泵的性能參數(shù)：

真空的概念：

所謂“真空”，是指壓力比大氣壓力低的空間狀態(tài)，即在給定的空間內(nèi)，低于大氣壓力的氣體狀態(tài)。

真空度是指空間所具有的氣體壓力與當(dāng)時(shí)大氣壓力的差值。一般說“真空度高”、“真空度好”是指絕對壓強(qiáng)低，反之“真空度低”、“真空壞”、“真空抽不上”是指絕對壓強(qiáng)高。

汽蝕現(xiàn)象及其危害：

一、汽蝕

液體在從泵吸入口流到葉片進(jìn)口前，還會因流速增加和流阻損失而壓力進(jìn)一步下降。

當(dāng)Q小于設(shè)計(jì)Q時(shí)，液流在進(jìn)口的wl撞擊葉片正面，最低壓力在葉片進(jìn)口處靠近前蓋板的葉片背面上。 如圖K2處。

當(dāng)Q超過設(shè)計(jì)Q時(shí)，w1撞擊葉片背面，最低壓力部位在葉片進(jìn)口靠近前蓋板的葉片正面上，如圖K1處。

二、危害

1）氣體產(chǎn)生：

如液體P降低到Pv或更低時(shí)，液體會汽化產(chǎn)生汽泡，還有原來溶于液體現(xiàn)因P降低而逸出的氣體。泵在吸入真空度大于允許吸入真空度時(shí)，產(chǎn)生氣泡。

2）氣泡破滅：

流到高壓區(qū)，迅速凝結(jié)，氣體重新溶人液體，造成局部真空，四周液體質(zhì)點(diǎn)以極大速度沖來，互相撞擊，產(chǎn)生局部高達(dá)幾十MPa的P，引起噪音和振動。

3）汽蝕：

因氣泡形成和破滅致使材料損壞的現(xiàn)象稱為“汽蝕”。

主要發(fā)生在葉輪外緣葉片及蓋板、渦殼或?qū)л喬?，不會發(fā)生在葉片進(jìn)口處。

造成后果：

這時(shí)泵的Q、H和效率都將降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致吸人中斷。氣穴破滅區(qū)的金屬受高頻高壓液擊而發(fā)生疲勞破壞。氧氣借助汽泡凝結(jié)時(shí)的放熱，對金屬有化學(xué)腐蝕作用。在上述雙重作用下，葉輪外緣的葉片及蓋板、蝸殼或?qū)л喌忍帟a(chǎn)生麻點(diǎn)和蜂窩狀的破壞。

汽蝕余量是指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時(shí)的壓力頭之差，用△h表示。汽蝕余量又有有效汽蝕余量△ha和必需汽蝕余量△hr之分。

△ha—指泵工作時(shí)實(shí)際所具有的汽蝕余量，進(jìn)口處液體的能頭超過汽化壓力頭的富裕能量。取決于泵的吸入條件和液體的飽和壓力Pv，而與泵無關(guān)。越大越好。

式中：z-泵吸人口位置頭；

Ps-泵吸人口絕對壓力，Pa；

Pv-飽和蒸汽壓力（或汽化壓力），Pa；

Vs-泵吸人口流速，m／s。

離心泵的汽蝕余量：

△hr為必需汽蝕余量-指泵為避免汽蝕所必需的汽蝕余量，它取決于泵進(jìn)口部分的幾何形狀以及泵的轉(zhuǎn)速和流量，反映了液體進(jìn)泵后壓力進(jìn)一步降低的程度，而與泵的吸人條件及所吸液體的Pv值無關(guān)。

△hr越小，表明泵的汽蝕性能越好。

△hr 隨Q的增大而增大，因?yàn)镼增大時(shí)，液體進(jìn)泵后的壓降也增加。△hr 用汽蝕試驗(yàn)來確定，在試驗(yàn)中逐步增大吸人真空度而得。

