叶片泵的基本理论
变量叶片泵的工作原理
变量叶片泵的工作原理
变量叶片泵是一种常用的离心泵，它通过旋转叶片产生离心力以将液体输送出去。
该泵的工作原理如下：
1. 叶片的构造：变量叶片泵由许多叶片组成，这些叶片可以根据泵的工作需求进行调整。
叶片通常是弯曲的，以便在泵转动时能够收集和排放液体。
2. 泵的结构：变量叶片泵的核心部分是转子和壳体。
转子内置在泵的壳体内，它与主轴连接并能够自由旋转。
3. 运转过程：当变量叶片泵开始运转时，转子开始以高速旋转。
液体通过进口管道进入泵的壳体内，并沿着壳体的内表面向外流动。
4. 离心力的产生：当液体流经转子时，叶片会将液体加速，并形成离心力。
这个离心力将液体推向靠近出口处的泵壳。
5. 出口压力的增加：随着液体流向出口，泵壳逐渐变窄，这会导致压力的增加。
由于离心力的作用，液体在出口处的压力将进一步增加。
6. 液体排放：当液体达到一定压力时，它将被推向出口管道并被输送到目标位置。
同时，液体进口处再次进入泵内进行循环，泵就会持续工作。
总而言之，变量叶片泵通过旋转叶片产生离心力，使液体在泵
内流动并增加压力，从而实现液体的输送。
通过调整叶片和泵的参数，可以根据需要调整流量和压力。
叶片泵的工作原理
L R e r R e r 2e
利用等效法推导计算公式
从单作用叶片泵的工作过程可以看出，在离心 力的作用下，叶片的顶端一直与定子内壁接触， 由于定子内表面半径为R，则其周长为2πR，而 叶片的行程为2e, 故在转子转动一周的过程中， 任意相邻的两个叶片所围成的工作腔，在半径 方向上的变化幅度都等于2e. 在计算单作用叶片泵的排量时，可将其工作过 程等效视为：叶片的顶端先集中在长度为2πR 直线段上，然后同时沿着定子圆周的法线方向 移动2e的距离。则密封容积几何尺寸的变化量 可以等效为图2所示的长方体体积。故单作用叶 片泵的排量可以直接用如下的公式求得：
结构
• 如图所示双作用式叶片 泵是由定子、转子、叶 片、配流盘和泵体组成， 转子与定子同心安装， 定子的内曲线是由两段 长半径圆弧、两段短半 径圆弧和四段过度曲线 所组成，共有八段曲线。
工作原理
• 如图所示，转子做顺时针旋转，叶 片在离心力作用下径向伸出，其顶 部在定子内曲线上滑动。此时，由 两叶片、转子外圆、定子内曲线及 两侧配有盘所组成的密闭的工作腔 的容积在不断地变化，在经过右下 角以及左上角的配油窗口处时，叶 片伸出，工作腔容积增加，形成真 空，油液通过吸油窗吸入；在经过 右上角及左下角的配油窗口处时， 叶片回缩，工作腔容积变小，压强 增大，液压缸油液通过液压窗口输 出。
排量计算
双作用泵：
排量：V=2b(R-r)[π(R+r)-δz /cosθ] ×10-6 L/min
B —叶片宽度 δ—叶片厚度 z—叶片数 θ—叶片倾斜角
理论流量：Qt=2bn(R-r)[π(R+r)-δz /cosθ] ×10-6 L/min
性能特点
叶片泵压力脉动小，因磨损而产生的工作压力下降较小， 运转平稳、噪音较小，结构紧凑，起动转矩小。但吸入条 件较差，运动部件的工作可靠性较低。 1．流量较均匀，运转平稳，噪声较低。 2．双作用叶片泵转子所受径向力是平衡的，轴承寿命长； 它的内部密封性也较好，容积效率较高；因此，一般额定 排出压力较高，可达7MPa左右。 3．结构紧凑，尺寸较小而流量较大。 4．对工作条件要求较严。叶片抗冲击较差，较容易卡住， 对油液的清洁程度和粘度都比较敏感。端面间隙或叶槽间 隙不合适都会影响正常工作。转速一般在500～2000r／min 范围内，太低则叶片可能因离心力不够而不能压紧在定子 表面，而太高则吸人时会产生“气穴现象”； 5．结构较复杂，零件制造精度要求较高。
叶片泵的工作原理
叶片泵的工作原理
叶片泵是一种常用的离心泵，它通过叶片的旋转来实现液体的吸入和排出。
其
工作原理主要包括叶片泵的结构和工作过程两个方面。
首先，我们来看一下叶片泵的结构。
叶片泵由泵壳、叶轮、泵轴、轴承和密封
件等部件组成。
泵壳是叶片泵的主体，内部空间用来容纳叶轮和液体。
叶轮是叶片泵的核心部件，它由叶片、叶轮盘和轴套组成。
泵轴是叶片泵的传动部件，通过电机带动泵轴旋转，进而带动叶轮旋转。
轴承起到支撑和定位泵轴的作用，保证泵轴的正常运转。
密封件用来防止泵内液体外泄，保证泵的密封性能。
叶片泵的工作过程如下，当电机启动时，泵轴开始旋转，叶轮也随之旋转。
液
体在泵壳内形成旋涡，被叶轮的叶片吸入。
随着叶轮的旋转，液体被甩到泵壳的出口处，再经过泵壳的出口排出。
整个工作过程中，叶片泵通过离心力将液体从吸入口输送到排出口，实现了液体的输送。
叶片泵的工作原理可以用一个简单的比喻来形象地描述，就好比一个旋转的扇叶，当扇叶旋转时，空气被吸入并排出，形成了气流。
叶片泵也是通过叶轮的旋转来实现液体的吸入和排出，实现了液体的输送。
叶片泵的工作原理十分简单，但其在工程领域中的应用却十分广泛。
叶片泵适
用于输送清水、污水、油类和化工液体等，广泛应用于工业生产、城市供水、排水排污等领域。
其结构简单、运行可靠、维护方便，是一种性能优越的泵类产品。
总的来说，叶片泵的工作原理是通过叶轮的旋转来实现液体的吸入和排出，利
