泵的作用

shewei1979 · 发表于 2007-5-18 22:18:51

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因为公司的一套设备因为泵的位置比水箱高，造成了水上不去．
后来经过计算发现是泵的扬程和气蚀余量满足不了那样的高度．
于是我就和我们公司一个工程师在探讨．泵的作用究竟是用来将水从低处吸到高处还是用来加快流速？
因为按他的说法：泵的进口管线必须比罐的液位低，不然就打不上来水．
但是我记得相油泵之类的东西好象没有说油面必须比油泵的进口高这样的说法啊．
而且我记得泵的工作原理好象是通过转动造成入口的真空状态，这样进口的水就自然的往泵里进．所以我认为泵的作用是加压和吸入水的．但是如果按那位工程师的说法，也就是说，即使没有泵，因为液压，这罐里的水也能自动的流，泵只是起到了加快流速的作用．
因为自己以前也不是搞泵的，所以被他那么一说还真有点糊涂了．
不知道有没有朋友解释一下啊？随便帮我解释以下泵的扬程和气蚀余量之类的关于泵的参数好吗？谢谢．

samling · 发表于 2007-5-21 17:10:24

泵的分类：泵通常按工作原理分容积式泵、动力式泵和其他类型泵，如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵。泵除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。例如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。容积式泵是依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动，使工作容积交替地增大和缩小，以实现液体的吸入和排出。工作元件作往复运动的容积式泵称为往复泵，作回转运动的称为回转泵。前者的吸入和排出过程在同一泵缸内交替进行，并由吸入阀和排出阀加以控制；后者则是通过齿轮、螺杆、叶形转子或滑片等工作元件的旋转作用，迫使液体从吸入侧转移到排出侧。容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的,几乎不随压力而改变；往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般无脉动或只有小的脉动；具有自吸能力，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体；启动泵时必须将排出管路阀门完全打开；往复泵适用于高压力和小流量，往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物；回转泵适用于中小流量和较高压力；回转泵存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点，回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。

总的来说，容积泵的效率高于动力式泵。动力式泵靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体,使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。动力式泵又称叶轮式泵或叶片式泵。离心泵是最常见的动力式泵。动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值,扬程随流量而改变；工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动；一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作；适用性能范围广；适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。其他类型的泵是指以另外的方式传递能量的一类泵。例如射流泵是依靠高速喷射出的工作流体，将需要输送的流体吸入泵内，并通过两种流体混合进行动量交换来传递能量；水锤泵是利用流动中的水被突然制动时产生的能量，使其中的一部分水压升到一定高度；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下，产生流动而实现输送；气体升液泵通过导管将压缩空气或其他压缩气体送至液体的最底层处，使之形成较液体轻的气液混合流体，再借管外液体的压力将混合流体压升上来。

泵的性能参数主要有工作压力，排量，流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀裕量。工作压力是指崩实际工作时的压力，即它的输出压力; 排量泵轴每转一转，由其密封油框几何尺寸变化所算得的排出液体的体积，亦即在无泄露的情况下，其轴转一转所能排出的液体的体积；的液体量，一般采用体积流量；扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之，已知流量、扬程和效率，也可求出轴功率。泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以通过对泵进行试验，分别测得和算出参数值，并画成曲线来表示，这些曲线称为泵的特性曲线。每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段，称为该泵的工作范围。泵的实际工作点由泵的曲线与泵的装置特性曲线的交点来确定。选择和使用泵，应使泵的工作点落在工作范围内，以保证运转经济性和安全。此外，同一台泵输送粘度不同的液体时，其特性曲线也会改变。通常，泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。对于动力式泵，随着液体粘度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将粘度大的液体加热使粘性变小，以提高输送效率。

