3.离心泵设计——方法

1、1、理论扬程的计算< 2-S)日T 05=-t CO )在无预旋情况下：八.-(.，.)2£2£XV呃厂1uib>2£®2-6有限叶片的影响町-相对迪度的倔离；b> -南限刑充假叶片远鉤情况对比叶片数为无穷多时的理论扬程及rg和有限叶片时的理论扬 程及丁的差，目前还没有精确的计算方法，常用F列经验公式计算，2£2£其中2呼諾片式中 *经验系数.可以用下式计算19= (0.55-0.68)+0.亦讪船值一股在081左右，叶片数坐取大值pZ 叶轮叶片数'心一叶轮出口半径麥n时片入口半径。在具体计算中，在已知叶轮几

2、何參数.流蜃和转逮 的悄况 下.可求出Hr,进而求出H卄(2 )如舉知道一台京的转速和叶轮宜径，则利用离心慕基. 卑方程式可以估算该泵产生的扬程是多少。因为在一般 情况下匕公式(2-7)可改写为2£2、离心泵基本公式的推导Si用动盘矩定理推导鳥心泵基本方程式，旗点累动St矩定画梢用质点系对于某一轴线的动萤矩对时间的 变字, 竽于作用于邃烦点系上的外力矩，其表达式为A1式中M作用于质点瑕上的外力矩,M一衽禺时间内质点系对于轴线动想矩的变化$少 瞬时时间；动債矩对时问的变率.把动越矩迟理应用于渕心泵叶轮中的液悴*如图2-7所示.用一块液 休来作为所讨论的质点系。这块液休除被吋轮前*后盖板

3、包困帰，还校设 殊的崩近叶片的两个磴转I . I所包围°图2 7囚动趨矩定翌推导离心泵基本方褪式经过时后，这块議体运动到IJ 的（£»,棟应地，这块蔽休对 于泵牺的动承拒的变化墳兄两个位置劫册矩之差*ziLssZ-j tx, - Lt tt式中 ru初始位蛍的动屣矩，是I 面和11面所包含液体动就矩之和Ll n =兀r j，+ St山5经皿时简后的勃暈矩，热I 面和I囱所包倉的瓶怵动就矩之和*卞+ 5（寸由此，动環矩的变化霰为*也匕垢 L f所也，计鼻所讨论的液体在时絢内动金甫变化量的问邸*毎嵐了曲 躺计KU I '面和I I '面航包含液体动竜矩

4、的问题a I I '面和I I #面所毎 含液伸的体积，可以分别用在少时问内通过I. 1两个艇转面的液体体积来计翼并都導于少厶。相应地，南块逋休的质用分别等于QfAiP,贰中戸 为液体曲度。这两块液体的动量矩分别为】匸和 “Pm P ro£ rt£rr r / = （/ 卩 *丄 j式中 "一叶轮出口边半住上5 叶轮入口边半槿。Jj此可也*=QSrUi rl>式中M叶片作用在液体上的外力矩。 外力矩M在单位时间内作的功*叫二皿3这个功应该等于单位时问内叶轮所传递的能虽,即.3 M JIT Qr t由此可得&M 二 切 Q r QfP （仇2尸

5、2了讥J 所以上式可改写为，(匕2“2VH1 5)3、离心泵能量损失(1)机械损失：泵的轴封及叶轮圆盘摩擦损失所消耗的功率。1轴封利械承厚擦搠失推荐用下列经验公式计算轴封和紬承晴掠损失功率AR I千 瓦).AN = (0.010,03； Z(2- 10)功率天的泵取AJV-0.01t功李小的泵取比何二0.恥讯成更 李一些柱需要较准确地确定铀對和轴承障撫拗失功率时*可使 聚内不充水腐定泵在空转时庚觸託的功率此功率即为轴封和 轴承辱擦换失功嚼*缜恻盘摩擦掴失离心泵叶轮在充满液休的杀体内旋转时令叶轮外衣商与戕休 有摩擦拯失口因最初圈罡这那分掴失时常借用圆盘进行试验*故 常把这种损失称为圆盘糜擦损失“

6、園盘瞬擦掴失比较大*在机械搦失中占主要贱井+尤其是对 申、低比转数的离心現圆盘麻撩损失更加重親“由圏2-& W 以看出、对离出转数的离心泉*圖盘厚攥损失所占的比重较小卜 而在低比转敷时，圆盘靡擦根失急剧増加*当比转数碍M 30时， 岡盘障擦扭輿增大刘搂近于有救功率的30呀。S 3 -B 圆熬摩撩损失与比转甑叫的关弟山町-画虐疔握损先话率更响圖盘摩擦拥先功率大小的因素比较多，对-股整体铸适 町轮，推祚用下式近他地计算風盘摩掠损失功率也川町(千瓦) an-; = o,»ax 10-*7«1-1fj Q fl=x 10'-,a7iD =21«6(2-11

