離心泵與風(fēng)機(jī)的基本理論

離心式泵與風(fēng)機(jī)的基本(jīběn)理論一、離心式泵和風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)的基本原理二、流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)－速度三角形三、離心式泵與風(fēng)機(jī)的基本方程式四、離心式泵與風(fēng)機(jī)基本方程式的修正五、泵與風(fēng)機(jī)的實(shí)際揚(yáng)程、全壓計(jì)算六、離心式泵與風(fēng)機(jī)的葉片形式共七十六頁(yè)一、離心式泵與風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)的工作原理離心原理應(yīng)用：離心式泵和風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)生活中的應(yīng)用：吹風(fēng)機(jī)、洗衣機(jī)、車輛過(guò)拱橋等離心原理：流體以一定的速度旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，流體被甩向四周，流體中心則形成漩渦，液面下降。1、離心式泵和風(fēng)機(jī)的工作原理離心式水泵原理共七十六頁(yè)離心泵的種類很多，但工作原理相同，構(gòu)造大同小異。其主要工作部件是旋轉(zhuǎn)葉輪和固定的泵殼（如右圖）。葉輪是離心泵直接對(duì)液體做功的部件，其上有若干后彎葉片，一般為4~8片。離心泵工作時(shí)，葉輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（1000~3000r/min），迫使葉片間的液體也隨之作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)因離心力的作用，使液體由葉輪中心向外緣作徑向運(yùn)動(dòng)。液體在流經(jīng)葉輪的運(yùn)動(dòng)過(guò)程獲得能量，并以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼內(nèi)，由于(yóuyú)流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，達(dá)到較高的壓強(qiáng)，最后沿切向流入壓出管道。離心泵裝置簡(jiǎn)圖1―葉輪(yèlún)；2―泵殼；3―泵軸；4―吸入管；5―底閥；6―壓出管；7―出口閥共七十六頁(yè)在液體受迫由葉輪中心流向(liúxiànɡ)外緣的同時(shí)，在葉輪中心處形成真空。泵的吸入管路一端與葉輪中心處相通，另一端則浸沒(méi)在輸送的液體內(nèi)，在液面壓力（常為大氣壓）與泵內(nèi)壓力（負(fù)壓）的壓差作用下，液體經(jīng)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，只要葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不停，離心泵便不斷地吸入和排出液體。由此可見(jiàn)離心泵主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪所產(chǎn)生的離心力來(lái)輸送液體，故名離心泵。離心泵若在啟動(dòng)前未充滿液體，則泵內(nèi)存在空氣，由于空氣密度很小，所產(chǎn)生的離心力也很小。吸入口處所形成的真空(zhēnkōng)不足以將液體吸入泵內(nèi)，雖啟動(dòng)離心泵，但不能輸送液體，此現(xiàn)象稱為“氣縛”。所以離心泵啟動(dòng)前必須向殼體內(nèi)灌滿液體，在吸入管底部安裝帶濾網(wǎng)的底閥。底閥為止逆閥，防止啟動(dòng)前灌入的液體從泵內(nèi)漏失。濾網(wǎng)防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)?？