水泵原理（精选三篇）
水泵原理 篇1
水泵是矿井下排水的关键设备, 2002年某矿引进了6台美国进口6LHS—162型离心泵, 在-40 m泵房分批安装, 现已投入运行3台。该泵是一种外壳可水平分开的单级双吸泵, 主要技术参数如下:转速n=2 980 r/min, 扬程H=195 m, 额定流量Q=500 m3/h, 效率η=82%;所配电机额定功率P=380 k W, 额定电流I=45.4 A。
2 水泵安装和运行状态
图1为水泵系统简图。系统中水泵排水管内径为φ300 mm, 吸水管内径为φ350 mm, 吸水管、排水管分别用大小头与水泵相联;3台水泵的排水管与泵房内的2条内径φ400 mm, 主管相联至地面, 水泵实际扬程为172 m。经计算, 水泵所配管路满足经济流速要求, 并符合水泵安装技术要求。水泵运行一段时间后, 对其运行参数测试, 结果测得3台水泵的流量、效率分别是:1#机Q=454m3/h, η=72.95%;3#机Q=463m3/h, η=77.83%;4#机Q=425m3/h, η=74.77%;电机电流分别是37 A、36 A、34 A。运行参数均小于额定值。运行中同时伴随逆止阀阀片的撞击声, 并且出现管路振动和压力表表针大幅摆动现象。
3 问题的提出
根据水泵性能参数曲线和现场经验判断, 水泵系统配置在不存在缺陷的情况下, 如果实际扬程在额定扬程之下, 则实际流量要比额定流量大, 相应地电机电流也要比额定电流大 (当然, 还要考虑所配电机功率是否匹配) ;同时逆止阀阀片的撞击声说明排水管内流量的不稳定, 这一点可从每台水泵流量测试中数据偏摆和压力表针及真空表针摆动得到初步印证, 认为水泵系统运行存在流量偏小和流量不稳问题。下一步需找出产生问题的原因。
4 负压空气的产生
4.1 实验
如图2所示, 将一瓶子离开底部钻一小孔, 把瓶口置于水中通过小孔吸水, 可以观察到瓶中的水会超过孔位接近瓶底。随着吸力的增大, 水位便增高, 但始终无法到达瓶底。我们知道, 在这种情况下, 水面至瓶底之间的空腔是存在空气的, 而且这部分空气的绝对压力低于大气压。本文称这部分空气为负压空气。
4.2 水泵系统负压空气的产生
从图1可以看出, 因为采用吸水管路大小头, 那么类似于上述实验, 在开机前开动真空泵抽空吸水过程中, 水泵吸水管路水平段在大小头之前便会形成负压, 如图3所示。
5 空气负压对水泵运行的影响
(1) 如果没有大小头, 不存在负压空气, 根据流体动力学, 可列出以水池液面为基准面的伯努利方程:
式中, hw'为水泵吸入口之前流体的能量损失 (以水头为单位) 。
(2) 在如图3情况中假定H不变, 那么同样可用上式表示液面与水泵入口之间的能量关系。
(3) 实际上, 在水泵运行过程中, P2是变化的。图3中所示H为最小值, 随着H的变大, 负压空腔的体积V2变小, 根据理想气体P2V2=m RT, 空腔体积V2的变化会导致其压力P2发生负相关变化, 同时热工理论表明, 空腔内空气的热量也发生改变, 基热量的变化△q=RlnP2/ (P2+△P2) 。根据能量守恒定理可列出如下方程:
上式中等号两边因引入△q其单位不尽相同, 不能完全相等, 仅作为定性分析使用。
(4) 负压空气的存在会引起水泵吸水能力的变化, 继而导致水泵实际流量的不稳定, 由此可说明为什么会有逆止阀阀片撞出声。由于水泵运行时H值总量变大, 也就是说水泵的吸水能力总是在最大值之下, 实际流量便小了。
(5) 水泵的两表装设孔在流道内壁虽然都垂直于流速方向, 理论上两表均测到的是流体的静压;然而实际上, 流体总是紊流状态, 速度水头V12/2g就会反映在表上。另外流速的不稳定也会引起流体压力的变化。
6 实际影响和改进措施
6.1 流量不稳和偏小对水泵的影响