7、5总的机械损失功藻小訥轴封和抽承摩擦损失功率心N写叶 轮画盘療擦损失功率山和，A2Vm = AAT+可且用机戒效耶帀%来表示机械损失的大小，机械效寧就足 原动枷传给泵的功率经机械就失后砌余的功率与原动机楼蛤菜的 功率之比，即；(2-12)建二 ajvJ 行- N泵的兹昭较耒诲漆时脂握KIS4SS1 ）从趙式 2 -11）可看出，叶轮園盘躱撩扬失功率 忆r的大小与转速三次方血正出，与呼轮外径的五次方成正比。 叶轮外径就大*圆盘摩挟捆失掘越大。试验表朗*圆盘摩按损失 是便低比转數离心泵效率降低的主要M0o因比，在泵转速和流 捷不变的情宛下,用增大叶轮外段的办弦来提高单级扬程伴随而 来的是圆盘蟹擦扳

8、先急遠増大n2）从徙式2-111可以看出，圆盘摩擦损失与转速的三 次方成止出，但这仅是一方面另"方血*对给定的扬程，泵转 遵增加后.叶轮直径相应地诚少（可以认为泵转逋堪大一借，叶 轮外径减水一半八而叶轮外径减小后，圆盘療擦损失成五次方 比例地下降。所以，对给定的扬程*吗心泵絲速増加启， 擦抠失不一定増加，而且有可館减小，这也是泵逐晰提（ft转連的 因素之一“（3）罰羟摩掠扭失AU,的大小IE与吋轮孟板，泵怵内樂的 捷面齟權度有关，降低程而粗槌度可（U减®叶轮闖盘摩捲损失， 试软表明i3）钵轶泵休的齟糙表面涂滝后*5叶轮盖板和泵祐粗糙面用W 轮磨光启,泵效唄可提葛24歸*（4

9、 叶轮圆盘辱擦册尖功率 比山税还写叶耗和泵侔间的侧嚥大小有 关，如閏2-9“对一般高心张来说" 在旳码=25%范曲内时，叶轮岡 盘聲撫费失是比较小的.（5）若结构设廿得合理.叶轮 圖盛啤按拯失功率可以回收一那分” 如圉蛊TO所示'町为闭式泵腔，液 悴摺卒上在泉腔内循环脈貓匸仍 为圏2 -10 开式慕瞪与闭式泵腔的比较s -同式绥腔iby e幵式泵腔“c -叶轮IM盘摩據服典功覃的同收开式泵腔，液体可以由泵腔谎入压出牽°由图2-10）可知，开 式泵腔能回收一部分能量，故开式泵腔的敕率校闭式泵腔能路有 握高"（2）容积损失1 容积损光孙类（1）在叶轮入门的地方

10、”在叶 轮与泵体问有一个很小的应描间眩" 由于泵脖内前压力较叶轮入口处为禺，所以有小股液阵通过密封间諒从叶轮出口瓏回叶轮Aud 叶轮盘这部分涨体作的功段有被有效地利用，面掴耗于克服密封 阖晾的PH力通常，辄这輻分聽蛊拗罠劭为密封环泄關的失.可用水力学中的舍式計算西坯错封环处的泄週戲笳CV &）1<2-13)武中 吒。能封环闻隙环形过流面襯C米少帝封环闻跟平均貢径©米1'曲封环间隙的宽度£米）I密封环问諫的诡速卓数*密甥环间障的國角系数，可按表2-3诱封环御晾的烬擦耒敢、一散可欤入=04 密封环问隙长度.密對环间晾阿端压差I米液拄人 3 -60

11、150 时，円屮亍当叫"80250时舅屮863円&由公式（2-18）和*为了琨出蔽体泄陳秋齐彥烦先紂道叶岭卑望4士工亠叨绍吐斗K +轮廨封环间腺&和密封环長度仁一般离右泵的密封环间隙占可轴性猥捧或有罔体鞭就裁体的範辭封环间懐应较奢A 1中之 总考表2- 1选取，耐离蚀泵、油泵、液T*录啧泵和其他输送 骗扎 密封环间原长度！可粮番具体驚构确益«2-1密封环的间障（毫米更対环名义亶径名覽尺寸 伽差数孔公建1D4轴益菱1总间趾半径方向间观允许值最小I-大50 80| 0.30+ 0.060-0,0800»300S42D> 80)200,304-0.

12、070-fl*07Q0.3QG10.440OQGQ 話>130UQS35+ 0 3。1 1-0心。0.3500.5 00*"皿4>ibo*ieoQUOQ暗 080iQ.40QL .Q*56C008048r>180-22&10M5*0阳0-0,09040,4500-6300-090-54>220 260Q出0+ 0,090-0*090O«5G00/80Qlg叭58>260-2900.50+ 0.10C-0-1000.5000.7000.10 C.60>2BO*>320Q.55+ 0.100-0.1001：0.&&

13、;Q0,7300*10 托 4>320360.0.60oaoo-0-1000>6000忌心0-120-&B>3旳4J00«65+ 0U2Q-0*120a + 6500.890I0* 13C.76>4304700-70+ 0120-0.1200«70Q-0.940>470 *-5000.75+ 0*120一 C.1Z00.7LO0*9900*15 6*841>506300«80+ G.140 '-0U40D.«001.08010.1602>fi30710C.90+ 0.150-0.1500.90Q1