用离心力将液体输送到指定位置。
其结构简单、运行可靠，适用于多种液体的输送，是一种性能优越的泵类产品。
叶片泵工作原理及应用论文
叶片泵工作原理及应用论文叶片泵是一种常见的离心泵，也被称为旋片泵或转子泵，其工作原理是通过转子和叶片的相对运动来实现液体的吸入和排出。
叶片泵主要由驱动轴、转子和叶片组成。
转子位于驱动轴的中心，叶片则固定在转子上。
当驱动轴旋转时，转子和叶片也跟随转动。
叶片泵的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 吸入过程：当转子旋转时，叶片与泵腔之间形成一个负压区域，液体被吸入泵腔。
2. 进行压缩：随着转子继续旋转，叶片将液体从吸入端推向排出端，液体逐渐被压缩。
3. 排出过程：当叶片推压液体到达泵腔的排出端时，液体通过排出口被排出。
叶片泵具有以下几个特点：1. 结构简单紧凑：叶片泵的主要部件较少，结构简单，体积小巧，适合安装在狭小的空间内。
2. 运行平稳可靠：叶片泵转子和叶片之间的接触是靠离心力实现的，所以液体进出口之间没有直接的物理接触，减少了摩擦，使泵的运行更加平稳可靠。
3. 适用范围广：叶片泵适用于输送含有悬浮颗粒的液体和高粘度液体，如石油、化工、食品、制药等领域。
叶片泵在实际应用中具有广泛的应用，以下是几个典型的应用论文：1. 《叶片泵在石油勘探中的应用研究》：该论文通过实验研究叶片泵在石油勘探中的应用，比较叶片泵与其他类型泵的性能和适用性，总结了叶片泵的优势和不足，并提出了改进意见。
2. 《叶片泵在化工工艺中的应用分析》：该论文通过对化工工艺中液体输送的要求和叶片泵的特点进行分析，探讨了叶片泵在化工工艺中的应用前景，并提出了优化设计方案。
3. 《叶片泵在食品生产中的应用研究》：该论文通过实验研究叶片泵在食品生产过程中的应用，研究了不同液体条件下叶片泵的运行性能和液体输送效果，为食品生产中叶片泵的选择和优化提供了理论依据。
4. 《叶片泵在制药工艺中的应用案例分析》：该论文通过实际应用案例分析叶片泵在制药工艺中的应用，探讨了叶片泵在不同制药工艺中的适应性和可行性，为制药企业选用叶片泵提供了参考。
综上所述，叶片泵是一种结构简单、运行可靠、适用范围广泛的离心泵。
叶片泵的工作原理
叶片泵的工作原理叶片泵是一种动态离心泵，它利用旋转的叶片和离心力来输送液体。
以下将详细解释叶片泵的工作原理。
叶片泵主要由叶轮、泵体、进出口管道、轴和密封装置等组成。
液体通过进口管道进入泵体内，然后被叶轮转动生成的离心力推动，经过泵体排出口排出。
叶轮是叶片泵中的关键部件之一、它通常由一个中心轴和一组叶片组成。
叶片的形状和数量不同，可以根据具体的应用需求进行设计。
当叶轮旋转时，叶片可以捕捉并推动液体。
叶轮通常由金属制成，以确保其结构的稳定性和耐久性。
在叶片泵工作时，液体从进口管道进入泵体的进口。
当液体进入泵体后，它进入叶轮。
叶轮的旋转使液体被推动到离心力作用下，液体的压力增加，从而使液体被顺利输送。
离心力是叶片泵工作的核心原理之一、当叶轮旋转时，液体受到离心力的作用，被迫沿着叶片的弧形路径移动。
由于离心力的作用，液体受到的压力增加，从而增加了液体的速度和流量。
液体经过叶轮后，被推动到泵体的出口。
出口管道连接到泵体，液体通过出口管道排出。
出口管道通常连接到输送液体的目标位置或其他管道系统。
为了确保液体不会泄漏或外界物质进入泵体，叶片泵还配备有密封装置。
密封装置包括轴封和密封圈等，可以有效地封闭泵体和轴。
这样，液体可以在正常的压力下被输送，而不会有任何泄漏或外界杂质进入。
叶片泵可以在水泵系统、石油、化工、制药、食品加工和造纸等领域中广泛应用。
它们具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻等优点。
叶片泵的工作原理基于旋转叶片和离心力的作用，通过这一原理可以高效地输送液体。
总而言之，叶片泵通过旋转的叶片和离心力来推动液体。
液体通过进口管道进入泵体并经过叶轮，然后在离心力作用下被推动，最终通过出口管道排出。
密封装置确保液体输送安全可靠。
叶片泵因其结构简单、运行可靠被广泛应用于不同的工业领域。
第三节 叶片泵
调节流量调节螺钉， 可以改变定子的最大 偏心距emax，即改变泵 的最大流量，使曲线 AB上下平移；
改变弹簧刚度K，可以改变BC的斜率： K , C点向外移动
K , C点向内移动
因泵的最高压力限定为pC，故命名为限压式变量泵。
3、限压式变量叶片泵的典型结构 1）吸、压油区叶片根部的压力油是自动切换的； 2）叶片向后倾斜； 3）采用滑块+滚针，提高了定子移动的灵敏度； 4）采用浮动配流盘，减小了泄漏。 4、限压式变量叶片泵的应用 1）广泛应用于金属切削机床或压力机等快速轻载、 慢速重载变化频繁的系统中； 2）与高压大流量泵相比，减小了功耗和发热；与双 联叶片泵相比，简化了油路，节省了元件。
2）双作用叶片泵的流量为：
zS ( R r ) q 2 B[ ( R r ) ] n v cos
2 2
考虑流量的脉动（叶片厚度及叶片底部槽通 油影响），双作用叶片泵的叶片数为4的整数倍 时流量脉动率最小 ，一般为12或16片。
