《離心泵與軸流泵》ppt課件-文庫吧
2024-12-31 06:08 本頁面
【正文】 。 圖 416 葉輪內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng) 1 1 1w c u?? 41 2u 2w 2c 圓周速度 與相對速度 的合成， 即為出口處液體的絕對速度。 圖 417 進(jìn)口速度三角形隨流量而變的情況 2 2 2c u w?? 42 離心泵的基本能量方程式 假設(shè)： ①葉輪具有無限多、無限薄的葉片，這樣就可以認(rèn)為液體質(zhì)點(diǎn)是完全按照葉片形狀規(guī)定的軌跡運(yùn)動(dòng)的； ②液體是理想的，即液體沒有粘性，流動(dòng)時(shí)沒有摩擦阻力損失。 圖 418 液體運(yùn)動(dòng)速度圖 m 1R1 1 1M mc l?2R2 2 2M m c l?iM以 表示每秒內(nèi)流過葉輪的液體質(zhì)量，那么在半徑 的葉輪進(jìn)口處，液體相對于葉輪軸線的動(dòng)量矩為 在半徑為 的葉輪出口處，液體相 對于葉輪軸線的動(dòng)量矩為 液體動(dòng)量矩的增加應(yīng)等于作用在液體上的外力矩 ，即 iGmQg ???Gg?由圖 418所示的速度三角形可知 考慮到 式中 —— 通過葉輪的液體的重量流量， N/s； —— 重力加速度， m／ s2 —— 液體的密度， kg/m2 2 1 2 2 1 1()iM M M m c l c l? ? ? ?43 2 2 2c o slR ?? 1 1 1c o slR ?? 44 將上述有關(guān)式子代入式 (43)，可得 假設(shè)液體通過葉輪時(shí)沒有能量損失，根據(jù)能量守恒定律，葉輪消耗的機(jī)械功率應(yīng)全部變成液體的水力功率，即 ? iHiH iH? 為葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度； 為葉輪傳遞給每一 N重量液體的能量稱為泵的理論壓頭。因?yàn)榧俣ㄈ~輪葉片為無限多，所以 用 表示。 2 2 2 1 1 1( c o s c o s )iiM Q c R c R? ? ???45 i i iM g Q H??? 46 iH? 因此，離心泵的理論壓頭 等于： 2 2 2 1 1 11 ( c o s c o s )iiiMH u c u cg Q g? ???? ? ? ?47 上式就是離心泵的基本能量方程式。因 2 2 2c o s ucc? ?1 1 1c o s ucc? ?（ 47） 可改寫為： 2 2 1 11 ()i u uH u c u cg? ??48 1 90? ?由于在一般離心泵中，液體通常是沿徑向進(jìn)入葉輪，即 因此，基本能量方程式可簡化為： 22 uiucHg? ? 49 ， 從式 (49)可見，離心泵的理論壓頭與出口圓周速度 (或葉輪外徑 及轉(zhuǎn)速 n)，出口絕對速度的周向分量 （或 及 等 )有關(guān)。當(dāng)葉輪的外徑越大、轉(zhuǎn)速越高以及 越大、 越小時(shí)，離心泵給出的理論壓頭也越大。 2D 2?2uc 2?2? 2?在基本能量方程式中，沒有包含液體物理性質(zhì)的參數(shù) (如密度、粘度等 )，所以此式適用于輸送任何物理性質(zhì)的液體。 離心泵的基本能量方程式的另一種表達(dá)式可得： 2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 12 2 2iu u w w c cHg g g?? ? ?? ? ?410 式 (410)的右端前兩項(xiàng)代表壓頭中壓能的增量部分， 稱為靜壓頭。其中 是液體在圓周 (牽連 )運(yùn)動(dòng)中由離心力作 功，使液體在葉輪出口處壓能的增加值； 是由于一般葉輪流道略帶擴(kuò)散性，所以從葉輪進(jìn)口到葉輪出口，液體的相對速度是減小的，從而使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能。 式 (410)的右端最末一項(xiàng)是液體動(dòng)能的增值部分，稱為動(dòng)壓頭 。即： pH22212uug?22212wwg?vH 22212vccHg??由此可知，泵的理論壓頭是液體壓能增量部分與動(dòng)能增量部分的總和，即： i p vH H H? ?? 411 在離心泵葉輪的設(shè)計(jì)中，一般盡量使壓能增量大些，動(dòng)能增量小些，因?yàn)閯?dòng)能的增加引起流速變大，使葉輪流道內(nèi)或進(jìn)壓出室后液流的水力損失都相應(yīng)地增加，從而使泵的效率下降。 k? 離心泵中，一般采用 ， 即葉片向后彎的葉輪，反應(yīng)系數(shù) 為 。 2 90k? ? 葉片出口角對離心泵理論壓頭的影響 從離心泵的基本能量方程式 (49) 22 uiucHg? ?2uc 可見，泵的理論壓頭與葉輪出口處絕對速度的圓周分速 成正比，而 則可由 確定。 2uc 2 2 2 2c o tu r kc u c ???因此，泵的理論壓頭可用下式求得 22 2 2( c o t )i r kuH u cg ?? ?? 412 上式表明，理論壓頭 和葉片出口處的結(jié)構(gòu)角有密切關(guān)系。 iH?根據(jù)葉片出口角的變化，可以分為三種情況如圖 419： ①葉片朝葉輪旋轉(zhuǎn)方向的后方彎曲， a即 ②葉片出口沿半徑方向， b即 ③葉片朝葉輪旋轉(zhuǎn)方向的前方彎曲， c即 2 90k? ?2 90k? ?2 90k? ?圖 419 離心泵葉輪的三種結(jié)構(gòu) 葉輪片數(shù)對離心泵理論壓頭的影響 圖 420 圓形容器內(nèi)的相對運(yùn)動(dòng) （ a） （ b） 圖 421 葉輪流道內(nèi)相對速度的分布 (a)葉片無限多時(shí)； (b)葉片有限多時(shí) 圖 422 有限葉片數(shù)時(shí)葉輪出口速度三角形 離心泵葉輪的葉片數(shù)通常在 6～ 12之間，一般不超過 9個(gè)。 離心泵內(nèi)的損失及泵的功率和效率 在離心泵轉(zhuǎn)換能量過程中，不是所有的機(jī)械能都能成為有效功，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不可避免地會有能量損失。因此，要提高泵的效率，做到合理地選擇和使用離心泵，必須研究泵內(nèi)的各種損失。泵內(nèi)的能量損失可分為：水力損失、容積損失和機(jī)械損失三類。 ①阻力損失 ②沖擊損失 222fvh a Qg?? ?2()im o p th b Q Q??泵內(nèi)總的水力損失為： 22()h f im o p th h h a Q b Q Q? ? ? ? ? 圖 423 離心泵的水力損失 泵的有效壓頭 因而，水力效率為 ihH H H?? 413 hihHHH H h? ?? ?414 上式的理論壓頭是表示有限葉片數(shù)時(shí)葉輪傳給每 N液體的能量 ， 而有效壓頭則表示每液體
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