14、*2000-1S1-02>710* BOO1<00+ 0.150*0H501,0001.300 i0.201.10>eooaoo1*00 |4Q. 170-0.1701«000L30 I（注：公式2-13的推导）液体流过间隙后.有阴力损失（即间K（两端压差o那么.这个损失发生在什么地方呢？从水力学中可知.液体流入冏陳时，有入口收縮 损失，入口收縮损失£i C米液柱的大小可用下式计算£=05卩石图2-21间障处的损失式中 口液体流过间感的速度 （米/秒）9圆角系数，与间訣圆 角R和宽度的比值 有关录如图2-21所旅。 鬪角系数矽越大，间魏泄漏挝失粗

15、少c因此，番宝e值越大進好。卩值可按衣 2-3选取。麦2 7间隙的ID角系数R00.020.0491>000.72Q.S2液体庄间療内流动时有沿程原擦损失，间隙沿程摩擦摄欠& （木液柱） 可用下式表示，对于一般密封间隙,亦士喜值可取2"对于一般密封间隙,亦士喜值可取2"式中 a摩擦阻力系数，一般可取A = 0.04iI密封间隙长度（米*密封间隙宽度（米）。洗体流出间隙时有出口损失，间隙出口淡失為米液柱）可用下式计 算*对于一般密封间隙,亦士喜值可取2"何聚两端的压力差dH_ （米应等于上述三项损失之和| 4丹0=£1 十 £%+

16、&U " 59 4辛 + I 哙从上式可以求出液体流经需封间隙处的連度，（米/秒i1十059 +冷：密封间隙过流面积为小4 故流经密封间隙的泄漏杲“为.对于一般密封间隙,亦士喜值可取2"对于一般密封间隙,亦士喜值可取2"Vi + °5k 冷-X/2gAH对于一般密封间隙,亦士喜值可取2"(7-14) 2）在一般离占泵中都有平衡轴向力的机构，如平襯孔 图2-11）初平衡盘® 2-12）筹。有一部分液评虽然从叶轮 获得了能駐，但未被有 效地和用，面消耗于克 服通过平飯机构时的阻 力,这些能港损失也属 于容积损失。关于通过 零级泵平

17、衡盘的液体琵 漏昼的计算穆在第七章 中讨论乜关于通过平衡孔的泄漏量可近似地按 ffl 2-13帶平斷盘的参级泵的容枳泄掛 公式（2-13）计算， 由于平衢扎的序在一般将僮杀效率降低3召（6计算平衡盘的泄漏蚩7 （米少秒t式中灵卩单位为米$Y戒休重度（公斤/厘米鼻卄R彥力加速度（9冷1米/秒少$P«P（P_PO）_（P-P&）为径向间隙两端压差（公斤/厘 米兮。（注：7-14式的推导）由一般水力学可知.在一定的压力下流经短管的流壇*式中F孔口面积P1孔口 1&的压力*F a孔口后的压力¥M浇量系敕，可用下式表示：j + i一股取計=0.两，其关于曲式的推导请参

18、雋鏘二章第四节公式213的附注" 式中畐一入口损失垂敦，对平斷建径向间障来说， 中響为圆肃系數,可按表A3选取；欝一沿程损失系数.对平衡盘径向间隙来说,可写为学r其中A为岸按阴力累数.一般取久=00新 出口损失系对平衡盘径向间陳来饶. 如果取3 = 0.5,则腐平術盘来说，泄漏童Q为.切2此式即为公式（14人图2 73分段式多级泵级间隔板处的泄漏AN =102另外，在多级泵中，除了有上述两类属于容积损失的间隙泄漏外，还有不属于容积损失的间 諒泄漏°在多级泵中一般都有级 间隔板，由于级间隔板前后的液 体压力不等，所以有一部分液体 经级间隔板间隙流回前级叶轮的 侧隙，如图2-1

19、3所示。级间间 隙的泄漏液体，流经叶轮与导叶 间的测隙后，与叶轮流出的液体 混合，经导叶和反导叶.又经级 间间床流回怖级叶轮的测隙，如 此循环。由于这部分液体不经过 叶轮，不影响泵的流展.所以这 部分能邑损失不属于容积损失。 由于有级间泄漏存在.损失了一部分功奉，同时使叶轮侧陳内的圆盘摩擦损失增加，所以影响泵 的总效率。可以用下式计算级间泄漏所损耗的功率千瓦）,式中 皿级间间隙”两端的压力差（米液柱卄%流经级间间隙的辅宣，可按公式（2-13）计 算（米8/秒）。可以用容积效率m（%来表示容积损失的大小。容积效率 为经容积损失后的功率与未经容积损失前的功率之比，即*(0 + <7)WrY(

