提高泵的性能化工設備使用與維護主講人：武存喜泵軸向力及其平衡01泵的能量損失分析02提高泵性能的措施03CONTENTS目錄01泵軸向力及其平衡01泵軸向力及其平衡葉輪在運轉時四周充滿了液體，在密封環(huán)上部（虛線以上部分），前、后蓋板所受壓力都為P2，方向相反，受力面積相等，軸向力相互抵消；在密封環(huán)下部（虛線以下部分），葉輪后蓋板所受壓力為P2，前蓋板所受壓力為P1，P2>P1，葉輪受到的軸向合力為P2-P1，方向指向葉輪吸入口方向。要點一：泵轉子軸向力產(chǎn)生的原因1.葉輪前后蓋板所受壓力不等產(chǎn)生的軸向力葉輪前后蓋板上的軸向力分布圖液體自葉輪進口進入葉輪后，流動方向由軸向轉變?yōu)閺较蚧蛐毕蛄鞒觥Ｒ毫魍ㄟ^葉輪其方向之所以發(fā)生變化，是因為液體受到葉輪作用力的結果；力的作用是相互的，液體給葉輪一個大小相等、方向相反的反作用力，該力就是動反力，指向葉輪后面。2.液體向前運動產(chǎn)生的動反力軸向動反力Pd動反力Pd軸向徑向斜向01泵軸向力及其平衡要點一：泵轉子軸向力產(chǎn)生的原因泵軸向力及其平衡01對于立式泵，轉子的重量也是軸向力的組成部分。02轉子上軸套、軸肩等零件的端面也會受到液體的壓力，產(chǎn)生部分軸向力。03由于葉片上壓力分布不對稱而引起的軸向力。要點一：泵轉子軸向力產(chǎn)生的原因04由于葉片流道壓力分布不對稱而引起的軸向力。3.其他因素由于不平衡軸向力的存在，使泵的整個轉子向吸入口發(fā)生竄動，造成泵振動，并使葉輪吸入口外緣與密封環(huán)產(chǎn)生摩擦，軸承表面因過熱而變色,軸承滾珠間隙變大，

