1、环境工程基础,主 讲：谢光健,参考书： 环境工程原理第二版 化学工业出版社 张柏钦 王文选 主编,单元一 流体机械,1.1 水泵拆装 1.2 水泵安装 1.3 水泵性能 1.4 水泵使用 1.5 风机拆装 1.6 风机安装使用,离心泵的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。,1.1 水泵拆装,返回,返回,1.1.1 水泵的拆装,一拆装要点1 能够正确的
2、选取和使用拆装工具。2 拆卸程序是否正确。3 装工艺是否合理, 是否符合技术规范。4 能够正确的对主要零部件进行外部检查。 二简介 离心泵是一种叶片式泵，它依靠叶轮的高速回转使液体获得能量，产生吸、排，从而达到输送液体的目的。离 心泵是水处理中广泛使用的一种泵。离心泵结构形式多种多样,但基本构造及原理大同小异，现以单级螺壳式离心泵为例加以介绍。,返回,如图1-1所示，离心泵主要由叶轮、泵壳、叶片、泵盖、泵轴、轴承等组成。,三离心泵的结构,四离心泵的工作原理,如图1-2所示, 泵工作时, 泵中的液体在叶片的扒动下随叶 轮一起回转, 液体自叶轮进口向叶轮外周甩出, 在此过程中 液体的动能和压力能都
3、得到增加, 其中前者增加更大, 当液体 流入涡壳后, 因涡壳的截面积的逐渐增大, 液体的动能大部分 在这里转化成了压力能, 然后沿排出管排出, 与此同时, 在叶 轮中心形成一定的真空, 液体在液面大气压力的作用下, 沿 吸入管不断地进入叶轮。,返回,观看动画,返回,图1-1离心泵的结构 1 泵体, 2泵盖, 3叶轮，4轴，5密封环，6叶轮螺母， 7轴套，8填料压盖，9填料环，10填料，11悬架轴承部件,返回,图1-2 单级螺壳式离心泵装置简图 1排出管；2引水漏斗；3泵壳；4叶轮；5叶片； 6吸入管；7吸入滤器和底阀；8填料箱；9泵轴。,返回,五离心泵拆装,1拆装应注意事项, 对一些重要部件拆
4、卸前应做好记号, 以备装复时定位。 拆卸的零部件应妥善安放, 以防失落。 对各接合面和易于碰伤的地方, 应采取必要的保护措施。,2 拆装步骤, 关闭泵浦的吸, 排截止阀; 将电动机的接线脱开, 在联轴节处做好记号, 拆除 固定电动机的螺栓 , 然后将电动机卸下。 拆下泵浦、吸、排管。 把水泵入口短节卸下, 拆掉吸入端端盖。,返回, 使用专用工具拆卸离心泵叶轮, 用专用扳手拆下叶轮前的反扣 螺母及止动垫圈(一般反扣螺母是左旋螺纹)取下止动垫圈, 叶轮即 可从轴上取下, 如取不下来, 可利用叶轮平衡孔上的丝牙用专用工 具将叶轮从轴上取下, 具体方法是:将专用工具的两根螺钉拧入叶轮 上有丝牙的平衡孔
5、中, 丝杆顶正轴端中心, 慢慢转动手柄, 将叶轮从 泵轴上拉出。如果叶轮锈于轴上而拉不动,可在健连接外刷上少量煤 油, 稍等片刻, 即可拉出叶轮, 取下叶轮平键。 使用三爪拉马拆卸滚动轴承,先拆下轴承箱上前后两只轴承盖, 然后用一木块垫在联轴器端轴头上, 用紫铜棒轻轻敲打木块,就可把 泵轴连同轴承一起拆下。从轴上取下轴承时要注意不能损伤轴承， 一般用专用工具拉马的拉勾钩住滚动轴承内圈,丝杆.,返回, 使用拉马拆卸联轴节, 具体方法是: 将轴固定好, 先拆下固定 联轴节的锁紧帽, 再用专用工具拉马的拉勾钩住联轴节,而其丝 杆顶正泵轴中心, 慢慢转动手柄, 即可将联轴节在钩拉过程中, 可用铜锤或铜
6、棒轻击联轴节, 如果拆不下来, 可用棉纱蘸上煤油, 沿着联轴器四周燃烧,使其均匀热膨胀, 这样便会容易拆下，但为 了防止轴与联轴器一起受热膨胀, 应用温布把泵轴包好。离心泵拆卸完毕后, 应用轻柴油或煤油将拆卸的零部件清洗 干净, 按顺序放好, 以备检查和测量。,返回,图1-3 三爪拉马,返回,六离心泵的检查1叶轮的检查叶轮遇有下列缺陷之一时, 应予换新。表面出现较深的裂纹或开式叶轮的叶瓣断裂。表面因腐蚀而出现较多的砂眼或穿孔。轮壁因腐蚀而显著变薄, 影响了机械强度。叶轮进口处有较严重的磨损而又难以修复。叶轮已经变形。一般情况,铜质叶轮穿孔不多时, 可用黄铜补焊。叶轮进口处的划 痕或偏磨现象 不
7、太严重时, 可用砂布打磨,在厚度允许的情况下,也 可光车。,返回,2泵壳的检查泵壳在工作中,往往因机械应力或热应力的作用出现裂纹。 检查时可用手锤轻轻敲泵壳，如出现破哑声, 则表明泵壳已有 裂纹, 必要时可用放大镜查找。裂纹找到后,可先在裂纹处浇 以煤油, 擦干表面,并涂上一层白粉, 然后用手锤轻敲泵壳, 使 裂纹内的煤油因受振动而渗出, 浸湿白粉, 从而显示出一条清 晰的黑线，借此可判明裂纹的走向和长度。如果裂纹出现在 承受压力的地方,则应进行补焊,也可用环氧树脂修补,如裂纹 出现在不受压力和不起密封作用的地方,即可在裂纹两端各钻 一个3MM的小圆孔,以消除局部应力集中,防止裂纹继续扩大,