20、2-14)容积效率的大小与泵的结构形式及比转数有关.一般来 说，在吸入口径相等的情况下，比转数大的泵.容积效率比较 亦 在比转数相同的情況下流量大的泵，容积效率也比较高。在 刚开始设计时，因各部分尺寸还没有确定，因此无法计算泵的容 积效率。此时，可根据泵的比转数、结构形式和流量大小参考 图2-15选取泵的容积效率e，在泵的结构和各部位尺寸确定后. 再进行详细的计算。102-15爲心舉的容租效率（3）水力损失：1水力损失的纽成（1 ）液体在泵吸入室内有沿程摩擦损失有时还育冲击损 失C注一般情况下T我体存吸入察内的流速是不大的，故在吸入 宝内水力损失也出较出，一般?S少苇虑.C 2）夜体崔叶轮内的

21、沿程摩擦损失与液体相对速度的乎方戎正比°蔽体在进入叶轮叶片图278 叶片入口的冲击損先时，液体运动速度的大小发生变 化.而且液体运动另向也£叶片 方向不完经一致，所以有冲击损 失和旋涡损失，如图2-18所示. 离心泵在偏离设计工况工作时， 由于腋流方向与叶片方向偏离史 大，所以损欠也就更多。此外， 液体流出叶轮时还有出口损失， 出口损失一般是比较小的，可£不计。<3>液体在压出室的水力损失包括沿程窣擦损失，在压出 室的入口、扩散段.转弯处的冲击损失和旋涡扭失,以及出口损 失竽。由于披体在压出室屮流理较高，水力拥失较人.故往往因 压出室设计不当而使泉的水

22、力损失剧増。有人曾用比转数6= 90的分段式多级泵中的一级化为棋裂， 进行水力揣失分析，用试脸的方法测得图279所示过流部件各部 位水力损失的大小.列于衣2-2。2水力效率可以用水力效率 «%)来表示水力损失的大小。水力效率 越是馬心泵经水刀攔失唇的功率叽 与未经水力狈失前的功 噺 的 比值*<2-15)0=2"丁-圣0- unA= 丫曲 =F式中 SAH 各水力部件水力损失之和胞心泵理论扬稈与有 效扬程之差，即为水力部件的水力损失。迄今为止，还个能用计算的方法精确地确定各水力部件的水 力损失SAHt特別展非设计工况的水力现象更加复杂。因此.般均用试脸的方法，问接地求

23、出水力效寧。用试脸的方法町以得出泵的总效耶然话，用试脸或计舜 的办法求出泵的机械效牢T1*和容积效率陷。它们的关系式如下，水力效率町从下式求得,在JT始设计时，一般是根堀亲的比轻数.结构形式和泉的大 小，参考图2-20估计泵的总效耶进行设计计算。焚设汁出貝有高水力效邱的离心泵，应注意下列何越，(1)液休在过流部件各部位的速度夫小耍磺定得合理，而 且炎化要平缓。2)避免在流道内出现死水区。(3)合理选择各过流部件的入、出口角度，以减少冲击损 失，(4 )趙免在流道内存在尖角.突然转穹戒扩散。(5)流道表则应尽量光浦，不允许有牯砂、飞边、毛朝等 傳造缺陷存在。图2-20 离心泉的总效甲4、离心泵性

24、能曲线Hr光 8_£(2-16)式中匚一叶轮有敢出口面税七100卸 080V1000Q余/旳2-22 离心束的性解曲线F7Q罔沪站衍时児性能曲蜒葩瘵晌S2-24 DmfllS对飛性龍曲线的影响%耐対聚性議朋纯的戲响1巧级对!杜能曲级的密呐常见的几种性能曲线fil»|2 U7 京性能曲绘的形状幻厂平坦的性BU曲営b 耐'陡降的性储曲纯O-有騎髀的逢抽曲唸三.常见的几种离心泵性能AM丄平坦的性能曲线图2-27中，司为平坦的性能 曲线，这种性能曲线适用于滦量 调节范圃较大，而压力要求变化 较小的系统中"例如，对需要用 调爭阀调书谎量.而又搭须维持 一定液面或一定

25、压力的系统中如鵲炉），采用具有平坦性赭曲线的泵，町以注一定范围内起 到自功雏持揪血和血力的作用。2 陡降的性能曲绒图2-2了中，b是陡障的性船拙线，这种性能曲线适用丁在流 童变化不大时要求庄头变牝较大的系统中，或在压头科波动时， 要求潦最变化不大的系统中.例如*九输送纤维浆液前粟统中. 拘了逼矩在流速减慢吋纤潍浆掖在管道中堵塞，也就是希望无论 管路系统中的阻力增大参少，而流速（流量）变化不大*因此， 用具育陆降件能曲线的泵比较A3.3 有驼峰的性能曲线12-27中，©为有驼蜂前性能曲线。具有这神性能曲线的泵 在运行中可聒出现不稳寇工况。例如，ffl2-28中所示的性船曲线广与装置待性