拷贸隹谔幍膲撼龉艿郎涎b有調(diào)節(jié)閥，供調(diào)節(jié)流量時(shí)使用。共七十六頁(yè)2、受力分析(fēnxī)離心式葉輪(yèlún)假設(shè)：（1）葉輪的外緣和內(nèi)緣封閉，即封閉進(jìn)出口流道（2）流體在流道內(nèi)不流動(dòng)，即流體只能和葉輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，不能從流體流道流出在流道內(nèi)任意半徑r處取一微團(tuán)，微團(tuán)厚度b，后為dr共七十六頁(yè)流體(liútǐ)微團(tuán)的質(zhì)量為：流體微團(tuán)受兩個(gè)力的作用(zuòyòng)：離心力和壓力設(shè)定旋轉(zhuǎn)角速度為ω，則離心力大小為：?jiǎn)挝幻娣e上的離心力：共七十六頁(yè)單位(dānwèi)面積上的離心力與徑向壓力差處于一種平衡狀態(tài)，即:積分(jīfēn)得：進(jìn)、出口處的圓周速度共七十六頁(yè)結(jié)論：葉輪旋轉(zhuǎn)而流體不流動(dòng)，且流體不可壓縮時(shí)，葉輪出口與進(jìn)口處流體壓力差與葉輪旋轉(zhuǎn)角速度的平方成正比，與葉輪內(nèi)、外直徑無(wú)關(guān)(wúguān)。若葉輪的外徑增大，葉輪的內(nèi)徑不變，則流體出口與進(jìn)口的壓力差也增大。共七十六頁(yè)第二節(jié)速度(sùdù)三角形流體在葉輪中的流動(dòng)較為復(fù)雜，簡(jiǎn)化假設(shè)：(1)葉輪中葉片數(shù)為無(wú)限多，且無(wú)限薄。這樣可認(rèn)為流體質(zhì)點(diǎn)(zhìdiǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片的外形曲線相重合。因此，相對(duì)速度的方向即為葉片的切線方向。(2)葉輪中的流體為無(wú)粘性：流體為理想流體。因此，可暫不考慮由粘性而產(chǎn)生的能量損失。（3）流體做定常流動(dòng)

當(dāng)葉輪帶動(dòng)流體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體具有圓周運(yùn)動(dòng)(牽連運(yùn)動(dòng))，其運(yùn)動(dòng)速度稱為圓周速度，用符號(hào)u表示，其方向與圓周切線方向一致，大小與所在半徑及轉(zhuǎn)速有關(guān)。流體沿葉輪流道的運(yùn)動(dòng)，稱相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度稱相對(duì)速度，符號(hào)w表示，其方向?yàn)槿~片的切線方向、大小與流量及流道形狀有關(guān)。流體相對(duì)靜止機(jī)殼的運(yùn)動(dòng)，稱絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度稱絕對(duì)速度，用符號(hào)V表示，由這三個(gè)速度向量組成的向量圖，稱為速度三角形。速度三角形是研究流體在葉輪中運(yùn)動(dòng)的重要工具。共七十六頁(yè)共七十六頁(yè)絕對(duì)速度u可以(kěyǐ)分解為兩個(gè)相互垂直的分量：即絕對(duì)速度圓周方向的分量和絕對(duì)速度在軸面(通過(guò)泵與風(fēng)機(jī)軸心線所作的平面)上的分量。絕對(duì)速度v與圓周速度u之間的夾角用α表示，稱絕對(duì)速度角；相對(duì)速度與圓周速度反方向的夾角用β表示，稱為流動(dòng)角。葉片切線與圓周速度反方向的夾角，稱為葉片安裝角用βa表示。流體沿葉片型線運(yùn)動(dòng)時(shí)，流動(dòng)角β等于安裝角βa。用下標(biāo)l和2表示葉片進(jìn)口和出口處的參數(shù)，∞表示無(wú)限多葉片時(shí)的參數(shù)。葉輪葉片進(jìn)、出口處的圓周(yuánzhōu)分速度：葉輪葉片進(jìn)、出口的軸面速度共七十六頁(yè)1、圓周速度葉輪內(nèi)任意(rènyì)點(diǎn)的圓周速度方向與所在點(diǎn)的圓周相切。