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分析沙浆泵的性能特点液下泵研究深井泵泵内流场

时间:2017-06-13 来源:上海立申水泵制造有限公司

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沙浆泵的性能与特点砂浆泵属悬臂式单级单吸离心泵,是专为输送含有细颗粒的腐蚀性介质而设计开发的,该泵采用钢衬超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)制成,该材质是目前最新一代的泵用耐腐耐磨工程塑料,其最突出的优点是在所有的塑料中它具有最优异的耐磨性、耐冲击性(尤其是耐低温冲击). 抗蠕变性(耐环境应力开裂)和极好的耐腐蚀性。

 

产品特点1) 强大的耐磨性:

2) 强大的耐冲击性:

3) 优良的耐腐蚀性:

4) 无噪音:

5) 安全可靠,无毒素分解:

6) 摩擦系数低:

7) 抗粘性好:

 

其他特点  砂浆泵是一种能适应各种不同的工况条件的泵,液下泵如输送酸、碱性清液或料浆;冶炼行业各种腐蚀性矿浆;硫酸行业各类稀酸;环保行业各类污水等。该泵既耐腐蚀又耐磨损,使用范围十分广泛。具有如下特点:

1) 强大的耐磨性:

  过流部件全部采用钢衬超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)制造,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的耐磨性居塑料之首,比尼龙66(PA66)、聚四氟乙烯(PTFE)4倍,是碳钢、不锈钢耐磨性的7-10倍。

2) 强大的耐冲击性:

  超高分子量聚乙烯的冲击强度位居通用工程塑料之首,是(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)5倍,且能在零下196℃下保持稳定,这是其它任何塑料所没有的特性。

3) 优良的耐腐蚀性:

  该泵在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质(酸、碱、盐)及有机溶剂液下泵,在20℃和90℃的80种有机溶剂中浸渍30d。外表无任何反常现象,其它物理性能也几乎没有变化。

4) 无噪音:

  超高分子量聚乙烯冲击能吸收性为塑料中最高值,消音性好,从而在输送过程中最大限度的减小了液体流动产生的噪音。

5) 安全可靠,无毒素分解:

  该泵所采用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)化学性能极其稳定,因此亦适合在食品行业使用。

6) 摩擦系数低:

  该泵的内部的摩擦系为仅为0.07-0.11,故具有自润滑性。在水润滑条件下,其动摩擦系数比PA66和聚甲醛(POM)低一半。当以滑动或转动形式工作时,比钢和黄铜加了润滑油后的润滑性还要好。

7) 抗粘性好:

  超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)抗粘性极好液下泵,抗粘附能力与PTFE相当,因此在输送一些黏度较高的介质时亦表现突出。

 

主要性能介绍  1) 耐腐耐磨,一泵多用,酸碱类清液料浆均适用。

   2) 泵体为钢衬超高分子量聚乙烯结构,衬里厚度为820mm,该泵应用了衬塑专利技术,和其它同类泵相比较,具有衬里层抗热变形性能好,耐开裂,防脱落,使用温度高等优势。

   3) 叶轮分开式,闭式二种,可根据介质状况任选。

   4) 密封:K型动力密封、K1型动力密封、T型填料密封、T1型填料密封、C3型非标密封。

   5) 适用介质:浓度80%以下硫酸,50%以下硝酸,各种浓度的盐酸,液碱,既适用清液也适用料浆。

   4、主要技术参数:使用温度-20℃~90(使用改性材质,可提高到100℃以上), 进口直径 32mm350mm, 流量52600m3/h,扬程80m以内。

 

使用范围:   1) 硫酸磷肥业:稀酸、母液、污水、海水、含硅胶的氟硅酸,磷酸料浆等介质的输送。

   2) 有色金属冶炼业:特别适用于铅、锌、金、银、铜、锰、钴、稀土等湿法冶炼的各种酸液,腐蚀性矿浆,料浆(压滤机配用)电解液,污水等介质输送。

   3) 化工及其它企业:各种硫酸、盐酸、碱性、油类的清液或料浆岗位。钛白粉、铁红粉生产,各种染料、颜料生产,非金属矿产加工等行业。

   4) 氯 碱 业:盐酸、液碱、电解液等。

   5) 水处理业:纯水、高纯水、污水(皮革污水、电镀污水、电子污水、造纸污水、纺织污水、食品污水、生活污水、制药业污水等等)

   6) 钢铁企业:酸洗系统的硫酸、盐酸岗位、带杂质的污水。

   7) 湿式脱硫循环泵:能同时适用碱性、酸性、腐蚀性岗位。

   8) 煤炭工业、煤化工中的腐蚀性液体、煤浆的输送;洗选煤配用泵。

 