26、曲线占交于一点图茫-新不稳足工况 卫-有酰峰的性熊帕终F 於-喪負怦性贞线* 町-乎坦荒性船曲溟泵运行工况点由慕性能胸线与 谡置捋性曲绞交点确宦,这是 泵稳运的运行工况点.但图2-餉 中有驼峰的性能曲经巧却与装 宙將性曲线占交丁两个点便亲 处于不稳定工况，影响泉的安全 送行亠因此，对有驼峰的性能由I a, 一觥规定工作点扬程必須小 于关死扬程（即小干流量等干零 时的扬程人以免泵左不稳定工 况运行目前，常采用以下办法 来消除性能曲线中的驼峰：消除性能曲线驼峰的方法:（1 ）从图2-26中可以看出，用减少叶片岀口安放榕内的方 法，可以得到平坦下降的性能曲线但是，这个条件并不充分， 还有其它因素对泵

27、性船曲縊形状有很大的影响，如叶片数、叶片 形状、叶片入口安放珀从和出口安放吊爲之间的比洌等。经躺表 明，用图A丹中的曲线来迭择叶片出口安放角比和叶片数Z可以因2-3C顶旋对象性能曲找的形晌6-导叶出口角为旳$0)甘叶出口角为6(r图220泵件能肋线稳定的条件 丹。-关死扬稅,(2)使进入叶轮的液体有预錠，即在液体迸入叶片时的 乙A 0 ,这样可以促使获得完全下降的性能曲线。图2-30所示为多级泵中的反屜叶出口角曲90° 改为60°时，泉性能曲线的变化 悄况。由图中可见，液休有预旋 石，泵的大流虽区域性能曲线下 降，具有半螺旋形吸入窒的泵， 液体在进入叶轮时也有预旋，故 泉的

28、性髓曲线也有同样的现象e 虽然技体有預旋帯能促使获 得完全下降的性能曲线，但由公 式(2-6)可知，由于卩氓0,泵的扬程减少了，在设计计算时必须给以应有的注意"<3 )泵压出室(包拆涡室和0叶的入口面积不但够响关 死扬程的大小，而且影响泵性超曲线的形状。图2-31和图2-32分 别表示导叶喉部面积和涡室第W断面面积对泵性能曲我的形响。曲因中巧以荷出，压出室闻 积减少'可便泵的关死扬程略 有提高，使性能曲线变瞧， 并便最佳丁况点向小流遐:方 向移动,增大压出室面积能 使关死扬程略微降低，性能 曲线平坦，最佳工祝点向大 流最方向林功。应该招出， 过分地增大或缩小压出室入图2

29、 31导叶喙邻廊积对奈性能曲 线的够响口面积都要引起泵效率的降低。ES2Y2涡室第M断面面枳对泵性能曲线的忌响5、离心泵相似理论X流St关系泵的流罐叮用下式表示=代。血（:严利m犬中珂叶轮出口有救过流面积米6%叶轮出口排祈系数（ifM第五章第二节儿 两合相似泵的流戢关系可用下式表示*<?m -乳耳亠和疗订話）严宙于两作泵是相似的.所以* , -并假设gp = E枷由于在相似上况运行，故必然运动相似，所以，故公瓦AM可写为*V刑'nJ 叫引十(2-20>氐扬程关系曲公J：（2-I5）fej, S的扬程可JH下式表示土 Hf ib所Ub两伶相似泵的扬程关系可用下式表示 由于两合

30、录运劫相佩，必然満足下列条件*C2-S1J3功率关垂 由公朮【A3知,102rT且q a帕口由我入上或町得两合相似泵的功率关耳式,将公式2-20) 1式(2-21代入上式，得N_Y 已 “EE Y- g 公式2 20), (2-2L). 2-32)就是两台相似泵在相似工况下 站数久耳和“之间的关系。当灾型泵勺模塑泵的尺晋比例相羞不氏大时，为了筍化问題 起见，可以认均模型泉与实型泵的敷率相锌，即引哪牡可 TL和引叶=%”，于垦可弭&'i*_V _%(2-22)mpmrrf r 1 rp- f D 7 Irn 1(%®H、/ A J7Tft马 11 j 丫6比转速:

31、9;啓'Y*p<2-23)<2 24)(2-25)(2-26叫" %皿_鼻_ 心_厲"C2-26)两端平方，并将公式(2-27)两端丈方后相除， 开四次芳可得两台相似的泵将和相似工况下的性能處數论入舍式(2-2S) 计算阻来的数值是相同的。通常把这亍数值称为离心泵的比转数, 以叫左示*J- »Z p33舟J H联"<2-27)将公式 消夫。(2-28)叫冇这样的性贞，对-系列几何村似的泵.在相似T.况下的 叫值郡相等.所以，就可以用晟佳工况的 1S作列这一系列几何 相似泵的韓征数，或者说判别数比转數的概念最初在水轮机中应用，为了