離心泵產(chǎn)品說明書中必須給出△hr的值。

△hc-臨界汽蝕余量：當(dāng)泵的揚(yáng)程和效率明顯下降時(shí)的必需汽蝕余量值叫臨界汽蝕余量△hc。

△hr=△hc+0.3米。

△hr和允許吸上真空度［Hs］（泵的參數(shù)中講過）都是由同樣的汽蝕實(shí)驗(yàn)得出的用以表示泵吸人性能好壞的性能參數(shù)，其性質(zhì)一樣，只是表示方式不同而已。 △hr主要與泵的結(jié)構(gòu)有關(guān)；［Hs］還與吸入條件和飽和氣壓有關(guān)。

各汽蝕余量關(guān)系：

△hr=△hc+0.3米； △ha=（1+10%）△hr；或△ha-△hr≥0.5米。

按規(guī)定在離心泵說明書中必須給出汽蝕余量△hr。

如上圖：

必須氣蝕余量△hr隨流量增大而升高，當(dāng)泵的吸高Za逐漸增高時(shí)（Za3＞Za2＞Za1）有效氣蝕余量△ha逐漸減小（△ha3＜△ha2＜△ha1）。

1、隨流量增大，當(dāng)△ha＞△hr但未降到很低時(shí)，汽蝕已經(jīng)發(fā)生但尚未明顯影響到泵的性能，此狀態(tài)稱為潛伏汽蝕。

2、隨流量增大，當(dāng)△ha≈＜△hr時(shí)，氣泡已經(jīng)發(fā)展到一定程度，它使流道面積減?。粴馀菰诟邏簠^(qū)破滅時(shí)也要消耗能量，故流量、揚(yáng)程、效率都明顯降低。同時(shí)產(chǎn)生振動和噪聲。此狀態(tài)稱為不穩(wěn)定汽蝕。畫斜線部分。最容易破壞部件區(qū)域。

3、隨流量增大，當(dāng)△ha＜△hr時(shí)，液流在葉片背面?zhèn)?，出現(xiàn)脫流，形成汽水亮相區(qū)域。流量不能繼續(xù)增加。泵的揚(yáng)程特性曲線呈垂線狀態(tài)。這種工況稱斷裂工況。此狀態(tài)稱為穩(wěn)定汽蝕。

吸高的影響：

隨吸高Za3＞Za2＞Za1越大，△ha越?。ā鱤a3＜ △ha2 ＜△ha1）。斷裂工況越向小流量方向移動，不發(fā)生汽蝕的流量范圍越小。

汽蝕特性曲線，不同比轉(zhuǎn)數(shù)ns的影響：

1.中、低ns的離心泵葉片流道比較窄長，發(fā)生汽蝕后汽泡很快就會布滿流道，使揚(yáng)程、效率急劇下降，其特性曲線具有明顯的斷裂點(diǎn)。

2.其中，低ns的泵發(fā)生汽蝕后很快就會造成斷流，難以出現(xiàn)穩(wěn)定汽蝕的工況。

3.高ns的離心泵和混流泵或葉輪進(jìn)口直徑大的高汽蝕性能離心泵，葉片間的流道短而寬，所以汽泡發(fā)生后不會迅即布滿流道，從而使特性曲線在達(dá)到斷裂點(diǎn)之前有較長的一段揚(yáng)程和效率逐漸下降的部分。

