘制出压水室其他各截面。 3 扩压管截面的确定 蜗壳扩压管的出口截面通常为一圆形截面, 而扩压管的进口截面(压水室的出口截面)为准梯形截面,为确定扩压管的造形还需确定若干过渡截面。 下面以图2为例,说明扩压管过渡截面的绘制方法. 如图2b)所示,沿扩压管纵向将其分为若干等分(图中为三等分) ,形成Ⅰ-Ⅰ(扩压管出口截面)、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ(扩压管进口截面)等四个截面，其中Ⅰ-Ⅰ和Ⅳ-Ⅳ截面为已知截面，Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面为需要绘制的过渡截面。 在扩压管截面图（如图2a)）中作扩压管出口截面Ⅰ-Ⅰ和进口截面Ⅳ-Ⅳ；连接点A 、O 作直线AO ，连接点A 、B 作直线AB 。 将线段BC 三等分得等分点a 、b ；过等分点a 、b 作垂线与AB 线相交于a’、b’点；过等分点a’、b’ 作水平线与AO 线相交于o 2、o 3点；分别以o 3为圆心o 3 b’为半径、o 2为圆心o 2 a’为半径作圆弧r 3、r 2。 将线段DE 三等分得等分点c 、d ；分别以O 为圆心Oc 为半径、O 为圆心Od 为半径作圆弧R 3、R 2。 分别作与圆弧r 3、R 3的共切直线b ”c ’和圆弧r 2、R 2的共切直线a”d ’，则bb'b"c'c 和aa'a"d'd 即为过渡截面Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面一侧轮廓线，由对称性同此法可得另一侧轮廓线。
泵的性能曲线测定实验汇总
离心泵的特性曲线的测定 2010-11-28 00:12:33| 分类：默认分类|字号订阅 实验四、离心泵的特性曲线的测定 一、实验目的： 1．掌握离心泵操作，了解离心泵的结构和性能； 2．测定离心泵在一定转速下的特性曲线的测定。 3．测定离心泵的管路特性曲线 4．了解离心泵的工作点与流量调节 二、实验原理： 1．离心泵的特性曲线 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论扬程与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到，如图-2３的曲线。由于流体流经泵时，不可避免的会遇到种种阻力，产生能量损失，例如摩擦损失、环流损失等，因此，实际扬程比理论扬程小，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定扬程、功率、效率与流量的关系，并将测得：H e～Q、Ｎ～Ｑ和η～Ｑ三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，根据此曲线可以得出离心泵的最佳操作范围，泵的高效率区作为选用离心泵的依据。 图2-23 离心泵的理论压头与实际压头 (1)泵的扬程He 在离心泵进出口管装设真空表和压力表的管截面列出柏努利方程式，(以单位重量液体为衡算标准)
则： （2-23） 由于两取压口紧靠离心泵进出口，因此直管段摩擦损失很小，其阻力损失归入离心泵的效率，故=0。 （2 -24）若离心泵进出口管径相同，则 u1=u2 上式可写成为： （2-25） （2-26） 式中：H压强表、H真空表——分别为压强表和真空表所测得的表压和真空度，以（m液柱）表示的数值。 h0——压强表和真空表中心之垂直距离。 (2)泵的轴功率N轴 离心泵从电机获得的实际功率（即单位时间内电机向离心泵输入的功）称离心泵的轴功率。 泵的轴功率和电机的电功率之间有如下的关系： N轴=N电·η电·η传（2-27）式中：N电——电动机的电功率，由功率表测得（KW）； η电——电动机效率，取0.9； η传——传动效率，η传=1.0。 (3)泵的效率η 离心泵的有效功率Ne与轴功率之比称为效率。
离心泵特性曲线
化工原理实验报告 实验名称：离心泵特性曲线测定 学院：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工09－5班 姓名：陈茜茜学号 001 同组者姓名：陈俊燕孙彬芳 指导教师：金谊 日期： 2011年9月22日 一、实验目的 1、了解离心泵结构于特性，学会离心泵的操作。 2、掌握离心泵特性曲线测定方法。
二、实验原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下扬程H、轴功率N及效率η与流量V之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的外部表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用数学方法计算这一特性曲线，只能依靠实验测定。 1、扬程H的测定与计算 在泵进、出口取截面列柏努利方程: p 1,p 2 ：分别为泵进、出口的压强 N/m2ρ：液体密度 kg/m3 u 1,u 2 ：分别为泵进、出口的流量m/s g：重力加速度 m/s2 当泵进、出口管径一样，且压力表和真空表安装在同一高度，上式简化为： 2、轴功率N的测量与计算 N= w-电机输出功率；W 可知：测定泵的轴功率，只需测定电机的输出功率，乘上功率转换中的倍率即可。 3、效率η的计算 泵的效率η为泵的有效功率Ne与轴功率N的比值。有效功率Ne是流体单位时间内自泵得到的功，轴功率N是单位时间内泵从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。 泵的有效功率Ne可用下式计算： Ne=HVρg 故 η=Ne/N=HVρg/N 三、实验装置流程 离心泵性能特性曲线测定系统装置工艺控制流程图和离心泵性能特性曲线测定实验仪控柜面板图如图所示： 四、实验步骤及注意事项 1、关闭进口阀及管道阀门。
