特殊介质输送知识

1.粘性液体

液体的黏性影响泵的流量、扬程和效率，一般随液体黏度的增大，泵的功耗增加，总效率下降（图1）。常用黏度换算表见表1，不同类型泵的适用黏度见表2。

图1 黏性液体对泵性能的影响

表1 常用黏度换算

表2 不同类型泵的适用黏度范围

输送黏性介质的离心泵，当介质的黏度不大于20mm²/s(如一般的化工原料及汽油、煤油、洗涤油、轻柴油等)时(公众号:泵管家)，其性能参数可不必进行换算。黏度大于20mm²/s时，按以下方法进行换算。

①根据工艺要求的流量Q_v、扬程H_v，查图2、图3得到黏性介质修正系数C_Q、C_H、C_η。图2、图3的使用条件如下。

a.只适用于牛顿型流体（如水、甘油、溶剂等）和开式或闭式的离心泵，不适用于混流泵、轴流泵和旋涡泵。

b.NPSHa足够大；但各参数必须在图表极限范围内。

图2.离心泵性能修正系数（流量＞20m³/h）

c.对多级泵，扬程取..级扬程。对双吸泵流量取1/2Q。

d.图2适用于流量大于20m³/h、泵口径为50~200mm的离心泵；图3适用于流量不大于20m³/h，泵口径为20~70mm的离心泵。

②将输送黏性介质时的参数换算成输送清水时的参数，即

Q_v/C_Q=Q_W

H_v/C_H=H_W

η_v=η_W C_η

式中，下标v、w分别代表黏性介质、清水。

图3 离心泵性能修正系数（流量≤20m³/h）

③容积式泵的性能参数换算。一般容积式泵的容积效率随介质黏度的增加而增高，若转速和排出压力不变，则流量也略有增大，如下面公式所示， 

式中 Q₁、Η_v1——黏度v1下的泵的流量和容积效率；

Q₂、Η_v2——黏度v2下的泵的流量和容积效率；

v₁（1-η_v1）= v₂（1-η_v2）

图 利用义维选型软件进行黏度换算技术

2.含气液体

    泵输送含气液体时，泵的流量、扬程、效率均有所下降。含气量愈大，效率下降愈快。随着含气量的增加，泵出现额外的噪声、振动、严重时加剧腐蚀或出现断流、断轴现象。各类泵输送液体中的允许含气量见表3

表3 各类泵输送液体的允许含气量

   为保证泵的运转可靠，可采用以下措施降低液体内的含气量，见图4。

①吸液池的结构型式和泵吸入管的布置应使各并联泵能等量吸入液体，泵吸入口在吸液池内应具有一定的淹没深度H₁，离池底有一定悬空高度H₂。

②吸液池的进液管、回流管、废液收集管要远距离泵的吸入管口，以免气泡尚未消失就被泵吸入。同时吸入管不能放在池中央，也不能太靠近池壁，一般要离 池壁大于1.5D，以免产生漩涡或抽空。

③保证管道接头处密封良好，避免空气漏入。

④吸入管道布置时应避免形成空气囊的部位。

图4 吸入管在吸液池中的布置

3 含固体颗粒的液体

输送含固体颗粒的液体时，悬浮在液体中的固体颗粒既不能像液体那样吸收、储存或传递能量(公众号:泵管家)，又不能将其动能传递给液体。固体颗粒的存在使泵扬程、效率均较输送清水时低。

（1）输送非沉降类均质浆体

非沉降类均质浆体指固体颗粒粒径d₅₀≤100μm，质量分数C_w≤30%、体积分数C_v≤15%的介质。可按该介质的动力黏度，按黏度变化时泵性能变化的程序修正。

（2）输送沉降类浆体

①扬程和效率比输送清水时的值下降同一个比率，见下式

式中，HR、ER——扬程比和效率比；

H_m、H——浆体、清水扬程，m；

η_m——泵输送浆体时的效率；

η——泵输送清水时的效率。

②.佳效率点不变，扬程和效率比与流量无关。

③泵输送沉降类浆体的性能换算：按浆体的质量分数C_W，固体颗粒相对密度S和颗粒粒径d₅₀，查图5。

H_m =HRH，η_m=ERη，Q不变

渣浆离心泵输送液体时允许的.大含固率（质量）：水泥60%~65%；硫铵30%~40%；碳化硅、石灰乳50%~60%；盐35%；挥发性灰粉（渣油）55%。

图5 ER和HR曲线

4 易汽化液体

易汽化液体主要指汽化温度低的液体，如液态烃、液化天然气、液态氧、液态氢等(公众号:泵管家)。这些介质的温度通常为-30~-160℃。输送易汽化液体的特点如下:

①泵入口压力高

液分气通常在常温常压下为气体，只有在一定压力和低温下才变成饱和液体。如甲烷的液化条件为3MPa，-100℃；乙烯为2MPa，-30℃。

②汽化压力随温度而剧变

液化气通常都处于炮和状态（或有微量过冷度）。这种饱和液体的汽化压力随温度变化非常显著。一般当温度变化±25%时，汽化压力可变化±（....~200%），同时介质的相对密度、比热容、蒸发潜热等物理性质也都发生变化。

③对泵的轴封要求严

绝大多数的液化气有腐蚀性和危险性，因此不允许泄露，如漏出，由于液化气汽化吸热极易造成密封部位结冰。因此，输送液化气的低温泵对轴封要求很严。

5 不允许泄露的液体

    化工、医药、石油化工等行业输送易燃、易爆、易挥发、有毒、有腐蚀及贵重液体时，要求泵只能微漏甚至不漏，应采用无密封泵（如磁力驱动泵和屏蔽泵）或带泄露收集、报警等装置的机械密封泵。

（1）磁力驱动泵

图6 磁力驱动泵结构示意图

    1—泵体；2—叶轮；3—滑动轴承；4—泵内轴；5—隔离套；6—内磁钢；7—外磁钢；8—滚动轴承；9—泵外轴；10—底座；11—联轴器；12—电动机。

磁力驱动泵的电动机通过联轴器和外磁钢连在一起，叶轮和内磁钢连在一起。在外磁钢和内磁钢之间设有全密封的隔离套，将内、外磁钢完全隔开，是内磁钢处于介质之中。电动机的转轴通过磁钢间磁极的吸力直接带动叶轮同步转动。其结构如图6。

（2）屏蔽泵

屏蔽泵也称屏蔽电泵，其叶轮和电动机转子连为一体，并在同一密封壳体内，不需要采用填料函或机械密封结构，是一种不泄露泵。其结构如图7，

图7 屏蔽泵结构示意

1—泵体；2—叶轮；3—滑动轴承；4—轴；5—定子；6—屏蔽套；

7—转子；8—接线盒；9—轴承监视器；10—底

6. 腐蚀性介质

输送腐蚀性介质的泵应选用耐腐蚀泵，其结构特点见表4，表5和表6为常用泵材料的性能。

表4 耐腐蚀泵的特点

 表5 金属泵常用材料耐腐蚀性

表6 非金属泵常用材料性能