点击次数:94 来源网站:凯美泵业有限公司 发布时间:2012-07-25

深井泵泵内流场的实验研究泵内流场尤其是混相流流场是改善深井泵性能的关键。随着PIV技术、LDV技术及超声波技术的日趋成熟,人们已经可以利用这些先进的流场测试技术在不干扰流场的情况下进行高精度的测量。在加拿大已有人使用这些先进技术研究深井泵流场,石油大学(北京)海洋力学试验室针对该问题应用PIV(粒子成像测速技术)进行了试验研究,其主要内容是测定不同流量时泵内流场的分布规律,并对比单相及混相流时深井泵内流场的异同。

    1粒子成像测速及图像处理技术

    粒子成像测速(PIV)技术的基本原理①是利用撒在流体中的粒子对光的散射作用,用光学的方法记录下粒子在不同时刻在流场中的位置,从而得到粒子的位移,基于粒子对流场的跟随性,测出粒子所在位置上流体的速度及瞬时运动参数。

    运用PIV技术,对流场中众多的粒子情况可以按时间顺序通过多次曝光记录在同一图像上,也可以通过高速摄影机记录在不同的图形上。利用有关的物理学及力学的假设和定律,并根据相应的数学模型,通过一系列数字运算即可得出反映流场特性的参数(粒子位移、速度等)。通常,PIV系统主要由照明系统、PIV图像记录存储系统以及PIV处理系统组成。

    2小型气液两相深井泵模拟试验装置

    深井泵在井下工作,其工作介质也不是单相的,故很难对现场工作的深井泵的流场进行实际测试。另外,由于各油田油井地层条件很复杂,难以找到一般性的规律,因此,在实验室里建立了一套小型气液两相深井泵模拟试验装置。

    该模拟试验装置主要由液压控制系统及气动控制系统组成。为了进行可视化研究,深井泵模型泵筒及柱塞均采用有机玻璃制造,其泵径为57 mm,柱塞长度为0.3 m,可模拟冲程为00.6 m,冲次为06/s,内压为0.7 MPa的工况条件。

    3试验过程

    采用与原油密度及粘度相近的工业白油作为试验介质,用与白油密度接近的GDX501聚苯乙烯小球作为示踪粒子。使用10 W的氖激光发生器及相应的光路系统造成的强片光源作为PIV摄像的照明光源,并采用录像或照相的方法摄制PIV图像。针对不同的工况,分别对单相和气液两相流介质条件下深井泵泵筒、泵阀、柱塞等部位进行了PIV图像的录制和照相,以备进一步进行分析处理。

    4实验结果及分析

    由于对深井泵固定阀部位流场的研究已有相应的研究成果,而且气液两相流PIV图像处理程序不完善,故这里侧重于分析流动介质为单相流体时深井泵游动阀及柱塞部位的流场。

    4.1深井泵泵阀运动规律

    在试验中发现,深井泵泵阀的运动规律和以住人们对它的认识不完全相同,它的运动除了有垂直方向的直线运动,还伴随有两种旋转运动。当柱塞运动速度较小时,阀球绕水平轴上下旋转;当柱塞运动速度较大时,阀球绕竖直轴水平自转并且沿阀座内孔边角即阀座孔圆心轴公转。其旋转角速度与柱塞的运动速度有关,柱塞运动速度越大,阀球旋转角速度就越大。阀球的特殊运动形式主要与阀球、阀座结构的特殊性及流体的冲击有关。深井泵泵阀是一个球形阀件,当流体绕过它流动时,在其后部将发生附面层的脱离现象,同时产生一个横向激动力。由于阀球的对称性,这种横向激动力将沿阀球的“赤道”周围周而复始地移动,使阀球不是始终位于阀座孔轴心线上,而是偏离一个距离且紧靠在阀座边角上旋转,这就是“公转”现象。

    另外,由于流体流动的不稳定以及阀球的偏离造成流体相对阀球流动的不对称性,对阀球将产生一定的挠动,使这个横向力不是作用于球心,而是在水平面上又有一定的偏心,使阀球在水平面上还有一个转动,即“自转”现象。以上结论是在纯液体情况下得到的。在气液混相流时,由于气泡的存在,流场扰动更加剧烈,而且气泡对阀球具有一定的冲击作用,此时阀球运动就更加复杂,除了旋转运动以外,还有上下剧烈的跳动。