3.双作用叶片泵的结构特点 1）转子旋转一周, 吸压油各两次 吸压油腔两两对称，径向力平衡 双作用 卸荷式
4）配流盘 ①吸压油窗口：定子曲线圆 弧段圆心角β≥叶片间夹角 α（= 2π/z,封油角 ）。 ②减振槽：在吸压油腔转换 时，减少两叶片间的密闭容 积因压力突变而引起的压力 冲击，在配流盘的配流窗口 前端开有三角形减振槽。 ③环槽。
二、单作用叶片泵
（一）工作原理 1、单作用叶片泵的组成及工作原理
F pA
当F<Ft时，定子处于右极限位置，e=emax，泵输出 最大流量； 若泵的工作压力p随负载增大，导致F>Ft，定子将 向偏心减小的方向移动，泵的输出流量q减小。即：
p e q
液压与气压传动——第六节叶片泵
第三章 液压泵
当转子 2 在传动轴带动下转动 时，叶片在离心力和底部液压 力（叶片槽底部始终与压油腔 相通）的作用下压向定子 3 的 内表面，在叶片、转子、定子 与配流盘之间构成若干密封空 间。
当叶片从小半径曲线段向大半径曲线滑动时，叶片外伸， 这时所构成的密封容积由小变大，形成部分真空，油液便 经吸油窗口吸入；而处于从大半径曲线段向小半径曲线滑 动的叶片缩回，所构成的密封容积由大变小，其中的油液 受到挤压，经过压油窗口压出。
第三章 液压泵
3. 双作用叶片泵结构特点
（1）定子过渡曲线 定子内表面的曲线由四段圆 弧和四段过渡曲线组成（见图）。 理想的过渡曲线不仅应使叶片在 槽中滑动时的径向速度和加速度 变化均匀，而且应使叶片转到过 渡曲线和圆弧交接点处的加速度 突变不大，以减小冲击和噪声。 目前双作用叶片泵一般都使用综 合性能较好的等加速、等减速曲 线或高次曲线作为过渡曲线。
第三章 液压泵
(4) 限压式变量叶片泵 （a）外反馈式变量叶片泵的工作原理。下图为外反馈 限压式变量叶片泵工作原理图。转子2的中心O1是固定的， 定子3可以左右移动，在限压弹簧5的作用下，定子3被推 向左端，使定子中心O2和转子中心O1之间有一初始偏心 量e0。它决定了泵的最大流量qmax。定子3的左侧装有反 馈液压缸6，其油腔与泵出口相通。
第三章 液压泵
（4）提高工作压力的主要措施 双作用叶片泵转子所承受的径向力是平衡的，因此 工作压力的提高不会受到这方面的限制。同时泵采用 配流盘对端面间隙进行补偿后，泵在高压下工作也能 保持较高的容积效率。双作用叶片泵工作压力的提高， 主要受叶片与定子内表面之间磨损的限制。 前面已经提到，为了保证叶片顶部与定子内表面紧 密接触，所有叶片的根部都是与压油腔相通的。当叶 片处于吸油区时，其根部作用着压油腔的压力，顶部 却作用着吸油腔的压力，这一压力差使叶片以很大的 力压向定子内表面，加速了定子内表面的磨损。当泵 的工作压力提高时，这个问题就更显突出，所以必须 在结构上采取措施，使吸油区叶片压向定子的作用力 减小。
第二章 叶片泵基本理论
第二章 叶片泵基本理论2.1 泵的主要性能的参数1 流量 流量是泵在单位时间内输送出去的液体量(体积或质量)体积流量用q 表示，单位是：m 3／s ，m 3／h ，l ／s 等。
质量流量用m q 表示，单位是：t ／h ， kg ／s 等。
流量和体积流量的关系为 ρq q m =2 扬程 H 扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处兰)能量的增值。
也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。
其单位是m N /m N =⋅，即被抽送液体的液柱高度、习惯简称为米。
根据定义、泵的扬程可以写为s d E E H -= （2-1）式中：d E —在泵出口处单位重量液体的能量(m)；s E —在泵进口处单位重量液体的能量(m)。
单位重量液体的能量在水力学中称为水头，通常由压力水头、速度水头和位置水头三部分组成，即d 2d d d z 2g v g p E ++=ρ，s 2s s s z 2gv g p E ++=ρ，得22d s d d d s p p v v E z z g 2g()ρ--=++- （2-2）式中 p d 、p s ——泵出口、进口处液体的静压力v d 、v s ——泵出口、进口处液体的速度z d 、z s ——泵出口、进口到任选的测量基准面的距离图1—1是计算泵扬程的简图。
泵的扬程表征泵本身的性能，只和泵进、出口法兰处的液体的能量有关，而和泵装置无直接关系。
但是，利用能量方程，可以用泵装置中液体的能量表示泵的扬程。
3 转速n转速是泵轴单位时间的转数，单位：r ／min4 汽蚀余量 NPSH汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。
5 功率和效率泵的功率通常指输入功率。
即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率。
用P 表示。
泵的有效功率又称输出功率，用P e 表示。
它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。
