轴流泵-PPT文件

四 混流泵、轴流泵的特性及结构
图示为单级、单吸、蜗壳 混流泵，适用于输送清水或物 理及化学性质类似于水的其他 液体（包括轻度污水）。被输 送介质温度不超过50℃，用于 农田排灌、市政工程、工业过 程水处理、电厂输送循环水、 城市给排水等多种领域。 导叶式潜水混流式泵，适 用于抽送清水或轻度污水，输 送介质温度不超过50℃。机泵一体的结构，可潜入水中运行，故可 用于水位变化大，扬程较高的工况，适用于城市排水、市政建设、 工矿、船坞升降水位以及水位涨落大的江湖地区农田排灌之用。
三 轴流泵工作原理
根据作用力等于反作用原理，轴流泵叶片给流经其上的水一个 大小相等、方向相反的作用力R‘[图1-3（c）], 即R’＝R，R‘在圆周 方向的分力R‘ u是使水在叶轮中绕轴旋转的力， 而分力R’ z则是使 水沿泵轴上升的推力。
四 混流泵、轴流泵的特性及结构
混流泵从外形、结构上介于离心泵和轴流泵之间。混流泵内液体 流动时斜向流出叶轮，即液体的流动方向相对叶轮既有径向速度， 也有轴向速度。混流泵的性能与和离心泵比较，扬程低一些，而流 量大一些；与轴流泵比较，扬程高一些，流量小一些。混流泵的性 能曲线形状也是介于离心泵和轴流泵之间，对于高扬程混流泵，其 流量与扬程、流量与功率的相互关系变化规律接近于离心泵，在使 用上，可采用关闭阀门启动。对于低扬程混流泵，性能参数之间的 变化规律接近于轴流泵，在使用上不宜采用关阀启动，而应该开阀 启动，这时功率比较小，电动机不容易被烧毁。 混流泵按其结构型式可分为蜗壳式和导叶式两种。蜗壳式混流泵 有卧式和立式两种，目前生产和使用比较广泛的是卧式，立式多用 于大型泵。蜗壳式混流泵的结构与单级单吸离心泵相似。导叶式混 流泵的外形和结构与轴流泵相近，分卧式和立式两的流线间距缩小，下面流线间距增大，因 两流线间流量保持不变，则叶片上面流体流速大于下面，根据伯诺 里方程式知，机翼上表面所受压力小于下表面，因此其合力指向上 方。很显然，如果流体为水且静止，而叶片以匀速运动，也同样会 产生向上的升力。
三 轴流泵工作原理
因轴流泵叶片是转动的，水流在叶道中为相对运动。进入叶轮 的速度ω1和流出叶轮的速度 ω2（相对流速）不仅数值不等，而且 方向也不同，如图1-3（a）所示。我们取ω1和ω2 向量的平均值ω∞ 做为叶轮中水流的方向[图1-3（b）]，于是根据上述机翼绕流理论， 水流作用在叶片上的合力R在ω∞方向的分力为阻力D，在垂直ω方 向的分力为升力L，根据叶栅理论可用下式表之 D＝CxAρω2 ∞/2 L＝CyAρω2 ∞/2 式中 Cx,Cy—分别为阻力系数和升力系数,当叶片一定时,主要和冲角有关； A — 叶片的平面投影面积; ρ— 水的密度。
二 比转数与泵的类型及特性
泵的类型 比转速ns
离心泵
低比转数 30＜ns＜80 中比转数 80＜ns＜150 高比转数 150＜ns＜300
混流泵 300＜ns＜500
轴流泵 500＜ns＜1500
叶轮形状
尺寸比D2/Dj
≈3
≈2.3
≈1.8～1.4
≈1.2～1.1
≈1
叶片形状
圆柱形叶片
入口处扭曲 出口处圆柱形
潜水电机的保护
潜水电机的保护一般是由电泵内部传感器来协调完成的，下面就是 潜水电泵内部传感器的功能表。
