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雙螺桿泵的選型技巧
來源：泊頭特種泵閥 發(fā)布時間：2010/12/27 10:41:44 點(diǎn)擊：1
雙螺桿泵的選型技巧
雙螺桿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)型式的選擇參見雙螺桿泵的結(jié)構(gòu)形式介紹。
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，兩螺桿及襯套之間形成密封腔，螺桿每轉(zhuǎn)動一周便由進(jìn)口向出口移出一個密封腔，即一個密封腔的體積的液體被排出去。理想狀態(tài)下，泵內(nèi)部無泄漏，那么泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比。即： Qth=n*q n----轉(zhuǎn)速； q----理論排量，即泵每轉(zhuǎn)一周所排出的液體體積； Qth----理論排量。
1.2 壓力△P的影響： 雙螺桿泵實(shí)際工作過程中，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，有一部分液體回流，即存在泄漏，泄漏量用△Q表示，則 Q=Qth-△Q 顯而易見，隨著密封腔前、后壓差△P升高，泄漏量△Q逐漸增大。對于不同型線和結(jié)構(gòu)，影響大小也各不相同。
1.3 粘度v的影響： 試想：將清水和粘稠的漿糊以相同的體積從漏斗式的容器中泄漏出去。顯然水比漿糊要泄漏得快。 同理，對于雙螺桿泵，粘度大的流體比粘度小的液體的泄漏要小，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，通過一系列的計(jì)算才能精確地知道泵的實(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，即出口阻力來決定。出口阻力與泵的出口處的壓力是匹配的，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)的知識對出口阻力精確的計(jì)算。
3.軸功率N： 泵的軸功率分為兩部分，即： Nth----液壓功率，即壓力液體的能量； Nr----摩擦功率。 對于確定的壓力和流量，其液壓功率是一定的，因此影響軸功率的因素為摩擦率Nr。 摩擦功率是由于運(yùn)動部件的摩擦而消耗的那部分功率。這些摩擦功率顯然是隨著工作壓差的增加而增加的，并且介質(zhì)粘度的增加也會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，因此在選擇配套電機(jī)時，介質(zhì)的粘度也是一個非常重要的參考數(shù)據(jù)。尤其在輸送高粘度介質(zhì)時，需要作比較精確的計(jì)算。 在計(jì)算功率后，選擇配套電機(jī)時應(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----功率儲備系數(shù)
4.吸上性能的計(jì)算及選擇 泵工作分為以下幾個階段：
4.1 吸入，此時液體連續(xù)不斷地沿吸入管道移動；
4.2 旋轉(zhuǎn)的螺桿把能量傳給工作液體；
4.3 壓出，此時液體帶有克服壓出管道系統(tǒng)所有阻力所必需的壓力從泵中排出。 在以上三個階段中，最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，否則就會發(fā)生氣蝕，即引起振動，噪音等問題。
5.汽蝕余量的計(jì)算： 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等因素都有關(guān)系，對我廠引進(jìn)的Bornemann雙螺桿泵用以下公式計(jì)算： NPSHr=(1.5+0.253VF 1.84345+0.0572VF 1.55)*v 0.4146 VF----軸向流速，VF=n*h/60(m/s)； n----轉(zhuǎn)速(r/min)； h----導(dǎo)程(m)； v----工作粘度(°E)。 由此可見，泵的NPSHr是隨VF，v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。這在選型時是很重要的。
5.1 裝置汽蝕余量NPSHa的計(jì)算，這里不再闡述。
5.2 想要保持泵正常工作，即不發(fā)生汽蝕、振動等問題，必須保證以下條件：NPSHa＞NPSHr 這即是泵的吸入條件。 6.雙螺桿泵的轉(zhuǎn)速選擇： 選擇不同的轉(zhuǎn)速常牽涉以下問題： 6.1 通過選擇合適的泵轉(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。 對于Boremann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)速也越低。 轉(zhuǎn)速的選擇實(shí)質(zhì)也是吸上性能的問題，尤其是在高粘度的情況下，如果轉(zhuǎn)速選得過高，就會引起吸入不足，從而產(chǎn)生噪音和振動等問題。因此務(wù)必遵照有關(guān)原則選擇轉(zhuǎn)速。