32、使离心泵的比转数 与水轮机的比转数一致，经单位换算后，痔(2-29)R 65«i/Q冬=阿 显然，巴_ 3餡叫，巧利J住本战匕没右区别，貝是在数直匕忙曲 3.65fft而已“离心慕上习惯用吟表示比转数"从上述推爭可以得如T结论：比转数T是从栢似理论申引出 的一个踪合性参数，它说明了相似泵的2间的关系*梱似的 泵在相似工况下，比转数相等，但同一借泵在不同工况下的比转 数竹并不柿竽，如图3-35所耶“通常只用最隹丄况点的叫来代表 嬴列JT励和似晴泵亠2双吸泵的计算双吸泵实际上是将两台单吸泉装在一起，并联工作，故双吸 泵的比转数应按下式i+W：3.65 刀叭=(2-30)3多级泵

33、的计算多级泵实际上是将儿台单级泵装在一忌，申联工作，故多级 泵的比转数应按下式汁算，(2-31)3.65/K/不L = 式中i一多级泵的级数。1利用比转数对叶轮进行分类比转数的大小与叶轮形状和泵性能曲线形状有密切关系。 出转数确定后，叶轮形状和性能曲线形状就大致地确定了，如表 2-4所示。比转数越小，叶轮流道相对地越细长，DJD蕊越大， 性能曲线比较平坦爰随着比转数逐渐增犬，叶轮流道相对地越 来越宽，2/厂。值就越来越小，性能曲线也就越来越陡$当比转 数叫大到一定数值后，叶轮出口边就倾斜了，成了混流泵，性能 曲线开始出现“5形曲线",如果比转数继续增大，当D厂D。, 就成了轴流泵，此

34、时性能曲线更陡，“S形曲线”也越严重。由于泵的比转数与叶轮形状有关，所以泵的各种损失和离心 泵的总效率均与比转数有关，详见*章第四节。2 比转数是編制离心泵系列的基础在编制鶴心泵系列时，适当地选择流垂、扬程初转速尊的组 合，戯可以使比转数在型谱图上均匀地分布，如图2-37翫示。如 杲以比转数为基础来安排离心泵系列，就可以大大地域少水力 模型的数目，这对设计制造部门来说，就可大量节约人力物力。W2-X7 榇疝翼圳中的出箱舲51的类空比转飯吗叶伦形状尺寸比丧2 - 4 ttttK与叶曲关来低比饕数30 0.V80心泵中比转数80<«m<150混沆聂轴流泉3O0<

35、7;a<5Qi)1500 5. <100。髙It转数lS0<t>5<3Q0入口处迢曲T-扭曲叶片出口处咗住形«N性能曲紈形状4匕疔片形状,IB拄形冇片Q-N1«1然曲叶片渋鼠-扬桎畸蜕转点关死杨固为设计工况的113倍.扬胃 附流星臧少而增ftn 交化比较缓慢次死扬禅为讼 计工已的1>6 LS估丙在 随流凤成少而爻死扬科为设 卄工况的2借 左S取稅随 流咸少而急 床上升.又急 逵F降说量-功率A关死点功申较小.轴功型師流屋君如而上流总变劲时轴 功率炎化校少关死点功率用 大，设计工况 附竝变化比较 少，以质轴功 卒爲流盘増大 而下降流燉效 宝

36、曲线特比较平坦比辅淹泉平坦急速上刃后又 急殛下降6、汽蚀及安装高程50a*50* 1Q0+ LEO2 *u glkQJf对一般中小型卧式离心泵来说，泵轴心钱距液面的垂直高度 叫几何吸上高度，或称几何安較高度，以行表示，An fa3-4所示点例如，用离心泵抽水的假设离心泵吸入口处为绝对真空.管 路阻力为零，菠面压力为一个标准大气压，则水能沿吸入管路上 升1033米c但泵吸入口处是不可能达到绝对真空的，艸叶轮吸入 口处的压力接近水的汽化压力时，就会发生汽谀而吸不上水来。 另外.吸入管路还有一定的阻力。所以，离心泵抽水时的几何吸 上高度是不可能达到10.33米的。取图3-4中液面任一点。与水聚吸入口

37、 4"斯面列出单位重星 液体能战关系：Z° +10%Yr2io</> 4 J (3-1)式中Zz液面和泵轴的几何标离（米3、P,液面和泵吸入口的医力公斤/厘米J Vo.匕一液面和泵吸入口的平均速度（米/抄卄 U 吸入俘路水力损失（米液柱）丫液体重变（公斤/*”o在一般情况下，肌是较小的，可以略夫不计，面水泵几何安装离度故由上式町知水泉吸入口的静压为(3-2)低r人气庄的庄力，一般用貞空度表刀礼 如果作用在液面上的压 力F。就是大气压匕，则泵入口处的吸上真空度（或称吸上真空高 度H,为,H =104匕 _ "化'YY(A3由此可知.泵入口处的吸匕

38、真空度7不仅与水泵几何安裝鬲 度有关，而且还与吸入口的流速、吸入管路水力损失及液面压 力有关。山公式（3-3可以看出，如果泵在某个流量卜运转，则#项是定值，而诗路水力损失几项也几乎足个定值，则吸上貞 空度码随着几何安裝高度的増加而逐渐増大。当几何安装為岌 增大至某一数值后，泵就因汽蚀面不能工作，对应于这一工况的 吸上真空度叫最大吸上真空度，以表示。目前，最大吸上 真空度只能靠试验求出°为了保证离心泵运行时不发生汽 谀，同时又有尽可能大的吸上貞空度，我国机琢（JB103457,JB1040 67）规定留09米的安全量，即将试脸笹出的滅去 03米作为允许最大吸上真空度，成称允许吸上克空度

