centrifugalpump解析实用教案

1、分类：离心泵液体轴向进入，径向流出； 轴流泵液体轴向进入，轴向流出； 混流泵液体沿轴线的倾斜(qngxi)(qngxi)方向进入， 仍然是沿轴线的倾斜(qngxi)(qngxi)方向流出。优缺点：1.1.结构简单，易操作； 2. 2.流量大，流量均匀； 3. 3.重量轻，运动(yndng)(yndng)部件少，转速高； 4. 4.泵送的液体粘度范围广； 5. 5.无自吸能力。第1页/共26页第一页，共27页。一、工作原理第2页/共26页第二页，共27页。一、工作原理 泵轴带动(didng)(didng)叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过

2、程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达151525m/s25m/s。 液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所第3页/共26页第三页，共27页。二、离心泵的压头方程式u 离心泵的流量、压头、轴功率、效率、转速等性能参数表示一台泵的整体性能。u 泵在高效区工作，可得到最经济、最合理(hl)(hl)的使用。u 离心泵因能量的转递方式不同于容积式泵，单位液体所获得的能量（压头、扬程）H H与叶轮的尺寸和转速密切相关。u先

3、分析(fnx)(fnx)液体在叶轮中的流动情况u再建立压头方程式u后分析(fnx)(fnx)其规律得到管理的要点第4页/共26页第四页，共27页。 为简化液体在叶轮内的复杂运动，作两点假设： 叶轮内叶片的数目为无穷多，即叶片的厚度为无限薄，从而可以认为液体质点完全沿着叶片的形状而运动，亦即液体质点的运动轨迹(guj)(guj)与叶片的外形相重合； 输送的是理想液体，由此在叶轮内的流动阻力可忽略。 1.液体在叶轮中的运动情况及速度三角形二、离心泵的压头方程式第5页/共26页第五页，共27页。* * 相对运动速度：它是以与液体一起作等角速度的旋转(xunzhun)(xunzhun)坐标为参照系，液

4、体质点沿叶片从叶轮中心流到外缘的运动速度，即相对于旋转(xunzhun)(xunzhun)叶轮的相对运动速度。* * 绝对运动速度c c：它是以固定于地面的静止坐标作为参照系的液质点的运动，称为绝对运动，绝对运动速度用c c表示。三者关系： 速度三角形如图示：三个速度构成了速度，表示c c与u u之间的夹角，表示与u u反方向延长线之间的夹角，称为流动角，其大小与叶轮的结构(jigu)(jigu)有关。根据余弦定理，则： 1.液体在叶轮中的运动情况及速度三角形二、离心泵的压头方程式液体质点(zhdin)(zhdin)在叶轮内的速度有三个：* * 圆周运动速度u u：叶轮带动液体质点(zhdin

5、)(zhdin)作圆周运动的速度，第6页/共26页第六页，共27页。若将c c分解为径向分量CrCr和圆周(yunzhu)(yunzhu)分量CuCu，则分别为：（得出的公式结论(jiln)将在后面用）则：1.液体在叶轮中的运动情况及速度三角形二、离心泵的压头方程式第7页/共26页第七页，共27页。2.离心泵的扬程(yngchng)方程式1） 理想压头方程式（欧拉公式） 扬程等于单位重量液体(yt)通过泵后所具有的能量增值（即液体(yt)离开叶轮和进入叶轮时的压头之差）。gccgppZZEEHT22122121212势能 压力能 速度能二、离心泵的压头方程式第8页/共26页第八页，共27页。1

6、）理想(lxing)压头方程式（欧拉公式）(续） 假设叶轮不转，液体仍以叶轮回转时那样的相对速度通过叶轮，其能量表达式：（站在叶轮上看液体）ggpZggpZ22222111 实际上叶轮在转，液体在过程中获得离心力所作的功W，其能量表达式：（站在泵的壳体上看液体）ggpZWggpZ222221112.离心泵的扬程(yngchng)方程式二、离心泵的压头方程式第9页/共26页第九页，共27页。 离心力对单位(dnwi)(dnwi)重量液体所作的功W W：离心力222111RgFRRgRugaGmFnnn1）理想压头(y tu)方程式（欧拉公式）(续）2.离心泵的扬程(yngchng)方程式二、离心

7、泵的压头方程式212221RRRgdRRgdRFWRRRRn221211guuRRgRRg22121212222122221212222第10页/共26页第十页，共27页。ggpZWggpZ22222111离心力做的功（3）guuW22122gccgppZZEEHT22122121212压头(y tu)公式（1）能量表达(biod)公式（2）（3） 式代于（2）式后，在代于（1）式，得欧拉方程(fngchng)I式： gccgguuHT222212222212122Hp（静压头） Hc(动压头) 离心力的作用下叶轮旋转所增加的静压头 叶片间通道面积逐渐加大使液体的相对速度减少所增加的静压头 液

8、体流经叶轮后所增加的动压头（在蜗壳中其中一部分将转变为静压能）HpHp用于克服装置中的流阻、液位差和反压。要求HpHp大于这三者之和。HcHc表现为液流的绝对速度增加。要求HcHc不宜过大，因为HcHc大流阻大。第11页/共26页第十一页，共27页。gccgguuHT222212222212122欧拉方程(fngchng)I式速度(sd)三角形和余弦定律：得：222111222222222111212121coscoscos2cos2ccccucucucucuu（4）（1）将（4）式代于（1）式后，得：欧拉方程(fngchng)II式gcucugcucuHuuT1122111222coscos