2、軸面速度(sùdù)流體經(jīng)過(guò)葉輪的流量，等于泵與風(fēng)機(jī)實(shí)際輸送的流量加流體在泵和風(fēng)機(jī)中的泄漏量A——與軸面速度垂直的過(guò)流斷面面積共七十六頁(yè)由于過(guò)流斷面被葉片厚度s占去一部分，設(shè)每一葉片在圓周方向的厚度為δ，如葉輪(yèlún)有z個(gè)葉片，則總厚度為zδ，當(dāng)葉片寬度為b時(shí)，葉片占去的總面積為zδb，則過(guò)流斷面面積A應(yīng)為由于(yóuyú)將此式帶入，并令則ψ為排擠系數(shù)共七十六頁(yè)共七十六頁(yè)3、圓周分速或出口相對(duì)速度(xiānɡduìsùdù)的方向例2－1見(jiàn)課本(kèběn)。當(dāng)葉片無(wú)限多時(shí)，出口相對(duì)速度的方向與葉片安裝角的方向一致。此時(shí)根據(jù)圓周速度、出口相對(duì)速度的大小和方向就可以作出葉輪出口的速度三角形。圓周分速度與葉輪前吸入室的形狀、大小有關(guān)。對(duì)于直錐形管吸入室，流體徑向進(jìn)入葉輪，根據(jù)進(jìn)口圓周速度、軸面速度的大小和方向和絕對(duì)速度的方向可作出速度三角形。共七十六頁(yè)第三節(jié)離心式泵與風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)的基本方程式

能量方程：流體(liútǐ)流經(jīng)旋轉(zhuǎn)的葉輪，能量增加，所增加的能量可以用流體(liútǐ)力學(xué)中的動(dòng)量矩定律退到而得，所得的方程即為能量方程，該方程又稱歐拉方程。動(dòng)量矩定律：在定常流中，單位時(shí)間內(nèi)流體質(zhì)量的動(dòng)量矩的變化等于作用在該流體上的外力矩。一、簡(jiǎn)化假設(shè)（1）泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)的流體為無(wú)粘性流體，忽略能量損失；（2）葉輪上的葉片無(wú)限薄，葉片數(shù)目無(wú)限多，因此流道的寬度無(wú)限小，流體完全沿葉片的彎曲形狀流動(dòng)。共七十六頁(yè)二、推導(dǎo)設(shè)葉輪進(jìn)、出口處的半徑分別(fēnbié)為r1和r2，相應(yīng)的速度三角形如圖所示。共七十六頁(yè)當(dāng)通過(guò)進(jìn)、出口控制面的質(zhì)量流量為ρqVT時(shí)，則在dt時(shí)間內(nèi)流入和流出進(jìn)出口控制面的流體相對(duì)于軸線(zhóuxiàn)的動(dòng)量矩分別為：則單位時(shí)間(shíjiān)內(nèi)葉輪進(jìn)、出口處動(dòng)量矩的變化為：根據(jù)動(dòng)量矩定理，上式等于作用與流體上的外力矩，即等于葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)給與該流體的轉(zhuǎn)矩，則若葉輪旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，則該力矩對(duì)流體所作的功率為共七十六頁(yè)若單位重量流體通過(guò)(tōngguò)無(wú)限多葉片時(shí)所獲得的能量為對(duì)理想流體而言，葉輪傳遞給流體的功率，應(yīng)等于(děngyú)流體從葉輪中獲得的功率，即為理想流體通過(guò)無(wú)線多葉片葉輪時(shí)的揚(yáng)程，上式極為離心式泵與風(fēng)機(jī)的能量方程。則單位時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)無(wú)限多葉片葉輪時(shí)所獲得的總能量為共七十六頁(yè)對(duì)于風(fēng)機(jī)而言常用(chánɡyònɡ)風(fēng)壓表示所獲得的能量，即則風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)的能量方程為：能量方程是泵與風(fēng)機(jī)理論中的重要公式，現(xiàn)分析如下：（1）理論揚(yáng)程與流體的種類和性質(zhì)無(wú)關(guān)。