多級(jí)高揚(yáng)程水泵

多級(jí)高揚(yáng)程水泵第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一葉片泵的性能參數(shù)第三節(jié)葉片泵的性能參數(shù)水泵的基本性能，通常由6個(gè)性能參數(shù)來表示：

流量（Q）揚(yáng)程（H）功率（P）效率（η）允許吸上真空高度或必需氣蝕余量(NPSH)轉(zhuǎn)速（n）第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)葉片泵的性能參數(shù)：

（1）流量(抽水量)——水泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體的體積或質(zhì)量。以字母Q表示，常用單位是m3/s、L／s、t/h。

水泵銘牌上的流量是指設(shè)計(jì)流量，有稱額定流量，水泵在此流量下運(yùn)行效率最高。第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)葉片泵的性能參數(shù)（2）揚(yáng)程（水頭）——水泵對(duì)單位重量（1kg）液體所做的功，也即單位重量液體通過水泵后其能量的增值。以字母H表示，常用液柱高度m表示。其它單位：Pa(kPa)、atm(1個(gè)工程大氣壓)1atm=98.0665kPa≈0.1MPa揚(yáng)程計(jì)算為H=E2-E1第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一揚(yáng)程總揚(yáng)程實(shí)際揚(yáng)程吸程壓程第5頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一揚(yáng)程總揚(yáng)程壓力表的讀數(shù)第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)葉片泵的性能參數(shù)功率（3）軸功率（輸入功率）(P)—泵軸得自原動(dòng)機(jī)所傳遞過來的功率稱為軸功率，以P表示，單位以KW表示，水泵銘牌上為軸功率，即額定功率。

（4）有效功率（輸出功率）——單位時(shí)間內(nèi)水泵對(duì)液體所做的功，以Pu表示。第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一四、效率(η)效率——水泵的有效功率與軸功率的比值，以η表示。

水泵銘牌上效率為對(duì)應(yīng)于通過設(shè)計(jì)流量時(shí)的最高效率。第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一四、效率(η)水泵內(nèi)的能量損失分三部分：水力損失、容積損失、機(jī)械損失:1、水力損失與水力效率ηh水流在水泵內(nèi)摩擦、局部、沖擊損失

水力損失的大小決定于過流部件的形狀尺寸、壁面粗糙度和泵的工作情況。水力損失越大，泵揚(yáng)程越小。第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一

2、容積損失與容積效率ηv

水流流經(jīng)葉輪之后，有一小部分高壓水經(jīng)過泵體內(nèi)間隙（如減漏環(huán)）和軸向力平衡裝置（如平衡孔、平衡盤）泄漏到葉輪的進(jìn)口，以及從軸封處泄漏到泵外，因而消耗了一部分能量。漏損流量q的大小與泵的結(jié)構(gòu)形式、比轉(zhuǎn)速及泵的流量大小有關(guān)。在吸入口徑相同的情況下，比轉(zhuǎn)速大的泵漏損流量小。對(duì)給定的泵，要降低漏損量q，關(guān)鍵在于控制密封環(huán)與葉輪間的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙量。漏損量q越大，泵的出水量Q越小。第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一3、機(jī)械損失與機(jī)械效率ηm

葉輪在泵體內(nèi)的液流中旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪蓋板外側(cè)與液體產(chǎn)生摩擦，泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸和軸封、軸承產(chǎn)生摩擦，因而消耗了一部分能量。第11頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一(6)轉(zhuǎn)速——水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)來表示，以字母n表示。常用單位r/min。轉(zhuǎn)速必須控制在一定范圍之內(nèi)。如果為異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力機(jī)，則額定轉(zhuǎn)速：n=2950r/min、n=1450r/min、n=730r/minn=485r/min等等

（如果為同步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力機(jī)，則額定轉(zhuǎn)速為多少呢？）第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一六、允許吸上真空高度或必需氣蝕余量(HPSH)：

允許吸上真空高度——指水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(即水溫為20℃、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵所允許的最大的吸上真空高度。單位為mH2O。必需氣蝕余量(HPSH)——指水泵進(jìn)口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸氣壓力的富裕能量。水泵廠一般常用汽蝕余量來反映軸流泵等的吸水性能。單位為m。