samling · 发表于 2007-5-21 17:12:06

我想泵比水箱高，只要选用的泵合理是完全可行的。

你们的泵选型不合理是主因，特别是汽蚀余量

zoujia416 · 发表于 2007-5-23 09:10:01

泵是一种将机械能转移至流体的机械装置,这些转化中包括流体的势能(即LZ说的"从低处吸到高处")以及动能(即LZ说的"加快流速"),此外还用于克服摩擦的能量消耗,所以说泵既可以将流体"从低处吸到高处"也可以"加快流速"!!
另外,针对LZ所提到的问题,同意楼上的:即汽蚀余量决定了泵的最大安装高度,并不一定要低于进水液位.值得注意的是:当水泵安装高度高于进水液位时,在开启之前需要灌水,排出泵腔内的气体后方可启动.或者添加真空泵."而且我记得泵的工作原理好象是通过转动造成入口的真空状态，这样进口的水就自然的往泵里进",如果不灌水即启动,也会在入口形成一定真空但是对于吸水来说是不够的,这就是水泵和真空泵的区别,它们设计时针对的流体特性是不一样的!!此外,如果水泵系统在建成后或对旧的系统进行改造时,发现不能满足水泵的必须汽蚀余量,在差别不大的情况下也是可以补救的,譬如:将射流泵与离心泵联合工作;增加吸水管径以减少吸水管路的水头损失等等

[ 本帖最后由 zoujia416 于 2007-5-23 09:11 编辑 ]

皮皮虾 · 发表于 2007-5-26 19:09:17

建议重新核算一下汽蚀余量，以及泵选型是否合适

IMWORKMAN · 发表于 2007-5-26 20:35:18

把伯努力方程找出来看看，问题全解决了。楼主的哪位工程师同事对泵的理解比较片面。

wmartin · 发表于 2007-5-27 22:12:56

泵最主要的两个参数扬程和流量，大流量往往是高速来达到的。但设计制造时这两个参数有些矛盾。如果要大量程和高速，制造成本和难度会飞速上升。
理论上的东西要有厂家能造才行啊。

ermaozi · 发表于 2007-5-28 18:29:56

泵的位置比水箱高，造成了水上不去。是因为泵发生了气蚀。即两者的高差超过了临界汽蚀余量。

水泵气蚀余量有两个概念：其一是与安装方式有关，称有效的气蚀余量NPSHA，它是指水流经吸入管路到达泵吸入口后所余的高出临界压力能头的那部分能量，是可利用的气蚀余量，属于“用户参数”；其二是与泵结本身有关，称必需的气蚀余量NPSHR，它是流体由泵吸入口至压力最低处的压力降低值，是临界的气蚀余量，属于“厂方参数”。要确保水泵在运行中不气蚀，必须在安装上保证NPSHA≥K×NPSHR，(K为安全裕量)，而后者由制造厂所保证。从这个意义上看，降低水泵气蚀余量的意义在于保证水泵的绝对提水高度，满足使用要求。

楼主提到的工程师的观点是错误的。

cumtlangzi · 发表于 2007-5-28 23:52:26

需要明白下面这个概念
允许吸上真空高度，也叫吸水高度，简称吸高。它是指离心式水泵在工作时能够吸上水的最大吸水扬程，单位是m。我们知道
1atm＝760mmHg＝10.332m H2O＝101.3kPa
因此，如果水泵内部能够达到真空，则水泵的最大吸水扬程为10.332m，所以，任何水泵，它的吸水高度都不会超过10.332m，实际上也达不到这个数值。因为在离心式水泵的吸水口无法达到绝对真空，而且水在流经底阀、吸水管及管路附件等处时，都会产生一定的压力损失，因此，就存在着一个小于10.332m的最大吸上真空高度HSmax。吸上真空高度值随着吸水高度的增加而增加，但当增加到某一值时，水泵就会发生汽蚀，而不能正常工作，甚至损坏水泵构件。为了保证水泵有尽可能大的吸上真空高度而又不至于发生汽蚀，我国有关部门作出规定，必须留出0.3m的安全量。最大吸上真空高度HSmax减去0.3m就是水泵的允许吸上真空高度（HS），用公式表示为：
HS=HSmax-0.3m
最大吸上真空高度是依靠试验的方法求出来的。我们可以从水泵样本上查到允许吸上真空高度HS的数值，水泵制造厂家提供的允许吸上真空高度数值，是指水温在摄氏20℃，大气压为9.080665×104Pa（即1kg/cm2）时测得的清水的数值。在水泵的实际安装中，一般离心式水泵安装的吸水高度不会超过6m，如条件允许的话，水泵安装的吸水高度越小越好。