8、如果泵壳已无修补的价值,应予以换新。,返回,3.转子的检查泵轴拆洗后外观检查.如有下列情况之一者,应予以换新。(1)泵轴已产生裂纹。 (2)表面严重磨损或腐蚀而出现较大的沟痕,以至影响轴的机械强度。 (3)键槽扭裂扩张严重。 泵轴要求笔直,不得弯曲变形,拆洗后可在车床上检查,将泵轴一端装于车床卡盘中,在卡盘处注意垫好铜片。另一端用尾架顶针顶住泵轴中心孔，将百分表架置于车床中拖板上，装好后将顶针顶于泵轴中间的外圆柱面上,用手慢慢转动卡盘,观察百分表指针的变化,记录下最大值和最小值及轴面上的位置，百分表读数的最大值和最小值之差的一半即为轴的弯曲量。,返回,另外也可以在平板上检查泵轴弯曲量。检查时,
9、在平板上放置好两 块V型铁, 将泵轴两置于其上, 将百分表架放在平板上, 装好百分表， 将百分表顶针顶在泵轴中间的外圆柱面上, 用手慢慢转动泵轴, 并 观察百分表指针的变化量，记录最大值和最小值, 并在相应的位置 上做上标记。 上述测量实际上是测量的轴的径向跳动量,一般轴的径向跳动量， 中间不超过0.05MM, 两端不超过0.02MM，否则应校直。校直最简 易的方法是捻打，捻打时应将泵轴放在硬木或垫有铜皮的铁块上, 凸面朝上, 用铜锤捻打,并随时进行测量。另一方法 是用手摇螺 旋压力机来校直，如图14所示，具体方法是:在平台上放置好两块 V型铁,将泵轴置于其上,同样将弯曲的凸面朝上,然后将校直
10、机的钩 头钩住泵轴,丝杠顶住泵轴弯曲部位的凸面,各相应的位置上应垫好,返回,铜片,缓慢而连续地转动手柄,旋以一定的压力,直至完全校直为止。转子的测量与泵轴的测量方法相同，一般叶轮密封环处 的径向跳动不超过0.03MM,轴套不超过0.04MM,两轴颈不超 过0.02MM。,图1-4 手动螺杆矫正机矫正泵轴,返回,4轴承的检查对于滚动轴承, 检查时发现松动, 转动不灵活等缺陷或运行时间已达到运行周期则应换新。滚动轴承其常见故障有:滚子和滚道严重磨损, 表面腐蚀等。一般来说轴承磨损严重, 其运转时噪声较大, 主要是因磨损后其径向和轴向间隙变大所致。一般轴承的内径为 30-50MM时, 径向间隙不大于
11、0.035-0.045MM。 滚动轴承径向间隙的测量方法为: 将轴承平放于板上, 磁性百分表架置于平板上, 装好百分表, 然后将百分表顶针顶在轴承外圆柱面上(径向)，一只手固定轴承内圈, 另一只手推动轴承的外圈, 观察百分表指针的变化量, 其最大值与最小值之差即为轴承的径向间隙。,返回,滚动轴承轴向间隙的测量方法为: 在平板上放好两高度相同的垫 块, 将轴承外圈放在垫板上, 使内圈悬空, 然后将磁性表座置于平板 上, 装好百分表, 将百分表顶于内圈上平面, 然后一只手压住外圈, 另 一只手托起内圈. 观察百分表指针的变化量, 其最大值与最小值之差 即为轴承的轴向间隙。轴承的间隙超过要求时, 应
12、换新. 5.检查叶轮密封环间隙是否合适测量叶轮密封环间隙:通过测量叶轮口外圆和密封环内圆上下、 左右两个位置的直径, 分别取平均值,其差值的一半为其间隙，如间 隙太大时必须进行修复，方法是: 先把叶轮入口外径光车,然后配一 个合适的密封环镶嵌在入口泵盖上。,返回,七离心泵的安装 离心泵零部件检查后经过合理的修理或更换后即可以进行装配。 1.整个转子除叶轮外,其余全部在检修间正式组装完毕，这包括轴套、滚动轴承、定位套、联轴器侧轴承端盖、小套、联轴器及螺母等。 2.转子从联轴器侧穿入泵内,注意填料压盖不要忘记装,轴承端盖上紧后,必须保证:轴承端盖应压住滚动轴承外圈。 轴承端盖对外圈的压紧力不要过大
13、,轴承的轴向间隙不能消失。用压铅法测量此项压紧力时,可在零对零基础上放出0.1-0.2MM,然后用手盘动转子,应灵活轻便。 把叶轮及其键、螺母等装在轴上,装上泵盖,盘动转子,看叶轮与密封环是否出现相应磨擦现象。 轴封的装配.该泵采用填料密封,打开填料压盖,切取与轴外周长等长度的盘根数根(其根数依说明书或依泵原旧填料的根数)，然后一根一根的压入,压入时每根接口应180错开,最后装上压盖,但不拧紧螺丝,等到泵工作时,再慢慢拧紧螺丝，直到不漏为止。 将泵吊入泵座并将其固定,装妥进、排管。 电机装复,用千分表和塞尺对联轴节进行校正。,返回,八 思考题 1、离心泵在水处理中可作那些用途？ 2、一般离心泵