如對(duì)同一臺(tái)泵，轉(zhuǎn)速相同，在輸送不同的介質(zhì)時(shí)，所產(chǎn)生的理論揚(yáng)程是相同的。例如，輸送水時(shí)為某水柱高度，輸送空氣時(shí)則為相同的空氣高度，但由于介質(zhì)密度不同，所產(chǎn)生的壓力和所需功率也不同。（2）若時(shí)，流體徑向進(jìn)入葉輪，此時(shí)得到最大的理論揚(yáng)程。共七十六頁(yè)（3）有關(guān)，因此提高轉(zhuǎn)速，加大葉輪直徑和絕對(duì)速度的圓周分速可以提高理論(lǐlùn)揚(yáng)程，但隨著葉輪直徑的增加，損失增加，泵的效率降低；同時(shí)提高轉(zhuǎn)速受汽蝕的限制，對(duì)風(fēng)機(jī)則受噪音的限制。但相比之下，用提高轉(zhuǎn)速的方法來(lái)提高理論(lǐlùn)揚(yáng)程仍是當(dāng)前普遍采用的方法。（4）利用(lìyòng)速度三角形，按余弦定律可得由以上兩式可得共七十六頁(yè)帶入能量(néngliàng)方程式，得：式中，第一項(xiàng)為流體通過(guò)葉輪后增加得動(dòng)能，又稱動(dòng)揚(yáng)程(yángchéng)，用表示，為減少損失，這部分動(dòng)能將在壓出室內(nèi)部分得轉(zhuǎn)換為壓力能，第二項(xiàng)和第三項(xiàng)是流體通過(guò)葉輪后所增加得壓力能，又稱靜揚(yáng)程(yángchéng)，用表示，其中第二項(xiàng)是由于離心力的作用增加的壓力能，第三項(xiàng)是由于流道過(guò)流斷面增大，導(dǎo)致流體相對(duì)速度下降所轉(zhuǎn)換的壓力能。預(yù)旋：流體在實(shí)際流動(dòng)中，由于在進(jìn)入葉輪之前在西如果中已經(jīng)存在一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)預(yù)先的旋轉(zhuǎn)稱為預(yù)旋。正預(yù)旋：流體進(jìn)入葉輪前的絕對(duì)速度與圓周速度之間的夾角是銳角，絕對(duì)速度的圓周分速度與圓周速度同向負(fù)預(yù)旋：流體進(jìn)入葉輪前的絕對(duì)速度與圓周速度之間的夾角為鈍角，絕對(duì)速度的圓周分速度與圓周速度異向共七十六頁(yè)預(yù)旋產(chǎn)生的原因：沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。觀點(diǎn)1：斯梯瓦特觀點(diǎn)觀點(diǎn)2：斯捷潘諾夫觀點(diǎn)觀點(diǎn)3：臨界流量小于設(shè)計(jì)流量的預(yù)旋預(yù)旋的應(yīng)用：為了提高(tígāo)泵和風(fēng)機(jī)的效率，提高(tígāo)泵的抗汽蝕性能，設(shè)計(jì)時(shí)故意產(chǎn)生預(yù)旋；有預(yù)旋的速度(sùdù)三角形葉輪入口的逆流共七十六頁(yè)第四節(jié)離心泵與風(fēng)機(jī)基本(jīběn)方程式之修正修正原因：假設(shè)(jiǎshè)與實(shí)際過(guò)程不符合一、葉片數(shù)有限對(duì)基本方程式的修正實(shí)際的葉片有厚度，葉片數(shù)目有限，流體在有一定寬度的流道內(nèi)流動(dòng)，因此除緊靠葉片的流體沿葉片型線運(yùn)動(dòng)外，其他都是與葉片的型線有不同程度的差別，從而使流場(chǎng)發(fā)生變化，均勻的相對(duì)速度場(chǎng)不存在，因此對(duì)基本方程進(jìn)行修正。

