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1 离心泵的工作原理
0 F0 g* o( {2 Z(1)离心泵的主要构件——叶轮和蜗壳
9 }& y1 s! d9 F/ ](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 L& t% V1 v$ R* w) I5 g (2-15)
2 O% }$ k% Y. K+ H(3)流量对理论压头的影响: M2 v! q9 ?% N+ A- ~" i9 P* Q
(2-18)
0 D: a+ y9 u$ i' s$ j+ L" p
9 U5 }5 h, U7 z3 I, B(4)叶片形状对理论压头的影响
$ M: I; z a* s- l7 w+ n% X& ?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。
! ]$ ~ q+ O5 H i5 C4 U① 径向叶片, = , =0, = 与 无关。
$ v% B5 Z! n5 M$ @② 后弯叶片, 5 g" ~. l. @$ C& t
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:
6 @' F; C" M0 B1 \6 F1 }1 }=位头( )+静压头( )+动压头( )7 A3 Q- f% o l6 o6 R0 ]
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( )。
/ ?; O( l' ?9 u; G3 I(5)液体密度 对理论压头的影响* `6 f x% H0 }; ^0 X* k5 j5 v$ G3 K
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。0 G% _* ^$ A$ Y$ i1 M+ L
8 b- ?$ q4 b. P) N2离心泵的特性曲线
, V3 [' @ L6 J3 s, b0 S% d+ G(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
" F/ K9 `# u4 t' W6 b; Z; M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。
; Z9 X: O# r* p* g(2)离心泵的特性曲线
9 ? O- S& ^" ]* z& x, K$ D8 \/ S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。/ s0 e( f# ]. V: @- k7 j
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。+ d7 y# |8 U6 {' x8 Z: r) Z
由图可见:
/ ~& T+ F' T" E① 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;6 }- F9 L' K/ O/ W) \" O* [
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;
N( W6 X2 ~* a; S; f③ 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% 。
. D5 u" @9 z1 Z(3)液体密度 对特性曲线的影响
+ t$ n' f4 W, Q2 P2 k7 W0 @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。% z" W0 O8 n) A8 }& }* P3 q$ K8 M
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。& i- t$ T3 Y6 o' Q& Y
(4)液体粘度 对特性曲线的影响
" J7 ~2 \1 m& w: \3 `2 R8 C ( 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。
2 N7 g6 ~2 V9 q$ v8 X(5)转速n对特性曲线的影响
- I1 ^. u, Y& R+ a' T3 X- O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).
* @7 _# Z+ W! L9 Y1 K% T% p, |' j(6)叶轮直径 对特性曲线的影响4 Y9 N6 H) d/ M! D
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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