14、为什么无自吸能力，在水处理中是如何解决其引水问题的？ 3、离心泵的密封装置一般有那几类？如何正确更换填料密封中的盘根？ 4、离心泵防内漏是靠什么起作用的？拆装过程中应注意那些问题？ 5 、心泵机组装配过程中是如何校中的？,返回,1.2 水泵安装,1.2.1 泵的汽蚀和安装高度 1.2.2 离心泵的允许安装（吸上）高度 1.2.3 离心泵并联及串联运行工况,返回,1.2.1泵的汽蚀和安装高度1、汽蚀原理与危害由液体中逸出的氧气等活性气体，借助气泡凝结时放出的热量，会对金属起化学腐蚀作用。这种气泡的形成发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象。压力低处水开始发生汽化时，因为只有少量气泡，
15、叶轮流道堵塞不严重，对泵的正常工作没有明显影响，泵的外部性能也没有明显变化。这种尚未影响道泵外部性能的汽蚀称为潜伏汽蚀。汽蚀对泵产生诸多危害： （1）材料破坏 （2）噪声振动 （3）性能下降2、泵的安装高度和吸入口的真空高度水池液面ee和水泵吸入口ss断面的能量方程为：,返回,为泵的安装高度，m。为泵吸入口处的真空高度，m。3、汽蚀余量汽蚀余量h是表示泵汽蚀性能的一个参数，也可用NPSH表示。汽蚀余量可分为：有效汽蚀余量（装置汽蚀余量）和必须汽蚀余量（汽蚀余量）。 （1）有效汽蚀余量有效汽蚀余量是指泵在吸入口处单位质量液体所具有的超过汽化压力的富余能量，即液体所具有的避免泵发生汽化的能量。有效
16、汽蚀余量由吸入系统的装置条件确定，与泵本身无关。（2）必需汽蚀余量必需汽蚀余量与吸入系统的装置情况无关，是由泵本身的汽蚀性能所确定的。,返回,必须汽蚀余量是指：液体从泵吸入口至泵内压力最低点的压力降。（3）有效汽蚀余量与必需汽蚀余量的关系有效汽蚀余量是吸入系统所提供的在泵吸入口大于饱和蒸汽压力的富余能力。其值越大，表示泵的抗汽蚀性能越好；而必需汽蚀余量是液体从泵的吸入口至最低压力点的压力降，其值越小，则表示泵抗汽蚀性能好，可以降低对吸入系统提供的有效汽蚀余量的要求。随流量的增加是一条下降的曲线，而 随流量的增加是一条上升的曲线。两条曲线的交点即为临界汽蚀状态点。泵不发生汽蚀的条件为：（4）允许
17、汽蚀余量当 时，刚好发生汽蚀， 就称为临界汽蚀余量。在实际工程中，为了保证安全运行，规定了一个必需的汽蚀余量， 称为允许汽蚀余量。而实际应用中，还需要为其加上一个安全余量：,返回,4、提高泵抗蚀性能的措施 （1）提高泵本身的抗汽蚀性能 降低叶轮入口部分流速 采用双吸式叶轮 增加叶轮前盖板转弯处的曲率半径，减小局部阻力损失 叶片进口边适当加长，向吸入方向延伸，并作成扭曲形 首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料。 （2）提高吸入系统装置的有效汽蚀余量 减小吸入管路的流动损失 合理确定泵的几何安装高度 采用诱导轮 采用双重翼叶轮 采用超汽蚀泵,返回,假设离心泵在可允许的安装高度下操作，于储槽液面0-0与泵
18、入口处1-1两截面间列柏努利方程式，可得避免发生汽蚀离心泵的允许安装高度 Hg,泵入口允许的最小压强 p1 应满足,1.2.2 离心泵的允许安装（吸上）高度,若储槽上方与大气相通，则p0 即为大气压强pa，上式可表示为,返回,泵流量调节的主要方式 1） 改变管路特性曲线 改变离心泵流量最简单的方法就是利用泵出口阀门的开度来控制，其实质是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工作点。 2） 改变离心泵特性曲线 根据比例定律和切割定律，改变泵的转速、改变泵结构（如切削叶轮外径法等）两种方法都能改变离心泵的特性曲线，从而达到调节流量（同时改变压头）的目的。但是对于已经工作的泵，改变泵结构的方法不太方便，并
19、且由于改变了泵的结构，降低了泵的通用性，尽管它在某些时候调节流量经济方便，在生产中也很少采用。,返回,2、不同调节方式下泵的能耗分析,1） 阀门调节流量时的功耗 离心泵运行时，电动机输入泵轴的功率N为： NvQH 式中N轴功率，w； Q泵的有效压头，m； H泵的实际流量，m3/s； v流体比重，N/m3； 泵的效率。 当用阀门调节流量从Q1到Q2，在工作点A2消耗的轴功率为： NA2vQ2H2 vQ2H3实际有用功率，W； vQ2(H2H3)阀门上损耗得功率，W； vQ2H2(11)离心泵损失的功率，W。,返回,2） 变速调节流量时的功耗 在进行变速分析时因要用到离心泵的比例定律，根据其应用条