因为扬程是泵输出的单位重量液体从泵中获得的有效能量，所以扬程是质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出液体所获得的有效能量——泵的有效功率。
叶片泵
泵又根据其工作特性的不同分为限压式、恒压式和恒流量式
三类，其中限压式应用较多。
•
限压式变量叶片泵是利用泵排油压力的反馈作用实现变
量的，它有外反馈和内反馈两种形式。这里介绍外反馈限压
式变量叶片泵。
• 变量原理： 定子右边控制活塞上作用着 泵的出口压力油，左边作用着
调压弹簧力。
当F < Ft时，定子处于右极 限位置，e = emax，泵输出最大 流量； 若泵的压力随负载增大，导 致F >Ft 时，定子将向偏心减小 的方向移动，使泵的输出流量
pc也就不同。
双作用叶片泵由于有两个对称的吸油腔和压油腔，所以作用 在转子上的油液压力相互平衡，因此双作用叶片泵又称为卸荷 式叶片泵。
3、双作用叶片泵的流量计算
（1） 排量：
（2） 流量： 考虑泵的容积效率，双作用叶片泵的实际流量为：
式中：
R— 定子内表面长圆弧半径；r— 定子内表面短圆弧半径；
B—叶片宽度；θ— 叶片与径向半径的夹角；δ--叶片厚度，Z-- 叶片数目
a) 封油区所对应的夹角
必须等于或稍大于两个叶片
之间的夹角。
b) 叶片根部与高压油腔
相通，保证叶片紧压在定子
内表面上。
c) 在配油盘上开三角槽
• ⑵定子内表面曲线 要求:
a) 叶片不发生脱空
b) 获得尽量大的理论排量
c) 减小冲击以降低噪声，减少磨损
d) 提高叶片泵流量的均匀性，减小
流量脉动。 常用定子内表面曲线有：阿基米德曲线，正弦曲线，等加 速-等减速曲线，高次曲线等。
β—两叶片夹角;
z—叶片数;
e—偏心距;
B—叶片宽度;
若考虑叶片所占体积的影响时：
第6讲 叶片泵-pzl
小减压阀，把泵的压油腔的压力油进行适当减压后再引入吸油
区的叶片底部，使叶片经过吸油腔时，叶片压向定子内表面的
作用力不致过大。
2）减小叶片底部作用面积
图3-16 减小叶片作用面积的高压叶片泵叶片结构
1.定子；2.转子；3.母叶片；4.子叶片；a.压力通道；b.中间压力腔；c.压力平衡孔
3）使叶片顶端和底部的液压力平衡
工作原理
• 排量计算
V 2Z(V V )
1 2
2 2 1 0
v
(R r ) 1 V π( R r ) b sb z cos
0
(r r ) 1 V π( r r ) b sb z cos
2 2 0 2 0
(R r) V 2b[ π( R r ) sZ ] cos
泵：液压泵是一种能量转换装置，它把驱动它
的原动机（一般为电动机）的机械能转换成输送 到系统中去的油液的压力能。
形成泵的条件：
• 要有若干个密 封的工作腔 • 工作腔能周期 性的由大到小 或由小到大变 化
3-3 叶片泵
一、单作用叶片泵
• 结构组成：
–定子： 内环为圆 –转子： 与定子存在偏心e， 转子内有Z 个叶片槽 –叶片： 在转子叶片槽内自由
图3-17 叶片液压力平衡的高压叶片泵叶片结构
1，2.叶片；3.定子；4.转子
(a)子母叶片
(c) 柱销式叶片
(b)阶梯式叶片
小结
三、变量叶片泵
变量叶片泵分类：
限压式变量叶片泵
限压式变量叶片泵
–限压式变量叶片泵工作原理
当PAx<Fs时
• e=emax
• q=qmax……定量泵 当PAx＞Fs时 • e=emax－x • q=qmax－pf(x)……变量泵
叶片泵的工作原理
叶片泵的工作原理
叶片泵是一种常见的离心泵，其工作原理基于离心力和动能转换。
它通常由叶轮、泵壳、轴和密封装置等部件组成。
当泵启动时，电动机驱动轴旋转，轴上的叶轮也随之旋转。
叶轮的叶片在旋转过
程中产生离心力，将液体从泵的吸入口吸入，然后通过叶轮的旋转
将液体加速并推送到泵的排出口。
叶片泵的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 吸入阶段：当叶片泵启动时，叶轮开始旋转。
在旋转的过程中，叶片受到离心力的作用，使得液体被吸入到泵内。
液体通过吸
入口进入泵壳，并进入叶轮的叶片之间的空隙中。
2. 加速阶段：随着叶轮的旋转，液体被带动并加速。
叶轮的叶
片将液体推向泵的排出口方向。
在这个过程中，液体的动能不断增加，压力也随之增大。
3. 排出阶段：当液体被加速并推送到泵的排出口时，叶片泵的
排出阀打开，液体被排出泵外。
此时，液体的动能被转化为压力能，从而实现了液体的输送。
叶片泵的工作原理基于动能转换的原理，通过离心力将液体加
速并推送出去。
叶片泵通常用于输送清水、污水、油类液体以及其
他流体物质。
它具有结构简单、运行稳定、维护方便等特点，在工
业生产和民用领域得到了广泛的应用。
总的来说，叶片泵的工作原理是基于离心力和动能转换的原理，通过叶轮的旋转将液体加速并推送出去。
这种泵具有高效、稳定的
特点，是流体输送领域中常见的一种泵类设备。
第6讲 叶片泵
单作用叶片泵的流量
