真空網(wǎng)歡迎您!
關(guān)于真空泵的效率,你了解多少?損耗去了哪里?如何提高泵效率...5大方面,全面解析!
標(biāo)簽: 真空泵
2019-03-06  閱讀

微信掃一掃分享

QQ掃一掃分享

微博掃一掃分享

  【康沃真空網(wǎng)的效率,你了解多少?下面將從以下5個方面進(jìn)行講解,一起學(xué)習(xí)一下吧!

  一、泵效率圖解

關(guān)于真空泵的效率,你了解多少?損耗去了哪里?如何提高泵效率...5大方面,全面解析!

  二、泵內(nèi)能量損失的三大方面


  泵是一種能量轉(zhuǎn)換的機器,能量的轉(zhuǎn)換過程必然伴隨能量的損失,而效率就是這種轉(zhuǎn)換的量度,怎樣提高泵的效率,減少能量的損失呢?就必須弄清楚泵內(nèi)能量的損失。泵內(nèi)的能量損失主要包括以下三方面:

  1、機械損失

  主要是液體和葉輪前后蓋板外表面及泵腔的摩擦損失(也叫圓盤損失)。

  圓盤損失所占比例較大,甚至達(dá)到占有效功率的30%。試驗表明圓盤損失和轉(zhuǎn)速的三次方成正比,和葉輪外徑的五次方成正比。

  因此,葉輪外徑越大,圓盤損失也越大。雖然圓盤損失和轉(zhuǎn)速的三次方成正比,但在給定的揚程下,隨之轉(zhuǎn)速的提高,葉輪外徑相應(yīng)地減少(可以認(rèn)為泵轉(zhuǎn)速的提高一倍,葉輪外徑減少一半),圓盤損失成五次方比例下降,所以,隨著轉(zhuǎn)速的提高,圓盤損失并不增加,反而下降,這是發(fā)展高速泵的原因之一。

  2、容積損失

  葉輪的一部分液體經(jīng)葉輪密封環(huán)間隙泄露回到葉輪進(jìn)口而得不到有效利用,形成損失。因此,密封環(huán)的間隙應(yīng)是越小越好,但由于加工和裝配等原因,過小的間隙可能形成偏磨或卡死,國家標(biāo)準(zhǔn)對各種類型的泵的間隙做了專門的規(guī)定。

  3、水力損失

  泵過流部分(從進(jìn)口到出口)液體的流體必然有速度大小和方向改變引起的損失,這兩部分就是水力損失。要減少這部分損失,除了提高過流部件的光潔度外,盡量選用優(yōu)秀的水力模型。

關(guān)于真空泵的效率,你了解多少?損耗去了哪里?如何提高泵效率...5大方面,全面解析!

  三、泵效率公式解析

  什么叫泵的效率?公式如何?

  答:指泵的有效功率和軸功率之比。η=Pe/P 泵的功率通常指輸入功率,即原動機傳到泵軸上的功率,故又稱軸功率,用P表示。

  有效功率即:泵的揚程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積。

  Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 (KW)

  ρ:泵輸送液體的密度(kg/m3)

  γ:泵輸送液體的重度 γ=ρg (N/ m3)

  g:重力加速度(m/s)

  質(zhì)量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s)

  四、提高泵效率的一般方法

  改進(jìn)管路系統(tǒng),減少阻力。管線長度應(yīng)盡可能縮短和保持直線,降低流速以減少沿程水頭損失;減少閘閥、底閥、彎頭、孔板等部件的數(shù)量,以減少局部水頭損失。

  降低水泵出水壓力的富裕量,恰如其分地滿足管路系統(tǒng)對出水壓力的要求。

  泵是應(yīng)用最廣的通用機械,又是耗電耗能大戶,因而提高泵本身的效率和泵的使用效率對節(jié)約能源舉足輕重。

  提高泵本身的效率:

  1、葉片向吸入口延伸并減薄,使液體提早受到葉片作用,可減小葉輪外徑,也可以增加葉道內(nèi)流線的長度,減少相對擴散;但延伸要適當(dāng),過于前伸會使入Et面積過小,使葉片入口與葉片蓋板相交的壁角變小,反而加大水力摩擦損失,擠縮進(jìn)口流道,對汽蝕和效率均不利。