密封環(huán)及軸承壓蓋發(fā)生磨損現(xiàn)象等，嚴重時離心泵不能正常工作。01泵軸向力及其平衡要點二：泵轉子軸向力的危害泵軸向力及其平衡

要點三：泵軸向力的平衡方法推力軸承平衡孔或平衡管背葉片葉輪對稱布置雙吸葉輪平衡盤或平衡鼓02泵的能量損失分析泵的能量損失分析

要點一：機械損失分析機械損失軸承、填料損失圓盤摩擦損失軸承、填料損失約占軸功率的1-3%，通常很小。圓盤摩擦損失和表面粗糙度關系很大，鑄鐵表面涂一層涂料后，圓盤摩擦減小16-20%，想減小圓盤摩擦損失，葉輪蓋板外壁和泵體內(nèi)壁應盡量光滑。泵腔間隙增大，圓盤摩擦損失增加。圓盤摩擦損失與葉輪外徑的五次方成正比。要點二：水力損失分析水力損失也稱流動損失，是理論揚程與實際揚程的差值。原因包括：（1）由于實際葉輪葉片數(shù)目不是無限多，液體不是嚴格按葉片的軌道流動，有環(huán)流出現(xiàn)，而生產(chǎn)渦流損失；（2）阻力損失；（3）沖擊損失。泵的能量損失分析水力損失沿程損失附面層分離彎道中的流動和二次流泵內(nèi)的流動損失泵的能量損失分析要點二：水力損失分析（1）減小流道長度和流動速度；（2）減小阻力系數(shù)。阻力系數(shù)和粘性及過流表面粗糙度有關，應盡量提高過流表面的光潔程度。現(xiàn)在有些泵的葉輪、導葉等采用精密鑄造、并修光，由此可提高效率2-3%。（3）增加水力半徑。為減小濕周，應采用圓形和方形流道。為此，葉片間的流道，尤其是葉片進、出口和導葉喉部，應盡量采用大壁角的近似圓形的流道。1.減小沿程損失的措施流道斷面好不好泵的能量損失分析要點二：水力損失分析2.附面層分離液體沿壁面流動，由于粘性，緊靠壁面的流速為零，離開壁面一定距離處流速與主流相同，通常把從壁面到0.99V0（V0為主流流速）的流層稱為附面層。附面層粘性切力和壓力逐漸增加，促使流體減速，出現(xiàn)倒流，結果最靠內(nèi)壁的一條流線會離開壁表面成為一條分離流線，這種現(xiàn)象稱為附面層分離，在分離區(qū)內(nèi)會形成漩渦，能量損失很大。附面層附面層分離分離流線02泵的能量損失分析2.附面層分離控制附面層分離（1）吸收（2）噴射（3）輔助翼要點二：水力損失分析（1）在分離點以前的物體表面上開一些孔，將已受阻礙的流體吸走，使能量充沛的主流來到分離點；（3）在葉片前端安裝輔助翼，使兩翼間形成一個噴嘴形長縫，流體從長縫中高速噴出，增加了附面層中的流速，使之不發(fā)生分離。（2）在分離點前開一些小孔，噴入高能流體，增加附面層的能量；3.彎管中的流動和二次流彎管內(nèi)的漩渦彎管內(nèi)流體的彎曲流動，不僅造成水力損失，而且流速分布急劇變化，破壞了下游很長一段直管段內(nèi)的流動，使其損失增加。02泵的能量損失分析要點二：水力損失分析（1）繞流葉片進口形成的漩渦（2）葉片間的渦流4.泵內(nèi)的流動損失02泵的能量損失分析要點二：水力損失分析4.泵內(nèi)的流動損失（3）葉片出口的二次流和漩渦區(qū)（4）葉片端部的分離漩渦02泵的能量損失分析要點二：水力損失分析泵的能量損失分析要點三：容積損失分析泵內(nèi)存在著許多間隙，而且間隙兩端的壓力不同，因此流體通過間隙從高壓側向低壓側泄漏。于是，從泵內(nèi)獲得一定能量的液體，并沒有完全輸送出去，而是以節(jié)流損失的形式將能量損失掉，這種因液體泄漏導致的能量損失稱為容積損失。泵內(nèi)泄漏部位葉輪密封環(huán)級間密封環(huán)平衡軸向力裝置泵的能量損失分析

要點三：容積損失分析葉輪密封環(huán)處泄漏量q1多級泵級間泄漏量q1和q303提高泵性能的措施提高泵性能的措施要點一：高效點向大流量方向移動序號措施說明1切除或間隔切除葉片進口部分減小進口堵塞2增加葉片進口直徑增加進口面積3加大葉片進口角增加葉片間進口面積4葉片不能過分前伸減小進口堵塞5減少葉片數(shù)或采用長短葉片減小葉片進口堵塞6采用后掠葉片增加葉片間進口面積7減薄葉片進口邊增加葉片間進口面積8增大泵體喉部面積高效點向大流量移動9減小基圓直徑高效點向大流量移動提高泵性能的措施要點二：提高泵效率的措施序號措施說明1葉片向吸入口前伸并減薄增加葉道長度，減少相對速度擴散2增大葉片進口角減小相鄰葉片間流道的擴散3使相鄰葉片間流道出口和進口面積之比控制在1.0-1.3的范圍減小流動的擴散損失4增加出口寬度減小葉輪出口絕對速度，從而減小壓水室中的水力損失5增加葉片出口角減小葉輪外徑，從而減小圓盤摩擦損失6斜切葉輪出口減小前后流線的長度差，從而減小出口的二次回流7保留蓋板切割出口葉片在渦室（導葉）寬度小時，防止流動擴散，產(chǎn)生沖擊損失8修葉片出口背面使葉輪出口相對速度趨于均勻序號措施說明9葉片進口部分軸面截線為曲線增加葉片間進口面積，減小流道擴散10圓柱葉片改為扭曲葉片符合流動規(guī)律，減小沖擊損失11葉輪進口加預旋減小葉輪進口角速度，同時減小相對速度擴散12增加壓水室（導葉）喉部面積當原