基于输送系统实际应用的理论研究.docx

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基于输送系统实际应用的理论研究

基于输送系统实际应用的理论研究

武显通

2013.12.12

基于输送系统的理论研究

摘要

本论文中首先介绍了课题的背景,以及研究内容和意义;着重对企业输送系统中的各种泵体进行进行介绍;通过实际计算得出研究的准确数据，以方便实际操作；通过理论推导，总结归纳出规律性经验公式。

关键词：

输送系统；泵；公式；计算

Theoreticalstudyon transmission systembasedon

Abstract

Thispaperfirstintroducesthebackgroundofthetopic,andtheresearchcontentandsignificance;emphaticallyintroduces enterprise conveying pump system; calculatedbyactual accurate dataofthestudy, inordertofacilitatethe practicaloperation; throughtheoreticalderivation,sumsupthe regularityof theempiricalformula.

Keywords:

 conveyingsystem; pump; calculation formula

目录

摘要

Abstract

一、绪论

二、泵的用途

三、泵的原理

3.1结构原理

3.2性能参数

四、泵的分类

五、泵的计算

结语

文献

一、绪论

（一）课题研究背景及目的

工厂中输送系统中多用泵实现物料的转移。

泵是输送液体或使液体增压的机械。

它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。

泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

本文主要是从泵的原理、结构、性能等方面对输送系统进行研究，通过对泵的多方面计算，从理论上推导出简便方法，经过实践的检验，得到建议方式选取合适泵型。

二、泵的用途

泵主要用来输送液体，包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等；也可输送气体、气液混合物、固液混合物，如泥浆、煤浆、矿浆等，以及气固液三相混合物，如水空气泥沙等。

工厂企业生产中中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵来调节温度。

在农业生产中，泵是主要的排灌机械。

我国农村幅员广阔，每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。

在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。

矿井需要用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中，需用泵来供水等。

在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需

要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。

在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。

高压和有放射性的液体，有的还要求泵无任何泄漏等。

总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。

正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类主要产品。

三、泵的原理

3.1工作原理

在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。

在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。

在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。

液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。

可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。

3.2性能参数

主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀裕量。

流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，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。

图1、泵的性能曲线

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。

四、泵的分类

泵的种类按照作用原理泵可分为动力工泵类、容积式泵类及其他类型泵。

1．离心泵离心泵的基本性能参数为流量Q（m3/h，L/h）、扬程H（m）、允许汽蚀余量△hr（m）、转速n（转/min），轴功率N和效率η。

这类泵结构简单，重量较轻，可以输送温度不超过80℃的清水及物理及化学性质类似于水的液体。

2．轴流泵轴流泵大多是单级的，可分为固定叶片式和可调叶片式两种。

3．旋涡泵与离心泵相比，在相同的叶轮直径和转速下，旋涡泵的扬程比离心泵高2倍~4倍，但其效率较低，一般仅为20%~50%。

旋涡泵输送液体洁净，粘度不大，不含固体颗粒。

4．往复泵往复泵有电动泵、直动泵、隔膜泵、计量泵四种。

5．螺杆泵螺杆泵的特点是流量和压力的脉动很小，噪声小，寿命长，有自吸能力，结构简单紧凑。

有单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵之分。

6．齿轮泵齿轮泵结构简单，制造容易，工作可靠，维护方便，能自吸，但流量和压力的脉动及噪声较大。

齿轮泵适用于输送不含固体颗粒的多种液体，其输送液体的粘度范围很宽，可以输送高压力的液体。

7．液环泵液环泵是一种输送气体的流体机械。

液环泵的工作液常有水、硫酸、油等。

液环真空泵常用于真空蒸发、干燥、水泵吸水等。

液环压缩机主要用于压送煤气、乙烯、氯气、氧气等。

8．真空泵真空泵的种类很多，有往复式具空泵、旋转真空泵、罗茨真空泵和射流真空泵。

五、泵的计算

泵的选型方面最复杂的就是计算出泵的各种性能参数，下面，举例说明参数的计算方法。

假设，用泵将5×104kg/h的清水自低位槽送至50米的高位槽，管长为500米，求内径分别为150mm和100mm时泵的选择。

解：

水在20摄氏度时的密度和粘度分别为：

1000kg/m3、

1.0*

Pa·s

管径为150mm时

（1）泵的流量

U=0.78m/s

（2）泵的有效功率

列伯努利方程

低位槽和高位槽液面之间：

P1=p2=0u1=u2=0ζ=0.3d=0.15m进口阻力系数ζe=0.5出口阻力系数ζe=1

=0.15*0.78*1000/1.0*

=1.17*

ζ/d=0.3/150=0.002查表得：

λ=0.014

=14.65we=50*9.81+14.65=505.15J/KG

泵的有效功率：

Ne=we*ws=505.15*50000/3600=7KW

（3）泵的扬程为

列伯努利方程为：

He=z2-z1+（λ

）*

/2g=51.49m

选择流量50m3/h，扬程略大于51.49m的清水泵

管径为100mm时

（1）泵的流量

U=1.768m/s

（2）泵的有效功率

低位槽和高位槽液面之间

P1=p2=0u1=u2=0ζ=0.3d=0.15m进口阻力系数ζe=0.5出口阻力系数ζe=1

=0.1*1.768*1000/1.0*

=1.768*

ζ/d=0.3/100=0.003查表得：

λ=0.015

=119.56we=50*9.81+119.56=610.06

泵的有效功率：

Ne=we*ws=610.06*50000/3600=8.47KW

（3）泵的扬程为

列伯努利方程为：

He=z2-z1+（λ

）*

/2g=62.19m

选择流量50m3/h，扬程略大于62.19m的清水泵

结语

研究取得了丰硕成果！

参考文献

[1]化工原理

致谢

这篇耗时半年的论文终于写完,在电脑上敲下最后一个字的时候，我有一些成就感

……………

最后，感谢大家!