yanf · 发表于 2007-5-31 16:24:13

泵的位置比水箱高，要先灌满泵．

gogj3015 · 发表于 2007-6-15 08:14:31

泵的吸程和扬程是有一定参数的，楼主为什么一定要把泵放在水箱上面呢？？

这样不是把泵的扬程给省了吗？？那泵的吸程就大大的填加了工作压力，如果吸

程达不到，或里面有空气的话，那就很难把水吸上去。

如果可以的话可以把水泵安装在吸水井和水箱的中间位置，这样可以把吸程和扬

程都允分利用了。

个人理解不知对不对

zminglong · 发表于 2007-6-15 21:51:34

泵之所以能送水，实际上就只因为“伯努力方程”。大概介绍一下。这里只给出初学者的定性的解释，不追究细节！
这是个能量守衡方程。液体的能量由三个方组成。速度（动能），压力（静压力产生的势能），高度（是个相对的概念，也是势能）。举个例子，以著名的水银（汞）柱测大气压力的实验为例（一端开口长约1m的玻璃管，向其中灌满Hg，然后用手堵住玻璃管口，将其倒置于Hg槽内，放开管口的手，Hg柱将下降，但当Hg柱最高点距Hg槽液面距离越76cm时Hg柱不在下降并维持住平衡，得出结论大气压强约相当于76cmHg柱产生的静压力），用伯努力方程来解释一下，讨论Hg柱上端和Hg槽液面，上端，静止，真空，比液面高76cm；液面，静止，一个大气压，高度基准势能为0。上端的总能量等于高度的势能，液面的总能量等于大气压力的势能，两端的总能量相等。假设是根两头开孔的1m长的玻璃管，将其插入Hg槽内，上端抽气，如果抽掉一半的气量，那么可以预计Hg将上升越38cm，上端的气压是0.5个大气压。两端也平衡。再有，实验要用Hg而不用水的原因是，如果用水为介质的话，需要玻璃管的长度约为10m多，因为约10m的水柱产生的静压与约76cmHg柱产生的静压相当，也就是一个大气压！
从上面的例子可以知道，液柱的高度与密度相关，如果液面静压为表压0，任何泵都最多自吸10m，对于开放的水池就是这样。实际运用中，还要考虑管路阻力损失的能量，流体的速度问题。上面的例子可以大约的理解泵的自吸问题！
泵是否加速了流体的速度的问题，就要看你怎样理解了，以离心泵说，离心泵就是用离心力加速了流体速度，但用泵的目的是将液体运送到更高的位置，但速度的能量是可以转为势能的。
对于气蚀余量，有两个概念，一个许用气蚀余量（NPSHA），由整个系统的布置决定和泵的位置有关，跟泵的本身结构、工作原理、性能没关系，是工艺计算出来的，另一个必需气蚀余量（NPSHR），是由泵本身决定的，是泵厂做实验做出来的。泛泛的说，要求NPSHA>NPSHR，不然会发生气蚀，那么叶轮会打坏（不是所有的泵都这样）。许用气蚀余量（NPSHA），必需气蚀余量（NPSHR）的物理概念解释起来比较复杂，还要讲到泵的结构，泵的某某位置的压力，得拿着图，边看边讲，恕不才不能祥解。但有一个好讲，气蚀现象：这可以理解为当气压太底时，或温度太高时，液体中的气体溢出或液体本身气化，然后形成气泡，当液体的张力不够时，气泡爆破产生的力撞击过流部件，气泡平凡爆破损坏过流部件，这就是气蚀现象。

[ 本帖最后由 zminglong 于 2007-6-15 21:57 编辑 ]

chjzhou · 发表于 2007-6-16 18:11:00

这个要看泵的选型了，有些泵有自吸功能的

quentin0220 · 发表于 2007-6-16 20:34:15

原帖由 yanf 于 2007-5-31 16:24 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif; r: J, v- Q- V
泵的位置比水箱高，要先灌满泵．

这位老兄说得对！一个水泵而已，用不着搞得那么复杂。

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