20、件，以下分析均指离心泵的变速范围在20%内，且离心泵本身效率的变化不大3。用电动机变速调节流量到流量Q2时，在工作点A3泵消耗的轴功率为： NA3vQ2H3 同样经变换可得： NA3vQ2H3vQ2H3(11) （2） 式中 vQ2H3实际有用功率，W； vQ2H3(11)离心泵损失的功率，W。,返回,1.2.3 离心泵并联及串联运行工况,大中型水厂中，为了适应各种不同时段管网中所需水量、水压的变化，常常需要设置多台水泵联合工作。这种多台水泵联合运行，通过连络管共同向管网或高地水池输水的情况，称为并联工作。 水泵并联工作的特点：(1)可以增加供水量，输水干管中的流量等于各台并联水泵出水量之总和
21、；(2)可以通过开停水泵的台数来调节泵站的流量和扬程，以达到节能和安全供水的目的。例如：取水泵站在设计时，流量是按城市中最大日平均小时的流量来考虑的，扬程是按河道中枯水位来考虑的。因此，在实际运行中，由于河道水位的变化，城市管网中用水量的变化等，必定会涉及取水泵站机组开停的调节问题。另外，送水泵站机组开停的调节就更显得必要了；(3)当并联工作的水泵中有一台损坏时，其它几台水泵仍可继续供水，因此，水泵并联输水提高了泵站运行调度的灵活性和供水的可靠性，是泵站中最常见的一种运行方式。(4)水泵并联应选择各泵扬程范围比较接近的基础上进行。,返回,一、并联工作的图解法,1水泵并联性能曲线的绘制 ：先把并
22、联的各台水泵的(QH)曲线绘在同一坐标图上，然后把对应于同一H值的各个流量加起来，如图所示，把I号泵(Q H)曲线上的1、 1、1 分别与号泵Q H曲线上的2 、 2、2各点的流量相加，则得到I、号水泵并联后的流量3、 3、3 ，然后连接3、 3、3 各点即得水泵并联后的总和 (QH) 曲线。,图 水泵并联Q-H曲线,返回,2同型号、同水位的两台水泵的并联工作,(1)绘制两台水泵并联后的总和(QH)l+2曲线；(2)绘制管道系统特性曲线，求出并联工况点；(3)求每台泵的工况点：通过M点作横轴平行线，交单泵的特性曲线于N点，此N点即为并联工作时，各单泵的工况点。,返回,同型号、同水位、对称布置的
23、两台水泵并联,返回,3不同型号的2台水泵在相同水位下的并联工作,这情况不同于上面所述的主要是：两台水泵的特性曲线不同，管道中水流的水力不对称。所以，自吸水管端A和C至汇集点召的的水头损失不相等。2台水泵并联后，每台泵的工况点的扬程也不相等。因此，欲绘制并联后的总和(QH)曲线，一开始就不能使用等扬程下流量叠加的原理 。,返回,4、水泵向高低水池联合供水 （同时供水）,AB段管路损失曲线,水泵工作点,返回,4、水泵向高低水池联合供水 （压力不够高池回流到低池）,AB段管路损失曲线,水泵工作点,返回,二、水泵串联工作,串联工作就是将第一台水泵的压水管，作为第二台水泵的吸水管，水由第一台水泵压入第二
24、台水泵，水以同一流量，依次流过各台水泵。在串联工作中，水流获得的能量，为各台水泵所供给能量之和，如图所示。串联工作的总扬程为：HA=H1+H2，由此可见，各水泵串联工作时，其总和QH性能曲线等于同一流量下扬程的加。只要把参加串联的水泵QH曲线上横坐标相等的各点纵坐标相加，即可得到总和(QH) 曲线，它与管道系统特性曲线交于A点。此A点的流量为QA、扬程为HA，即为串联装置的工况点。自A点引竖线分别与各泵的QH曲线相交于B及C点，则B点及C点分别为两台单泵在串联工作时的工况点。,返回,水泵串联工作图,水泵工作点1,水泵工作点2,返回,1.3 水泵性能,1.3.1泵与风机的工作点 1、工作点的确定
25、将泵或风机的性能曲线和管路特性曲线同绘在一张坐标图上，泵或风即的性能曲线和管路特性曲线相交于一点，该点即为泵在管路系统中的实际工作点。,返回,工作点的确定，对泵与风机的选用和维修、调节具有指导性的意义： （1）对泵与风机进行选配时，除了必须满足按工程需要所确定的参数外，其工况必须和工作点接近，即必须在最高效率区，以保证运行的经济性。 （2）实际工作中对泵与风机的运行需求是变化的。这就常常需要改变泵与风机的工作点，即调节工况。 （3）泵或风机在运行中出现故障时，也常常利用工作点（特性曲线）的变化情况指导维修工作。 2、工作点的稳定泵或风机的性能曲线的上升部分与管路特性曲线相交的点称为泵或风机的不