理论流量： 2π 理论流量： qt = vn = 2πB e D n 实际流量： 2πBeDnη 实际流量： q = qtηv = 2πBeDnηv 结论： f(几何参数 几何参数、 结论：1) qT = f(几何参数、 n、e) 2）∵ n = c e变化 q ≠ C e变化 ∴变量泵 e = 0 q = 0 大小变化， 大小变化，流量大小变化 e< 方向变化， 方向变化，输油方向变化 故 单作用叶片泵可做双向变量泵
流 量
双作用叶片泵排量
∵ 叶片每伸缩一次，每两叶片间油 叶片每伸缩一次， 液的排出量为 ： V密max-V密min ∴ （V密max-V密min）Z即一转压出油 液的体积，即等于一环形体积。 液的体积，即等于一环形体积。
双作用叶片泵排量
又∵ 双作用式 ∴ 应为两倍的环形体积 即 Vt = 2π(R2-r2)B 还∵ 叶片有一定厚度 ∴ 叶片所占体积为 V’=2BSZ（R-r）/COSθ =2BSZ（ 故 双作用叶片泵的实际排量为 V = Vt – V = 2B[π(R2-r2)-（R-r）Z/COSθ]
外反馈限压式变量叶片泵
组 成
工作原理
外反馈限压式变量叶片泵组成
组成：变量泵主体、限压弹簧、 组成：变量泵主体、限压弹簧、 调节机构（螺钉）、反 调节机构（螺钉）、反 ）、 馈液压缸。 馈液压缸。 结构动画图
外反馈限压式变量叶片泵工作原理
当pA < ksx0时，定子不动，e=e0，q= qmax 定子不动， 当pA = ksx0时，定子即将移动， 定子即将移动， p = pB，即为限定压力。 即为限定压力。 定子右移， 当pA > ksx0时，定子右移， e↓ ，q↓
限压式变量叶片泵的特点 限压式变量叶片泵的特点
第二章 叶片泵的基本理论
第章第二章叶片泵的基本理论主讲教师：谢华主讲教师谢华流量Q变化，扬程H？流量Q变化扬程H？Q~H的关系？？扬程H变化，流量Q？第二章叶片泵的基本理论（基本方程式）第一节离心泵的叶轮理论流体在叶轮里面怎样运动？？（一）液体在叶轮内的运动随着叶轮一起旋转圆周运动圆周运动u从进口到出口相对运动w相对运动=r u w r r +v液体在叶轮内的绝对运动为圆周运动和相对运动之和=r uw r r +v（二）速度三角形速度平行四边形速度三角形w u v r r r +=r u圆周速度（circular velocityw r相对速度(relative velocity)r v绝对速度(absolute velocity)α绝对流动角(absolute flowing angle)β相对流动角(relative flowing angle)（三）速度三角形的计算这些参数如何求？？u、w、v、α、β至少需要知道三个参数！！¾圆周速度u6060222nDnD Dr u ππωω=×===1nD π601u =叶轮进口圆周速度nD π6022u =叶轮出口圆周速度分别为叶轮进出口断面的直径D 1,D 2分别为叶轮进、出口断面的直径n 为水泵叶轮的转速(r/min)¾w相对速度假定叶片无限多，任意点的相对速度与该处的叶片表面切线方向一致22b ββ=方向已知，大小未知绝对速度是合成速度，大小、方向都不好确定办法：将绝对速度分解为两个相互垂直的分量沿圆周方向上的速度v u轴面分速v m轴面：通过叶轮轴线和叶轮内一点的径向平面，也称子午面。
绝对速度是合成速度，大小、方向都不好确定办法：将绝对速度分解为两个相互垂直的分量沿圆周方向上的速度v u 轴面分速v mv uv mv mwvv mv uuvmwvv muv u9在离心泵叶轮中，轴面分速的方向为径向，也称径向分速9在轴流泵叶轮中，轴面分速的方向为轴向，也称轴向分速•轴面分速v m轴面分速是液体沿着轴面向叶轮出口流出的速度通过叶轮的流量Q TQ 叶轮进出口过流断面的面积AvT m A Q A v η111==叶轮进口轴面分速vT m A Q A Q v η222==叶轮出口轴面分速A 1,A 2分别为叶轮进、出口断面的面积b b b ⎛ψππσπσπDbD z Db b z Db A =⎟⎠⎞⎜⎝−=−=1排挤系数反映叶片厚度对叶轮环面的排挤程度在075~095Ψ排挤系数，反映叶片厚度对叶轮环面的排挤程度，在0.75~0.95小泵取小值，大泵取大值•出口相对流动角β2近似认为叶轮出口处相对流动角β2与叶片安装角βb2相等=22b ββ•进口绝对流动角α1对于轴流泵和单吸离心泵，具有喇叭形或圆锥形进水室，叶片进口绝对速度方向垂直于圆周速度方向o901=αv v r r =0=v r ，11m 1u•进口已知条件r圆周速度1ur轴面分速1m v绝对流动角α1•出口已知条件u r圆周速度2r轴面分速2m v相对流动角β2二、基本方程式（fundamental equation）欧拉（Euler. L）于1756年首先导出，也称为欧拉方程z三点基本假设9叶片数无限多,厚度无限薄。
变量叶片泵工作原理
变量叶片泵工作原理
叶片泵是一种常见的排水泵，其工作原理是通过叶轮的旋转来产生离心力，将液体从低压区域抽离到高压区域。
以下是叶片泵的详细工作原理描述：
1. 叶片泵由叶轮、泵壳和进出口管道组成。
叶轮是泵的核心部件，通常有多个弯曲的叶片固定在轮盘上。
泵壳则起到定位和支撑叶轮的作用。
2. 当泵启动时，驱动装置将叶轮以一定的速度旋转。