1.1 轉(zhuǎn)速 n 的影響： 螺桿泵在工作時，兩螺桿及襯套之間形成密封腔，螺桿每轉(zhuǎn)動一周便由進(jìn)口向出口移出一個密封腔，即一個密封腔的體積的液體被排出去。理想狀態(tài)下，泵內(nèi)部無泄漏，那么泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比。即： Qth=n*q n----轉(zhuǎn)速； q----理論排量，即泵每轉(zhuǎn)一周所排出的液體體積； Qth----理論排量。
1.2 壓力△P的影響： 雙螺桿泵實(shí)際工作過程中，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，有一部分液體回流，即存在泄漏，泄漏量用△Q表示，則 Q=Qth-△Q 顯而易見，隨著密封腔前、后壓差△P升高，泄漏量△Q逐漸增大。對于不同型線和結(jié)構(gòu)，影響大小也各不相同。
1.3 粘度v的影響： 試想：將清水和粘稠的漿糊以相同的體積從漏斗式的容器中泄漏出去。顯然水比漿糊要泄漏得快。 同理，對于雙螺桿泵，粘度大的流體比粘度小的液體的泄漏要小，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，通過一系列的計(jì)算才能精確地知道泵的實(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，即出口阻力來決定。出口阻力與泵的出口處的壓力是匹配的，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)的知識對出口阻力精確的計(jì)算。
3.軸功率N： 泵的軸功率分為兩部分，即： Nth----液壓功率，即壓力液體的能量； Nr----摩擦功率。 對于確定的壓力和流量，其液壓功率是一定的，因此影響軸功率的因素為摩擦率Nr。 摩擦功率是由于運(yùn)動部件的摩擦而消耗的那部分功率。這些摩擦功率顯然是隨著工作壓差的增加而增加的，并且介質(zhì)粘度的增加也會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，因此在選擇配套電機(jī)時，介質(zhì)的粘度也是一個非常重要的參考數(shù)據(jù)。尤其在輸送高粘度介質(zhì)時，需要作比較精確的計(jì)算。 在計(jì)算功率后，選擇配套電機(jī)時應(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----功率儲備系數(shù)
4.吸上性能的計(jì)算及選擇 泵工作分為以下幾個階段：
4.1 吸入，此時液體連續(xù)不斷地沿吸入管道移動；
4.2 旋轉(zhuǎn)的螺桿把能量傳給工作液體；
4.3 壓出，此時液體帶有克服壓出管道系統(tǒng)所有阻力所必需的壓力從泵中排出。 在以上三個階段中，最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，否則就會發(fā)生氣蝕，即引起振動，噪音等問題。
5.汽蝕余量的計(jì)算： 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等因素都有關(guān)系，對我廠引進(jìn)的Bornemann雙螺桿泵用以下公式計(jì)算： NPSHr=(1.5+0.253VF 1.84345+0.0572VF 1.55)*v 0.4146 VF----軸向流速，VF=n*h/60(m/s)； n----轉(zhuǎn)速(r/min)； h----導(dǎo)程(m)； v----工作粘度(°E)。 由此可見，泵的NPSHr是隨VF，v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。這在選型時是很重要的。
5.1 裝置汽蝕余量NPSHa的計(jì)算，這里不再闡述。
5.2 想要保持泵正常工作，即不發(fā)生汽蝕、振動等問題，必須保證以下條件：NPSHa＞NPSHr 這即是泵的吸入條件。 6.雙螺桿泵的轉(zhuǎn)速選擇： 選擇不同的轉(zhuǎn)速常牽涉以下問題： 6.1 通過選擇合適的泵轉(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。 對于Boremann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)速也越低。 轉(zhuǎn)速的選擇實(shí)質(zhì)也是吸上性能的問題，尤其是在高粘度的情況下，如果轉(zhuǎn)速選得過高，就會引起吸入不足，從而產(chǎn)生噪音和振動等問題。因此務(wù)必遵照有關(guān)原則選擇轉(zhuǎn)速。
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