多级离心泵的选型方法

技术简介：
 多级离心泵的功率通常是指输入功率,即原动机传支泵轴上的功率,故又称为轴功率,用P表示；   泵的有效功率又称输出功率,用Pe表示。它是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。
 

   1.流量Q  
   流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量）。   体积流量用Q表示,单位是：m3/s,m3/h,l/s等。   质量流量用Qm表示,单位是：t/h,kg/s等。  
    质量流量和体积流量的关系为：  
                             Qm=ρQ  
    式中　ρ——液体的密度（kg/m3,t/m3）,常温清水ρ=1000kg/m3。  
   
   2.扬程H  
    扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其单位是N•m/N=m,即泵抽送液体的液柱高度,习惯简称为米。  
　
   3.转速n  
    转速是泵轴单位时间的转数,用符号n表示,单位是r/min。  
  
   4.汽蚀余量NPSH  
    汽蚀余量又叫净正吸头,是表示汽蚀性能的主要参数。汽蚀余量国内曾用Δh表示。  
   
   5.功率和效率  
    多级离心泵的功率通常是指输入功率,即原动机传支泵轴上的功率,故又称为轴功率,用P表示；  
    泵的有效功率又称输出功率,用Pe表示。它是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。  
    因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量,所以,扬程和质量流量及重力加速度的乘积,就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量——即泵的有效功率：  
         Pe=ρgQH(W)=γQH(W)  
    式中 ρ——泵输送液体的密度（kg/m3）；  
         γ——泵输送液体的重度（N/m3）；  
         Q——多级离心泵的流量（m3/s）；  
         H——泵的扬程（m）；  
         g——重力加速度(m/s2)。  
    轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率,其大小用泵的效率来计量。多级离心泵的效率为有效功率和轴功率之比,用η表示。    
 
6.什么叫流量：用什么字母表示：如何换算：     
    单位时间内泵排出液体的体积叫流量,流量用Q表示,计量单位：立方米/小时（m3/h）,升/秒（l/s）, L/s=3.6 m3/h=0.06   m3/min=60L/min  
    G=Qρ G为重量 ρ为液体比重  
    例:某台泵流量50 m3/h,求抽水时每小时重量：水的比重ρ为1000公斤/立方米。  
    解：G=Qρ=50×1000(m3/h•kg/ m3)=50000kg / h=50t/h   

7.什么叫扬程：用什么字母表示：用什么计量单位：和压力的换算及公式：     
    单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。泵的扬程包括吸程在内,近似为泵出口和入口压力差。扬程用H表示,单位为米（m）。泵的压力用P表示,单位为Mpa（兆帕）,H=P/ρ.如P为1kg/cm2,则H=（lkg/ cm2)/(1000kg/ m3) H=(1kg/ cm2)/(1000公斤/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m 1Mpa=10kg/c m2,H=(P2-P1)/ρ (P2=出口压力 P1=进口压力)   

八.什么叫汽蚀余量：什么叫吸程：各自计量单位表示字母：   
    多级离心泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体,汽化的气泡在液体质点的撞击运动下,对叶轮等金属表面产生剥蚀,从而破坏叶轮等金属,此时真空压力叫汽化压力,汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用米标注,用（NPSH）r。吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度,亦即泵允许的安装高度,单位用米。  
吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）  
    标准大气压能压管路真空高度10.33米。   例如：某泵必需汽蚀余量为4.0米,求吸程Δh：  
    解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米  

九.什么是多级离心泵的汽蚀现象以及其产生原因  
    1.汽蚀  
    液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。  
    2.汽蚀溃灭  
    汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。  
    3.产生汽蚀的原因及危害  
    泵在运转中,若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因,抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒几万次,严重时会将壁厚击穿。  
    4.汽蚀过程  
    在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动,并导致泵的性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作。   

十.什么是多级离心泵的特性曲线.    
    通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线,实质上,离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式,通过实测求得。特性曲线包括：流量-扬程曲线（Q-H）,流量-效率曲线（Q-η）,流量-功率曲线（Q-N）,流量-汽蚀余量曲线（Q-（NPSH）r）,性能曲线作用是泵的任意的流量点,都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程,功率,效率和汽蚀余量值,这一组参数称为工作状态,简称工况或工况点,离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点,最佳工况点一般为设计工况点。一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。在实践选效率区间运行,即节能,又能保证泵正常工作,因此了解泵的性能参数相当重要。   

十一.什么叫多级离心泵的效率：公式如何：     指泵的有效功率和轴功率之比。η=Pe/P   泵的功率通常指输入功率,即原动机传到泵轴上的功率,故又称轴功率,用P表示。  
    有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。   Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）  
    ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）  
    γ：泵输送液体的重度 γ=ρg （N/ m3）  
    g：重力加速度（m/s）   质量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s)       

 十二.多级离心泵选型方法及步骤

　  1.必须满足使用流量和扬程的要求,即要求泵的运行工次点(装置特性曲线与泵的性能曲线的交点)经常保持在高效区间运行,这样既省动力又不易损坏机件.

　　2.所选择的水泵既要体积小.重量轻.造价便宜,又要具有良好的特性和较高的效率.

　　3.具有良好的抗汽蚀性能,这样既能减小泵房的开挖深度,又不使水泵发生汽蚀,运行平稳.寿命长.

　　4.按所选水泵建泵站,工程投资少,运行费用低.

第二节多级离心泵选型步骤

　　一.列出基本数据：

　　1.介质的特性：介质名称.比重.粘度.腐蚀性.毒性等.

　　2.介质中所含因体的颗粒直径.含量多少.

　　3.介质温度：(℃)

　　4.所需要的流量

　　一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量,但必须考虑工艺变化时对流量的影响.农业用泵如果是采用明渠输水,还必须考虑渗漏及蒸发量.
5.压力：吸水池压力,排水池压力,管道系统中的压力降(扬程损失).

　　6.管道系统数据(管径.长度.管道附件种类及数目,吸水池至压水池的几何标高等).

　　如果需要的话还应作出装置特性曲线.

　　在设计布置管道时,应注意如下事项：

　　A.合理选择管道直径,管道直径大,在相同流量下.液流速度小,阻力损失小,但价格高,管道直径小,会导致阻力损失急剧增大,使所选泵的扬程增加,配带功率增加,成本和运行费用都增加.因此应从技术和经济的角度综合考虑
　　B.排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力.

　　C.管道布置应尽可能布置成直管,尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度,必须转弯的时候,弯头的弯曲半径应该是管道直径的3～5倍,角度尽可能大于90℃.

　　D.泵的排出侧必须装设阀门(球阀或截止阀等)和逆止阀.阀门用来调节泵的工况点,逆止阀在液体倒流时可防止泵反转,并使泵避免水锤的打击.(当液体倒流时,会产生巨大的反向压力,使泵损坏)

　　二.确定多级离心泵流量扬程

　　1.流量的确定

　　a.如果生产工艺中已给出最小.正常.最大流量,应按最大流量考虑.

　　b.如果生产工艺中只给出正常流量,应考虑留有一定的余量.

　　对于ns>100的大流量低其不意扬程泵,流量余量取5%,对ns<50的小流量高扬和泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,对质量低劣和运行条件恶劣的泵,流量余量应取10%.

　　c.如果基本数据只给重量流量,应换算成体积流量.