由于叶片的曲线形状，当叶片与液体接触时，会形成一定的进气腔。
3. 当叶轮旋转时，由于离心力的作用，液体将从进口管道进入进气腔。
随着叶轮的继续旋转，进气腔体积减小，液体被推送到出口管道。
4. 在这个过程中，叶轮不断抽取液体并将其推向出口管道。
当液体通过叶轮的离心力被推送至出口管道时，液体的压力会增大。
5. 随着叶轮的旋转，液体的流动将持续不断。
通过这种方式，叶片泵可以将液体从低压区域抽离并推送到高压区域。
总的来说，叶片泵通过叶轮的旋转生成离心力，利用该力将液体从低压区域抽离到高压区域。
这种工作原理使得叶片泵在许多排水和输送液体的场景中得到广泛应用。
(电厂培训泵与风机)专题二叶片式泵与风机的叶轮理论
流体流经泵与风机内各过流部件的对比情况
上篇：离心式泵与风机的叶轮理论
一、离心式泵与风机的工作原理
同一水平面上的A、B、C、D的压力值大小 的关系是：
离心泵的工作原理:
A
B
C
D
( a)
(b) 离心泵工作原理
因 pc 的下降而产生真空可将下液面的
水从吸入管路吸进叶轮，在叶轮不断旋
流体获得的总扬程全部为动扬 程，静扬程为零。
v2u 2u2
几种叶片形式的比较
（1）从流体所获得的扬程看，前向叶片最大，径向叶片稍次， 后向叶片最小。 （2）从效率观点看，后向叶片最高，径向叶片居中，前向叶 片最低。 （3）从结构尺寸看，在流量和转速一定时，达到相同的压力 前提下，前向叶轮直径最小，而径向叶轮直径稍次，后向 叶轮直径最大。 （4）从工艺观点看，径向（直）叶片制造最简单。 因此，大功率的泵与风机一般用后向叶片较多。如果对泵与风 机的压力要求较高，而转速或圆周速度又受到一定限制时， 则往往选用前向叶片。从摩擦和积垢角度看，选用径向直
u2 (u2 v2 m cot 2 a ) g
u2v2u g
2 u2 g
1、β
2a=90°（径向式叶片）
cot 2a 0
HT
v
' 2
w
2a
' 2
u2
以1 90 进入叶轮时，其理论扬程为 H T
H T u2 (u2 v2 m cot 2 a ) g
（4）流动为定常的，即流动不随时间变化。
（5）流体在叶轮内的流动是轴对称的流动。
叶轮中流体的运动
叶轮中流体的运动及速度三角形
叶轮内的运动是一种复合运动，
单作用叶片泵的变量原理
单作用叶片泵的变量原理
1.泵的结构
单作用叶片泵由叶轮、壳体、进出口管道、轴和轴承等组成。
叶轮固定在泵的轴上，轴由电机、发动机或其他能源驱动。
叶轮与壳体之间形成了一个密闭的腔体，当叶轮转动时，液体进入泵的进口管道，经由叶轮的离心力被排出泵的出口管道。
2.叶片的工作原理
叶片是单作用叶片泵的核心部件，它们被固定在叶轮上，用于从进口到出口的液体传输。
叶片的形状有很多种，常见的有拉伸型和弧形。
当叶轮旋转时，叶片被离心力作用向外侧张开，从而形成腔体。
当叶轮继续旋转时，叶片逐渐贴近壳体，将腔体中的液体压缩并推向出口管道。
3.变量原理
(1)叶片位置调节
叶片的位置调节是通过调整叶轮与壳体之间的间隙来实现的。
间隙越小，叶片与壳体的接触越紧密，排出的液体压力越高。
因此，通过调整间隙的大小，可以改变泵的输出压力。
一般来说，减小间隙会增加泵的输出压力，反之亦然。
(2)叶片角度调节
叶片角度调节是通过调整叶轮上的叶片角度来实现的。
改变叶片角度可以改变叶轮与壳体之间的腔体容积。
当叶轮转动时，叶片的角度决定了液体进入和排出泵的速度和压力。
增大叶片角度会增加泵的吸入压力，减小叶片角度会增加泵的排出压力。
通过组合调整叶片的位置和角度，可以在一定范围内改变单作用叶片泵的输出压力。
这使得单作用叶片泵具有一定的自适应性，能够适应不同工况下的液体输送需求。
另外，需要注意的是，单作用叶片泵的压力输出范围有限，一般适用于中小流量、中小压力的液体输送，不适用于高压力和大流量的工况。
在实际应用中，需根据具体需求选择合适的泵型和工作参数。
第二章叶片泵的基本理论和性能
21第二章 叶片泵的基本理论和性能本章重点：通过本章的学习，要求学员熟练掌握叶片泵的性能参数及计算、相似条件、相似定律、比例率、比转数的计算、实验性能曲线 、选泵原则；掌握功率的分类及其关系、效率的组成及其所包含的损失、叶轮进出口速度三角形、叶片泵的基本方程式及其分析、基本性能实验、选泵步骤、选泵中应注意的问题、选泵方法、电动机与水泵的配套、传动方式的选择和管路附件的选择；了解比转数的作用、叶片泵汽蚀实验、理论性能曲线、相对性能曲线、通用性能曲线、全面性能曲线、系列型谱图、柴油机与水泵的配套、水泵的性能方程等。
第一节 叶片泵的性能参数叶片泵的性能是用性能曲线表示的，而性能曲线又是用性能参数之间的关系来表达的。
因此，在研究叶片泵性能前，首先必须对性能参数的意义有一正确理解。
叶片泵的性能参数主要有流量、扬程、功率、效率、转速、允许吸上真空高度或允许汽蚀余量等，分述如下:一、流量单位时间内水泵所抽提的流体体积，符号Q ，其常用单位有s l /、s m /3、和hm /3等。
各单位间的关系是s m /13=s l /1000=h m /36003。
设计流量的计算详见第六章水泵站规划。
