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泵的選型包括性能參數(shù)的選擇和泵結(jié)構(gòu)型式的選擇,泵結(jié)構(gòu)型式的選擇在下一節(jié)講。性能參數(shù)的選擇:
1. 流量Q:
作為容積式泵,影響雙螺桿泵流量的因素主要有轉(zhuǎn)速n,壓力p,以及介質(zhì)的粘度v。
1.1 轉(zhuǎn)速n的影響:
螺桿泵在工作時(shí),兩螺桿及襯套之間形成密封腔室,即一個(gè)密封腔的體積的液體被排出去。理想狀態(tài)下,泵內(nèi)部無(wú)泄漏,那么泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比。
Qth=n×q
N 轉(zhuǎn)速;
Q 理論排量,即泵每旋轉(zhuǎn)一周所排除的液體體積;
Qth 理論排量
1.2 壓力△p的影響
泵實(shí)際工作過(guò)程中,其內(nèi)部存在泄漏,也稱滑移量。由于泵的密封腔有一定的間隙,且密封腔前、后存在壓差△p,因此,有一部分流體回流,即存在泄漏,泄漏量用△Q表示,則Q= Qth-△Q
顯而意見,隨著密封前、后壓差△p升高,泄漏量△Q逐漸增大。對(duì)于不同型線和結(jié)構(gòu),影響大小也各不相同。
1.3 粘度Ⅴ的影響
對(duì)于雙螺桿泵,粘度大的流體比粘度小的流體的泄漏要小,泄漏量與介質(zhì)粘度有一定的比例關(guān)系。
綜上所述:要綜合地考慮以上各種因素,通過(guò)一系列的計(jì)算才能地知道泵的實(shí)際流量是否符合工況要求。
2. 壓力△p:
與離心泵不同,雙螺桿泵的工作壓力△p由出口負(fù)載決定,即出口阻力來(lái)決定。出口阻力與泵的出口處的壓力是匹配,出口阻力越大,工作壓力也越大。若想知道壓力,則需要用流體力學(xué)的知識(shí)對(duì)出口阻力作地計(jì)算。
3. 軸功率N:
軸功率分為兩部分,即:
Nth 液壓功率,即壓力流體的能量;
Nr 摩擦功率。
對(duì)于確定的壓力和流量,其液體功率是一定的,因此影響軸功率的因素為摩擦功率Nr。
摩擦功率是由于運(yùn)動(dòng)部件、軸承、蜜蜂、以及齒輪之間的摩擦和液體和過(guò)流部分的摩擦而消耗的那部分功率。這些摩擦力顯然是隨著壓差的增加而增加的,并且介質(zhì)粘度的增加也會(huì)引起液體摩擦功率的增加。
由此,泵的軸功率除了液壓功率外,其中摩擦功率隨介質(zhì)粘度及工作壓力而增加的,介質(zhì)的粘度也是一個(gè)非常重要參考數(shù)據(jù)。尤其在輸送高粘度介質(zhì)時(shí),需要作比較地計(jì)算。
在計(jì)算軸功率后,選擇配套電機(jī)應(yīng)遵照樣本表格中所規(guī)定的有關(guān)規(guī)定。
N(KW) | N≦10 | 10<N≦50 | N﹥50 | N﹥100 |
K | 1.5 | 1.25 | 1.15 | 1.1 |
Nm=N.K
Nm 電機(jī)功率
N 軸功率
K 功率儲(chǔ)備系數(shù)
4.吸上功能的計(jì)算及選擇
泵工作分以下幾個(gè)階段:
4.1 吸入,此時(shí)液體連續(xù)不斷地沿吸入管道移動(dòng);
4.2 旋轉(zhuǎn)的螺桿把能量傳給工作液體;
4.3 壓出,此時(shí)液體連續(xù)地沿吸入管道系統(tǒng)所必須的壓力從泵中排除.
在以上三個(gè)階段中,zui為重要的階段是必須保證泵的吸上條件,泵才能正常工作,這是泵工作的重要條件,否則會(huì)發(fā)生汽蝕,即引起振動(dòng),噪音等問(wèn)題。
4. 汽蝕余量的計(jì)算:
5. 泵的汽蝕余量NPSHr與泵的轉(zhuǎn)速n,導(dǎo)程h以及泵所輸送介質(zhì)的粘度v等因數(shù)都有關(guān)系.對(duì)我廠引進(jìn)的Bornemann雙螺桿泵用以下公式計(jì)算:
NPSHr=(1.5+0.253VF1.84345+0.0572VF1.55Xγ0.4146)
VF 軸向流速, VF=nXh/60(m/s)
n 轉(zhuǎn)速 (r/min)
h 導(dǎo)程(m )
γ 工作(0E)
由此可見,泵的NPSHr是隨VF,γ的增大而增大。因此在吸入條件不好的情況下,宜選擇小導(dǎo)程的雙螺桿泵。這在選型是很重要的。
5.1 想要保持泵的正常工作,即不發(fā)生汽蝕、振動(dòng)等問(wèn)題,必須保證以下條件:
NPSHa >NPSHr(NPSHa為有效汽蝕余量)
這即是泵的吸入條件。
6. 雙螺桿泵的轉(zhuǎn)速選擇:
6.1 通過(guò)選擇合適的泵的轉(zhuǎn)速,以達(dá)到適當(dāng)?shù)男阅軈?shù)如流量等。
6.2 隨著粘度的不同,泵的轉(zhuǎn)速亦應(yīng)有所改變。
對(duì)于Bornemann雙螺桿泵,粘度的變化是決定轉(zhuǎn)速的主要條件,隨著粘度的增大,允許轉(zhuǎn)速也越底。下圖表示兩者關(guān)系。
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