多级高扬程水泵

多级高扬程水泵第1页，共32页，2023年，2月20日，星期一叶片泵的性能参数第三节叶片泵的性能参数水泵的基本性能，通常由6个性能参数来表示：

流量（Q）扬程（H）功率（P）效率（η）允许吸上真空高度或必需气蚀余量(NPSH)转速（n）第2页，共32页，2023年，2月20日，星期一第三节叶片泵的性能参数：

（1）流量(抽水量)——水泵在单位时间内所输送的液体的体积或质量。以字母Q表示，常用单位是m3/s、L／s、t/h。

水泵铭牌上的流量是指设计流量，有称额定流量，水泵在此流量下运行效率最高。第3页，共32页，2023年，2月20日，星期一第三节叶片泵的性能参数（2）扬程（水头）——水泵对单位重量（1kg）液体所做的功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。以字母H表示，常用液柱高度m表示。其它单位：Pa(kPa)、atm(1个工程大气压)1atm=98.0665kPa≈0.1MPa扬程计算为H=E2-E1第4页，共32页，2023年，2月20日，星期一扬程总扬程实际扬程吸程压程第5页，共32页，2023年，2月20日，星期一扬程总扬程压力表的读数第6页，共32页，2023年，2月20日，星期一第三节叶片泵的性能参数功率（3）轴功率（输入功率）(P)—泵轴得自原动机所传递过来的功率称为轴功率，以P表示，单位以KW表示，水泵铭牌上为轴功率，即额定功率。

（4）有效功率（输出功率）——单位时间内水泵对液体所做的功，以Pu表示。第7页，共32页，2023年，2月20日，星期一四、效率(η)效率——水泵的有效功率与轴功率的比值，以η表示。

水泵铭牌上效率为对应于通过设计流量时的最高效率。第8页，共32页，2023年，2月20日，星期一四、效率(η)水泵内的能量损失分三部分：水力损失、容积损失、机械损失:1、水力损失与水力效率ηh水流在水泵内摩擦、局部、冲击损失

水力损失的大小决定于过流部件的形状尺寸、壁面粗糙度和泵的工作情况。水力损失越大，泵扬程越小。第9页，共32页，2023年，2月20日，星期一

2、容积损失与容积效率ηv

水流流经叶轮之后，有一小部分高压水经过泵体内间隙（如减漏环）和轴向力平衡装置（如平衡孔、平衡盘）泄漏到叶轮的进口，以及从轴封处泄漏到泵外，因而消耗了一部分能量。漏损流量q的大小与泵的结构形式、比转速及泵的流量大小有关。在吸入口径相同的情况下，比转速大的泵漏损流量小。对给定的泵，要降低漏损量q，关键在于控制密封环与叶轮间的运转间隙量。漏损量q越大，泵的出水量Q越小。第10页，共32页，2023年，2月20日，星期一3、机械损失与机械效率ηm

叶轮在泵体内的液流中旋转时，叶轮盖板外侧与液体产生摩擦，泵轴转动时轴和轴封、轴承产生摩擦，因而消耗了一部分能量。第11页，共32页，2023年，2月20日，星期一(6)转速——水泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数来表示，以字母n表示。常用单位r/min。转速必须控制在一定范围之内。如果为异步电动机作为动力机，则额定转速：n=2950r/min、n=1450r/min、n=730r/minn=485r/min等等

（如果为同步电动机作为动力机，则额定转速为多少呢？）第12页，共32页，2023年，2月20日，星期一六、允许吸上真空高度或必需气蚀余量(HPSH)：

允许吸上真空高度——指水泵在标准状况下(即水温为20℃、一个标准大气压)运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度。单位为mH2O。必需气蚀余量(HPSH)——指水泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般常用汽蚀余量来反映轴流泵等的吸水性能。单位为m。