二、扬程（一）扬程的定义扬程是指单位重量流体从水泵进口到出口能量增量，用符号H 表示， 常用单位是m 。
（二）扬程的计算1.实验室或现场测定时扬程的计算 ⑴离心泵及其它卧式水泵()()gv v H H z z H v d 21020.0212212-++⨯+-= （2—1—1）式中：v H 、d H ——真空表、压力表的读数（KPa ）；1v 、2v ——进、出水管的断面平均流速（s m /）；g ——重力加速度（2/s m ）。
⑵立式轴流泵扬程 其计算公式可简化为：gv H z H d 2222++=（2—1—2） 2.设计泵站时扬程的计算22 g v v h H H w ST22122-++= ()gv v h z z w b u 22122-++-= ≈ w ST h H + （2—1—3）式中：ST H ——实际扬程（有效扬程、净扬程、提水高度）（m ）；w h ——损失扬程（水头损失）（m ）； Z 、b Z ——设计上、下水位（m ）。
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(一)机械损失与机械效率
机械损失是指由于机械摩擦所产生的能量消耗。
水泵固定部件(轴承、轴 (1)轴承摩擦损失功率 占轴功率 封)与转动部件 (泵轴)之 的1%~3% (2)轴封摩擦损失功率 间产生的摩擦损失 叶轮前后盖板在水体旋转 占轴功率的 (3)圆盘摩擦损失 2%~10% 时与水的摩擦损失功率 (轮盘损失)
—水泵叶轮单位时间内的转动速度，通常以每
分钟转动的次数来表示，以字母n表示常用单位
为r／min。
中小型离心泵730~2950 r／min； 中小型轴流泵250~1450 r／min; 大型轴流泵 100~250 r／min;
六、气蚀余量 ( NPSH )r
气蚀余量—指水泵进口处，单位重量液体所具
叶片和盖板作用于水流的摩擦阻力 P5及P6，但由于是理想液体，故不予考 虑； 重力的合力矩等于零
V
α2
1、对轮心取矩
QC2 cos 2 R2 C1 cos1 R1 M
2、叶轮对流体所作功率
NT M Qu2C2 cos 2 u1C1 cos1
主要包括： ①从水泵进口到出口过流部分的沿程阻力损失； ②因过流断面和液流方向变化而产生的局部阻力损失； ③液流在叶轮进口和出口处的冲击损失。 泵的水力效率为 ηw =Pu/P'=ρgQH/ρgQHT=H/HT=H/H+h
前2项损失发生在水泵流道中，其大小与流量（流速） 的平方成正比； 第3项损失主要是当水泵流量偏离设计流量时，在叶轮 进、出口处的液流方向与叶片切线方向不一致而造成 的，实际流量与设计流量的差值越大，该项损失越大。
（二）叶片进出口速度三角形
用下标“1”和“2”分别表示叶片进、出口处的各 物理量；(Q, n等已知） 已知叶轮进、出口处的半径R1 、R2 ，直径D1 、 D2 ，叶片宽度b 1、b 2，叶片圆周厚度su1 、su2； 叶片排挤系数：ψ1 =0.75--0.88; ψ2 = 0.85--0.95 (大泵取大值，小泵取小值)
s —流面上叶片在圆周方向的厚度 ψ—叶片排挤系数，在叶轮叶片无限多，无限薄假定 下，可以不考虑叶片厚度影响，即ψ＝1；离心泵ψ
＝0.75～0.88，小泵取小值，大泵取大值。
3、相对速度－ 如果假定叶片数 无穷多，则相对 速度方向与该处 的叶片表面切线 方向相一致。其 大小通过一定的 计算得出。 4、绘制速度三角形
第三节
叶片泵的基本方程
液体质点的运动 轨迹与叶片的表 面型线完全重合
一、基本方程式的推导
三点假定：
(1)泵内液流为恒定流；
(2)叶片数目无穷多且无限薄；
(3)液流为理想液体，即无粘滞性。
通常用动量矩定理来推导基本方程。
恒定元流的动量方程对某固定点取矩，可得到恒定元 流的动量矩方程
因此有，
有超过饱和蒸气压力的富裕能量。 主要反映吸水性能。单位为m 。气蚀余量在水 泵样本中也有以Δh来表示的。 允许吸上真空高度(Hsa) -指水泵在标准状况下(即水温为20℃、表面 压力为一个标准大气压)运转时，水泵所允许的 最大的吸上真空高度 (即水泵吸入口的最大真空 度)。单位为m。水泵厂一般常用Hsa来反映离心泵 的吸水性能。
二、扬程 ( H )
—泵所抽送的单位重量的液体从泵进口（泵
进口法兰）到出口（泵出口法兰）能量的增 值。也就是水泵对单位重量液体所作的功。 其单位为m；
根据定义，泵的扬程可以写为： H = E2 –E1
式中： E2—在泵出口处单位重量液体的能量，m； E1—在泵进口处单位重量液体的能量，m。
（5）如进水池或进水管中出现旋涡，使得液 流在进入水泵叶轮前就有了一定的旋转，这样 会使进口速度三角形发生改变，进而影响到理
论扬程。
液流预旋
三、叶片泵的叶型分析
2
泵的扬程可以写为：
P2 P v v 1 H E2 E1 (Z 2 Z1 ) g 2g
2 2 2 1
真 空 表
压 力 表
离心泵抽水装置
轴流泵抽水装置
泵的基准面
卧式泵－通过叶轮叶片进口边的外端所描绘
的圆的中心的水平面； 多级泵－以第一级叶轮为基准；
立式双吸泵－以上部叶片为准。