26、稳定工作点。如果泵或风机的性能曲线没有上升区段，就不会出现工作的不稳定性，因此泵或风机应当设计成性能曲线只有下降形的。若泵或风机的性能曲线时是驼峰形的，则工作范围要始终保持在性能曲线的下降区段，这样就可以避免不稳定的工作。,返回,3、工作点调节从工作点的定义出发，调整工作点，可以改变泵与风机本身的性能曲线，也可以改变管路的特性曲线，当然两条曲线同时改变也是常用的调节方法。其常用的方法有： （1）多台泵或风机的串并联运行调节。 （2）改变阀门开度进行调节。 （3）改变转速调节。 （4）切削水泵叶轮调节。 1.3.2 泵与风机运行故障分析泵与风机的运行对制冷、通风等系统的安全、经济性问题十分重要。
27、而泵与风机在运行中会出现很多问题，这些问题可分为三大类： （1）第一类问题是水力问题，是由于泵本身部件或泵的传动部件发生了故障，使泵不能按照额定流量、扬程和效率等性能参数来运行，如汽蚀等。 （2）第二种类型问题是机械问题，表现为噪声、振动和过热等现象，并可能导致水力故障，使泵性能不能满足要求。 （3）第三类问题实际上也是水力问题，但一般是由于管道配置和试验方,返回,离心泵的性能参数,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；2.压头（H） ：离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量，其单位为m；3.效率（） ：由原动机提供给泵轴的能量不能全部为液体
28、所获得，通常用效率来反映能量损失；4.轴功率（N）： 指离心泵的泵轴所需的功率，单位为W或kW,返回,离心泵的能量损失,反映离心泵能量损失，包括： 容积损失：由于崩的泄漏所造成的损失。一部份已获得能量的高压液体由叶轮出口处通过叶轮与泵壳间的缝隙或从平衡孔漏返回到叶轮入口处的低压区造成的能量损失。 水力损失：进入离心泵的粘性液体产生的摩擦阻力以及在泵的局部处因流速与方向改变引起的环流和冲击而产生的局部阻力。 机械损失：由泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间以及叶轮盖板外表面与液体之间产生的机械摩擦引起的能量损失。,返回,离心泵的特性曲线,通常，离心泵的特性曲线由制造厂附于泵的样本或说明书中，是指导正
29、确选择和操作离心泵的主要依据。1. H-Q曲线：表示泵的压头与流量的关系2. N-Q曲线：表示泵的轴功率与流量的关系3.-Q曲线：表示泵的效率与流量的关系,返回,离心泵的压头H一般是随流量Q的增大而下降，这是离心泵的一个重要特性。,返回,离心泵的有效功率是指液体从叶轮获得的实际能量，通常用Ne表示，其可由泵的流量和扬程求得,有效功率与轴功率的比值为离心泵的效率,返回,影响离心泵性能的因素和性能换算,1.液体物性的影响 （a）密度的影响 （b）黏度的影响 2.离心泵转速的影响 3.离心泵叶轮直径的影响,泵的生产部门所提供的离心泵特性曲线是在一定转速和常压下，以常温的清水为工质做实验测定的。若所输
30、送的液体性质与此相差较大时，泵的特性曲线将发生变化，应当重新进行换算。,返回,由离心泵的基本方程可看出，离心泵的压头、流量均与液体的密度无关，说明 离心泵特性曲线中的HQ及Q曲线保持不变。但离心泵所需的轴功率则随液体密度的增加而增加，即 NQ曲线要变，此时泵的轴功率可按式（2-14）重新计算。,a. 流体密度的影响,b. 黏度的影响,液体粘度的改变将直接改变其在离心泵内的能量损失，因此，HQ、NQ、Q曲线都将随之而变。当液体运动粘度 2010-8 m2/s 时，离心泵的性能则需按下式进行换算，即 Q = CQQ H = CHH = C ,返回,转速变化特性曲线变化， 在转速变化小于20%范围内
31、,转速的影响比例定律,叶轮直径的影响切割定律,减小叶轮直径特性参数随之而变，对叶轮圆周进行少量车削,在叶轮直径变化小于20%,当泵的叶轮直径和其他尺寸均发生变化,返回,例：用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如附图所示。当调节出口阀使管路流量为25m3/h时，泵出口处压力表读数为0.28MPa（表压），泵入口处真空表读数为0.025MPa，测得泵的轴功率为3.35kW，电机转速为2900转/分，真空表与压力表测压截面的垂直距离为0.5m。试由该组实验测定数据确定出与泵的特性曲线相关的其它性能参数。,解：与泵的特性曲线相关的性能参数有泵的转速n、流量Q、压头H、轴功率N和效率。其中流量和轴功率
