现代水泵离心泵设计讲义

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1、第二章离心泵讲义本章的学习要点：熟悉各种流体输送机械，掌握离心泵的结构、原理、性能、安装及调节。§1流体输送机械的分类一、液体输送泵：齿轮泵；往复泵；螺杆泵；离心泵等33二、气体输送鼓风机；压缩机§2离心泵的原理及构造一、离心泵的特点结构简单；流量均匀；调节控制方便，并可用耐腐蚀材料制造。二、离心泵的原理1、离心泵的排液原理动能静压能2、离心泵的吸液原理静压能位能3、离心泵的气缚现象离心泵内存在气体，致使离心力下降，离心泵不能将液体吸入泵内，叶轮只是在泵壳内空转而无液体排出，这种现象称为“气缚现象”。§3离心泵的构造1、叶轮叶轮是泵直接对流体作功的部件。叶轮的作用是将电机的机

2、械能转化为液体的动能和静压能。一般常用离心泵叶轮上有6~12片后弯叶片。敞开式叶轮、半开式叶轮和封闭式叶轮平衡孔的作用332、减漏环3、泵壳离心泵泵壳是使液体汇集及能量转化的部件。离心泵泵壳是蜗壳形，其目的是使流体从泵吸入口到排出口流道面积逐渐扩大，流体流速逐渐降低，（从15~25m/s降到1~3m/s），使流体动能大部分转化为静压能。4、导轮导轮的作用：1）减小叶轮抛出的高能流体对泵壳的撞击。2）均匀而缓慢地将动能转化为静压能。5、轴封装置泵壳与泵轴之间的密封称为轴封。1)填料密封主要由填料套、填料环、填料、压盖组成。优点：结构简单；造价低。缺点：使用寿命短；能量损失大；有

3、泄露。2）机械密封主要由传动螺钉、传动座、弹簧、推环、动环密封圈、动环、静环、静环密封圈、防转销等部件组成。优点：液体泄露量小；使用寿命长；能耗低；结构紧凑。缺点：零件加工要求高；成本高；装卸及更换零件不便。33§4离心泵的主要性能参数一、流量Q单位时间内泵能够排出液体的量。反映离心泵的输液能力。常用体积流量表示，单位：m3/s离心泵的流量主要与泵的结构、叶片尺寸和轴转速有关。二、扬程H输液过程中泵给予单位重量流体的能量。单位：m液柱如图33扬程包括以下各项：1）将单位重量液体的位压能提高Z焦耳，包括吸液位压头ZS和排液位压头Zb。2）将单位重量液体的静压能提高焦耳。3）提供

4、了输送管路总阻力损失。4）将单位重量流体的动能提高焦耳。概念：离心泵的扬程不是液体的升扬高度。离心泵的扬程与叶轮的尺寸、轴转速、叶片的数目及流量有关。三、功率N1、有效功率：泵在单位时间内对流经该泵的流体所作的功。2、轴功率：电机传给离心泵的功率。3、配带功率：离心泵本身所配带电机的功率。四、效率有效功率与轴功率之比。效率的影响因素：1、容积损失332、水力损失3、机械损失离心泵的效率§5离心泵的特性曲线一、离心泵特性曲线的测量离心泵的铭牌：离心式清水泵型号2B31A转速2900r/s扬程25.2m效率65.5%流量20m3/h功率2.07kw允许吸上真空高度4.5m重量36

5、3N出厂编号出厂日期年月日×××水泵厂实验装置：33实验原理：近似为：实验方法：同一种泵，叶轮转速恒定下，分别测取不同流量下的H、N、，由实验数据绘制特性曲线。二、离心泵的特性曲线1、H—Q曲线，离心泵的扬程曲线流量Q增加；扬程H下降。2、N—Q曲线，离心泵的功率曲线流量Q增加；功率增加。流量为零；功率最小。3、—Q曲线，离心泵的效率曲线曲线有最高效率点，此点为设计点。一般，离心泵的使用效率不能低于最高效率点的92%.三、离心泵特性曲线的影响因素1、输送液体密度的影响离心泵的扬程和效率与密度无关；有效功率与密度成正比。332、输送液体粘度的影响常温下，输送液体的粘度增加，最高

6、效率点下的流量、扬程和效率均下降，轴功率增加。输送液体粘度不大时，液体粘度对特性曲线的影响可以不计。3、叶轮转速的影响输送粘度与水相近的流体，转速变化不大于20%时，可认为其效率不变，则：比例定律一四、叶轮转速的影响比例定律二（切割定律）§6离心泵的工作点及流量调节一、管路特性曲线33设则管路特性方程管路特性方程反映管路所需外加功的大小与流量的关系。二、离心泵工作点的确定管路特性方程反映管路所需外加功的大小与流量的关系。离心泵特性方程反映离心泵所能提供的能量的大小与流量的关系。则管路特性方程与离心泵特性方程的交点所对应的流量与扬程的关系既符合管路特性方程，又符合离心泵特性方程

7、。称该交点为离心泵的工作点。三、离心泵工作点的调节1、改变管路特性曲线33管路特性曲线的形状主要决定于K值，K值意味着流体在管路中的流动阻力，阻力越大，K值越大。由图中可以看到：K值增大→管路所需的扬程随流量增加较快→管路特性曲线变陡→工作点沿离心泵特性曲线上移（左移）→扬程增加；流量减小。K值减小→管路所需的扬程随流量增加较慢→管路特性曲线变平→工作点沿离心泵特性曲线下移（右移）→扬程减小；流量增加。改变K值的途径：1）在离心泵出口处安装调节阀门，改变管路局部阻力。优点：操作简单、灵活、方便。缺点：增