  2、使相鄰葉片間流道出口和進(jìn)口面積之比控制在1.0~1.3范圍內(nèi),以減小擴散損失。若該比值大于l.3,流道擴散嚴(yán)重,效率下降。

  3、流道的水力半徑越大越好,盡可能使葉片進(jìn)口截面接近正方形,以減少摩擦損失,由水力學(xué)知道,過水?dāng)嗝婷娣e和濕周的比值叫做水力半徑,即水力半徑一過水?dāng)嗝婷娣e/濕周。濕周大,實際上就是液體與壁面的接觸面積大,當(dāng)把流道截面從近似正方形變?yōu)楠M長矩形時,實質(zhì)上就是讓液體在狹長截面的間隙內(nèi)流過,所以阻力必然大。

  4、由于彎曲擴散管水力損失較大,現(xiàn)在多數(shù)采用略帶彎曲接近直線的擴散段。對反導(dǎo)葉來說,它的進(jìn)口角和在圓周方向的位置,應(yīng)結(jié)合液流在擴散段流出的情況而定,原則是形成連續(xù)的流道,避免反導(dǎo)葉流道入口截面過窄,否則在反導(dǎo)葉進(jìn)口處會引起渦流和撞擊損失。

  5、對多級泵,葉輪進(jìn)口加預(yù)旋(反導(dǎo)葉出口角小于90。),減小葉輪進(jìn)口相對速度,同時減小相對速度擴散,當(dāng)反導(dǎo)葉出口角選擇小于90。時,水流進(jìn)入葉輪之前就產(chǎn)生了預(yù)旋,即可。1≠0。

  6、由于反導(dǎo)葉出口角所造成的預(yù)旋對下一級葉輪的特性有較大影響,在設(shè)計時為了使理論揚程公式Ht—U2Vu2一“lVul中的“1Vul項為零,反導(dǎo)葉的出口角似應(yīng)選定90。,這對于末級導(dǎo)葉來說可消除旋轉(zhuǎn)分量。但實驗證明,這對效率和獲得穩(wěn)定的性能曲線都不利,尤其對于一些低比轉(zhuǎn)速泵,為了獲得下降的特性曲線,反導(dǎo)葉的出口角應(yīng)選取小于90度,通常在60度~80度。葉片的兩端要薄一些,以免產(chǎn)生撞擊和渦流損失。

  葉片流道的截面:

  7、增加葉輪出口寬度,減小葉輪出口絕對速度,從而減小壓水室中的水力損失。

  8、斜切葉輪出口、減小前后流線的長度差或不同流線選取不同的葉片出口角,以便減小前后蓋板流線壓力差,從而減小出口的二次回流。

  9、增加壓水室喉部面積,當(dāng)原設(shè)計面積小時,可使流動不受阻塞。

  減少機械和摩擦損失

  ①軸承、填料引起的機械摩擦損失一般很小,對效率影響不大。填料密封的機械摩擦損失比機械密封大,若能采用機械密封貝4更好。

  ②提高葉輪、導(dǎo)葉流道表面的光潔度。若可能,最好用手持砂輪等工具對流道表面進(jìn)行打磨,這樣,水力摩擦損失會明顯減少。

  ③葉輪的前后蓋板表面與液體產(chǎn)生的圓盤摩擦損失,與葉輪外徑的5次方成正比。選取較大的葉片出口角可減小葉輪外徑,從而減小圓盤摩擦損失。圓盤摩擦損失與表面粗糙度大有關(guān)系,葉輪蓋板外壁應(yīng)盡量光滑。適當(dāng)減小葉輪蓋板與導(dǎo)葉之間的問隙也可以降低圓盤摩擦損失。

  減少泄漏:

  適當(dāng)縮小各部分間隙或加長密封問隙以及采用迷宮密封等,增加泄漏阻力,以減少容積損失。

  泵內(nèi)的泄漏部位發(fā)生在葉輪與密封環(huán)處、多級泵級間、軸向力平衡裝置等。

  提高泵的使用效率:

  改進(jìn)管路系統(tǒng),減少阻力。管線長度應(yīng)盡可能縮短和保持直線,降低流速以減少沿程水頭損失;減少閘閥、底閥、彎頭、孔板等部件的數(shù)量,以減少局部水頭損失。

  降低水泵出水壓力的富裕量,恰如其分地滿足管路系統(tǒng)對出水壓力的要求。如果水泵壓力的富裕量過大,水泵的出水壓力高于系統(tǒng)需要的壓力,這就勢必要采取關(guān)小閥門等節(jié)流方法來降壓,造成功率浪費。

  這時必須對水泵采取改造措施,可根據(jù)系統(tǒng)要求的壓力拆除一、二級葉輪;若過剩壓力不太大,可采取車削葉輪方法來減壓,使系統(tǒng)(管路)裝置中的水泵盡量工作在泵的最佳效率點,避免在大流量或小流量下(效率較低點)工作。

  五、其他影響泵效率的因素及解決措施

  其他影響離心泵效率的幾個因素:

  1、泵本身效率是最根本的影響。同樣工作條件下的泵,效率可能相差15%以上。

  2、離心泵的運行工況低于泵的額定工況,泵效低,耗能高。

  3、電機效率在運用中基本保持不變。因此選擇一臺高效率電機致關(guān)重要。

  4、機械效率的影響主要與設(shè)計及制造質(zhì)量有關(guān)。泵選定后,后期管理影響較小。

  5、水力損失包括水力摩擦和局部阻力損失。泵運行一定時間后,不可避免地造成葉輪及導(dǎo)葉等部件表面磨損,水力損失增大,水力效率降低。

  6、泵的容積損失又稱泄漏損失,包括葉輪密封環(huán)、級間、軸向力平衡機構(gòu)三種泄漏損失。容積效率的高低不僅與設(shè)計制造有關(guān),更與后期管理有關(guān)。泵連續(xù)運行一定時間后,由于各部件之間摩擦,間隙增大,容積效率降低。

  7、由于過濾缸堵塞、管線進(jìn)氣等原因造成離心泵抽空及空轉(zhuǎn)。

  8、泵啟動前,員工不注重離心泵啟動前的準(zhǔn)備工作,暖泵、盤泵、灌注泵等基本操作規(guī)程執(zhí)行不徹底,經(jīng)常造成泵的氣蝕現(xiàn)象,引起泵噪聲大、振動大、泵效低。

  提高離心泵效率應(yīng)采取的措施:

  1、更換低效離心泵。更換時,選用與實際運行工況參數(shù)相接近的離心泵,保證了更換后的泵始終在高效狀態(tài)下運行。更換低效、高耗離心泵后,可提高泵效10%左右。

  2、變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。對設(shè)計參數(shù)大于實際運行工況的離心泵,加裝變頻調(diào)速裝置后,始終運行在高效區(qū)。

  3、在主要離心泵上推廣應(yīng)用高效節(jié)能的永磁調(diào)速電機及雙功率電機等新型節(jié)能產(chǎn)品。

  4、選用新泵時,應(yīng)選大廠家生產(chǎn)的泵,以保證離心泵高效率。

  5、離心泵的維護(hù)。

  (1)要經(jīng)常對離心泵軸端密封進(jìn)行檢查和調(diào)整,降低容積損失;

  (2)當(dāng)離心泵累計運行1萬h后,應(yīng)進(jìn)行大修,恢復(fù)泵效;

  (3)在離心泵上推廣應(yīng)用波紋管密封技術(shù),徹底消除離心泵外漏,提高容積效率。

  6、定期清理過濾缸,檢查管線連接,保證離心泵進(jìn)液管路暢通。

  7、嚴(yán)格按照離心泵操作規(guī)程,啟泵前一要進(jìn)行盤泵,打開進(jìn)口閥門,關(guān)閉出口閥門,進(jìn)行排氣放空,檢查泵的進(jìn)口壓力是否符合要求。防止供液壓力低和流量不足而引起泵的氣蝕現(xiàn)象發(fā)生。

  8、定期對離心泵進(jìn)行泵效檢測,對泵效低的泵組,要及時查找原因,采取相應(yīng)措施加以解決。