离心泵设计实习报告
实习期技术报告 天津市普友机电设备制造有限公司技质部水泵设计师李永超 2013年1月
目录 (一)公司简介，产品分类、运用、条件 (二)转速的确定和绘制 (三)叶轮设计程序 (四)导叶设计 (五)叶片的厚度和夹角 (六)叶片进出口安放角的选择 (七)叶片切割 (八)汽蚀问题 (九)轴向力平衡方法 (十)水锤 (十一)进出流道的设计 (十二)取证资料 (十三)柴油机消防泵总结
QHBC：Q≤2500立方米/时 QWW：Q≤2500立方米/时 QSB：Q≤15000立方米/时 QHBX：H≤250m H≤500m H≤50m 潜没深度≤70m 潜没深度≤70m 潜没深度≤150m 电机功率≤5600kw 电机功率≤2000kw 叶片泵： 1.可靠性才是最重要的，评比时用效率 2.设计叶片泵考虑：效率、性能曲线形状和空化 3.性能曲线： 扬程-流量（H-Q） 轴功率-流量（P a-Q） 效率-流量（η-Q）
?=0.02～0.3 叶轮出口宽度比：b2D2 叶片出口安放角：β2=10°～50° 叶片数：Z=2～12 ?=0.08～0.3 叶轮轴面流道转弯半径：R T D2 ?=0.1～1.5 叶轮进、出口面积比：A0A2 ?=0～0.7 叶轮进口轮毂比： r=D h D0 中间轴面流线相对水泵轴中心线的夹角：θ=0°～90°中间流线叶片进口边角位置：θ =0～θ x 叶片空化系数：σb=0.08～0.15
（二）、转速的确定与绘制 1.泵转速的确定 考虑因素：1）.泵的转速越高，泵的体积越小，重量轻 2）.转速和比转速有关，而比转速和效率有关，所以转速和比转速结合起来确定 3）.考虑原动机的种类和传动装置 工作转速小于第一临界转速（n＜n c）的轴，称为刚性轴，n≤0.8n c 工作转速大于第一临界转速（n＞n c）的轴，称为柔性轴，1.3n c≤n≤0.7n c2（n c2为第二临界转速） ，H—对于多级泵，取单级扬程。同一台泵在不同工况下具2.比转速n s=3.65n√Q H34? 有不同的n s值，作为相似准则的n s是指最高效率点工况下的值。 确定比转速：n s=120～210的区域，水泵的效率最高，n s﹤60的泵效率显著下降。比转速和泵的级数有关，级数越多，n s越大。卧式泵一般不超过10级，立式深井泵级数多达几十至几百级。 3.低比转速泵：高扬程小流量，零流量时轴功率小，应关阀启动；高比转速:低扬程大流量，零流量时轴功率大，应开阀启动。
离心泵特性曲线的测定实验报告
一、 实验名称： 离心泵特性曲线的测定 二、实验目的： 1、 了解水泵的结构； 2、 熟悉离心泵的机械结构和操作方法； 3、 测定离心泵在一定转速下的流量和压头、功率及总效率的关系，并绘制泵 的特性曲线。 三、实验原理： 离心泵的特性曲线是指在一定转速下，流量和压头、流量和轴功率、流量和总效率之间的变化关系，由于流体在泵内运动的复杂性，泵的特性曲线只能用实验的方法来测定。 泵的性能和管路的布局无关，前者在一定转速下是固定的，后者总是安装在一定的管路上工作，泵所提供的压头和流量必须和管路所需的压头和流量一致，为此目的，人们是用管路的特性去选择适用的泵。管路特性曲线和泵特性曲线的交点叫工作点，现测定离心泵性能是用改变管路特性曲线（即改变工作点）的方法而获得。改变管路特性曲线最简单的手段是调节管路上的流量控制阀，流量改变，管路特性曲线即变，用改变泵特性曲线的办法（改变泵转速或把叶轮削小可实现）去改变工作点，在理论上是讲得通，但生产实际不能使用（为什么？）。 1、流量V 的测定 本实验室甲乙二套泵的流量用孔板流量计测定，第三四套用文氏流量计测定，五、六套用涡轮流量计测定，由流量计的压差计读数去查流量曲线或公式计算即得流量V[m 3/h]。 2、泵压头（扬程）H 的测定 以离心泵吸入口中心线水平为基准面。并顺着流向，以泵吸入管安装真空表处管截面为1截面，以泵压出管安装压力表处管截面为2截面，在两截面之间列柏努利方程并整理得： ζρh g u u g p p Z Z H +-+-+ -=2)(2 12 21212 （1） 令：h 0=(Z 2—Z 1)——两测压截面之间的垂直距离，约0.1[m]
双蜗壳泵压力脉动特性及叶轮径向力数值模拟
