第二章 泵与风机的叶轮理论

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1、10课程名称热工与流体机械任课老师乔红编写日期授课日期授课班级基本课题泵与风机的结构课程要求掌握离心式泵与风机的主要部件和基本结构，掌握轴向推力及其平衡方法，了解火电厂常用的泵与风机及其典型结构。作业布置第二章泵与风机的构造第一节离心式泵与风机的主要部件和基本结构离心泵是最广泛应用的泵，种类繁多，根据不同的特点，可以分为以下几类：1、按叶轮级数分类（1）单级泵只有一个叶轮（2）多级泵在同一轴上装有两个或两个以上的叶轮。液体每经过一个叶轮，能量就提高一次。2、按叶轮的吸入方式分类（1）单吸泵叶轮只有一个吸入口（2）双吸泵叶轮在两侧有吸入口3、按泵壳

2、分开方式分类（1）分段式泵的壳体按与主轴垂直的平面分段接合（2）中开式泵的壳体在通过主轴中心线的平面上分开。4、按泵轴的布置方式分类（1）卧式泵轴为水平布置，安装检修方便，占地面积大（2）立式泵轴为垂直布置5、按产生的扬程分类（1）低压泵扬程低于（2）中压泵泵所产生的单级扬程为20--100（3）高压泵泵所产生的单级扬程高于100一、离心泵的主要部件三大部件：转体（转子）、静体、部分转体（密封装置及平衡装置等）。1.转体：叶轮、轴、轴套、联轴器2.静体：吸入室、压出室、泵壳、泵座，通常吸入室、压出室、泵壳铸造成1010一体。1.部分转体：密封装置

3、、轴向推力平衡装置和轴承等（一）转体部分1.叶轮（1）作用：对液体做功并提高液体的能量。是泵的最主要部件，将原动机输入的机械能传递给液体，使液体的能量得到提高。套装在泵轴上。（2）结构：由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。液体从叶轮中心进入，流经前、后盖板间由各叶片形成的通道，由轮缘排出。叶片固定在轮毂或盖板上，叶片数目为6-12片。（3）分类：按叶轮盖板情况分开式叶轮、半开式叶轮、闭式叶轮。开式叶轮：只有叶片没有前后盖板，泄流量大、效率低，用于输送粘性很大的液体。半开式叶轮：只有后盖板和叶片，用于输送含纤维、悬浮物等杂质的流体。闭式叶轮：有前后盖

4、板的叶轮，泄流量小、效率高，扬程大，用于输送清水、油及其无杂质的液体。（4）材料叶轮的材料取决于输送液体的化学性质，机械杂质的磨损情况以及设计要求的机械强度而定。一般清水泵的叶轮常用铸铁或铸钢。当输送具有腐蚀性的液体时叶轮常用青铜、磷青铜、不锈钢等。大型给水泵和凝结水泵的叶轮采用优质合金钢。2.轴及轴套（1）轴a.作用：传递扭矩使叶轮旋转，位于泵腔中心，并沿着中心的轴线伸出腔外搁置在轴承上。b.轴形状有等直径平轴和阶梯式轴。中小型泵常采用平轴，叶轮滑装在轴上，叶轮间的距离用轴套定位，径向定位通常用键。大型泵采用阶梯式轴。轴的主要材料一般采用碳钢（

5、35号或45号），大功率高压泵采用40铬钢或特种合金钢。（2）轴套1010a.作用：保护主轴免受磨损，对叶轮进行轴向定位。b.材料：一般为铸铁，但由于被输送液体的性质、温度的不同，也可以用硅铸铁、青铜、不锈钢等。1.联轴器（又称靠背轮）作用：连接主、从动轴以传递扭矩。结构：形式很多，泵与风机常用的有凸缘固定式联轴器、齿轮可移式联轴器、挠性可移式联轴器以及液力耦合器等。（一）静体部分：主要减少阻力损失。1.吸入室a.位置：主要指吸入室法兰至首级叶轮之间的流动空间。b.作用：引导流体以最小的流动损失平稳而均匀地流入首级叶轮。c.吸入室结构要求：流动阻

6、力损失最小，液流平稳而均匀的流入首级叶轮。如果入口处速度分布不均匀，则会使叶轮中液体的相对运动不稳定，导致叶轮中流动损失增大，同时也会降低泵的抗汽蚀性能。d.吸入室形式：三种：锥形管、圆环形、半螺旋形。锥形管：结构简单，制造方便，流速分布均匀、流动损失小。锥度7-8度。用于单级单吸悬臂式离心泵。圆环形：优点：结构对称比较简单，轴向尺寸较小，缺点：流速分布不均匀，流体进入叶轮时的撞击损失和漩涡损失大，总的损失较大。分段式多级泵大都采用圆环形吸入室。半螺旋形：优点：液体进入叶轮时的流速分布比较均匀，流动损失较小。缺点：液体通过半螺旋形吸入后，在叶轮入

7、口处会产生预旋而降低了离心泵的扬程。主要用于单级双吸水泵、水平中开式多级泵。2.压出室a.位置：主要指叶轮出口或末级导叶出口到出口法兰之间的流动空间。b.作用：以最小的能量损失汇集从末级叶轮流出的高速液体，并将液体的大部分动能转换为压能，然后引至压水管道。c.吸入室结构要求：以最小的流动损失收集并引导流体至压水管；降低流速，实现部分动能向压力能的转换。如果压出室中液体的流速较大，其阻力损失占泵内的流动阻力损失的大部分。所以对性能良好的叶轮必须有良好的压出室与之配合，使整个泵的效率提高。d.吸入室形式：两种：环形压出室、螺旋形压出室1010环形压出

8、室:其室内流道断面面积沿圆周相等，收集到的液体流量却沿圆周不断增加，故各断面流速不相等，室内是不等速流动。对环形压出室总有冲击损失，效率