离心泵原理特点

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,一、工作原理,二、扬程方程式,第三章 离心泵,Centrifugal Pump,第一节 离心泵原理和性能特点,三、定速特性曲线,四、管路特性曲线和工况点,五、扬程和流量估算,六、特点,属,叶轮式,泵,1,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,一、工作原理,悬臂式单级离心泵,基本结构：,叶轮、蜗壳、吸入端盖、吸、排接管,叶轮用左旋螺纹螺帽固定在泵轴上,工作原理：,叶轮带动水高速旋转，,离心力,将叶轮流道内的水甩出

2、，叶轮中部产生真空，从吸入管吸入水，重复工作；从叶轮甩出的水经蜗壳收集，在扩压管内降速升压后排出。,2,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,一、工作原理,水能量的获得与转换：,获得,：叶轮带动旋转，离心力做功。叶轮出口：动能,+,压力能 主要为动能,转换,:,蜗壳内,25%,动能转变成压力能；扩压管内大部分动能转变成压力能，克服排出管背压排出。,3,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,一、工作原理,悬臂式单级离心泵,4,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,5,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal

3、 Pump,6,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,二、扬程和流量,1.,液体在叶轮中的流动情况,u,:,圆周速度,:,相对速度,绝对速度,:,c,c,u,c,r,叶轮的流量、转速和尺寸既定后，叶轮内各处的速度三角形就确定。,u,2,=,D,2,n/,60,c,2r,=K,1,Q/A,7,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,2.,扬程方程式,理论扬程即为进出叶轮的水头之差。,假设：,1,、,叶片无限薄，叶片数无限多,，流体沿叶片方向流动。,2,、,流体为理想流体,，即无粘度，无摩擦、撞击损失。,在此基础上，推导出离心泵的,理论压头方程,：

4、,其中：,静压头,动压头,8,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,H,t,=,H,ts,+,H,td,利用速度三角形的关系进行推导，并认为液体径向进入叶轮,可得出：,2,、扬程与液体密度无关,。,推论：,1,、理论压头与叶轮外径和转速的平方成正比，与流量和叶片出口角有关。,u,2,=,D,2,n/,60,c,2r,=K,1,Q/A,9,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,既定的泵，转速一定时，理论扬程与理论流量的,函数曲线：,后弯，,2,90,Q,，,H,t,Q=0,，,封闭压头,10,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal

5、 Pump,结论：,(1),离心泵扬程主要取决于叶轮的直径及转速。,(2),扬程与流量的关系随叶片出口角,2,而异。前弯叶片能量损失大而不采用。,为了提高效率，,一般采用后弯叶片。,虽然扬程低，但能量损失低。,(3),封闭扬程有限。（,4,）,理论扬程与液体的物性无关,，实际扬程？,但：所建立的,压力与所输送液体的性质有关,。,p,d,-,p,s,=,gH,泵送水和空气时的理论扬程是相同的，但所形成的压差相差很大。,离心泵无自吸能力,：,空气的密度很小，离心力很小，不能在泵吸入口建立足够的真空。,11,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,3,、定速特性曲线,1,）,

6、.,理论定速特性曲线,在,既定转速下,，,H,、,P,、,等与,Q,的关系曲线。,H,Q,H,Q,2,90,2,=90,2,90,H-Q,关系曲线：,理论,H-Q,曲线,考虑各种损失后的,实际,H-Q,曲线,使用中，常把,H,、,P,、,等与,Q,的,实测关系曲线,画在一张图上，称为离心泵的,定速特性曲线,12,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,三、定速特性曲线,离心泵的水力损失,：,漏泄损失,：泵内部漏泄和外部漏泄 ,摩擦损失,：液体粘性产生 ,撞击损失,：液流方向与流道不一致造成 ,涡流损失,：叶片数有限，液体在叶轮流道内涡旋流动造成。,这些损失,以及,机械损

7、失,使离心泵的实际定速特性曲线与理论曲线,有很大差别,，不能经过计算画出，只能,实测画出,。,13,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,2,）实测的定速特性曲线,测量方法,：使泵在恒定转速下工作，改变排出阀开度，测出,Q,-,H,、,Q,-,P,、,Q,-,、,Q,-,h,r,(,必需汽蚀余量,),曲线。,(1),Q,-,H,曲线的三种类型：,陡降形；,平坦形,；驼峰形,(,祥见比转数,),14,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,2,）,.,实测的定速特性曲线,(2),对于平坦形，,Q,=0,时,功率最小，功率随流量增大而增加，封闭扬程

8、不很高，应,封闭起动,以减小起动电流和电网电压波动。但不许长时间运行，以防发热。,(3),由,Q,-,，,额定,(,设计,),工况效率高,，,因为液体进出叶轮撞击损失最小。,非额定工况引液体撞击而导致效率低。（最高效率所对应的流量、压力为而定工况）,从泵的定速特性曲线上，能看出什么？对实际工作有什么意义？,15,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,4,、管路特性曲线和工况点,管路特性曲线,：,液体通过管路时所需的,压头,与,流量,间的函数关系曲线。,H,st,-,管路静压头,h,-,管路阻力,滤器脏污、阀门关小、液体粘度变大，,k,变大，曲线变陡。管路静压头变化，曲

9、线上下平移。,离心泵特性曲线和管路特性曲线的交点称为,泵的工况点,。,Q,-,H,向下倾斜的泵具有稳定工况点。,16,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,5,、扬程和流量估算,扬程估算公式：,流量估算公式：,K-,系数,(1-1.5),10,-4,n-,转速,(r/min),D,2,-,叶轮外径,(m),D,0,-,泵吸口直径,(inch),(1in,25mm,),问题：离心泵出口直径,100,mm,，,吸口直径,125,mm,，,叶轮外径,300mm,，,额定流量约为,(),125m,3,/h,17,船舶辅机,第,3,章,离心泵,Centrifugal Pump,三、离心泵的特点,1.,流量连续均匀,，范围大，易调节。,2.,转速高，结构简单、可靠。,3.,对杂质不敏感,，易损件少，维修管理方便。,4.,没有自吸能力。,5.,流量随管路特性（吸、排压差）而变。,6.,封闭扬程取决于叶轮外径和转速，,7.,不适合高扬程、小流量。,18,