防止汽蝕的措施：

要想不發(fā)生氣蝕則應(yīng)滿足：

△ha=(1+10%)△hr或△ha-△hr≥0.5米。

容易發(fā)生汽蝕的泵(△ha小)：

1.輸送高溫液體的泵：鍋爐給水泵、熱水循環(huán)泵。

2.流注吸高顯著降低的泵：貨油泵。

3.吸入液面真空度較大的泵：凝水泵。

預(yù)防措施：

①減小阻力，提高△ha；

②增大葉輪吸面積，減小△hr；

③用抗汽蝕材料制造葉輪，提高光潔度。

管理中的措施：

①降低溫度；

②減小吸高或增加流注高度；

③減小吸入阻力(清洗濾器)；

④關(guān)小排出閥(不能關(guān)小吸入閥)或降低轉(zhuǎn)速減小流量。

離心泵的工況調(diào)節(jié)：

工況調(diào)節(jié)：改變泵的流量，即調(diào)節(jié)泵的工況點(diǎn)，即通過改變泵的特性或管路特性來實(shí)現(xiàn)。

1.節(jié)流調(diào)節(jié)法；2.回流調(diào)節(jié)法；

3.變速調(diào)節(jié)法；4.葉輪切割法。

離心泵節(jié)流調(diào)節(jié)：

排出閥調(diào)節(jié)：

關(guān)小排出閥，泵流量減小，功率降低，效率降低，工作揚(yáng)程增加，允許吸上真空度增大；原管路所利用的揚(yáng)程為H`1， H1-H`1為關(guān)小排出閥的節(jié)流損失。

特點(diǎn)：方法簡單，經(jīng)濟(jì)性差，節(jié)流引起發(fā)熱。若泵特性曲線平坦(ns小)且管路特性曲線平坦(阻力小)時(shí)，則節(jié)流損失小。一般不用關(guān)小吸入閥的方法調(diào)節(jié)。

關(guān)小吸入閥的方法會引起氣蝕現(xiàn)象，故慎用。

離心泵的回流調(diào)節(jié)：

改變旁通回流閥的開度，調(diào)節(jié)主管路的流量的方法。

不開旁通閥，A1(Q1, H1)；開旁通閥，同樣揚(yáng)程下，兩并聯(lián)管路流量相加，泵A(QA, HA)。主管路(Q3, HA)，回流管(Q4, HA)；關(guān)小回流閥，泵流量減小，揚(yáng)程增加，主管路流量增加；開大回流閥，泵流量增大，揚(yáng)程減小，則主管流量減少。

特點(diǎn)：泵經(jīng)濟(jì)性差(開大回流閥主管路流量減小時(shí)，泵流量和功率增加，用于回流)。泵流量增大，允許吸入真空度降低而實(shí)際吸入真空度增大，有可能汽蝕。一般用作輔助手段；回流管不宜通泵吸口，否則發(fā)熱。

改變轉(zhuǎn)速來改變泵的特性的方法。若輸送液體不變，改變轉(zhuǎn)速前后滿足相似三定律，并稱為比例定律：

將泵在不同轉(zhuǎn)速下的特性曲線畫在同一坐標(biāo)圖上，并將等效率點(diǎn)連成線，得到通用特性曲線。

特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性最好，不會引起汽蝕。但須配可變速原動機(jī)，初投資和控制成本高。

離心泵的葉輪切割：

如泵流量和壓力超出需要，可切割葉輪外徑，降低特性曲線，改變工況參數(shù)，節(jié)省功率。

最大切割量有要求。①中低ns葉輪等外徑車削，也可把蓋板車掉；②高ns葉輪傾斜車削；③導(dǎo)輪式泵不車削蓋板。

離心泵的汽蝕調(diào)節(jié)：

使泵在穩(wěn)定汽蝕狀況下工作來調(diào)節(jié)流量的方法。凝水水位越低，流注吸高越小，有效汽蝕余量越小，斷裂工況線左移，流量減小。要求：設(shè)計(jì)良好的管路特性；水位應(yīng)在一定范圍波動(設(shè)蓄水室)；設(shè)回流管以防水位過低。