32、已由实验直接测出，压头和效率则需进行计算。以真空表和压力表两测点为1，2截面，对单位重量流体列柏努力方程,返回,把数据代入，得,在工作流量下泵的有效功率为,泵轴功率为,返回,1.4 水泵使用,水泵的正确使用方法起 动: (a)在机泵联接前确定电动机的旋转方向是否正确,泵的转动是否灵活(或在泵内注满水后检查电机转向,严禁泵内无水空转) (b)关闭吐出管路上的闸阀。 (c)向泵内灌满水，或用真空泵引水。 (d)接通电源，当泵达到正常转速后，再逐渐打开吐出管路上的闸阀，并调节到所需要的工况。在吐出管上的闸阀关闭的情况下，泵连续工作的时间不能超过3分钟。,返回,2、 停 止: (a)逐渐关闭吐出管路上
33、的闸阀，切断电源。 (b)如环境温度低于0，应将泵内水放出，以免冻裂。 (c)如长期停止使用，应将泵拆卸清洗上油，包装保管。 运 转: (a)在开车及运行过程中、必须注意观查仪表读数、轴承温升、填料滴漏和温升以及泵的振动和杂音等是否正常，如果发现异常情况，应及时处理。 (b)轴承温度与环境温度之差不的超过40，轴承温升最高不大于80,返回,(c)填料漏水应该是少量均匀的。 (d)轴承油位应保持在正常位置上，不能过高或过低，过低时应及时补充润滑油。 (e)如密封环与叶轮配合部位的间隙磨损过大应更换新的密封环（新泵的直径间隙在0.150.25mm左右） (f)应尽量使泵在铭牌规定的性能点（流量，扬
34、程等）附近运转，这样可使水泵长期在高效率区工作，以达到最大的节能效果。,返回,水泵的调试 1.启动前准备 11查看进出口法门是否完好 ，有无运行堵塞，泵及附件管路无泄露。 12泵在启动时要关闭出口法门（自吸泵除外），不满载否则转动扭距过大，泵有可以会有损伤，电机也因电流过大容易烧毁。 13打开进口法门，打开排气阀使液体充满整个泵腔，然后关闭排气阀。 14对于机械密封的水泵，应用手盘动泵转子以使润滑液进入机械密封端面。避免启动时机械密封干磨造成机封损坏。 15确定转向：点动电机，确定转向是否正确。通常电机是三相四线制。如果反转，就把其中任意二根电线对调，那样电机就会形成正转。 16手动盘车：转子
35、部件应转动灵活，无卡壳，磨擦现象。 17热水。热油泵启动前要暖泵，预热速度不得超过五十摄式度每小时，盘车180度。 2启动与运行 21再次检查全开阀门，关闭吐出管路阀门。 22接通电源，当泵达到正常转速后，再逐渐打开吐出管路上的阀门，注意关闭阀门运行时间不得超过5分钟。否则，轴承。机械密封容易损坏。 23调节工况：让运行工况在说明书使用范围内，尽量靠近设计点。由于流量和功率一般无法看到，因此要调节压力（出口压力进口压力=水泵扬程）和电流在额定范围内。 24检查轴封情况：机械密封：10滴/分钟 填料密封：12滴/秒 如超过标准，应及时处理。 25检查振动和噪音情况。 3停车 31逐渐关闭出口管路
36、阀门，切断电源。 32如环境温度低于0摄氏度，应该把泵内的液体放尽，以免冻坏。 33如长期停用，应将泵拆卸清洗，包装保管。,返回,1.5 风机拆装,1.5.1 离心式通风机的构造和工作原理 1.5.2 离心式通风机的性能参数 1.5.3 离心式通风机的选择,返回,合理地选择风机，对通风除尘与气力输送的效果有着很大的影响。,通风系统常见的风机有离心式通风机和轴流式通风两种，,在除尘和气力输送系统中大都有采用离心式通风机，随着制粉技术的发展，配粉动力来源-罗茨鼓风机技术的广泛应用，作为正压输送的也受到重视。,本章重点介绍离心式通风机，同时介绍罗茨鼓风机。,1.5.1离心式通风机的构造和工作原理,返
37、回,离心式通风机的构造如图所示,。,主要部件：机壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口；轴承、底座等部件。,返回,。,当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高，空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后，就形成了负压，吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下，在管道中不断流动。 通风机的各部件中，叶轮是最关键性的部件，特别是叶轮上叶片的形式很多，但基本上可分为闪向式、径向式和后向式三种。,返回,。,返回,。,叶片出口角：叶片的出口方向（出口端的切向方向）
