軸流泵-PPT文件ppt課件.ppt

1、軸 流 泵,1,目 錄,泵的分類 比轉(zhuǎn)數(shù)與泵的類型及特性 軸流泵的工作原理 混流泵、軸流泵的特性及結(jié)構(gòu) 軸流泵的構(gòu)造 潛水電機(jī)的保護(hù),一 泵的分類,泵的種類很多，按其作用原理可分為如下三大類：,二 比轉(zhuǎn)數(shù)與泵的類型及特性,1.比轉(zhuǎn)數(shù) 泵的相似定律建立了幾何相似的泵，在相似工況下，性能之 間的關(guān)系。也就是說(shuō)，如果泵性能參數(shù)之間存在著上述關(guān)系，泵 是幾何相似和運(yùn)動(dòng)相似的。但是用相似定律來(lái)判別泵是否幾何 相似和運(yùn)動(dòng)相似，既不方便，也不直觀。 在相似定律的基礎(chǔ)上，可以推出對(duì)一系列幾何相似的泵，性 能之間的綜合數(shù)據(jù)。如果各泵的這個(gè)數(shù)據(jù)相等，則這些泵是幾何 相似和運(yùn)動(dòng)相似的，可以用相似定律換算性能之間的關(guān)

2、系。這個(gè) 綜合數(shù)據(jù)就是比轉(zhuǎn)數(shù)，也稱比轉(zhuǎn)速或簡(jiǎn)稱比速，用ns表示。 ns=3.65nQ1/2/H3/4 我國(guó)規(guī)定計(jì)算ns的單位是： Qm3/s（對(duì)雙吸泵取Q/2）； Hm（對(duì)雙吸泵取單級(jí)揚(yáng)程）； nr/min。,二 比轉(zhuǎn)數(shù)與泵的類型及特性,2.關(guān)于比轉(zhuǎn)數(shù)的說(shuō)明 同一臺(tái)泵在不同工況下具有不同的ns值，作為相似準(zhǔn)則的ns是指對(duì)應(yīng)最高效率點(diǎn)工況下的值。 比轉(zhuǎn)數(shù)是根據(jù)相似理論推得的，可以作為相似判據(jù)，即是說(shuō)幾何相似的泵在相似的工況下ns值相等。反之，一般說(shuō)來(lái)ns值相等的泵，是幾何相似和運(yùn)動(dòng)相似的。但不能說(shuō)ns相等的泵就一定幾何形狀相似。這是因?yàn)闃?gòu)成泵幾何形狀的參數(shù)很多，譬如說(shuō)同是ns=500的泵可以做成

3、軸流式的，也可以作成斜流式的；同是ns=400的泵可以作成渦殼式，也可以作成導(dǎo)葉式的。同一低比轉(zhuǎn)數(shù)泵葉輪可以用6枚葉片，也可以用7枚葉片。上述這些幾何不相似的泵，ns可能相等。但是對(duì)于同一種形式泵而言，ns相等時(shí)，要想使泵的性能好，即幾何形狀符合客觀的流動(dòng)規(guī)律，其幾何形狀相差不會(huì)很大，所以，一般說(shuō)來(lái)是幾何相似的。,二 比轉(zhuǎn)數(shù)與泵的類型及特性, 比轉(zhuǎn)數(shù)的因次是（m/s2）3/4。比轉(zhuǎn)數(shù)雖然是有因次數(shù)，但不影 響它作為相似判據(jù)的實(shí)質(zhì)意義。對(duì)于幾何相似的泵，在相似工 況下，用統(tǒng)一單位計(jì)算的ns相等。 3.比轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪形狀和性能曲線形狀的關(guān)系(如下圖) 對(duì)于圖表的說(shuō)明： .按比轉(zhuǎn)數(shù)從小到大，泵分為離心