起動過程會經(jīng)過不穩(wěn)定汽蝕區(qū)，葉輪采用抗汽蝕材料制造；第1級葉輪小，汽泡易破裂。

離心泵的串、并聯(lián)：

1.并聯(lián)工作：為提高流量。

原則：揚(yáng)程相等，流量相加。

并聯(lián)工作：

若工況點(diǎn)落在KL段，在L點(diǎn)時(shí)，泵1零排量而引起發(fā)熱，泵2單獨(dú)供液。

在K-L中某點(diǎn)時(shí)，泵2將向泵1倒灌。所以應(yīng)采用同型號泵或揚(yáng)程接近的泵并聯(lián)。

2.串聯(lián)工作：為提高揚(yáng)程。

原則：流量相等，揚(yáng)程相加。

泵型號不一定相同，但額定流量應(yīng)相近，否則效率低。

輸送粘性液體：

液體粘度增大導(dǎo)致泵：

虛線所示：

Q↓、H↓、η↓、P↑、必須汽蝕余量△hr↑；

管路阻力增加使Q↓↓。

離心泵的使用和檢修：

使用和檢修：

1.使用(啟動、運(yùn)行、停車)

(1)盤車：長停后、檢修后應(yīng)手動盤車1~2圈。

(2)潤滑：采用潤滑油潤滑，油環(huán)浸沒15mm；采用潤滑脂潤滑，潤滑脂占軸承室容積1/2~1/3。500 h換油。軸承溫升不超過35℃，外表面溫度不超過75℃。

(3)引水驅(qū)除空氣，直至空氣旋塞有水流出，旋緊旋塞。

(4)冷卻：填料函水封管、水冷軸承、水冷機(jī)械軸封、平衡管或平衡盤的冷卻管路通暢。

(5)吸閥開、排閥關(guān)-封閉起停：功率最低，對電網(wǎng)沖擊最小。封閉運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不超過2~3min，否則發(fā)熱。排壓正常后，慢開排閥。

(6)查轉(zhuǎn)向、聽聲音、看壓力、摸軸承溫度：反轉(zhuǎn)不能建立排壓，檢查電機(jī)接線。

(7)避免干轉(zhuǎn)：干轉(zhuǎn)導(dǎo)致發(fā)熱。自吸泵初次也引水，自帶真空泵的應(yīng)限制自吸時(shí)間。

(8)停車；先關(guān)排閥，后關(guān)吸入閥。

(9)停泵：防凍防銹：冬季長期停用放空，外露金屬加工面涂防銹油。

2.檢修

(1)葉輪：換新或修理。

換新：

①出現(xiàn)裂紋無法補(bǔ)焊；

②較多孔眼(腐蝕或汽蝕)；

③蓋板或葉片變??；

④安密封環(huán)處嚴(yán)重?fù)p壞。

修理方法：補(bǔ)焊、打磨、光車，靜平衡試驗(yàn)。

(2)泵軸：裂紋、磨損、彎曲嚴(yán)重時(shí)換新，彎曲不嚴(yán)重可校直。

(3)泵體：出現(xiàn)裂紋，可通過敲擊聲、放大鏡、煤油白粉法具體判斷。

可用鉆止裂孔或焊補(bǔ)方法修理。焊補(bǔ)后應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，為1.5倍設(shè)計(jì)壓力(離心泵特性曲線的最高點(diǎn)壓力，容積式泵取安全法的調(diào)定壓力)。10分鐘內(nèi)不得泵體冒汗。

(4)軸承：

常用軸承形式：滾動軸承、滑動軸承。水潤滑和油潤滑兩種。注意檢查間隙、溫度、潤滑油水的壓力等。

①滾動軸承：最常用，如使用徑向止推軸承應(yīng)背靠背安裝。軸承內(nèi)圈和軸過盈配合，軸承外圈和安裝處為過渡配合或滑動配合。

②水潤滑軸承：功率損失小(1/6)，潤滑膜溫度低(1/2)，承載能力低。水潤滑陶瓷軸承具有良好的耐磨性和耐腐蝕性，承載能力高，能適應(yīng)固體顆粒，熱傳導(dǎo)性好；缺點(diǎn)是高脆性和抗沖擊能力差。