控制电缆芯 线编号 传感器名称 正常状态电 阻值 1-8 绕组温度测 温元件 0 定子线圈超 温保护温度 高于135℃ 动作后 ≥4KΩ 2-8 接线盒内漏 水电极 断开∞ 3-8 电机内漏水 电极 断开∞ 5-8 油室内漏水 电极 ≥33KΩ 水进入油中 达10％，油 水混合液阻 值＜33KΩ 6-7 轴承温度传 感器 正向＜ 80KΩ反向 ≈∞ 集成块测温 元件ADM590 传出成 正比的毫安 级电量信号
容积式泵
螺杆式（单、双、三螺杆）；齿轮式（内啮合、外 啮合） 转子泵 环流活塞式（内环流、外环流）；滑片式；凸轮式； 轴向柱塞式；径向柱塞式 射流泵；气体扬水泵；电磁泵；水轮泵等
其他类型泵
二 比转数与泵的类型及特性
1.比转数 泵的相似定律建立了几何相似的泵，在相似工况下，性能之 间的关系。也就是说，如果泵性能参数之间存在着上述关系，泵 是几何相似和运动相似的。但是用相似定律来判别泵是否几何 相似和运动相似，既不方便，也不直观。 在相似定律的基础上，可以推出对一系列几何相似的泵，性 能之间的综合数据。如果各泵的这个数据相等，则这些泵是几何 相似和运动相似的，可以用相似定律换算性能之间的关系。这个 综合数据就是比转数，也称比转速或简称比速，用ns表示。 ns=3.65nQ1/2/H3/4 我国规定计算ns的单位是： Q—m3/s（对双吸泵取Q/2）； H—m（对双吸泵取单级扬程）； n—r/min。
扭曲叶片
扭曲叶片
轴流泵翼形
性能曲线形 状
三 轴流泵工作原理
图1 (a)、（b）分别为 轴流泵外形和抽水原理示意 图，在叶轮上安装着4～6个 扭曲形叶片， 叶轮上部装 有固定不动的导轮，其上有 导水叶片；下方为进水喇叭 管。当叶轮旋转时，水获得 能量经导水叶片流出。这种 泵由于水流进叶轮和流出导 叶都是沿轴向的，故称轴流 泵。
三 轴流泵工作原理
轴流泵工作原理和离心泵不同，它是靠倾斜的翼形叶片所产生 的推力而扬水的。根据机翼理论，当翼形叶片为对称，同时其对称 轴和气流v的方向一致时[图1-2（a）]，它所受的力和气流方向相 同，称之为阻力。但当其对称轴不在气流方向而成一角度α（称冲 角），见图1-2（b）或叶片形状不对称时[图1-2（c）]，它所受的 力一般不在气流方向上而成某一夹角，它可分为两个分力。与气流 方向一致的分力称阻力D；与气流方向垂直的分力称升力L。飞机飞 行时，升力支持飞机的重量，阻力对飞行起阻碍作用，需要由螺旋 桨产生的推力或喷出气体的反冲力加以克服，因此设计翼形时应尽 力增大升力而减小阻力。 升力的形成一方面由于倾斜叶片迫使流体改变方向，流体对叶 片有一作用力；另一方面， 当假设为等速平流的流体靠近叶片时， 由于叶形为上面的曲度大于下面，见图1-2＇（c），所以形成流线
五 轴流泵的构造
全调节式叶轮是通过一套油压调 节机构来改变叶片的安装角，不需停 机即可进行，机构较复杂，多用于大 型轴流泵站中。 固定式叶轮轴流泵是一种小型轴 流泵（叶轮直径一般在250mm以下）， 叶片和轮毂浇铸为一整体，其结构简 单，扬程低（2～5m）,流量较小（ 100～600m3 /h），适用于河、渠两岸 平坦地形的小型提水灌溉和排水。
二 比转数与泵的类型及特性