4、泵、混流泵和軸流泵。低比轉(zhuǎn)數(shù)泵意味著高揚(yáng)程小流量，高比轉(zhuǎn)數(shù)泵意味著低揚(yáng)程大流量。 低比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪窄而長(zhǎng)，高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪寬而短，D2/Dj比值隨ns增加而減小。低比轉(zhuǎn)數(shù)泵通常采用圓柱形葉片，高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪進(jìn)口邊寬，假設(shè)軸面速度沿進(jìn)口均勻分布，因進(jìn)口邊各點(diǎn)的u值不同，則進(jìn)口液流角1不同，為符合這種流動(dòng)情況，應(yīng)當(dāng)作成扭曲葉片。 低比轉(zhuǎn)數(shù)泵容易出現(xiàn)駝峰。這是因?yàn)橐环矫娴捅绒D(zhuǎn)數(shù)泵內(nèi)流速高，沖擊損失值大。另一方面，低比轉(zhuǎn)數(shù)泵為了減少圓盤摩擦損失多采用較大的2角以減小外徑D2（圓盤摩擦損失和外徑的5次方成正比），2角大，理論揚(yáng)程流量曲線平。高比轉(zhuǎn)數(shù)混流泵和軸流泵，關(guān)死揚(yáng)程高，且在曲線上出現(xiàn)拐點(diǎn)，其原因比較復(fù)雜，留

5、在軸流泵章節(jié)中介紹。,二 比轉(zhuǎn)數(shù)與泵的類型及特性,三 軸流泵工作原理,圖1 (a)、（b）分別為 軸流泵外形和抽水原理示意 圖，在葉輪上安裝著46個(gè) 扭曲形葉片， 葉輪上部裝 有固定不動(dòng)的導(dǎo)輪，其上有 導(dǎo)水葉片；下方為進(jìn)水喇叭 管。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水獲得 能量經(jīng)導(dǎo)水葉片流出。這種 泵由于水流進(jìn)葉輪和流出導(dǎo) 葉都是沿軸向的，故稱軸流 泵。,三 軸流泵工作原理,軸流泵工作原理和離心泵不同，它是靠?jī)A斜的翼形葉片所產(chǎn)生 的推力而揚(yáng)水的。根據(jù)機(jī)翼理論，當(dāng)翼形葉片為對(duì)稱，同時(shí)其對(duì)稱 軸和氣流v的方向一致時(shí)圖1-2（a），它所受的力和氣流方向相 同，稱之為阻力。但當(dāng)其對(duì)稱軸不在氣流方向而成一角度（稱沖 角），

6、見圖1-2（b）或葉片形狀不對(duì)稱時(shí)圖1-2（c），它所受的 力一般不在氣流方向上而成某一夾角，它可分為兩個(gè)分力。與氣流 方向一致的分力稱阻力D；與氣流方向垂直的分力稱升力L。飛機(jī)飛 行時(shí)，升力支持飛機(jī)的重量，阻力對(duì)飛行起阻礙作用，需要由螺旋 槳產(chǎn)生的推力或噴出氣體的反沖力加以克服，因此設(shè)計(jì)翼形時(shí)應(yīng)盡 力增大升力而減小阻力。 升力的形成一方面由于傾斜葉片迫使流體改變方向，流體對(duì)葉 片有一作用力；另一方面， 當(dāng)假設(shè)為等速平流的流體靠近葉片時(shí)， 由于葉形為上面的曲度大于下面，見圖1-2（c），所以形成流線,三 軸流泵工作原理,向上彎曲，導(dǎo)致葉片上面的流線間距縮小，下面流線間距增大，因 兩流線間流量保

7、持不變，則葉片上面流體流速大于下面，根據(jù)伯諾 里方程式知，機(jī)翼上表面所受壓力小于下表面，因此其合力指向上 方。很顯然，如果流體為水且靜止，而葉片以勻速運(yùn)動(dòng)，也同樣會(huì) 產(chǎn)生向上的升力。,三 軸流泵工作原理,因軸流泵葉片是轉(zhuǎn)動(dòng)的，水流在葉道中為相對(duì)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)入葉輪 的速度1和流出葉輪的速度 2（相對(duì)流速）不僅數(shù)值不等，而且 方向也不同，如圖1-3（a）所示。我們?nèi)?和2 向量的平均值 做為葉輪中水流的方向圖1-3（b），于是根據(jù)上述機(jī)翼繞流理論， 水流作用在葉片上的合力R在方向的分力為阻力D，在垂直方 向的分力為升力L，根據(jù)葉柵理論可用下式表之 DCxA2 /2 LCyA2 /2 式中 Cx,Cy分