从测试结果可知, 水泵实际运行指标皆未达到额定值, 排水量不足和效率不高对水泵的影响将是长期而严重的。逆止阀和管路长期被冲击也是不允许的。从泵的揭盖检查情况来看, 流量不稳产生的水力冲击对泵体产生的影响已初见端倪, 在水泵上盖与下盖结合面的流道边缘处皆可见冲痕剥落痕迹, 耐磨环外圆柱面在水泵上盖和下盖结合面位置也已见冲击印记。
6.2 改进措施
从结构图可见水泵上盖有两空腔, 亦如同进水段会形成空气负压, 其作用机理类似, 但因体积小可能影响会小一些。改进的出发点是消除空气负压, 具体的做法是在这几个地方开孔, 利用真空泵把其中的空气全部吸出。最好把进水段大小头换成上边水平之偏心大小头。
7 结语
负压空气对水泵正常运行产生较大的不良影响, 必须根据安装条件从水泵的设计和管路的安装中避免形成负压空气, 以保证水泵运行在良好状态, 另外本文仅从定性的角度进行分析, 要全面定量分析找出整个系统存在的不足之处尚需具备许多条件。
摘要：通过研究负压空气对水泵运行状态的影响, 提出了水泵系统运行存在流量偏小和流量不稳的问题。采用消除空气负压的方法, 利用真空泵把其中的空气全部吸出, 把进水段大小头换成水平偏心大小头, 从而保证了水泵的良好运行。
水泵工作原理 篇2
水泵工作的目的就是把水从一个地方输送到另一个地方，或者是增加压力把原动的机械能转换成液体能量。
水泵工作原理：在打开水泵后，叶轮在泵体内做高速旋转运动(打开水泵前要使泵体内充满液体)，泵体内的液体随着叶轮一块转动，在离心力的作用下液体在出品处被叶轮甩出，甩出的.液体在泵体扩散室内速度逐渐变慢，液体被甩出后，叶轮中心处形成真空低压区，液池中的液体在外界大气压的作用下，经吸入管流入水泵内。泵体扩散室的容积是一定的，随着被甩出液体的增加，压力也逐渐增加，最后从水泵的出口被排出。液体就这样连续不断地从液池中被吸上来然后又连续不断地从水泵出口被排出去.
离心式水泵启动前需要先注水，当泵转动时，先时注入的水排出，导致泵内及泵与井水之间的管道内的空气体积增大，气压降低，低于外界大气压，在大气压作用下(井内水面上方大气向下压力)，井水被压到水水管内，随着泵的持续转动，地下水被抽出地面(其实是大气压把水压出地面)。
一个标准大气压能够支撑10.336m水柱.
水泵是利用一些人工的条件来增加送水高度的。
比如，在第一个抽水机所能达到的最大高度处建一个小的蓄水池，然后在此处再用一台抽水机把水向上送，即采用多级泵送水。
比如高压泵,通过增大水面上的大气压强来提高送水高度,比如将水面大气压增为两倍,送水高度便增为两倍。
或者把水泵置于楼顶，设法做到让水泵从叶轮向下直到地下的整个进水管内都充满水。
或者增大水泵功率，让水在离开叶轮向上运动时具有很大的动能，从而水就可以运动到很高处。
方法是很多的~
wenku.baidu.com/view/61cfa91cfc4ffe473368aba2.html
我想问一下离心式水泵的操作原理，既然在水泵内产生了一个低压区，为什么大气压不把水从出水管里排回去呢
这个低压区是与进水口相通的,由于低压,水就从进水口进去,水被叶轮带动旋转起来之后,由于离心的力量,被叶轮甩到了四周,由于叶轮在不停的旋转,在外周形成了高压区,由于是高压的,所以,水很难被压回去,不过也有少量的能退回去,这个称为内部泄露
水泵原理 篇3
液力耦合器的实质是离心泵与涡轮机的组合,主要由主动轴、从动轴、泵轮、涡轮、外壳、辅助室及安全保护装置等组成。泵轮与涡轮对称布置构成工作腔,泵轮、涡轮内设置一定数量的叶片,外壳与泵轮固定连接成1个密封腔,工作腔内充填工作液体以传递动力。
当动力通过主动轴带动耦合器泵轮旋转时,充填在耦合器工作腔内的工作液体受离心力和工作轮叶片推动的双重作用,被加速加压抛向半径较大的泵轮出口,同时,液体的动量矩增加,即泵轮将动力机输入的机械能转化成了液体动能。