    4.2单相流游动阀球的PIV图像处理结果

    从深井泵游动阀部位的流场速度矢量可以看出,游动阀球周围的流场不是对称分布的,其左边阀隙的边界层延续到近阀球顶部才脱落。这说明固定阀隙两边的流体对阀球的作用力是不平衡的,从而使得阀球产生旋转运动。随着冲次的增加,流体流速的提高,阀球边界层更早发生脱离,而且阀球周围流场不对称性依然存在,所以阀球的偏心更加强烈,这和试验过程中所观察到的阀球运动规律是一致的。

    可以看出,由于流体对阀球的横向冲击力造成阀球偏离轴心,再加上其“自转”的影响,使得阀球在开启和关闭的时候都有一定的滞后时间,从而使泵的抽汲效率降低,造成泵冲程损失。另外,由于阀座形状的非流线型,使得吸入阻力增大,也使阀球的滞后时间增加,并使阀球的扰动加大。这种阀球的飘移与扰动与阀球及阀座的外形有很大的关系,为使阀球尽量接近于理想状态下的上下垂直运动,并且为了减少阀隙的过流阻力,可以改进阀罩和阀座的设计,使阀罩限制阀球的跳动高度。在保证最大过流面积的同时尽量使阀球只做上下垂直运动,并将阀罩及阀座外形设计成流线型,以此来减小过流阻力。这些改进可以减小阀球的扰动及缩短开启和关闭的滞后时间,从而达到提高泵效的目的。

    另外,由该部位流场旋度可以看出,在游动阀吸入口柱塞底端与泵筒间有很明显的两个涡旋存在。这是因为柱塞进行下冲程运动时,由于柱塞底端有一定的面积,从而在向下运动过程中压迫其底部的液体向下流动。而此时游动阀球处于开启状态,游动阀球下端的液体被压入游动阀隙,并进入柱塞内腔,在柱塞底端部位造成液体回流,从而形成涡旋。这两个涡旋大大增加了液体的过流阻力,同时也增加了游动阀球的扰动程度。为了消除涡旋并减小过流阻力,可将柱塞底部截面积尽量缩小,并使其外形呈喇叭口型,从而减小过流阻力。

    4.3单相流柱塞出口处的PIV图像处理结果

    单相流作用下柱塞顶端出口处流场速度矢量图。从图中可以看出,柱塞顶端出口处呈现以下的流场特征:柱塞内部管流呈对称流动状态,而且流线分布较均匀。这说明柱塞内部管流稳定,大致呈层流流动状态,这一点从柱塞出口处流场旋度中可以更清楚地看到。但在柱塞出口处,由于过流截面减小以及截面形状的变化,使得流体在柱塞出口处产生水平速度分量,尤其是在拐角处出现了涡旋,从而产生负压,增大了过流阻力。随着冲次的增加,柱塞出口拐角处的涡旋也不断加强,出口处过流阻力也相应加大。为了减少涡旋的产生,从该部位分析可知,若柱塞出口拐角处设计成流线型或在该部位制造倒角应会最大限度地减小涡旋,从而降低该部位的过流阻力。

    5建议

    对深井泵应做以下改进:

    (1)阀球是深井泵中的一个主要部件,也是易损件,它决定着泵的效率及检泵周期。建议对混相流深井泵采用偏心球形阀球,对于流道狭小的深井泵采用滴形阀球,对含砂的抽油井用深井泵则采用镶有密封胶皮的锥形阀球。

    (2)在保证最大过流面积的条件下,对于阀球罩的过流断面形状,应该尽量采用流线型,以减小过流阻力。

    (3)在设计柱塞的结构时,应该考虑将柱塞下端的吸入口设计成流线型或喇叭口型,以降低其吸入阻力。在保证柱塞出口有最大过流断面的同时,将柱塞出口流道也设计成流线型,以降低柱塞出口处的过流阻力。

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上海立申水泵制造有限公司是国内优质的水泵供应商注册资金1000万,公司主导产品管道泵,离心泵,化工泵,计量泵,液下泵等工业水泵。立申水泵创建以来,始终致力于科技和管理的不断创新,使企业走上了良性循环的规模化经营之路,拥有了一支专业的设计和技术研发队伍,形成了一套完整的生产管理、质量管理、营销管理和服务管理体系。公司主导产品包括:管道离心泵、化工泵、磁力泵隔膜泵自吸泵、螺杆泵、真空泵、排污泵、多级泵、齿轮油泵、计量泵等类别。广泛应用于水利、建筑、消防、电力、环保、石油、化工等领域。

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