9、第12页/共26页第十二页，共27页。2）对欧拉方程(fngchng)II式的分析gcucugcucuHuuT1122111222coscos欧拉方程II式在离心泵设计中，为提高理论(lln)压头，一般使190 （液体径向进入叶片间通道），cos10gcugcuHuT22222cos欧拉方程II式2.离心泵的扬程(yngchng)方程式二、离心泵的压头方程式第13页/共26页第十三页，共27页。 根据(gnj)速度三角形2）对欧拉方程(fngchng)II式的分析(续）2gcugcuHuT22222cosc c2u2u= c= c2 2coscos 2 2 =u=u2 2 c cr2 r2ct

10、g ctg 2w w22c c2u u2c cr r2c c2u u2将上两式代入欧拉方程(fngchng)II式后，得：设叶轮的外径为D2，叶轮出口处的宽度为b2，理论流量QT =cr2A ，则：222.离心泵的扬程方程式二、离心泵的压头方程式第14页/共26页第十四页，共27页。称为(chn wi)离心泵的基本方程式22u u2 2c c2 2w w2 22 22）对欧拉方程(fngchng)II式的分析(续）2.离心泵的扬程(yngchng)方程式二、离心泵的压头方程式第15页/共26页第十五页，共27页。2.离心泵的扬程(yngchng)方程式二、离心泵的压头方程式3) 对离心泵基本(

11、jbn)方程式的讨论： HT HT与转速n n有关：n HT n HT ；反之相反；HTHT与D D有关, ,即与叶轮的直径有关，增大叶轮直径，扬程(yngchng)(yngchng)增加；第16页/共26页第十六页，共27页。 HT与2有关(yugun),即与叶片型式有关(yugun)；）后弯叶片（叶片弯曲方向(fngxing)与叶轮旋转方向(fngxing)相反） ）径向(jn xin)叶片）前弯叶片 2.离心泵的扬程方程式二、离心泵的压头方程式3) 对离心泵基本方程式的讨论：第17页/共26页第十七页，共27页。与流量(liling)之间的关系前弯式叶片后弯式叶片直叶式叶片与输送的液体(

12、yt)性质无关，公式中无液体(yt)的性能参数 。(pd-ps)=gH压头不变，泵送不同的液体(yt)，其产生的吸排压差不同。二、离心泵的压头方程式2.离心泵的扬程(yngchng)方程式3) 对离心泵基本方程式的讨论：第18页/共26页第十八页，共27页。）后弯叶片(ypin)(ypin)（叶片(ypin)(ypin)弯曲方向与叶轮旋转方向相反） ）径向(jn xin)叶片）前弯叶片(ypin) (ypin) 静压大、动压小、噪音小、效率高、工作平稳、不会过载。静压小、动压大、噪音大、效率低、能量转换中损失大、适宜风机工况。介于后弯叶片与前弯叶片之间。22222ctggcuguHrT对叶片出

13、口角2的讨论：第19页/共26页第十九页，共27页。静压大、动压小、噪音小、效率高、工作平稳、不会(b hu)过载。对叶片(ypin)出口角2的讨论：第20页/共26页第二十页，共27页。三、离心泵的定速特性曲线(qxin)分析 离心泵的定速特性曲线：在既定的转速(zhun s)下，离心泵的扬程、功率、效率等参数与流量的函数关系曲线称之。 叶轮上的叶片(ypin)数目是有限的612片，叶片(ypin)间的液流并不是由许多完全相同的单元流束组成，导致泵的压头降低。 液体在叶片间流道内流动时存在轴向涡流，其直接影响速度，导致泵的压头降低。 液体具有粘性，在泵内存在磨擦等。 泵内有各种泄漏现象，实际

14、的Q小于QT 1 1）扬程流量曲线第21页/共26页第二十一页，共27页。2 2）功率(gngl)(gngl)流量曲线QHN-QN 流量为零时，功率最小，适合采用封闭启动。大功率离心泵此时电机(dinj)的启动电流最小，对船舶电站冲击最小。353550%50%N N额三、离心泵的定速特性曲线分析第22页/共26页第二十二页，共27页。3）效率流量(liling)曲线 当泵转速n一定时，由实验可测得HQ，NaQ，Q，这三条曲线称为性能曲线，由泵制造厂提供,供泵用户使用。泵厂以20清水作为(zuwi)工质做实验测定性能曲线。 ）HQ，QH，呈抛物线H=ABQ2）NaQ，QNa，当Q=0，Na最小）

15、Q，Q先后，存在一最高效率点，此点称为(chn wi)设计点。与max对应的H，Q，Na值称为(chn wi)最佳工况参数，也是铭牌所标值。泵的高效率区=92%max，这一区域定为泵的运转范围。三、离心泵的定速特性曲线HNN-QH-Q-QQ三、离心泵的定速特性曲线分析第23页/共26页第二十三页，共27页。四、管路(un l)特性曲线和泵的工况点1. 管路特性(txng)曲线液体(yt)流过既定的管路时，它所需的压头H与流量之间的函数关系：Z Zp pdrdrp psr srH=HH=Hst+hZ+(Z+(p pdrdr- -p psrsr)/ )/ g+ KQg+ KQ2 2h：管路阻力，等于KQ2Hst：高度差和压力差，等于Z+(pdr-psr)/gZ Z(pdr-psr)/gH HQ Q管路阻力增加阻力曲线变陡静压头增加静压线上移第24页/共26页第二十四页，共27页。四、管路(un l)特性曲线和泵的工况点2. 离心泵的压头和流量的实用(shyng)公式压头(y tu)公式：222DKnH K= 0.00010.00015n r/minD2 叶轮外径 m流量公式：215DQ D1 泵吸入口直径（单位 吋） 1吋25.4mm第25页/共26页第二十五页，共27页。感谢您的观赏(gunshng)！第26页/共26页