泵通常被归类为正排量或动能泵。表13.1列出了每种类型的几种。正排量泵在泵轴的每个旋转周期或主动泵元件的运动周期中提供特定的体积流体。它们通常在中等流量时产生非常高的压力。动能泵通过从称为叶轮的旋转元件向流体转移动能来操作,当流体进入和通过泵时,一部分能量会被转换为泵出口处的压力能。最常用的动能泵类型是离心泵。喷射或喷出型泵是离心动能泵的一种特殊版本,将在后面描述。可以从互联网资源l获得更广泛的分类结构,其中许多变体涉及泵的方向(水平、垂直、串联),泵的驱动类型(紧密耦合、单独耦合、磁力驱动)或某些特征(如轴承支撑和支架)的机械设计。
正排量泵理想情况下可以在泵转子或驱动轴的每个旋转周期中以固定的流体量输出。由于壳体和转子、活塞、叶片或其他活动元件之间的轻微滑移引起的压力变化,泵的容量仅受到中等程度的影响。大多数正排量泵可以处理广泛的粘度范围并在高压力下输出液体。
由于离心泵不是正排量类型,因此其容量和必须由泵产生的压力之间存在很强的依赖关系。这使得它们的性能等级有些更加复杂。典型的评级曲线图将泵的总头ha与容量或排放量Q相对应,如图13.20所示。
之前已经提到,为特定系统选择合适泵所需的基本数据是所需的体积流量,即容量,以及泵将操作的系统的总头hm。由于泵制造商能够使用不同的叶轮直径和速度,因此他们可以使用几种基本泵尺寸来覆盖容量和头的广泛要求。许多工业应用离心泵的制造商使用一个指定系统,为泵的大小提供有用的数据。例如,一个泵可能带有2 X 3 - 10的标识符,其中每个数字都描述了泵的一个重要特征。2 X 3 - 10离心泵是一种具有2英寸排出口、3英寸吸入口和一个可以容纳直径为10英寸或更小的叶轮的壳体的泵。
图13.23显示了样本2 X 3 - 10离心泵的性能如何随着叶轮尺寸的变化而变化。显示的是在同一壳体中,不同尺寸(从6英寸到10英寸)的叶轮的容量-头曲线。操作速度为3500 rpm,对应于普通双极交流电机的额定转速。用户通常会通过修剪叶轮直径来修改现有泵,以更接近地匹配泵的输出以满足特定系统的需求。
图13.24显示了同样是2 X 3 - 10离心泵,但在1750 rpm(四极电机的典型运行速度)下运行时的性能。如果我们比较每个叶轮尺寸的最大总头数,我们将说明亲和力定律;即,将速度加倍会将总头能力提高到4倍(速度比的平方)。如果将曲线外推到最大容量点的总头为零的位置,我们可以看到当速度加倍时,容量也会加倍。
图13.25与图13.23相同,只是增加了显示驱动泵在3500 rpm时所需的功率的曲线。在图表中为特定总头和容量找到一点后,可以从功率曲线组中读取所需的功率。
图13.26与图13.23相同,只是增加了恒效率曲线。注意,该泵的最大效率位于图表的右上角。当然,在操作给定泵时将其设置在其最佳效率点(BEP)附近是理想的。该图表中的数据表明,您应该非常重视知道泵安装的系统在何处运行。当它低于或高于BEP运行时,效率会急剧下降,可能会出现其他性能问题,影响pwnp或其轴承的寿命。
净正吸头需求(NPSHR)是在应用泵时需要考虑的一个重要因素,将在第13.9节中讨论。NPSHR与泵入口的压力有关。对于这个讨论来说,只需要说一个较低的NPSHR是可取的。同样地,在图表中为特定总头和容量找到一点后,从给定的曲线组中读取NPSHR。
图13.28将所有这些数据整合到一个图表中,以便用户可以同时查看所有重要的参数。图表一开始看起来很复杂,但分别考虑每个单独的部分应该有助于您正确解释它。
正排量泵理想情况下可以在泵转子或驱动轴的每个旋转周期中以固定的流体量输出。由于壳体和转子、活塞、叶片或其他活动元件之间的轻微滑移引起的压力变化,泵的容量仅受到中等程度的影响。大多数正排量泵可以处理广泛的粘度范围并在高压力下输出液体。
由于离心泵不是正排量类型,因此其容量和必须由泵产生的压力之间存在很强的依赖关系。这使得它们的性能等级有些更加复杂。典型的评级曲线图将泵的总头ha与容量或排放量Q相对应,如图13.20所示。
之前已经提到,为特定系统选择合适泵所需的基本数据是所需的体积流量,即容量,以及泵将操作的系统的总头hm。由于泵制造商能够使用不同的叶轮直径和速度,因此他们可以使用几种基本泵尺寸来覆盖容量和头的广泛要求。许多工业应用离心泵的制造商使用一个指定系统,为泵的大小提供有用的数据。例如,一个泵可能带有2 X 3 - 10的标识符,其中每个数字都描述了泵的一个重要特征。2 X 3 - 10离心泵是一种具有2英寸排出口、3英寸吸入口和一个可以容纳直径为10英寸或更小的叶轮的壳体的泵。
图13.23显示了样本2 X 3 - 10离心泵的性能如何随着叶轮尺寸的变化而变化。显示的是在同一壳体中,不同尺寸(从6英寸到10英寸)的叶轮的容量-头曲线。操作速度为3500 rpm,对应于普通双极交流电机的额定转速。用户通常会通过修剪叶轮直径来修改现有泵,以更接近地匹配泵的输出以满足特定系统的需求。
图13.24显示了同样是2 X 3 - 10离心泵,但在1750 rpm(四极电机的典型运行速度)下运行时的性能。如果我们比较每个叶轮尺寸的最大总头数,我们将说明亲和力定律;即,将速度加倍会将总头能力提高到4倍(速度比的平方)。如果将曲线外推到最大容量点的总头为零的位置,我们可以看到当速度加倍时,容量也会加倍。
图13.25与图13.23相同,只是增加了显示驱动泵在3500 rpm时所需的功率的曲线。在图表中为特定总头和容量找到一点后,可以从功率曲线组中读取所需的功率。
图13.26与图13.23相同,只是增加了恒效率曲线。注意,该泵的最大效率位于图表的右上角。当然,在操作给定泵时将其设置在其最佳效率点(BEP)附近是理想的。该图表中的数据表明,您应该非常重视知道泵安装的系统在何处运行。当它低于或高于BEP运行时,效率会急剧下降,可能会出现其他性能问题,影响pwnp或其轴承的寿命。
净正吸头需求(NPSHR)是在应用泵时需要考虑的一个重要因素,将在第13.9节中讨论。NPSHR与泵入口的压力有关。对于这个讨论来说,只需要说一个较低的NPSHR是可取的。同样地,在图表中为特定总头和容量找到一点后,从给定的曲线组中读取NPSHR。
图13.28将所有这些数据整合到一个图表中,以便用户可以同时查看所有重要的参数。图表一开始看起来很复杂,但分别考虑每个单独的部分应该有助于您正确解释它。