流體在葉輪流道內(nèi)的流動(dòng)如圖共七十六頁(yè)共七十六頁(yè)在有限葉片輪中，葉片壓力面上，由于兩種速度方向相反，疊加后，使相對(duì)速度減小，而在葉片吸力(xīlì)面上，由于兩種速度一致，疊加后使相對(duì)速度增加。因此在同一圓周上，相對(duì)速度的分布是不均勻的。由于流體分布不均勻，則在葉輪出口處，相對(duì)速度的方向不再是葉片出口的切線方向，而是向葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)角度，使流動(dòng)角小于葉片安裝角。于是出口速度三角形由Δabc變?yōu)棣BD，軸向渦流使速度產(chǎn)生滑移，使有限葉片的理論揚(yáng)程下降。葉片(yèpiàn)的理論揚(yáng)程為：共七十六頁(yè)共七十六頁(yè)在以角速度ω旋轉(zhuǎn)的葉輪內(nèi)，取任意半徑的流體微團(tuán)，其長(zhǎng)度(chángdù)為ds，寬度為dn，厚度為b，質(zhì)量為：相對(duì)于葉片(yèpiàn)曲率半徑產(chǎn)生的向心力：微團(tuán)繞軸旋轉(zhuǎn)的向心力：微團(tuán)以角速度ω旋轉(zhuǎn)，又以相對(duì)速度w運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生所產(chǎn)生的哥里奧利力為：共七十六頁(yè)在流體微團(tuán)流動(dòng)的法線(fǎxiàn)（n—n軸）方向，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理列平衡方程式：因?yàn)?yīnwèi)因此上式簡(jiǎn)化為：共七十六頁(yè)流體(liútǐ)微團(tuán)s－s軸方向平衡式：因?yàn)?yīnwèi)定常流時(shí)，上式變?yōu)槿袅黧w不可壓縮，積分上式得相對(duì)運(yùn)動(dòng)流體的伯努利方程共七十六頁(yè)對(duì)n軸求導(dǎo)得比較(bǐjiào)上式和可得：共七十六頁(yè)利用邊界條件，流體(liútǐ)微團(tuán)中心，n＝0，w＝wm。對(duì)上式積分利用泰勒級(jí)數(shù)(jíshù)展開(kāi)：取前兩項(xiàng)，則共七十六頁(yè)帶入式子(shìzi)則式中第一部分為葉輪不旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)時(shí)流體通過(guò)流道的速度，第二部分為葉輪旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)時(shí)，流道內(nèi)產(chǎn)生的軸向旋渦。此時(shí)有工作面和非工作面之分。工作面使流體產(chǎn)生離心力做功的面，非工作面指沒(méi)有使流體纏身離心力做功的面。共七十六頁(yè)（1）工作面流體(liútǐ)通過(guò)流道的速度軸向旋渦(xuánwō)的速度這里：B為流道的寬度共七十六頁(yè)（2）非工作面流體通過(guò)(tōngguò)流道的速度軸向旋渦(xuánwō)的速度這里：B為流道的寬度共七十六頁(yè)葉片數(shù)有限時(shí)，流體在流道內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度，在葉片的工作面上和非工作面上數(shù)值相等，但方向相反(xiāngfǎn)，由此產(chǎn)生軸向的旋渦。由于B遠(yuǎn)大于Rs，則葉片工作面上流體相對(duì)速度為：葉片非工作(gōngzuò)面上流體相對(duì)速度為：共七十六頁(yè)工作(gōngzuò)情況分析：（1）當(dāng)葉輪內(nèi)流量減小到某一值時(shí)（wm降低到某一數(shù)值時(shí)），會(huì)出現(xiàn)葉片工作面上的相對(duì)速度(xiānɡduìsùdù)為0的情況，若流量再下降，則在葉片工作面上出現(xiàn)逆流，因此對(duì)于每個(gè)葉輪都有一個(gè)臨界工作流量。泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，流量低于這個(gè)臨界流量時(shí)，會(huì)在葉片的工作面上產(chǎn)生逆流；（2）如果流道內(nèi)的流量不變，則軸向漩渦與葉片數(shù)和泵與風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角速度有關(guān)。