兩者是從不同的角度來反映水泵吸水性能好壞的參數(shù)，可以確定水泵的安裝高程。第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一水泵型號(hào)第14頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一水泵型號(hào)第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一水泵的銘牌水泵的銘牌型號(hào):12SH-28A揚(yáng)程：10m流量：684m3/h轉(zhuǎn)數(shù)：1450r/min效率：78%軸功率：28kW允許吸上真空高度：4.5m總量：660kg第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)離心泵的基本方程式離心泵是靠葉輪的旋轉(zhuǎn)來抽送水的，那么，工作水流在旋轉(zhuǎn)的葉輪中究竟是如何運(yùn)動(dòng)的呢?一個(gè)旋轉(zhuǎn)的葉輪能夠產(chǎn)生多大的揚(yáng)程?對(duì)于這些運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們將借助于離心泵的基本方程式的推導(dǎo)和分析，逐一得到進(jìn)一步的了解。

第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一一、葉輪中液體的流動(dòng)情況

第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一二、基本方程式1、推導(dǎo)基本理論：動(dòng)量矩定理：2、基本假定：

a．液流為理想液體

b.葉槽中，液流均勻一致，葉輪同半徑處液流的同名速度相等；即葉輪有無限多且無限薄葉片組成；

c.液體在葉輪內(nèi)處于穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)。第21頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一二、基本方程式1、推導(dǎo)基本理論：動(dòng)量矩定理：2、基本假定：

a．液流是恒定流；

b.葉槽中，液流均勻一致，葉輪同半徑處液流的同名速度相等；即葉輪有無限多且無限薄葉片組成；

c.液流為理想液體。第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一葉槽內(nèi)水流上的作用力第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一可以得到下式：離心泵的基本公式第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一三、基本方程式的討論

1．為了提高水泵的揚(yáng)程和改善吸水性能，大多數(shù)離心泵在水流進(jìn)入葉片時(shí)，使α1＝90’，也即C1u＝0，此時(shí)，基本方程式可寫成：

為了獲得正值揚(yáng)程，必須使a2=0°，a2愈小，水泵的理論揚(yáng)程愈大。在實(shí)際應(yīng)用中，水泵廠一般選用a2＝6°～15°左右。第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一2．水流通過水泵時(shí)，比能的增值(HT)與圓周速度u2有關(guān)。而u2=(nлD2)/60，因此，水流在葉輪中所獲得的比能與葉輪的轉(zhuǎn)速(n)、葉輪的外徑(D2)有關(guān)。增加轉(zhuǎn)速(n)和加大輪徑(D2)，可以提高水泵之揚(yáng)程。

3．基本方程式適用于各種理想流體。這表明，離心泵的理論揚(yáng)程與液體的容重?zé)o關(guān)。（抽水和抽氣時(shí)揚(yáng)程是一樣的）第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一4.水泵的揚(yáng)程是由兩部分能量所組成的，勢(shì)揚(yáng)程和動(dòng)揚(yáng)程組成，由于動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能過程中，伴有能量損失，因此，希望動(dòng)揚(yáng)程在水泵總揚(yáng)程中所占的百分比愈小，泵殼內(nèi)水力損失就愈小，水泵效率提高。第27頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一四、基本方程式的修正

由于假定與實(shí)際應(yīng)用不符，必須進(jìn)行修正：1.葉槽中，液流實(shí)際不均勻一致；2.考慮泵殼內(nèi)水力損失。修正公式為：水泵的實(shí)際揚(yáng)程第28頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一本課教學(xué)內(nèi)容基本要求1.葉片泵的基本性能參數(shù)：提出表征葉片泵基本性能的六大基本參數(shù)的定義與意義。

2.離心泵的基本方程式：葉輪中的液體運(yùn)動(dòng)，速度三角形，基本方程式的推導(dǎo)、討論、修正與其物理意義。第29頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一思考題1．哪些參數(shù)能表達(dá)葉片泵性能？各參數(shù)表示什么含義？常用哪些字母表達(dá)？各自的單位是什么？2、什么是葉片泵的有效功率和軸功率？它們之間有何關(guān)系？3、動(dòng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能是如何傳遞給液體的？在能量的傳遞過程中會(huì)產(chǎn)生哪些損失？如何將這些損失減至最小程度？4．離心泵裝置上的真空表與壓力表讀數(shù)各表示什么意義？

5．液體在葉輪內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)？各運(yùn)動(dòng)間有什么關(guān)系？第30頁，共32頁，2023年，2月20日，星期一思考題6．什么是葉片泵的速度平行四邊形？