2.关于比转数的说明 ㈠ 同一台泵在不同工况下具有不同的 ns值，作为相似准则的 ns是 指对应最高效率点工况下的值。 ㈡ 比转数是根据相似理论推得的，可以作为相似判据，即是说几 何相似的泵在相似的工况下ns值相等。反之，一般说来ns值相等 的泵，是几何相似和运动相似的。但不能说ns相等的泵就一定几 何形状相似。这是因为构成泵几何形状的参数很多，譬如说同 是 ns=500 的泵可以做成轴流式的，也可以作成斜流式的；同是 ns=400的泵可以作成涡壳式，也可以作成导叶式的。同一低比转 数泵叶轮可以用 6枚叶片，也可以用 7枚叶片。上述这些几何不 相似的泵，ns可能相等。但是对于同一种形式泵而言，ns相等时， 要想使泵的性能好，即几何形状符合客观的流动规律，其几何 形状相差不会很大，所以，一般说来是几何相似的。
功能
接线盒发生 泄漏电阻 R≈0
电机内腔发 生≈0泄漏 电阻R
谢谢 观 看
轴
流
泵
目
录
• 泵的分类 • 比转数与泵的类型及特性 • 轴流泵的工作原理 • 混流泵、轴流泵的特性及结构 • 轴流泵的构造 • 潜水电机的保护
一 泵的分类
泵的种类很多，按其作用原理可分为如下三大类：
离心泵 叶片式泵 单级（单吸、双吸、自吸、非自吸） 多级（节段式、涡壳式）
混流泵 涡壳泵、导叶式（固定叶片、可调叶片） 轴流泵 固定叶片、可调叶片 往复泵 （活塞式、柱塞式）蒸汽双作用（单缸、双缸） 电动往复式 — 单作用、双作用（单缸、多缸）
五 轴流泵的构造
轴流泵就叶片固定方式和调节方法可分为固定式、半调节式和 全调节式。图1-24为半调节式立式轴流泵结构图，它由叶轮，进水 喇叭管，导水叶片、出水弯管和轴密封机构等主要部件组成。导水 叶片间的流道呈扩散形，使从叶轮流出的水由斜向导为轴向流入出 水弯管。这样一方面消除水旋转所产生的能量损失，同时也将水流 的一部分动能转换为压能，从而提高了水泵的效率。为防止运行时 泵轴的摆动，一般在轴的上、下端设置两个导（向）轴承。其材质 多采用水润滑的橡胶或尼龙制成，当泵抽取混水时，为防止泥沙对 轴承和轴的磨损，应由专门的清水系统进行润滑，以延长其使用寿 命。叶轮上的叶片可根据所需流量和扬程大小调节其安放的角度， 当需要调节时，将固定于轮毂上的叶片调节螺母松脱，转动叶片到 所需倾角即可。
二 比转数与泵的类型及特性
㈢ 比转数的因次是（m/s2）3/4。比转数虽然是有因次数，但不影 响它作为相似判据的实质意义。对于几何相似的泵，在相似工 况下，用统一单位计算的ns相等。 3.比转数与叶轮形状和性能曲线形状的关系(如下图) 对于图表的说明： ①.按比转数从小到大，泵分为离心泵、混流泵和轴流泵。低比转数泵意 味着高扬程小流量，高比转数泵意味着低扬程大流量。 ②低比转数叶轮窄而长，高比转数叶轮宽而短，D2/Dj比值随ns增加而减 小。低比转数泵通常采用圆柱形叶片，高比转数叶轮进口边宽，假设轴 面速度沿进口均匀分布，因进口边各点的u值不同，则进口液流角β‘ 1 不同，为符合这种流动情况，应当作成扭曲叶片。 ③低比转数泵容易出现驼峰。这是因为一方面低比转数泵内流速高，冲 击损失值大。另一方面，低比转数泵为了减少圆盘摩擦损失多采用较大 的β2角以减小外径D2（圆盘摩擦损失和外径的5次方成正比），β2角大， 理论扬程流量曲线平。高比转数混流泵和轴流泵，关死扬程高，且在曲 线上出现拐点，其原因比较复杂，留在轴流泵章节中介绍。