大容量的鍋爐給水泵的轉(zhuǎn)速都很高，因此有可能在葉片工作面上出現(xiàn)逆流區(qū)，造成揚(yáng)程下降，為此需要改變流道寬度，或裝置長(zhǎng)度葉片。旋渦產(chǎn)生的危害（1）流速發(fā)生變化；（2）揚(yáng)程降低；（3）損壞泵的結(jié)構(gòu)；（4）效率降低共七十六頁(yè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)(zhèngshí)旋渦的方法：共七十六頁(yè)有限多葉片(yèpiàn)數(shù)對(duì)全壓或揚(yáng)程的修正：2）、離心泵的修正(xiūzhèng)方法：（1）斯托道拉公式應(yīng)用：對(duì)于清水離心泵揚(yáng)程的修正，誤差不大，但對(duì)于輸送含有懸浮物流體的泵，葉片數(shù)一般較少，或者流道很短，使用該公式誤差較大，不宜應(yīng)用。共七十六頁(yè)（2）普夫列德?tīng)柕男拚?xiūzhèng)方法：P－修正系數(shù)(xìshù)；K－滑移系數(shù)(xìshù)r2－葉輪出口直徑，mmZ－葉片數(shù)S－葉片軸面投影圖中線對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的靜距，mm2；Ψ－經(jīng)驗(yàn)系數(shù)共七十六頁(yè)參數(shù)求解(qiújiě)方法：對(duì)于低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪，可近似(jìnsì)認(rèn)為dr＝dS，則A－與泵結(jié)構(gòu)形式有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)對(duì)于導(dǎo)葉式壓水室a＝0.6對(duì)于蝸殼式壓水室a＝0.65～0.85對(duì)于環(huán)形壓水室a＝0.85～1.0共七十六頁(yè)（3）斯基克欽經(jīng)驗(yàn)(jīngyàn)公式共七十六頁(yè)2）離心(líxīn)風(fēng)機(jī)的修正方法（1）斯托道拉修正(xiūzhèng)公式對(duì)于后彎式葉片（葉片安裝角小于90）：對(duì)于徑向葉片（安裝角等于90）：共七十六頁(yè)（2）愛(ài)克修正(xiūzhèng)公式對(duì)于(duìyú)葉輪前盤與后盤平行的：30～50°之間適用（3）對(duì)于前彎葉片：20～170°時(shí)適用共七十六頁(yè)（4）對(duì)于效率為80％～90％左右的高效風(fēng)機(jī)，葉片(yèpiàn)安裝角介于20°～45°之間，采用下式修正A＝0.9，b＝3.7注：由于不同半徑處相對(duì)速度的差異，基本方程中還需要乘以動(dòng)量修正(xiūzhèng)系數(shù)，動(dòng)量修正(xiūzhèng)系數(shù)取決于流速分布的均勻程度，工程上往往近似取1。共七十六頁(yè)二、黏性流體(liútǐ)對(duì)基本方程的修正1、修正(xiūzhèng)原因：由于流體存在黏性，流體在泵或風(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)時(shí)，存在沿程阻力、局部阻力、沖擊阻力等損失，使泵和風(fēng)機(jī)的揚(yáng)程或全壓下降。共七十六頁(yè)2、修正(xiūzhèng)公式共七十六頁(yè)三、風(fēng)機(jī)內(nèi)氣體(qìtǐ)的壓縮性的修正考慮(kǎolǜ)風(fēng)機(jī)中的壓力增加，則：氣體流速較小時(shí)，馬赫數(shù)也較小，引起的氣體密度的相對(duì)變化很小，一般通風(fēng)機(jī)內(nèi)氣流速度大多小于100m/s，則不考慮風(fēng)機(jī)內(nèi)氣體的壓縮性。