(3)离心泵的理论扬程与被抽送液体的种类（容 重）无关，基本方程适用于一切流体。 但当输送不同容重的液体时，水泵所消耗的 功率将是不同的。
(4) 由速度三角形，根据余弦定理有，
代入基本方程式得； ※ 水泵的扬程由两部分能量组成，一部分为势 扬程(H1)，另一部分为动扬程(H2)，它在流出 叶轮时，以比动能的形式出现。
3、理论扬程
叶片泵基本方程
叶片泵基本方程：
反映了叶轮内液体运动状态与所获能量之间的
理 解 ：
关系；
其物理意义是表示叶片无穷多情况下提升理想
液体所产生的理论扬程。
由于该方程是由瑞士著名科学家欧拉于
18 世
纪中叶所建立的，因此又称为欧拉方程。
对于大多数泵来说，通常v
u1≈0,所以有
在流体力学中，称Γ=2πRVu为速度环量，故基 本方程还可以用速度环量表示为:
流量:水泵在单位时间内所输送的液体数量。
3/s=1000L/s=3600m 3/h 1m 体积流量单位－m3／ s， m3／h，L／s。 常用的重量流量单位是t／h。
一、流量( Q )
每台水泵都可以在一定的流量范围内工作，称这个 范围为工作区； 最优流量：泵的效率最高时所对应的流量，也称设 计流量、额定流量； 实际流量：水泵在实际运行时的流量称实际工作流 量；
绝对速度角α
径向分速－
离心泵
轴向分速－
轴流泵
三、叶轮流道内速度三角形的绘制
（一）流道任意速度三角形 前提条件： 设叶轮流道几何形状为已 知； 在一定的转速n和流量Q下， 可求得流道内任意点（假设 为M 点）的几个速度，从而 得出速度三角形。
注意：速度三角形向量－大小和方向
1、牵连速度
2、轴面分速
动量矩定理：单位时间里，控制面内恒定流液流质点的动量
矩变化(流出液体的动量矩与流入液体的动量矩之矢量差)等于 作用在该质点上的所有外力对同一点的力矩之和。 dL /dt = M
取进、出口轮缘(两圆柱面)为控 制面。 组成 M 的外力有：
叶片迎水面和背水面作用于液体
的压力P2及Pl； 作用叶轮进出口圆柱面上的水压力 P3及P4，它们都沿着径向，所以对转轴 没有力矩；
机械损失功率
(一)机械损失与机械效率
水功率为
Pw=P-ΔPm=ρgQTHT
泵的机械效率为 ηm =Pw /P
为减少机械损失，应使叶轮前后盖板光滑， 水泵填料松紧适度，轴承润滑要经常处于 良好状态。
圆盘摩擦损失与转速n的三次方及叶轮直
径D2的五次方成正比；轴承及轴封摩擦损
失与转速n的一次方成正比。
饱和蒸汽压
在一定的温度下，与同种物质的液态(或固态)处
于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压，它 随温度升高而增加。
饱和蒸汽压是物质的一个重要性质，它的大小取
决于物质的本性和温度。饱和蒸汽压越大，表示该 物质越容易挥发。
例：水泵流量Q=120 l /s，吸水管管路长度l1=20m；压水 管管路长度l2=300m；吸水管径Ds=350mm，压水管径 Dd=300mm ；吸水水面标高58.0m；泵轴标高60.0m ；水 厂混合池水面标高90.0m 。 求水泵扬程。
叶片进、出口的速度方向，按下列方法确定：
对于进口,多数离心泵要求无预旋,即vu1≈0，这样，
可按即α1 =90°、v1=vm1 来绘制进口速度三角形。
对于双吸离心泵，其吸水室为半螺旋形的流道，
使得α1 略小于 90°，vu1 具有较小的数值。
对于出口，取相对速度w2
的方向与叶片相切即可。
表示,单位以kW表示。
P=P动η传
四、效率 (η )
效率—水泵的有效功率与轴功率之比100％ p P
泵在把机械能转化为液体能量的过程中 伴有各种损失，这些损失用相应的效率 来表示。 水泵内的损失主要有三种，即机械损失、 容积损失和水力损失。这些损失的大小 可以用机械效率、容积效率和水力效率 来表达。
※泵的扬程并不等于扬水高度，扬程是一个能量
概念，既包括了吸水高度的因素，也包括了出口 压水高度，还包括了管道中的水力损失。
※水泵扬程中没有包括水泵内部的能量损失，它是
指实际传递给液体的能量。
※水泵铭牌上的所标出的扬程是该泵通过设计流量
时的扬程，即这台水泵的额定扬程。
※在一定条件下，当进出水池内流速较小，其内水
头损失不计时，出水池与进水池之间的垂直高差，
称为泵站净扬程，或称为装置扬程。
三、功率 ( P )
水泵在单位时间内所做的功的大小。
有效功率——单位时间内流过水泵的液体在
泵中得到的能量叫做有效功率，又称输出功率，
以字母Pu表示泵的有效功率为
P W) u gQH (
轴功率（输入功率） —原动机传递给泵轴的功率称为轴功率， 以P
(二)容积损失与容积效率
水泵结构在转动部件和固定部件之间必须要有一定间 隙存在，当间隙两侧的压力不相等时，液体就会通过 此间隙从高压侧流向低压侧，产生所谓的漏损流量。
Δ P=ρgqHT
P'=Pw-ΔP=ρgQHT 泵的容积效率为 ηv =P'/Pw=γQHT/γQTHT=Q/QT=Q/Q+q
(三)水力损失与水力效率
第二章 叶片泵的基本理论 2.1 叶片泵的基本性能参数 2.2 液体在叶轮中的运动 2.3 叶片泵的基本方程 2.4叶片泵的基本性能曲线 2.5 水泵的相似理论 2.6 比转速