39、，以 表示，= H, “-0.3.离心慕在运行时，泵入口处的克空度不应该超过水泵样本上 规定的"值。安装水泵时，应该根据水泵样本上规定的0值 来计算水泵几何安装高庚曰当水池液面为标准大气压时，由公 式（3-3可得*C%= HJ -（孕-十 Z ）<3-4）在离心泵的工作范围内，允许吸上真空度是随流母变化 的，如图3-5。一般来说，随着流量的增加，HJ足下降的。所以,ffl3-5 Q与二1的关系曲鏡在决定水泵的允许安装 禺皮CHR时，应按离心 泵运转时可能出现的最 大流屋所对应的HJ 米进行计算，以保证离 心菜A大流量工况卞运 行时不发生汽蚀。通常，在祥本上我 随泵附带的说明书匕

40、所 现定的HR值超在大气压为760念*水银拄,液体温度为常温（- 般是20X）的惜况下，以清水试脸得山的。如果泵便用地点的大 气压和液体温度与上述悄况不同，则应对样斗或说明书上的日） 用下式进行修正，1 O<p10 卜 4 一（3-5）比中（H/r 一修正麻的允许吸上氏空疫（米,RJ样木或说明书上给定的允许吸上真空度（米” 力离心泵使用地点的大气压，换算成为水柱高（米儿 有歧工厂根据具休条件规定安全傲为0.5米，即允许最大吸上頁空 曲于冷凝泵对吸上真空度有严格的耍求，故冷觀泉一般U试 捡得出 时 刀査接提供给用户或列入样本.由用户抿据貝休宿况硝总安装高燈八图沪晶 晦拔掛度斗大气IK的关系

41、大吒压是随海拔高度变牝的.如皋U知离心泵使用地点的海 喪馬度、则可由图求岀大气压*在從定大型泵的几何安 装禹度时，应按叶轮入口边 最高点与液面之间的距离来 若虑，4flffi3-7所示小圈3Y 大:型乘的几何安装髙度 町図直泵I 环-对立去泵汽蚀余量：水泵进口断面，单位重量的液体所具有的超过汽化压头的剩余能量。2. Ps Vs Pvh g 2g g第一项为水泵进口断面的绝对压头，m;第二项为水泵进口断面上的平均流速，m;第三项为泵输送水流水温下的汽化压头，m。 有效汽蚀余量（NPSHa或ha）：描述装置吸入条件对水泵汽蚀的影响，指水泵吸水装置给予泵 进口断面上的单位能量减去汽化压头后剩余的能量

42、，即吸水装置提供的汽蚀余量。是进口断面所 必须的汽蚀余量。 必须汽蚀余量（NPSHr或hr）：描述泵本身的抗汽蚀性能，指叶轮内最低点的压力正好等于所 输送水流水温下的汽化压力时的汽蚀余量。其实质是水泵进口处的水在到叶轮内压力最低点，压 力下降为汽化压力时的水头损失。泵进口并不是泵内压力最低的地方。水流从泵进口流进叶轮，能量开始增加之前，压力还要继续降低,这是因为：1、 从泵进口到叶轮进口， 流道过水面积一般是收缩的，流量一定时， 流速沿程升高，故压力相应降低2、在水流进入叶轮绕流叶片头部时，急骤转弯、流速增大，在叶片 背面k点处最为显著，造成 k点压力的急剧降低。以后因叶轮对水 流做功，使其增

43、加能量，压力逐渐升高3、 上述流速变化及水流从泵进口至k点的流程中，均伴有水力损失， 消耗部分能量，使水流的压力降低用能量方程研究水流从泵进口到k点处的能量平衡关系，可以清楚地认识必需汽&4丘旦亠垃井PS 2g pg 2g从1-1斷面到k点，列相对运动能方程pg 返 2g pg 2g 2g两式相加，并减去倉有(NPSH),(NPSHX(NPSH)r CNPSH)a -企PgA+2i_ APg 2g pg即:蚀余量的物理意义。下图是水流进入水泵后能量变化过程。可以看出，必需汽蚀余量又可定义为泵进口总能头和叶轮入口k点的压头差。这是泵汽蚀余量和装置汽蚀余量的关系式，称为汽蚀基本方程，也是鉴

44、别泵是否汽蚀的判别式。(NPSH)a =(NPSH)r泵内开始汽蚀(NPSH)a <(NPSH)r 严重汽蚀(NPSH)a >(NPSH)r 无汽蚀把水力损失用速度水头和损失系数的乘积表示，即 临界汽蚀余量是为了确定(NPSH)r而引入的。是指在汽蚀试验时，扬程或效率下降1 %时的汽蚀余量，用(NPSH)c 表示开始发生汽蚀的条件 (NPSH)c = (NPSH)r = (NPSH)a 允许汽蚀余量从泵运行安全计，留 0.3m或10%作为安全余量，得到允许汽蚀余量NPSH。即NPSH = (NPSH)c + 0.3泵在运行中不产生汽蚀的条件，是使有效汽蚀余量不小于允许汽蚀余量，即(