2009年11月 农业机械学报 第40卷第11期 双蜗壳泵压力脉动特性及叶轮径向力数值模拟3 杨 敏1 闵思明2 王福军1 (11中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083;21上海凯士比泵有限公司,上海200245) 【摘要】 为揭示双蜗壳离心泵的水力不稳定性,采用雷诺时均方法和SST k 2ω湍流模型,对一双蜗壳双吸离心泵进行了三维非定常湍流数值模拟,得到了泵内部流场特性及双蜗壳内压力脉动情况,并对其进行了频谱分析。结果表明双蜗壳内存在比较明显的压力脉动。设计工况下压水室内的压力脉动强度小于非设计工况。在设计工况下,隔舌处和隔板区压力脉动频率均以叶片通过频率为主,其中隔板起始端的脉动幅值最大,约为隔舌处的215倍。在大流量工况下,隔舌处和隔板起始端压力脉动频率以叶片通过频率为主,而小流量工况下以叶轮转频为主。叶轮受到的径向力随着叶轮的旋转呈现不稳定性,其中小流量工况时最明显。3种工况下径向力均指向隔板起始端侧。 关键词:双蜗壳泵 压力脉动 径向力 数值模拟中图分类号:TH311;TV13113+3 文献标识码:A Numerical Simulation of Pressure Fluctuation and R adial Force in a Double Volute Pump Yang Min 1 Min Siming 2 Wang Fujun 1 (11College of W ater Conservancy &Civil Engineering ,China A gricultural U niversity ,Beijing 100083,China 21KSB S hanghai Pum p Co.,L td.,S hanghai 200245,China ) Abstract The three 2dimensional ,unsteady Reynolds 2averaged Navier 2Stokes equations with shear stress transport turbulent (SST )models were solved to investigate the flow field and the characteristic of pressure fluctuations in the double volute.The results show that the pressure fluctuations are strong in the double volute.The pressure fluctuations in the volute are relatively low at the design flow rate condition.The blade passing frequency dominates the pressure fluctuations near the volute tongue and the clapboard at the design flow rate condition.The amplitude of the pressure fluctuation is largest at the beginning of clapboard ,which is 215times larger than at the volute tongue.At the large flow rate condition ,the blade passing frequency is also dominative in the pressure fluctuations ,but at the small flow rate condition the rotation frequency becomes dominative.The radial force on the impeller is unsteady especially at the small flow rate.At three flow rates ,the radial forces all point at the beginning of clapboard. K ey w ords Double volute pump ,Pressure fluctuation ,Radial force ,Numerical simulation 收稿日期:2008212205 修回日期:2009204227 3国家自然科学基金资助项目(50779070)和北京市自然科学基金资助项目(3071002) 作者简介:杨敏,博士生,主要从事水动力学与水力机械研究,E 2mail :minyang.cau @https://www.wendangku.net/doc/b510769007.html, 通讯作者:王福军,教授,博士生导师,主要从事水动力学与水力机械研究,E 2mail :wangfj @https://www.wendangku.net/doc/b510769007.html, 引言 双蜗壳结构是一种重要的泵蜗壳型式,每个流道包围叶轮出口180°,可以使叶轮流动更加对称, 平衡运行时作用在叶轮上的径向力,延长轴承、轴封 和口环的使用寿命,因而在高扬程离心泵机组中获 得应用。但目前对双蜗壳的研究还很少,其隔板的位置和形状对蜗壳内的速度场以及压力脉动特性的影响还不明确,因此研究双蜗壳内部流动规律对提高这类离心泵运行稳定性有重要意义。