污水泵属于无堵塞泵的一种,具有多种形式:如潜水式和干式二种,目前最常的潜水式为WQ型潜水污水泵,最常见的干式污水泵如W型卧式污水泵和WL型立式污水泵二种。
主要用于输送城市污水,粪便或液体中含有纤维。纸屑等固体颗粒的介质,通常被输送介质的温度不大于80℃。由于被输送的介质中含有易缠绕或聚束的纤维物。
故该种泵流道易于堵塞,泵一旦被堵塞会使泵不能正常工作,甚至烧毁电机,从而造成排污不畅。给城市生活和环保带来严重的影响。因此,抗堵性和可靠性是污水泵优劣的重要因素。
和其它泵一样,叶轮、压水室、是污水泵的两大核心部件。其性能的优劣,也就代表泵性能的优劣,污水泵的抗堵塞性能,效率的高低,以及汽蚀性能,抗磨蚀性能主要是由叶泵和压水室两大部件来保证。下面分别作一介绍:。
1、叶轮结构型式:叶轮的结构分为四大类:叶片式(开式、闭式)、旋流式、流道式、(包括单流道和双流道)螺旋离心式四种, 开式半开式叶轮制造方便,当叶轮内造成堵塞时,可以很容易的清理及维修,但在长期运行中,在颗粒的磨蚀下会使叶片与压水室内侧壁的间隙加大,从而使效率降低。并且间隙的加大会破坏叶片上的压差分布。不仅产生大量的旋涡损失,而且会使泵的轴向力加大,同时,由于间隙加大,流道中液体的流态的稳定性受到破坏,使泵产生振动,该种型式叶轮不易于输送含大颗粒和长纤维的介质,从性能上讲,该型式叶轮效率低,最高效率约相当于普通闭式叶轮的92%左右,扬程曲线比较平坦。
2、旋流式叶轮:采用该型式叶轮的泵,由于叶轮部分或全部缩离压水室流道。所以无堵塞性能好,过颗粒能力和长纤维的通过能力较强。颗粒在压水室内流动靠叶轮旋转产生的涡流的推动下运动,悬浮性颗粒本身不产生能量,只是在流道内和液体交换能量。
在流动过程中,悬浮性颗粒或长纤维不与叶片接触,叶片多磨损的情况较轻,不存在间隙因磨蚀而加大的情况,在长期运行中不会造成效率严重下降的问题,采用该型式叶轮的泵适合于抽送含有大颗粒和长纤维的介质。 从性能上讲,该叶轮效率较低,仅相当于普通闭式叶轮的70%左右,扬程曲线比较平坦。
3、闭式叶轮:该型式的叶轮正常效率较高。且在长期运行中情况比较稳定,采用该型式叶轮的泵轴向力较小,且可以在前后盖板上设置副叶片。
前盖板上的副叶片可以减少叶轮进口的旋涡损失和颗粒对密封环的磨损。后盖板上的副叶片不仅起平衡轴向力的作用,而且可以防止悬浮性颗粒进入机械密封腔对机械密封起保护作用。但该型式叶轮的无堵性差,易于缠绕,不宜于抽送含大颗粒(长纤维)等末经处理的污水介质。
4、流道式叶轮:该种叶轮属于无叶片的叶轮,叶轮流道是一个从进口到出口的一个弯曲的流道。所以适宜于抽送含有大颗粒和长纤维的介质。抗堵性好。
从性能上讲,该型式叶轮效率高和普通闭式叶轮相差不大,但用该型式叶轮泵扬程曲线较为陡降。功率曲线比较平稳,不易产生超功率的问题,但该型叶轮的汽蚀性能不如普通闭式叶轮,尤其适宜用在有压进口的泵上。
5、螺旋离心式叶轮:该型叶轮的叶片为扭曲的螺旋叶片,在锥形轮毂体上从吸入口沿轴向延伸。
该型叶轮的泵兼具有容积泵和离心泵的作用,悬浮性颗粒在叶片中流过时,不撞击泵内任何部位,故无损性好。对输送物的破坏性小。
由于螺旋的推进作用,悬浮颗粒的通过性强,所以采用该型式叶轮的泵适宜于抽送含有大颗粒和长纤维的介质,以及高浓度的介质。在对输送介质的破坏有严格要求的场合下具有明显的特点。 从性能上来讲,该泵具有陡降的扬程曲线,功率曲线较平坦。
污水泵采用的压水室最常见的是蜗壳,在内装式潜水泵中多选用径向导叶或流道式导叶。
蜗壳有螺旋型、环型和中介型三种。螺旋形蜗壳基本上不用在污水泵中。环形压水室由于结构简单制造方便在小型污水泵上采用的较多。
但由于中介型(半螺旋形)压水室的出现环形压水室的应用范围逐渐变小。
因中介型压水室兼具有螺旋的高效率性和环形压水室的高通透性。已越来越受到制造厂家的关注。 综上所述,无论任何系列的污水泵只是不同型式的叶轮和不同型式压水室根据输送介质和安装等要求的一种组合,只要叶轮和压水室能做到优化配置。泵的各种性能就会得到保证.。
水泵静阻力矩的计算公式
水泵静阻力矩计算 静阻力矩受填料松紧、轴承润滑等影响,难以精确计算,一般为0.05 MN~0.03MN(MN为机组的额定转矩)。在一般情况下,可按下式计算。
