流體輸送機(jī)械講義(離心泵)doc(已修改)
2025-07-30 10:47 本頁(yè)面
【正文】 第二章 流體輸送機(jī)械第一節(jié) 概述（略）第二節(jié) 離心泵一、離心泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理離心泵的基本結(jié)構(gòu)離心泵的工作原理例：一杯熱水為使之冷卻，用筷子在水中旋轉(zhuǎn)，水也產(chǎn)生速度，跟著筷子一塊轉(zhuǎn)動(dòng)（本質(zhì)上是筷子的附著力大于水之間的內(nèi)聚力，內(nèi)摩擦力使水旋轉(zhuǎn)）靠近筷子的水轉(zhuǎn)的快而遠(yuǎn)離筷子的水轉(zhuǎn)的慢。另外中心凹，四周水沿壁上升高于中間。為什么呢？離心力 [弧度/秒] 角速度 R半徑（葉輪半徑） m質(zhì)量（流體質(zhì)量kg）= 線速度,T—周期,n轉(zhuǎn)速,(周期是物體做圓周運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周所需要的時(shí)間,單位是秒；轉(zhuǎn)速n是物體單位時(shí)間所轉(zhuǎn)的周數(shù),單位是1/秒)。R 或 則 F手轉(zhuǎn)動(dòng)筷子，水產(chǎn)生動(dòng)能，水旋轉(zhuǎn)碰到管壁動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，靜壓能又轉(zhuǎn)化為位能使水沿壁面上升。邊上水上升后，中心能減少，形成空隙，產(chǎn)生真空度，故在同一個(gè)大氣壓下，中心凹下去。(1) 泵軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，充滿葉片之間的液體也跟在旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，液體從葉輪中心被拋向葉輪邊緣，使液體靜壓能、動(dòng)能均提高。（類似我們旋轉(zhuǎn)雨傘,傘上面的雨滴飛出去）。(2) 液體從葉輪外緣進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中流道逐步加寬，液體流速變慢，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，使泵出口處液體的壓強(qiáng)進(jìn)一步提高，于是液體以較高的壓強(qiáng)從泵的排出口進(jìn)入排出管路輸送到所需場(chǎng)所。(3) 當(dāng)泵內(nèi)液體從葉輪中心被拋向外緣時(shí)，在中心出形成低壓區(qū)，由于貯槽液面上方的壓強(qiáng)（一般為 1 [atm]）大于吸入口處的壓強(qiáng)，在壓強(qiáng)差的作用下，液體便經(jīng)吸入管路，連續(xù)地被吸入泵內(nèi)，以補(bǔ)充被排出的液體。離心泵之所以能夠輸送液體，主要依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，產(chǎn)生離心力，在慣性作用下，獲得了能量以提高壓強(qiáng)。 離心泵使用注意點(diǎn)：離心泵啟動(dòng)時(shí)，必須灌滿水否則產(chǎn)生氣縛。何為氣縛？離心泵啟動(dòng)時(shí)，如果泵殼與吸入管路沒有充滿液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力小，（離心力、 ）從葉輪中心甩出的液體少，因而葉輪中心處所形成的低壓（真空度）不足以將貯槽內(nèi)的液體吸入泵內(nèi)（打不上水），此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛。 離心泵的主要部件：（1）葉輪（泵的心臟） 如講義離心泵的結(jié)構(gòu)圖,每個(gè)葉輪有6~~12片彎曲的葉片。A、 按有無(wú)蓋板分 B、按吸液方式分C、平衡孔：在葉輪后蓋板上鉆一些小孔，它的作用是使蓋板與泵殼之間的空腔中一部分高壓液體漏到低壓區(qū)（吸入口處）以減少葉輪兩側(cè)的壓力差。從而起到平衡一部分軸向推力的作用。 （2）泵殼又稱為蝸殼，因殼內(nèi)有一個(gè)截面逐漸擴(kuò)大的蝸牛式通道，泵殼不僅作為一個(gè)匯集由葉輪拋出液體部件，而且使部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。在葉輪與泵殼之間有時(shí)還裝一個(gè)固定不動(dòng)而帶有葉片的圓盤，這個(gè)圓盤稱為導(dǎo)輪，由于導(dǎo)輪具有很多逐漸轉(zhuǎn)向的流道，使高速液體流過(guò)時(shí),均勻而緩和地將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，減少能量損失。 （3）軸封裝置：泵軸與泵殼之間的密封稱為軸封。其作用是防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿軸而漏出，或者空氣以相反方向漏入泵殼內(nèi)。 軸封二、離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線離心泵的主要性能參數(shù)(1) 流量:離心泵的流量又稱送液能力,是指泵在單位時(shí)間里排到管路系統(tǒng)的液體體積或。(2) 壓頭:離心泵的壓頭又稱為泵的揚(yáng)程,是指泵對(duì)單位重量的流體所提供的有效能量,。升揚(yáng)高度: 離心泵將液體從低處送到高處的垂直距離.(3) 效率: 反應(yīng)能量損失(4) 軸功率:,也就是電動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率N, [J/s] 或 [w] 或 [kw]。 : 有效功率, ,水力損失與機(jī)械損失,所以泵的軸功率大于有效功率,即: 泵的流量 泵的壓頭 被送液體的密度 重力加速度如用[kw]計(jì)算 [kw] 離心泵的特性曲線 表示流量與變化的關(guān)系曲線，它由泵的制造廠通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定后提供的。離心泵的特性曲線只與葉輪的直徑、轉(zhuǎn)速和測(cè)試時(shí)的工作介質(zhì)有關(guān)，它是在泵的制造廠通過(guò)實(shí)驗(yàn)作出來(lái)的。 ① 曲線 ② 曲線 最小 故離心泵啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉出口閥,使啟動(dòng)電流減少以保護(hù)電機(jī)。③ 曲線 上升到最大值 離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn),稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。離心泵的工作范圍稱為泵的高效率區(qū)。通常為最高效率的92%左右 ，離心泵最好在此范圍內(nèi)工作。 最高效率點(diǎn)，稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。泵在最高效率相對(duì)應(yīng)的流量及壓頭下工作最為經(jīng)濟(jì)，所以與最高效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的稱為最佳工況參數(shù)。離心泵的銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)就是指該泵在運(yùn)行時(shí)效率最高點(diǎn)的狀況參數(shù)，根據(jù)輸送條件的要求，離心泵往往不可能正好在最佳狀況點(diǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)，因此一般只能規(guī)定一個(gè)工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)，通常為最高效率的92%左右，如圖中波折線所示的范圍。究竟離心泵的特性曲線是如何作出來(lái)的請(qǐng)看例題 ：當(dāng)轉(zhuǎn)速為 控制閥門 聯(lián)接以上各點(diǎn)，即得該泵在固定轉(zhuǎn)速之下的特性曲線。三、離心泵性能的改變和換算泵的生產(chǎn)部門所提供的離心泵特性曲線一般都是在一定轉(zhuǎn)速和常壓下，以常溫的清水為例作實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。若輸送的液體物理性質(zhì)（密度和粘度）或泵的轉(zhuǎn)速或葉輪直徑改變，泵的性能參數(shù)及生產(chǎn)部門所提供的泵的特性曲線應(yīng)當(dāng)重新?lián)Q算。 密度的影響① 對(duì)的影響 離心力 （出口靜壓強(qiáng) ） 則
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