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1 离心泵的工作原理
. ?1 r1 {! _- i' U9 X8 l0 I(1)离心泵的主要构件——叶轮和蜗壳
' ~' R8 k$ t& _8 k8 E(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
- d( P$ x& s4 {# P G% Z& n (2-15), ?0 |- {' L) X9 s2 z
(3)流量对理论压头的影响/ k% ]3 _ a* V* K
(2-18)& c: D+ i% m4 h. A; ~$ K8 T4 t- h
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(4)叶片形状对理论压头的影响9 T5 A4 o9 }* A; {
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。5 d# s1 n5 V) T" V' v
① 径向叶片, = , =0, = 与 无关。
2 u1 \- P" A C2 ^3 D② 后弯叶片,
! C5 g' e, m1 q, N③ 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:8 ]5 H9 A. ^/ l4 H* D& Q/ L# u
=位头( )+静压头( )+动压头( )
' }' a: G$ E3 E& z0 y* 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( )。
; ?9 T ~+ x" h- I( P' \8 r2 e+ L(5)液体密度 对理论压头的影响* D9 O3 _8 v- d3 `7 [" d& _6 ~
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。( `/ j* c! `( ]
" c* T1 `" }% {- C' |# |/ s2 A% X' z2离心泵的特性曲线
5 g# b1 C; t& M(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 1 B+ c. T& x$ p- G' l$ A
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。
6 {+ z, r! ?! v(2)离心泵的特性曲线$ A1 ^" B& h# q3 p }- |+ a
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。( R9 d7 B+ j! f3 Z3 m
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。
m4 \& V/ M- e8 n5 c! ?$ |由图可见:/ m1 Z! n& Q) {$ F) c, E; v$ _
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;! E. m) _8 m6 } X
② 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;
' t R& Y& t. W4 ], y, s③ 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 C k2 ~( O5 {4 E) J. N. B. N' g(3)液体密度 对特性曲线的影响
T! s& L' X) t9 }) N! H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。2 @: n4 k2 X. q% L5 J
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。7 F3 z* p$ E( a6 v. d/ s4 |
(4)液体粘度 对特性曲线的影响. e7 J! E4 B( [2 t+ ^$ ]7 B
( 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。
# @/ |8 o" U5 j0 S(5)转速n对特性曲线的影响" J) S9 m5 l& ~. ?$ ]
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).5 v5 Y5 }4 P3 K5 \8 c) C
(6)叶轮直径 对特性曲线的影响- ^$ U0 b$ s+ F+ z8 R) V" w
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 。
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