離心泵揚(yáng)程的分析和計(jì)算

動(dòng)設(shè)備原理及操作目錄離心泵理論揚(yáng)程的分析和計(jì)算1離心泵實(shí)際揚(yáng)程的分析和計(jì)算2離心泵的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析離心泵的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析一、液體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)分析

離心泵能夠連續(xù)不斷的輸送液體，關(guān)鍵是葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。離心泵在工作時(shí)，液體一方面隨著葉輪一起旋轉(zhuǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面，液體又沿葉道向外緣流動(dòng)，因此，液體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，見圖2-12。為了分析液體在葉輪內(nèi)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，特作如下的假設(shè)：假設(shè)葉輪為理想葉輪（葉輪的葉片數(shù)為無窮多，且葉片沒有厚度）假設(shè)液體為理想液體，即液體在葉輪內(nèi)流動(dòng)時(shí)，沒有摩擦阻力。那么液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪內(nèi)任何一個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)關(guān)系可用公式2-20表示——液體隨葉輪的旋轉(zhuǎn)速度，稱為圓周速度（或牽連速度），方向與

葉輪的切線方向一致?！后w從旋轉(zhuǎn)著的葉輪內(nèi)沿著葉片向外緣流動(dòng)的切線速度，稱相對(duì)速度，方向與葉片的切線方向一致。——液體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于靜止殼體的運(yùn)動(dòng)速度，稱為絕對(duì)速度。c是u和w的合速度。二、離心泵的理論揚(yáng)程1.理論揚(yáng)程方程為了在分析過程中使問題簡化，假設(shè)：在理想葉輪中液流完全沿著葉片的形狀流動(dòng)，流動(dòng)方向與葉片表面相切。在任意i點(diǎn)的相對(duì)速度方向角βi

與葉片在該點(diǎn)處的安置角βiA相等。流道中任一圓周上相對(duì)速度的分布是均勻的。液體在流動(dòng)過程中，認(rèn)為液體粘性很小，流動(dòng)阻力損失忽略不計(jì)。

在這種假設(shè)的前提下，葉輪的理論揚(yáng)程可用式2-22表示，稱為離心泵的基本方程，也稱歐拉方程。

假定液體進(jìn)入葉輪流道時(shí)無預(yù)旋，那么式2-22可以寫成公式2-23的形式，即：—葉輪葉片無限多時(shí)的理論揚(yáng)程，m；

c—絕對(duì)速度，m/su—稱圓周（牽連）速度，m/s；

ω—相對(duì)速度，m/s2.理論揚(yáng)程與葉輪出口安裝角的大小有關(guān)

離心泵的葉片的出口安裝角β2A

隨葉片的形式不同而不同，如圖2-14所示。按出口安裝角β2A

的不同，葉片可以分成三種類型。（a）后彎式葉片（b）徑向式葉片（c）前彎式葉片圖2-14葉片形式及其速度三角形3.葉輪的結(jié)構(gòu)對(duì)理論揚(yáng)程的影響前彎式葉片所產(chǎn)生的理論揚(yáng)程最大，后彎式最低，徑向居中.但對(duì)離心泵來講，一般都希望靜壓頭高，要使靜壓頭所占總能量得比例大，則β2A值較小為好，所以在實(shí)際應(yīng)用中采用后彎式葉片的居多。三、實(shí)際葉輪的理論揚(yáng)程

實(shí)際葉輪的葉片片數(shù)是有限的，一般為2～8片，兩葉片之間的流道較寬，在實(shí)際葉輪中，任意兩葉片間的液流在李東過程中會(huì)產(chǎn)生軸向渦流，見圖2-15所示。

所以，實(shí)際葉輪的理論楊程，一般采用環(huán)流系數(shù)來考慮葉片數(shù)有限時(shí)對(duì)揚(yáng)程的影響，按公式2-25計(jì)算。圖2-15軸向渦流K——環(huán)流系數(shù)，K的取值范圍一般在0.6～0.9，而且，葉片數(shù)越多，K值越大。四、

離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算和確定（1）管路系統(tǒng)所需實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算

在已知管路中輸送一定量的流體時(shí)，計(jì)算管路系統(tǒng)所需泵提供的揚(yáng)程。

如圖2-16所示，這時(shí)泵提供給單位重量液體的能量H與輸送液體所消耗的能量相等。

即管路系統(tǒng)所需要的揚(yáng)程H與泵所提供的揚(yáng)程相等。圖2-16離心泵的一般裝置示意圖在圖2-16中，以A-A截面為分析截面，則：假設(shè)從A-A截面到B-B截面輸送液體時(shí)的能量損失為：則管路系統(tǒng)從A-A截面到B-B截面輸送液體時(shí)所需實(shí)際揚(yáng)程H為：（2）管路系統(tǒng)離心泵所提供實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算

連接在管路系統(tǒng)中的離心泵所提供給管路系統(tǒng)的實(shí)際揚(yáng)程，可通過列出泵進(jìn)口和出口處流體的伯努利方程而求得。在圖2-16中，以S-S截面為分析截面，則：由于