③軸或軸套：通常是鋼或不銹鋼，水潤滑軸瓦為橡膠或塑料。

故障分析：

1.不能供液

(一) 真空表讀數(shù)為零、排壓表讀數(shù)為零，試水考克放不出水，說明液體未進(jìn)入泵內(nèi)。

(1) 引水裝置失靈。

(2) 吸入管或軸封漏氣。

(3) 吸入管露出液面。

真空表讀數(shù)很大(汽化)，排壓表讀數(shù)不高。

(1)吸高太大或流注吸高太小或吸入液面真空度太大。

(2)吸入管不通或流阻過大(濾器、閥)。

(3)液體溫度過高(允許吸上真空度小)。

(二) 液體進(jìn)入泵內(nèi)、封閉揚(yáng)程小。

(1)葉輪松脫、淤塞、損壞。

(2)轉(zhuǎn)速太低、轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤。

液體進(jìn)入泵內(nèi)、封閉揚(yáng)程正常。

(1) 管路靜壓太大。

(2) 并聯(lián)使用時(shí)另一臺泵揚(yáng)程過高。

(3) 排出閥未開。

2.流量不足

(一) 泵的揚(yáng)程特性曲線降低

(1) 轉(zhuǎn)速低。

(2) 阻漏環(huán)磨損，內(nèi)漏增加。

(3) 葉輪破損或淤塞。

(4) 吸入管或軸封漏氣。

(5) 發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

(二) 管路的特性曲線變陡或上移

(1) 管路靜壓(排出高度、排出液面壓力)升高。

(2) 排出管阻力變大。

3.電機(jī)過載

電機(jī)設(shè)過電流保護(hù)設(shè)備，過載時(shí)自動停車。

(1)電壓↓使電流↑而停車(表面過載)；頻率↑則轉(zhuǎn)速↑使軸功率↑，電流↑而停車。

(2)摩擦功率增大：填料過緊、機(jī)械軸封安裝不良、泵軸彎曲、對中不良、葉輪碰擦或軸承磨損。

(3)液體粘度或密度↑。

(4)雙吸葉輪裝反，變成前彎葉片，功率增大。

(5)電機(jī)本身問題：可脫開單獨(dú)試驗(yàn)。

(6)管路特性曲線變平或下降使流量↑，功率↑。

4.振動、異常聲音

(一)機(jī)械方面原因(可結(jié)合溫度查找原因)

(1)運(yùn)動件不平衡：泵軸、葉輪(腐蝕、磨損、淤塞)。

(2)部件擦碰：泵軸彎曲、軸承磨損，軸向推力平衡裝置失效使葉輪軸向移動而接觸泵殼。

(3)泵基座不好：螺栓松動、基座剛度不足與泵共振、基座下沉使軸線失中。

(4)連軸節(jié)對中不良或管路安裝不當(dāng)導(dǎo)致泵軸失中。

(5)電機(jī)振動，可脫開檢查。

(二)液體方面原因

(1)汽蝕現(xiàn)象：大流量、高吸入真空度時(shí)發(fā)生，頻率高(600~25000Hz)。消除方法：關(guān)小排出閥或降低轉(zhuǎn)速來減小流量、降低液溫、增大流注吸高。

(2)喘振現(xiàn)象：駝峰形Q-H曲線的泵向靜壓頭較大且周期性發(fā)生變化的容器供液，或向含有空氣的高阻力管路供液時(shí)發(fā)生，頻率0.1~10Hz。

①向壓頭較大且周期性發(fā)生變化的容器液位供液： Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ供液，工況點(diǎn)A → B → C。Ⅱ←→Ⅲ波動變化，工況點(diǎn)在B←→C←→O變化，導(dǎo)致周期性水擊，產(chǎn)生噪音和振動。

②向含有空氣的高阻力管路供液：K處有氣體，K與泵間的管路特性為Ⅰ，K以后的管路特性為R，QA＞Q`A氣體被壓縮壓力升高工況點(diǎn)A→B→C，直到Q=0，K后液體流出，氣體膨脹壓力下降，泵與K間的管路特性降至Ⅱ要下移時(shí)，工況點(diǎn)到B，引起喘振。