1、对于立式轴流泵 M静阻=fGR式中 G-机组转动部分重量; R-电动机转子半径; f-轴承、填料等处的静摩擦系数,一般为f=0.1~0.2。
2、对于卧式离心泵,根据斯捷潘诺夫的资料 当n=3600 r/min时 M静阻=1.25GMN n=1800 r/min时 M静阻=5%MN 当n=1200 r/rain时 M静阻=11.25%MN利用以上数据,得到计算M静阻的公式为M静阻=K静MN K静=1.6×105/n2N 式中nN—额定转速,r/min。
水泵流体喘振现象的分析
什么是喘振现象?什么是流体喘振原因?预防水泵喘振现象的措施有哪些? 当具有“驼峰”性能曲线的不锈钢耐腐蚀离心泵与风机在曲线上K点以左区域工作时,即在不稳定区域工作时,就往往会出现喘振现象,或称为飞动现象。喘振现象,即是泵与风机的流量和能头在瞬间内发生不稳定的周期性反复变化的现象。 具有驼峰形的某一风机性能曲线,当其在大容量的管路中运行工作时,如果外界需要的流量为qVA,此时管路特性曲线和风机的性能曲线相交于A点,在该点管路消耗的能量与风机产生的能量达到平衡,因此,工作是稳定的。
当外界需要的流量增加到9vb时, 工作点向A的右方移动至B点,此时工作仍然是稳定的。当外界需要的流量减小为时,工作点向A的左方移动到E点, 随着外界需要的流量进一步减小至qVK,此时对应的工作点为尺点,尺点为临界点,X点的左方即为不稳定工作区。 如果外界需要的流量继续减小到qWK,这时风机所产生的最大能头将小于管路中的阻耗,因为管路容量较大,在这一瞬间管路中的阻耗仍为因此,管路中的阻耗大于风机所产生的能头,流体开始反方向倒流,由管路倒流人风机中(出现负流量),即工作点由K点移向C点。
由于倒流使管路中的压力迅速下降,工作点很快由C点跳到Z)点,此时流量为零。由于风机在继续运行,所以当管路中压力降低到相应的点压力时,泵或风机又重新开始输出流量。
由驼峰性能曲线可知,为了和管路中的阻能相平衡,相应的工况点又跳到E点。只要外界所需要的流向保持小于上述过程又重复出现,即发生喘振。如果这样循环的频率与系统的振荡频率合拍,就要引起共振,常造成泵或风机损坏。 从理论上讲,喘振的发生应具备以下三个条件: 。
①泵与风机具有驼峰形性能曲线,并在不稳定工况区运行。
②管路中具有足够的容积和输水管中存在空气。
③整个系统的喘振频率与机组的旋转频率重叠,发生共振。 就本质来说,旋转失速和喘振是两种不同的概念。
旋转失速是由叶片结构特性造成的一种流体动力工况,而喘振是泵或风机性能与装置振荡耦合后的一种表现形式。 喘振与汽蚀现象也是不同的,汽蚀一般发生在较大流量处,与此相反,喘振发生在小流量处。而且,喘振的振动周期比较长,频率范围为10?0.1Hz,而汽蚀的频率范围为600-25000Hz0 防止泵与风机发生喘振的措施如下: 。
①在大容量管路系统中尽量避免采用具有驼峰形q 用9v-//性能曲线平直向下倾斜的泵与风机。
②使流量在任何条件下不小于qVKo如果装置系舒中所需要的流量小于9vk时,可装设再循环管或自动排阀门,使泵或风机的出口流量始终大于9VK。
③改变转速或吸入口处装吸入阀。当增加转速或无大吸入阀时,性能曲线9v-//上临界点A:向右上方移动, 与此相反,当降低转速或关小吸入阀时,性能曲线W-上的临界点K向左下方移动,从而可缩小性能曲线的不稳定段。
④采用可动叶片调节。当外界需要的流量减小时,线下移,临界点向左下方移动,输出流量相应变小。
⑤在管路布置方面,应尽量避免压出管路内积存空气,例如不让管路有起伏,但要有一定的向上商斜度。另外,尽量把调节阀及节流装置等靠近泵的出口安装。
⑥在运行中,当多台泵或风机并联时,如果负荷减小,则应尽量提前减少投运的台数,以保证运行设备在接近正常流量下运行。
立式管道离心泵与风机由于其起动方式与轴流式不同,一般是阀门全关时起动,然后逐渐开启阀门,增加流量,所以当采用具有驼峰形性能曲线的泵与风机时,必然要通过不稳定工况区。在此区域内有可能发生喘振现象,但时间很短,所以由于喘振而导致叶片断裂的报道还没有。分析起来,离心泵与风机的叶片有前后盘在两端固定,叶片流道窄,其刚性要比轴流式悬臂梁形且流道宽的叶片强得多,因而在旋转失速的激振作用下发生共振的可能性也要小得多。