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不二越离心泵工作原理与分类
发布时间:2014/11/19 14:34:11 点击次数:


首先,我们了解一下离心泵的工作原理,通过图片和动态FLASH对离心泵做一个感性的认识!

离心泵主要由叶轮、轴、泵壳、轴封及密封环等组成。

一般不二越离心泵启动前泵壳内要灌满液体,当原动机带动泵轴和叶轮旋转时,液体一方面随叶轮作圆周运动,一方面在离心力的作用下自叶轮中心向外抛出,液体从叶轮获得了压力能和速度能。

当液体流经蜗壳到排液口时,部分速度能将转变为静压力能。在液体自叶轮抛出时,叶轮中心部分造成低压区,与吸入液面的压力形成压力差,于是液体不断地被吸入,并以一定的压力排出。

不二越离心泵的主要部件及其作用

接下来 ,我们一起了解一下离心泵的主要部件。

(1)泵壳

不二越泵壳有轴向剖分式和径向剖分式两种。大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的,多级泵径向剖分壳体一般为环形壳体或圆形壳体。
一般蜗壳式泵壳内腔呈螺旋型液道,用以收集从叶轮中甩出的液体,并引向扩散管至泵出口。泵壳承受全部的工作压力和液体的热负荷。

吸水室的作用:

① 将液体从吸水管路引入叶轮的进口处(引水)

② 为了使泵有较好的能量性能和汽蚀性能,要求液体流过吸水室时水力损失最小且液体流入叶轮进口时速度分布均匀

压出室作用:

把叶轮出口处流出来的液体收集起来,并把它送入压水管路,即

① 收集液流

② 部分动能转化为压能(减少水力损失)

③ 消除旋转

(2)叶轮

叶轮是惟一的作功部件,泵通过叶轮对液体作功。叶轮型式有闭式、开式、半开式三种。闭式叶轮由叶片、前盖板、后盖板组成。半开式叶轮由叶片和后盖板组成。开式叶轮只有叶片,无前后盖板。闭式叶轮效率较高,开式叶轮效率较低。

(3)密封环

密封环的作用是防止泵的内泄漏和外泄漏,由耐磨材料制成的密封环,镶于叶轮前后盖板和泵壳上,磨损后可以更换。

(4)轴和轴承

泵轴一端固定叶轮,一端装联轴器。根据泵的大小,轴承可选用滚动轴承和滑动轴承。

(5)轴封

轴封一般有机械密封和填料密封两种。一般泵均设计成既能装填料密封,又能装机械密封。

 流量Q


泵的流量是指泵在单位时间内由泵出口排出液体的体积量,以Q表示.

    体积流量Q:单位为m3/h、L/min、m3/s
    质量流量Qm:单位为kg/s、t/h

Qm=ρQ,常温清水ρ=1000kg/m3

 

扬程H


泵的扬程指单位重量的液体通过泵后获得的能量,以H表示,单位是m,即排出液体的液柱高度。

不二越泵的基本方程式

关键几何参数

如右图所示,叶轮和涡壳的关键几何参数如下:

叶轮出口直径D2

叶轮进口直径D1

叶片出口宽度b2

进口安放角

出口安放角

涡壳基圆直径D3

涡壳进口宽度b3

速度三角形


不二越离心泵工作时,液体一方面随着叶轮一起旋转,同时又从转动着的叶轮里向外流。

离心泵叶轮中任意一点i的液流绝对速度ci等于圆周速度ui;和相对速度ωi的向量和,即:

sd

式中ci——i点液流的绝对速度,m/s;
ui——i点处液流随叶轮旋转的速度,即圆周速度,m/s;
ωi——i点液流的相对于旋转叶轮的速度,m/s;
βi——ωi与ui反方向的夹角,称相对液流角。

该三个速度构成一个封闭的三角形,称为速度三角形,见右图。速度三角形反映了液体在叶轮内的流动状态。

sdsjx

速度三角形

欧拉方程——离心泵水力学基本方程式


液体进入叶轮受到叶片推动而增加能量,建立叶轮对液体做功与液体运动状态之间关系的能量方程,

即离心泵的基本方程式——欧拉方程式。它可以由动量矩定理导出。

fc-1

式中HT——离心泵的理论扬程,m;c2u——叶轮出口处液流绝对速度在圆周方向的分速度,m/s;c1u——叶轮进口处液流绝对速度在圆周方向的分速度,m/s;

u2——叶轮出口处的圆周速度(u2=R2ω),m/s;u1——叶轮进口处的圆周速度(u1=R1ω),m/s。


当液流无预旋进入叶轮时,c1u=0;欧拉方程也可简写成:

fc-2

从欧拉方程看出,离心泵的理论扬程HT决定于泵的叶轮的几何尺寸、工作转速,而与输送介质的特性与密度无关。

因此同一台泵在同样转速和流量下工作,无论输送何种液体(如水和水银),叶轮给出的理论扬程均是相同的,不同密度的介质功率值不同。

有限叶片数和无限叶片数理论扬程的差别


不二越离心泵叶轮的叶片数一般为5~8片,在理论研究时引入了无限叶片数的假定。


无限叶片数下,液体受到叶片的约束,液体相对运动的流线和叶片形状完全一致。有限叶片数下,由于液流的惯性存在轴向旋涡运动,因此液体相对运动的流线和叶片形状并不一致,如下图所示,C2

有限叶片数和无限叶片数叶轮产生的理论扬程的差别称为叶轮中的流动滑移,如右图所示。研究表明,滑移并不意味着能量损失,而只说明同一工况下实际叶轮由于叶片数有限,而不能象无限叶片一样控制液体的流动,也就是液流的惯性影响了速度的变化。为此,引出了滑移系数的概念。

实际泵的扬程计算公式

 

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