38、和叶轮的圆周方向（在叶片出口端的圆周切线方向）之间的夹角。,三种叶片形式各有特点后向式叶片的弯曲度较小，而且符合气体在离心力作用下的运动方向，空气与叶片之间的撞击很小。因此能量损失和噪音较小，效率较高。但后向式叶片只能使空气以较低的流速从叶轮甩出，空气所获得的动压较低。,前向式叶片形状与空气在离心力作用下的运动方向完全相反，空气与叶片之间撞击剧烈。因此能量损失和噪音都较大，故效率就低，但前向式叶片能使空气以较高的流速从叶轮中甩出，从而使空气在风机出口处获得较大的静压。,径向式叶轮的特点介入后向式和前向式之间。 机壳一般呈螺旋形，它的作用是吸集从叶轮中甩出的空气，并通过气流断面的渐扩作用，将空气
39、的动压力转化为静压。,返回,。,离心式通风机所产生的压力一般小于1500毫米水柱。压力小于100毫米水柱的称为低压风机，一般用于空气调节系统。压力小于300毫米水柱的称为中压风机，一般用于通风除尘系统。压力大于300毫米水柱的称为高压风机，一般用于气力输送系统。,返回,1.5.2 离心式通风机的性能参数,一、风量通风机每单位时间内所排送的空气体积，称为风量Q，又称送风量或流量，其单位为米3/秒或米3/时，工程上常用单位是米3/时。,风机所产生的风量与风机叶轮直径、转速、叶片形式等有关，其三者之间的相互关系要用下式表示：,米3/秒 或：,米3/时,式中：Q通风机的风量；D2通风机叶轮的外径，米；
40、V2叶轮外周的圆周速度，米/秒,流量系数，与风机型号有关。,风机的风量一般用实验方法测得。风量的大小与通风机的尺寸和转速成正比。在管道系统中，风量可以通过闸门或改变通风机的转速来调节。,返回,二、风压通风机的出口气流全压与进口气流全压之差称为风机的风压H，其单位为毫米水柱。风机所产生的风压与风机的叶轮直径、转速、空气密度及叶片形式有关，其关系可用下式表示：,H=Hv22 或：,H=0.000334HD22n2,式中：H通风机全压，毫米水柱；空气的密度，千克秒2/米4；当大气压强在760毫米汞柱，气温为20，=1.2千克/米2；v2叶轮外周的圆周速度，米/秒；H全压系数，根据实验确定，一般如下：
41、,后向式：H=0.40.6； 径向式：H=0.60.8； 前向式：H=0.81.1； D2风机叶轮的外径，米；n风机的转速，转/分。,返回,二、风压,风机的风压与转速的平方成正比，适当提高转速就能增大风压。在管道系统中，风压也可用调节闸门来改变。,轴功率N与有交效功率NY之间的关系如下：,式中：通风机效率，%。N轴功率，千瓦当通风机的转速一定时，它的轴功率随着风量的改变而改变，一般离心式通风机的轴功率随着风量的增加而增加。,三、功率,返回,四、效率通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率，即：,通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。后向叶片风机的效率一般在0.80.9之间，前向叶片风机的
42、效率在0.60.65之间。同一台风机在一定的转速下，当风量和风压改变时，其效率也随之改变，但其中必有一个最高效率点，最高效率时的风量和风压称为最佳工况。通风机在管道系统中工作时，它的风量与风压应尽可能等于或接近最佳式况时的风量和风压，应注意使其实际运转效率不低于最高效率的90 %。,返回,五、通风机的性能曲线通风机的性能曲线一般有HQ曲线，NQ曲线，Q曲线三种，这三种曲线常画在同一图上，统称为风机的特性曲线。根据特性曲线，已知Q米3/时，H毫米水柱，N千瓦，（%）中的任何一值即可求得其它各值。,有的风机样本中风机中不列出特性曲线，而只列出选择风机的数字表格，性能表中每一种转速按流量、风压等分为