對(duì)于氣流速度大于100m/s的，應(yīng)考慮氣體的壓縮性。一般引入壓縮修正系數(shù)的方法進(jìn)行修正。共七十六頁(yè)壓縮修正(xiūzhèng)系數(shù)共七十六頁(yè)例:有一離心式水泵,葉輪外徑D2＝320mm,葉輪內(nèi)徑D1=120mm，轉(zhuǎn)速n＝1450r／min，通過(guò)葉輪的理論流量180m3／h，葉片出口寬度(kuāndù)b2＝15mm，在圓周方向上每個(gè)葉片的出口厚度10mm；葉片出口安裝角為22.5°，葉片數(shù)為7。請(qǐng)用普夫列德?tīng)柟接?jì)算滑移系數(shù)K，并計(jì)算有限葉片葉輪的理論揚(yáng)程。設(shè)流體徑向流人葉輪。解：葉輪出口(chūkǒu)過(guò)流斷面積為葉輪出口處流體的軸面速度為對(duì)于無(wú)限多葉片葉輪，流動(dòng)角等于安裝角，并認(rèn)為共七十六頁(yè)根據(jù)(gēnjù)出口速度三角形得：無(wú)限(wúxiàn)多葉片的理論揚(yáng)程為：根據(jù)普夫列德?tīng)柟接?jì)算滑移系數(shù)K有限葉片的理論揚(yáng)程為共七十六頁(yè)第五節(jié)泵與風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)的實(shí)際揚(yáng)程、全壓計(jì)算第四節(jié)中的公式主要用于理論分析及設(shè)計(jì)計(jì)算，在工程實(shí)際過(guò)程中，經(jīng)常需要選擇泵與風(fēng)機(jī)時(shí)確定(quèdìng)所需的揚(yáng)程與全壓。一、流體流動(dòng)時(shí)所需能量的計(jì)算以泵為例進(jìn)行分析。如圖所示，泵欲將容器1液體輸送至容器2中，容器1和2的壓力如圖所示。提高液體時(shí)所需的能量有：（1）位重提高單位質(zhì)量液體的位能（2）提高單位重量液體的壓力能（3）克服液體流動(dòng)時(shí)的阻力損失。于是，液體由容器1流向容器2時(shí)，單位重量的液體所需要的能量為共七十六頁(yè)于是，液體由容器(róngqì)1流向容器(róngqì)2時(shí)，單位重量的液體所需要的能量為要保證液體在管路(ɡuǎnlù)中流動(dòng)化，這些能量由泵提供，則選擇泵時(shí)需要的揚(yáng)程至少為：若流體為氣體，則選擇風(fēng)機(jī)時(shí)所需的最小全壓于上式相同，由于氣體比液體輕很多，位能可以忽略。此外如果風(fēng)機(jī)吸入氣體周圍的環(huán)境與壓出氣體周圍的環(huán)境差不多，則也可以忽略壓力能，因此風(fēng)機(jī)所提供的全壓近似為：實(shí)際選擇中應(yīng)增加一些富裕量。共七十六頁(yè)二、運(yùn)轉(zhuǎn)(yùnzhuǎn)中泵與風(fēng)機(jī)所提供的全壓、揚(yáng)程為了測(cè)量(cèliáng)運(yùn)轉(zhuǎn)中泵所提供的能量，需在進(jìn)出口處設(shè)置測(cè)量(cèliáng)儀表。入口——真空表出口——壓力表入口的能量為：出口的能量為：共七十六頁(yè)共七十六頁(yè)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，供給液體的能量(néngliàng)至少為：共七十六頁(yè)1、泵入口部分(bùfen)測(cè)量（1）彈簧(tánhuáng)真空表或壓力表入口低于大氣壓采用真空表；入口高于大氣壓，采用壓力表。由于儀表讀數(shù)都是測(cè)量?jī)x表中心處的值，換算至泵中心線處。共七十六頁(yè)（2）U型管水銀(shuǐyín)差壓計(jì)（A）泵吸入口壓力大于大氣壓力，U型管差壓計(jì)在泵中心線以上，則入口處液體(yètǐ)的絕對(duì)壓力為：（B）大于大氣壓力，U型管差壓計(jì)在泵中心線以下，入口處液體絕對(duì)壓力為：（C）泵入口處壓力小于大氣壓，U型管內(nèi)汞柱左高右低，U型管差壓計(jì)在泵中心線上方，則（D）低于大氣壓力，U型管差壓計(jì)在泵中心線下方共七十六頁(yè)2、泵出口(chūkǒu)部分共七十六頁(yè)（1）彈簧壓力表絕大多數(shù)情況下泵的出口(chūkǒu)壓力大于大氣壓力。