在泵轮和涡轮液体旋转时,泵轮泵出的液体和流入涡轮的液体都受到离心力的作用,如果泵轮转速和涡轮转速相等,那么泵轮和涡轮内的液体受到的离心力相等,也就没有产生液体流动的压差,工作液体就不会流动,也就无法传递能量。因此泵轮和涡轮之间必然存在转速差(滑差),即泵轮转速恒定大于涡轮转速。用转差率S来表示泵轮和涡轮转速差的程度,福清核电液力耦合器最小转差率为3.13%,而岭澳核电站二期的为2.75%,大亚湾核电站的为4.7%。液力耦合器在全充液情况下转差率越小则反映了液力传动的能量损失越少,也反映了过流部件设计合理,液力性能好。
二、调速型液力耦合器的优点及特点
(1)隔离振动:液力耦合器的泵轮和涡轮之间没有机械联系,转矩通过工作液体传递,是柔性连接。当主动轴有周期性振动(如扭振等)时,不会传到从动轴上,具有良好的隔振效果,能减缓冲击负荷,延长电动机和水泵的机械寿命。(2)过载保护:由于液力耦合器是柔性传动,其泵轮与涡轮之间有转速差,故当从动轴阻力力矩突然增加时,转速差增大,其至当水泵负荷使机器制动时,电动机仍能继续运转而不烧毁,水泵也可受到保护。(3)无极调速:调速型液力耦合器可以改变输出力矩和转速,使工作机实现无级调速,可缓和地启动、加速、减速和停止。(4)可靠性高:大功率调速型液力耦合器提供润滑油系统,减少工作机单独的润滑油系统投资。除轴承外无磨损部件,因此工作可靠,能长期无检修运行,寿命长。
三、调速型液力耦合器的调试实施
液力耦合器安装完成后将进行调试。调试中一项重要的工作是油管路的清洗和润滑油的循环过滤。调速型耦合器的旱期故障许多都与油和管路的清洁度不好有关,如能在试运行前将耦合器及其管路清洗干净,则运行早期故障会大幅度降低。对清洗和调试方法进行检查:检查油位是否在规定的范围之内;检查辅助油泵的转向是否正确;检查各处管路连接是否密封良好;检查油管是否泄漏;检查辅助润滑油泵的润滑流量;检查润滑油和控制油压力;继续清洗油路,直至双列滤油器不堵塞;分析润滑油品质。准备试运行;检查耦合器油箱中油的温度;投运润滑油和工作油冷却器;启动辅助润滑油泵;当达到所需的润滑油压力时,控制盘控制勺管动作,观察其开度范围是否为0-100%;启动电动机或山控制系统控制自动启动电动机;耦合器勺管由0%逐渐加大开度,以最低稳定运行速度运行;监视耦合器运行是否平稳,以及工作油和润滑油温度、压力是否在规定范围内;监视滤油器是否工作正常;耦合器勺管开度进一步加大,使工作机缓慢启动并加速运行;观察并记录耦合器工作油、润滑油温度和压力,直到数据稳定;检查冷却器的换热能力和冷却水的流量是否符合要求;检查耦合器的稳定情况;测量振动,记录测量值和测量点,测量不同勺管开度各规定测点的振动值,并与允许值相比较确定是否符合要求;当工作油温度过高时,应调整并增加工作油流量;在勺管开度0-100%之间反复调速运行,检查工作机能否达到最高转速。
四、结语
通过本文的介绍可以增加对液力耦合器较全面的了解,液力耦合器结构紧凑,设计精巧,在调试实施过程中严格按照操作规程,其正常运行与否将直接影响核电厂的安全运行和经济效益。
摘要：福清核电电动给水泵的调速方式采用可调力矩、无级变速的福伊特公司生产的R17K450M型液力耦合器器,介绍液力耦合器的工作原理,及其特点,调试实施方案的确定,在调试实施过程中的注意事项,设备达到设计要求,为福清核电1#机组的商用打下了坚实的基础。
关键词：核电,给水泵,液力耦合器,调试
参考文献
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[2]VOITH TURBO.Instruction Manual of Geared Variable Speed Coupling[C].VOITH Turbo Gmbh&Co.KG,No.3626-021976 en,2007