43、八个性能点。,返回,表中所列出各性能点的最高效率，均在风机最高效率的0.8-0.9范围内。,返回,六、转速通风机的转速n可用转速表直接测量，其数值用每分钟多少转（转/分）来表示。小型风机的转速一般较高，往往与电动机直接相连。大型风机的转速较低，一般用皮带传动与电动机相连，改变皮带轮的直径即可调节风机的转速，其关系如下：,式中：n1，n2风机；电动机的转速d1，d2风机和电动机的皮带轮的直径。如要改变风机的转速，只要改变通风机或电动机中任意一个皮带轮的直径即可。当改变风机转速时，风机的特性参数；特性曲线也随之改变，亦即，风机在每一转速下都有其相应的特性曲线。,返回,当转速改变时，风机的特性参数Q
44、，H，N的变化可按下式计算：,以上可见，如果通风机的转速由n改变为n时，风机的风量变化与,的一次方成正比，功率变化与,所以在增加风机转速时，必须重新计算所需功率，注意原来配备的电机是否会过载。,的三次方成正比。,必须指出:通风机的几个性能参数不是固定不变的，它们之间都有一定的内在联系。当通风机在管网中工作时，这些参数又受到网路特性的影响，所以要选择好，使用好一台通风机，不但要熟悉通风机的性能，还要了解网路特性以及它们之间的关系。,返回,1.5.3 离心式通风机的选择,正确和合理地选择通风机，是保证通风与气力输送系统正常而又经济运转的一个十分重要的步骤，选择的通风机不但要满足管道系统在工作时所必
45、须的风量和风压，而且要使通风风在这样的风量与压力下工作，效率为最高或在它的经济使用范围之内。,目前，通风与气力输送所常用的一些通风机在国内都有生产，可直接从国家产品样本中找到，为了用户选择方便，样本上载有各种型式风机的性能曲线和选择曲线，并对不同型式和机号的风机用一定的符号和参数进行了编制。因此在进行风机选择前，必须熟悉产品样本。,返回,离心式通风机的完全标志包括：名称、型号（由全压系数、比转数、进风口形式、设计顺序号四个数组成），机号、传动方式、旋转方向和出风口位置。,例：某排尘离心式通风机全压系数为0.4，比转数为73，单面吸入，第一 次设计，叶轮外径600毫米，用三角皮带传动，悬臂支承，
46、皮带轮在轴承外侧，从皮带轮方向正视轩轮为顺时针方向旋转，出风口位置向上。按规定其完全标志为：,排尘（或C）离心式通风机 473-1 1 No6 C 右 90用途 名称 全压系数比转数进口型 设计序号 机号传动方式旋转方向 出口位置,返回,名称：按其作用原理称为离心式通风机。在名称之前冠以用途字样，一般也可以省略不写。当在名称前必须冠以用途字样时，要按表中规定采用汉字，或用汉语拼音字首的简写。,通风机的压力系数是指风机在最高效率点时的H值，可用下式表示：,式中：H效率最高时的压力系数；空气重度，千克/米3；g重力加速度，米/秒2；H效率最高的风机的风压，毫米水柱；叶轮出口圆周速度，米/秒。,返回
47、,通风机的比转数是在最高效率下，风量、风压与转速的关系，亦即标准风机在最佳情况下产生的风压为1毫米水柱、风量1米3/秒时的转数。它们的关系用公式表示：,式中：ns比转数n转速Q风量H风压比转数是通风机的一个基本参数，上式表明，当风机转速n 不变时，比转数ns大的风机型号，其风压较小，风量较大，比转数ns较小的风机型号，其风量较小风压较大。,返回,机号用通风机叶轮外径的分米数前冠以符号No6（6号）风机的叶轮外径是6分米，即600毫米。,传动方式共有六种，用表示，如图所示,旋转方向叶轮的旋转方向，用“右”或“左”表示。从电动机或皮带轮一端正视，如叶轮按顺时针方向旋转，称为右旋风机，反之称为左旋风
48、机，但以右旋作为基本旋转方向。,返回,出风口位置用角度表示，如图所示：,返回,二、离心式通风机的选择步骤和注意事项,首先根据被输送空气的性质，如清洁空气，易燃易爆气体，具有腐蚀性的气体以及含尘空气等选取不同用途的风机。,根据所需的风量，风压及已确定风机类型，由通风机产品样本的性能表或性能曲线中选取所需要的风机。选择时应考虑到可能由于管道系统连接不够严密，造成漏气现象，因此对系统的计算风量和风压可适当增加10-20%。,通风机产品样本中列出的风机性能参数，除个别特殊注明者外，都是指在标准状态（大气压力760毫米汞柱，温度20，相对温度50%）下的性能参数，如实际使用情况离标准状态较远，则选择时应按下列公式对样本所列参数进行换算。,式中： Q1、H1、N1、1标准状态下风机的风量、风压、功率、空气容重即产品样本上所列的数据。Q2、H2、N2、2使用工况下的风机风量、风压、功率、空气容重,返回,Pa大气压力，毫米水柱， t空气温度，,在满足所需风量，风压的前提下，应尽量采用效率高，价廉的风机。如对噪音有一定要求，则在选择时也应加以注意。,带动通风机的电动机额定功率按下式计算：,