（2）U型水銀(shuǐyín)差壓計(jì)注意：測(cè)量時(shí)對(duì)于表的安裝位置有嚴(yán)格的要求。共七十六頁(yè)風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際全壓計(jì)算公式：如風(fēng)機(jī)出口直通大氣(dàqì)，進(jìn)口裝有風(fēng)道（上裝測(cè)試儀表），則稱進(jìn)氣試驗(yàn)裝置適用于風(fēng)機(jī)進(jìn)出口不通大氣情況，測(cè)量在風(fēng)道內(nèi)進(jìn)行，稱進(jìn)、出氣聯(lián)合試驗(yàn)性能裝置的全壓公式。如風(fēng)機(jī)進(jìn)口直通大氣，出口裝有風(fēng)道（上裝測(cè)試儀表），則稱出氣試驗(yàn)裝置共七十六頁(yè)通風(fēng)機(jī)靜壓：通風(fēng)機(jī)動(dòng)壓：通風(fēng)機(jī)全壓：共七十六頁(yè)第六節(jié)離心式泵與風(fēng)機(jī)(fēnɡjī)的葉片型式（a）徑向(jìnɡxiànɡ)（b）后彎（c）前彎共七十六頁(yè)葉片(yèpiàn)的型式：1、徑向式葉片(yèpiàn)：葉片(yèpiàn)的彎曲方向沿葉輪的徑向展開(kāi)，葉片(yèpiàn)出口幾何角為900，如圖a2、后彎式葉片：葉片的彎曲方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，葉片出口幾何角小于900，如圖b3、前彎式葉片：葉片的彎曲方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，葉片出口幾何角大雨900，如圖c共七十六頁(yè)1、徑向(jìnɡxiànɡ)葉片：葉片彎曲方向沿葉輪徑向(jìnɡxiànɡ)展開(kāi)三種型式的葉片對(duì)揚(yáng)程(yángchéng)、全壓、效率、流量都有很大影響。為了簡(jiǎn)化，設(shè)三種葉片進(jìn)口幾何角為90°。葉輪的外徑、內(nèi)經(jīng)、轉(zhuǎn)速、葉片進(jìn)口安裝角、流量均相等。則：一、對(duì)揚(yáng)程的影響共七十六頁(yè)2、后彎式葉片：葉片彎曲方向與葉輪(yèlún)旋轉(zhuǎn)方向相反3、前彎式葉片：葉片彎曲方向(fāngxiàng)與葉輪旋轉(zhuǎn)方向(fāngxiàng)相同共七十六頁(yè)結(jié)論：（1）在其他條件相同的前提下，揚(yáng)程隨出口葉片安裝(ānzhuāng)角的增加而增大；（2）前彎式葉片的揚(yáng)程最大，徑向葉片次之，后彎式葉片的揚(yáng)程最小；共七十六頁(yè)二、反作用度勢(shì)揚(yáng)程在總揚(yáng)程中所占的比例(bǐlì)成為反作用度。1、后彎式葉片(yèpiàn)2、徑向葉片3、前彎式葉片隨著葉片安裝角的增大，揚(yáng)程增加，反作用度減小徑向葉片的揚(yáng)程中勢(shì)揚(yáng)程和動(dòng)揚(yáng)程各半隨著葉片安裝角的增大，揚(yáng)程增加，反作用度減小共七十六頁(yè)結(jié)論：隨著葉片(yèpiàn)出口幾何角的增大，揚(yáng)程隨之增加，與此同時(shí)，反作用度降低，揚(yáng)程中的勢(shì)揚(yáng)程不斷下降，動(dòng)揚(yáng)程不斷增加。共七十六頁(yè)三、離心式泵都采用(cǎiyòng)后彎式葉片原因1、流動(dòng)效率高（1）絕對(duì)速度最小，動(dòng)能損失最小，流動(dòng)效率高。另外兩種葉片流體動(dòng)能大，損失大。（2）動(dòng)能與壓力能轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)過(guò)程中，能量損失小2、流道效率高后彎式葉片流道較長(zhǎng)，流道擴(kuò)散角、流道彎曲度小，能量損失小3、性能穩(wěn)定H－qV曲線