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1 离心泵的工作原理
4 T& r( d" F" Z0 x(1)离心泵的主要构件——叶轮和蜗壳
& T" |) n( G' J(2)离心泵的理论压头 假设:①叶片的数目无限多,叶片的厚度无限薄,从而可以认为液体完全沿着叶片的弯曲表面流动,无任何环流现象;②液体是理想流体,无摩擦阻力损失。在叶轮的进、出口截面到机械能衡算式,从而导出离心泵理论压头 为
8 _5 c# Q5 `$ _: P3 O0 j% K' c (2-15)* f6 U. K* K& q6 c
(3)流量对理论压头的影响8 H8 x" i8 C$ q: E/ ~ _
(2-18)
: J6 H# F/ o/ n2 }
* F/ X% N: N$ z9 h(4)叶片形状对理论压头的影响, K8 e7 X7 o9 d6 E0 P8 n
当泵转速n、叶轮直径 、叶轮出口处叶片宽度 、流量 一定时, 随叶片形状 而变。& W! P( Y8 v1 z0 y9 M
① 径向叶片, = , =0, = 与 无关。4 G. x( ^2 O& s: U
② 后弯叶片, & Y/ B0 U0 p5 Z. B
③ 前弯叶片, 由此可见,前弯叶片产生的 最大,似乎前弯叶片最有利,实际情况是否果真如此呢?我们分析如下:
& T6 i& n; ? f=位头( )+静压头( )+动压头( )
8 i: X! }& @ Q( [6 z而 的前弯叶片流体出口的绝对速度 很大,此时增加的压头主要是动压头,静压头反而比后弯叶片小。动压头虽然可以通过蜗壳部分地转化为静压头,但由于 大,液体在泵壳内产生的冲击剧烈得多,转换时的能量损失大为增加,效率低。故为获得较多的能量利用率,离心泵总是采用后弯叶片( )。) b! \ m% p+ H
(5)液体密度 对理论压头的影响
$ t$ s @4 s7 Z8 {& Z( A- ~从式(2-15)或(2-18)均可看出 与 无关,也就是说被输送液体 变,在其他条件不变时 不变。
" w+ H6 Q$ {& ]
& W: W1 X: J7 l5 J2离心泵的特性曲线
8 v& ]1 M" z6 C* A(1)泵的有效功率 和效率 液体从泵中实际得到的功率称为有效功率 电动机给予泵轴的功率称为轴功率 。泵在运转过程中由于存在种种原因导致机械能损失,使得 , 之比称为泵的效率 轴功率 D3 q. z8 T. R8 ~
解题指南及大多数教材轴功率 用N、有效功率 用 表示,解题指南P174或式(11-2)及下方一段内容,考虑各种损失后实际压头 与实际流量 的关系见图1。 关系影响因素众多,只能靠实验测定。 m/ Z. Y. ]( Z% G
(2)离心泵的特性曲线& h7 n6 {- C4 N# p
由于离心泵的种类很多,前述各种泵内损失难以估计,使得离心泵的实际特性曲线关系 、 、 只能靠实验测定,在泵出厂时列于产品样本中以供参考。. t2 Y$ G" b, |' n3 Z/ ?
实验测出的特性曲线如图所示,图中有三条曲线,在图左上角应标明泵的型号(如4B20)及转速 ,说明该图特性曲线是指该型号泵在指定转速下的特性曲线,若泵的型号或转速不同,则特性曲线将不同。借助离心泵的特性曲线可以较完整地了解一台离心泵的性能,供合理选用和指导操作。' Y- C& a8 ?* b; G j
由图可见:8 [$ ~( ]( [5 z3 Z! w: a
① 一般离心泵扬程 随流量 的增大而下降( 很小时可能例外)。当 =0时,由图可知 也只能达到一定数值,这是离心泵的一个重要特性;
+ t" O& v0 _1 c; s② 轴功率 随流量 增大而增加,当 时, 最小。这要求离心泵在启动时,应关闭泵的出口阀门,以减小启动功率,保护电动机免因超载而受损;
/ B! b+ G* V5 E% B③ 曲线有极值点(最大值),在此点下操作效率最高,能量损失最小。与此点对应的流量称为额定流量。泵的铭牌上即标注额定值,泵在管路上操作时,应在此点附近操作,一般不应低于92% 。
5 ]2 j: z: j a( y' [(3)液体密度 对特性曲线的影响$ w+ g* M8 h3 ]7 h# T& {
理论 与 无关,实际 与 也无关,但 有关理论 与 无关,实际 也与 无关。
) r- A3 X4 J9 m' S4 B$ m% T P392泵性能表上列出轴功率指输送 清水时的 ,所选泵用于输送 比水大的液体应先核算 ,若 表中的电机功率,应更换功率大的电机,否则电机会烧坏。0 w3 D. l/ b% {' u! R
(4)液体粘度 对特性曲线的影响- a& E1 @+ P# ~- N0 V4 h
( 的幅度超过 的幅度, )。泵厂家提供的特性曲线是用清水测定的,若实际输送液体 比清水 大得较多。特性曲线将有所变化,应校正后再用,其他书有介绍校正方法。
: w2 B6 J/ H1 L+ g(5)转速n对特性曲线的影响
0 R, y* Z5 a6 t. [泵的特性曲线是在一定转速下测得,实际使用时会遇到n改变的情况,若n变化<20%,可认为液体离开叶轮时的速度三角形相似, 不变,泵的效率不变(等效率).
% x+ a& z% X! B. m% U(6)叶轮直径 对特性曲线的影响
# Q3 x) h! a! t/ L$ i* A泵的特性曲线是针对某一型号的泵( 一定),一个过大的泵,若将其叶轮略加切削而使直径变小,可以减低 和 而节省 。9 o9 p! ?1 n4 i8 F! p$ M/ L
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