8、別為阻力系數(shù)和升力系數(shù),當(dāng)葉片一定時(shí),主要和沖角有關(guān)； A 葉片的平面投影面積; 水的密度。,三 軸流泵工作原理,根據(jù)作用力等于反作用原理，軸流泵葉片給流經(jīng)其上的水一個(gè) 大小相等、方向相反的作用力R圖1-3（c）, 即RR，R在圓周 方向的分力R u是使水在葉輪中繞軸旋轉(zhuǎn)的力， 而分力R z則是使 水沿泵軸上升的推力。,四 混流泵、軸流泵的特性及結(jié)構(gòu),混流泵從外形、結(jié)構(gòu)上介于離心泵和軸流泵之間。混流泵內(nèi)液體 流動(dòng)時(shí)斜向流出葉輪，即液體的流動(dòng)方向相對(duì)葉輪既有徑向速度， 也有軸向速度?；炝鞅玫男阅芘c和離心泵比較，揚(yáng)程低一些，而流 量大一些；與軸流泵比較，揚(yáng)程高一些，流量小一些。混流泵的性 能曲線形

9、狀也是介于離心泵和軸流泵之間，對(duì)于高揚(yáng)程混流泵，其 流量與揚(yáng)程、流量與功率的相互關(guān)系變化規(guī)律接近于離心泵，在使 用上，可采用關(guān)閉閥門啟動(dòng)。對(duì)于低揚(yáng)程混流泵，性能參數(shù)之間的 變化規(guī)律接近于軸流泵，在使用上不宜采用關(guān)閥啟動(dòng)，而應(yīng)該開閥 啟動(dòng)，這時(shí)功率比較小，電動(dòng)機(jī)不容易被燒毀。 混流泵按其結(jié)構(gòu)型式可分為蝸殼式和導(dǎo)葉式兩種。蝸殼式混流泵 有臥式和立式兩種，目前生產(chǎn)和使用比較廣泛的是臥式，立式多用 于大型泵。蝸殼式混流泵的結(jié)構(gòu)與單級(jí)單吸離心泵相似。導(dǎo)葉式混 流泵的外形和結(jié)構(gòu)與軸流泵相近，分臥式和立式兩種。,四 混流泵、軸流泵的特性及結(jié)構(gòu),圖示為單級(jí)、單吸、蝸殼 混流泵，適用于輸送清水或物 理及化學(xué)性質(zhì)

10、類似于水的其他 液體（包括輕度污水）。被輸 送介質(zhì)溫度不超過50，用于 農(nóng)田排灌、市政工程、工業(yè)過 程水處理、電廠輸送循環(huán)水、 城市給排水等多種領(lǐng)域。 導(dǎo)葉式潛水混流式泵，適 用于抽送清水或輕度污水，輸 送介質(zhì)溫度不超過50。機(jī)泵一體的結(jié)構(gòu)，可潛入水中運(yùn)行，故可 用于水位變化大，揚(yáng)程較高的工況，適用于城市排水、市政建設(shè)、 工礦、船塢升降水位以及水位漲落大的江湖地區(qū)農(nóng)田排灌之用。,五 軸流泵的構(gòu)造,軸流泵就葉片固定方式和調(diào)節(jié)方法可分為固定式、半調(diào)節(jié)式和 全調(diào)節(jié)式。圖1-24為半調(diào)節(jié)式立式軸流泵結(jié)構(gòu)圖，它由葉輪，進(jìn)水 喇叭管，導(dǎo)水葉片、出水彎管和軸密封機(jī)構(gòu)等主要部件組成。導(dǎo)水 葉片間的流道呈擴(kuò)散形，使從葉輪流出的水由斜向?qū)檩S向流入出 水彎管。這樣一方面消除水旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量損失，同時(shí)也將水流 的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能，從而提高了水泵的效率。為防止運(yùn)行時(shí) 泵軸的擺動(dòng)，一般在軸的上、下端設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)（向）軸承。其材質(zhì) 多采用水潤(rùn)滑的橡膠或尼龍制成，當(dāng)泵抽取混水時(shí)，為防止泥沙對(duì) 軸承和軸的磨損，應(yīng)由專門的清水系統(tǒng)進(jìn)行潤(rùn)滑，以延長(zhǎng)其使用壽 命。葉輪上的葉片可根據(jù)所需流量和揚(yáng)程大小調(diào)節(jié)其安放的角度， 當(dāng)需要調(diào)節(jié)時(shí)，將固定于輪轂上的葉片調(diào)節(jié)螺母松脫，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片到 所需傾角即可。,五 軸流泵的構(gòu)造,全調(diào)節(jié)式葉輪是通過一套油壓調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)改變?nèi)~片的安裝角，不需停 機(jī)即可進(jìn)行，機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，多用于大 型