两者是从不同的角度来反映水泵吸水性能好坏的参数，可以确定水泵的安装高程。第13页，共32页，2023年，2月20日，星期一水泵型号第14页，共32页，2023年，2月20日，星期一水泵型号第15页，共32页，2023年，2月20日，星期一水泵的铭牌水泵的铭牌型号:12SH-28A扬程：10m流量：684m3/h转数：1450r/min效率：78%轴功率：28kW允许吸上真空高度：4.5m总量：660kg第16页，共32页，2023年，2月20日，星期一第四节离心泵的基本方程式离心泵是靠叶轮的旋转来抽送水的，那么，工作水流在旋转的叶轮中究竟是如何运动的呢?一个旋转的叶轮能够产生多大的扬程?对于这些运动规律，我们将借助于离心泵的基本方程式的推导和分析，逐一得到进一步的了解。

第17页，共32页，2023年，2月20日，星期一一、叶轮中液体的流动情况

第18页，共32页，2023年，2月20日，星期一第19页，共32页，2023年，2月20日，星期一第20页，共32页，2023年，2月20日，星期一二、基本方程式1、推导基本理论：动量矩定理：2、基本假定：

a．液流为理想液体

b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相等；即叶轮有无限多且无限薄叶片组成；

c.液体在叶轮内处于稳定的流动状态。第21页，共32页，2023年，2月20日，星期一二、基本方程式1、推导基本理论：动量矩定理：2、基本假定：

a．液流是恒定流；

b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相等；即叶轮有无限多且无限薄叶片组成；

c.液流为理想液体。第22页，共32页，2023年，2月20日，星期一叶槽内水流上的作用力第23页，共32页，2023年，2月20日，星期一可以得到下式：离心泵的基本公式第24页，共32页，2023年，2月20日，星期一三、基本方程式的讨论

1．为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，大多数离心泵在水流进入叶片时，使α1＝90’，也即C1u＝0，此时，基本方程式可写成：

为了获得正值扬程，必须使a2=0°，a2愈小，水泵的理论扬程愈大。在实际应用中，水泵厂一般选用a2＝6°～15°左右。第25页，共32页，2023年，2月20日，星期一2．水流通过水泵时，比能的增值(HT)与圆周速度u2有关。而u2=(nлD2)/60，因此，水流在叶轮中所获得的比能与叶轮的转速(n)、叶轮的外径(D2)有关。增加转速(n)和加大轮径(D2)，可以提高水泵之扬程。

3．基本方程式适用于各种理想流体。这表明，离心泵的理论扬程与液体的容重无关。（抽水和抽气时扬程是一样的）第26页，共32页，2023年，2月20日，星期一4.水泵的扬程是由两部分能量所组成的，势扬程和动扬程组成，由于动能转化为压能过程中，伴有能量损失，因此，希望动扬程在水泵总扬程中所占的百分比愈小，泵壳内水力损失就愈小，水泵效率提高。第27页，共32页，2023年，2月20日，星期一四、基本方程式的修正

由于假定与实际应用不符，必须进行修正：1.叶槽中，液流实际不均匀一致；2.考虑泵壳内水力损失。修正公式为：水泵的实际扬程第28页，共32页，2023年，2月20日，星期一本课教学内容基本要求1.叶片泵的基本性能参数：提出表征叶片泵基本性能的六大基本参数的定义与意义。

2.离心泵的基本方程式：叶轮中的液体运动，速度三角形，基本方程式的推导、讨论、修正与其物理意义。第29页，共32页，2023年，2月20日，星期一思考题1．哪些参数能表达叶片泵性能？各参数表示什么含义？常用哪些字母表达？各自的单位是什么？2、什么是叶片泵的有效功率和轴功率？它们之间有何关系？3、动力机的旋转机械能是如何传递给液体的？在能量的传递过程中会产生哪些损失？如何将这些损失减至最小程度？4．离心泵装置上的真空表与压力表读数各表示什么意义？

5．液体在叶轮内的运动是什么运动？各运动间有什么关系？第30页，共32页，2023年，2月20日，星期一思考题6．什么是叶片泵的速度平行四边形？