45、NPSH)a > NPSH注意，NPSH与(NPSH)r、(NPSH)c具有同样的性质，即只与泵的结构、转速、流量有关，而与进 水池、管路结构、进水池水面大气压、水温等无关。汽蚀比转速在设计离心泵时，需要有一个能淡示泵的汽性能，丽又与 泵的设计参数有联案的综合性参数，作为比铁東汽诫性能和选掙 棋型泵的依据“由上节可知，最小耗蚀余量此讣的大小与泵入 口几何形状及液体潦戒情况雷切有关亍我们可以利用水力学中的相似處理，引出一个細的鑒数C来表示离心泵的J8小杵恤余S 山4与泵设计参数阖的关系C3-17)式中2离心JH流量(米"秒)对双吸式水羣应以Q/2代入$“应一泵的鼠水汽恤余量(米。

46、汽诫吮转数乙-是在入口几何相似.运动相似和动力相似的条 件下推导出来的所以，对一组入口九何形状包括叶轮入口及吸 入宰相似的泵，在相似工况下，它们的。值相同。因此，C值 可£!作为叶轮入U和頤入室儿何相似的判別勉泵的最小灼蚀余量 山心 越小，親蚀比转数心就越大.所 以，巴值的大小可以我示泵汽烛性能的妤坏"因此，卞值可扱作 为在考虑汽恤性能时选耿模型泵的一个参數"根据生产实践经驗.在设计离心泵时推荐按表3-：k 3-2. 3-3. 3-4选取Q值°表A5是现有产齡的统计表"*31单吸单fit礙的A咯“和匚«嚨入 口程1 (ft*)401B

47、6FQ100150200黑+1谎鈕坤/时、12.5t5G1GO300特通 <棘/分、. .1歸6U29i>C洒D1価U148029&0114HUn ua心知恤£来,2.62川4.Q4.64.365武烛比戟數C34845061077Saeo660J190aio1330喪3 2双a单玄聚的cjt® A n<«*>1 性20D 2S0IOOO120Q1450肝/bOMO 28® 05 790J2MbQ29 3170 5F0 H：G< 12M0 18000I I丄厂丨I JL«剤分293|1430|1<50.

48、1451»| 970 WOI I I *I 托dwz 如拥 Bsd 855 8904B53MI870 I 9Wan«U3分段式的血九血和CflL10 > SO <後计左Itt：82 70w入口 a! 6.8巧綁綢8 | 轴彳 譽加甲侃严pj 喷 J285I31D Btt'IO'LMS'iIW)310)23»'l330 一（传用29»01AmloCM)2<52>8C7J6212512.5时）20012$Q300”0150 | SUG1720«4QII$从1刃SLAT9CD29502d

49、1; 2950'2$0 80150»5弥 72C1164<6| 5.5 11 I 5.0 5.(b 5.0, 6-5 7ooq4C*3-4 冷凝泵和建水乘的和C ft吸入口径毫出40506580100设计淹；！沐b时）41 8IB3050转逮转/分29502950295029502950.4局m （秦1.0U11.2151,5C550730104011101440根据汽迪比转数c的性质，可以引出在相似工况下两台叶轮 入口和吸入室几何相似泵的汽烛余蜀力的换算公式：方a>°a m(3-13)式中“昨八“Mr分别为模型泵和实型泵的衆小汽蚀余»%、叫分

50、别为模型泵和实型泵的转速；。小op分别为模型泵和实里泵相应的线性乂寸。*3-6 现有产品餌厶码和农! Q（米吟时）H加1n毫米）毫米0(%>力 mfd 的C6.64皈52960C7425.53.W2H31017.3i為噹M0的563.95430（520i IS29000523.350045GOZttOOu70时703.3MO50£8296007SSOM66,370ISO153?90 00140561 T3.42.8016901B27A29DC631026276*74»H6502«S62.529QCso13595T9. 7&Ei920艸14L4oC60

51、1G0L#38B4,06750500 ii150295095ISO !66.4G95 垃1缈34.611,429S040170.5753.17660101Zl*5Z95C55neLdl.5773.9499023QS4阳対95J5096.5756.311Q4027015229B(JIQs17616"714«6S1460硕卿I48C12020曲.9684830152950C5£38亿52.6S4010525950 'c755B.554.52.29606S54295Qc907463iil&凝1U0 *6029504414i9171ZlfcD*ItiO1222950S4170S4641.1S3140*IU370,5I860*注.奇一叫轮絵毂直径？。"一"叶驼入口直经豪"扬程，对多级3R系搦单圾杨程!* 一采用诱导轮所达到的&值.在生产实薙屮，虽然广泛采用就蚀比转数&来衡量泵化怨性 能的好坏+但却很少采用汽強相做原理来换