離心泵特征原理

關(guān)于離心泵特征原理離心泵原理泵運行時，葉輪高速帶動葉輪間的液體旋轉(zhuǎn)，借離心力作用使液體沿徑向運動，獲得較大能量(主要為動能)。流體進入蝸殼時，流道逐漸擴大，使部分動能又轉(zhuǎn)化為靜壓能，最后使流體沿切向壓出出口管路。在流體受迫向葉輪外緣運動的同時，葉輪中心形成低壓，在供液點液面與葉輪中心處的壓差作用下，使液體源源吸入泵內(nèi)。泵殼葉片葉輪2第2頁,共17頁，2024年2月25日，星期天關(guān)心離心泵什么？主要性能指標揚程(壓頭):輸送機械提供的能量，以H表示，單位為m液柱流量Q主要特性Q—H關(guān)系對管路中離心泵特性的理解，是本章的核心問題輸送機械特性與所在管路的特性密切相關(guān)……第3頁,共17頁，2024年2月25日，星期天主要指標的理解泵的“揚程”對應(yīng)電路電源的輸出電壓理論揚程是……兩種揚程的差異

orU?有效功率與軸功率有效功率與軸功率的差別容積損失：由葉輪高壓向低壓處漏液導(dǎo)致實際流量減小水力損失：葉片間渦流、流體入泵時的水力沖擊、流體與泵件的摩擦機械損失：運動部件之間的機械摩擦機械效率

＝N

/N

值一般約為0.6一0.85，大型泵可達0.90第4頁,共17頁，2024年2月25日，星期天Q—H關(guān)系（中心問題）

不同型號泵Q~HQ曲線形狀差別很大；

在泵出廠時實驗標定，出廠時列在產(chǎn)品樣本中第5頁,共17頁，2024年2月25日，星期天影響離心泵理論壓頭的因素根據(jù)葉片的離角或流動角

2

，可將葉片分為三類：上述

2

與H

的關(guān)系是對葉輪向液體傳遞的總能量的影響。（1）徑向葉片：

2=90o，ctg

2=0，H

與Q

無關(guān)；（2）后彎葉片：

2<90o，ctg

2>0，H

隨Q

增加而減少；（3）前彎葉片：

2>90o，ctg

2

<0，H

隨Q

增加而增加。第6頁,共17頁，2024年2月25日，星期天影響離心泵理論壓頭的因素總壓頭H

=動壓頭Hdyn+勢壓頭Hpot離心泵作為液體輸送機械其目的是提高勢壓頭以克服輸送阻力，因此設(shè)置蝸殼使流體的動壓頭轉(zhuǎn)換成勢壓頭。但轉(zhuǎn)換過程必然有機械能損耗，因此應(yīng)盡量提高葉輪直接提供給液體的勢壓頭Hpot在總壓頭H

中所占的比例。以

R

（又稱為反作用度）代表該比例由葉輪進出口處速度三角形可知第7頁,共17頁，2024年2月25日，星期天影響離心泵理論壓頭的因素由于無預(yù)旋進液a1=90o，且大部分情況下葉輪進、出口徑向速度分量cr2

cr1，所以（1）徑向葉片：

2=90o，cos

2=0，

R=1/2；（2）后彎葉片：

2<90o，cos

2>0，

R>1/2

；（3）前彎葉片：

2>90o，cos

2

<0，

R<1/2

。故制造中多選用后彎葉片第8頁,共17頁，2024年2月25日，星期天對管路中離心泵特性的理解，是本章的核心問題主要性能指標“揚程(壓頭)”，輸送機械提供的能量，以H表示，單位為m液柱。流量Q軸功率N

和輸送機械效率

，特性Q—H關(guān)系（中心問題）Q-N

關(guān)系Q—

關(guān)系輸送機械特性與所在管路的特性密切相關(guān)……第9頁,共17頁，2024年2月25日，星期天離心泵特性曲線軸功率隨流量增大而增加。這要求離心泵在啟動時應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥門，以減小啟動功率；

Q—

曲線有極值點，與此點對應(yīng)的流量稱額定流量(泵銘牌上的標注值)，泵在管路上操作時，應(yīng)在此點附近操作．10第10頁,共17頁，2024年2月25日，星期天離心泵的特性曲線（Characteristiccurves）離心泵主要性能參數(shù)：流量Q、壓頭(揚程)H、軸功率N和效率

離心泵特性曲線：描述壓頭、軸功率、效率與流量關(guān)系（H—Q、N—Q、

—V）的曲線。對實際流體，這些曲線尚難以理論推導(dǎo)，而是由實驗測定。離心泵的特性曲線反映了泵的基本性能，由制造廠附于產(chǎn)品樣本中，是指導(dǎo)正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。

HN第11頁,共17頁，2024年2月25日，星期天離心泵的特性曲線（Characteristiccurves）第12頁,共17頁，2024年2月25日，星期天H—Q

曲線離心泵揚程H（壓頭），是指泵在實際工作條件下對單位重量的流體所能提供的機械能，單位為m。揚程H隨流量Q

的增加而下降（流量極小時不明顯），這是因為采用了能量損失較小的后彎葉片。同一流量下，由于實際葉輪與理想葉輪的差異以及機械能損失，泵實際提供的揚程小于理論揚程。H—Q曲線代表的是在一定轉(zhuǎn)速下流體流經(jīng)離心泵所獲得的能量與流量的關(guān)系，是最為重要的一條特性曲線。第13頁,共17頁，2024年2月25日，星期天離心泵的特性曲線（Characteristiccurves）在一定轉(zhuǎn)速下，泵的軸功率隨輸送流量的增加而增大，流量為零時，軸功率最小。關(guān)閉出口閥啟動離心泵，啟動電流最小。隨流量增大，泵的效率曲線出現(xiàn)一極大值即最高效率點，在與之對應(yīng)的流量下工作，泵的能量損失最小。離心泵銘牌上標出的H、Q、N

性能參數(shù)即為最高效率時的數(shù)據(jù)。一般將最高效率值的92%

的范圍稱為泵的高效區(qū)，泵應(yīng)盡量在該范圍內(nèi)操作。第14頁,共17頁，2024年2月25日，星期天特性曲線的變換由制造廠提供的離心泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下用20℃的清水為工質(zhì)實驗測定的。若輸送的液體性質(zhì)與此相差較大時，泵的特性曲線將發(fā)生變化，應(yīng)加以修正。液體密度的影響離心泵的理論流量和理論壓頭與液體密度無關(guān)，說明H—Q

曲線不隨液體密度而變，由此

—Q

曲線也不隨液體密度而變。離心泵所需的軸功率則隨液體密度的增加而增加，即N—Q

曲線要變。注意：葉輪進、出口的壓差

p

正比于液體密度。第15頁,共17頁，2024年2月25日，星期天氣縛現(xiàn)象（airbound）泵啟動前空氣未排盡或運轉(zhuǎn)中有空氣漏入，使泵內(nèi)流體平均密度下降，導(dǎo)致葉輪進、出口壓差減小?；蛘弋斉c泵相連的出口管路系統(tǒng)勢壓頭一定時，會使泵入口處的真空度減小、吸入流量下降。嚴重時泵將無法吸上液體。解決