多级高扬程水泵

∆L =M ∆t
二、基本方程式
• 1、推导基本理论：动量矩定理： 、推导基本理论：动量矩定理：
• 2、基本假定： 、基本假定： 假定 a．液流是恒定流； ．液流是恒定流； b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同 叶槽中， 叶槽中 液流均匀一致， 名速度相等； 名速度相等； 即叶轮有无限多且无限薄叶片组成； 即叶轮有无限多且无限薄叶片组成； c.液流为理想液体。 液流为理想液体。 液流为理想液体
水泵型号
水泵型号
水泵的铭牌
型号:12SH-28A 型号 扬程： 扬程：10m
水泵的铭牌
流量： 流量：684m3/h 转数： 转数：1450r/min 效率： 效率：78% 轴功率： 轴功率：28kW 允许吸上 真空高度： 真空高度：4.5m 总量： 总量：660kg
第四节 离心泵的基本方程式
• 2、基本假定： 、基本假定： 假定 a．液流为理想液体 ． b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同 叶槽中， 叶槽中 液流均匀一致， 名速度相等； 名速度相等； 即叶轮有无限多且无限薄叶片组成； 即叶轮有无限多且无限薄叶片组成； c.液体在叶轮内处于稳定的流动状态。 液体在叶轮内处于稳定的流动状态。 液体在叶轮内处于稳定的流动状态
多级高扬程水泵
第三节 叶片泵的性能参数 叶片泵的性能参数
水泵的基本性能，通常由6个性能参数来表示： 水泵的基本性能，通常由6个性能参数来表示： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 流量（ 流量（Q） 扬程（ 扬程（H） 功率（ 功率（P） 效率（ 效率（η） 允许吸上真空高度或必需气蚀余量(NPSH) 允许吸上真空高度或必需气蚀余量(NPSH) 转速（ 转速（n）
第三节 叶片泵的性能参数
： 流量(抽水量)——水泵在单位时间内所 （1）流量(抽水量)——水泵在单位时间内所 输送的液体的体积或质量。 输送的液体的体积或质量。 以字母Q表示，常用单位是m /s、 t/h。 以字母Q表示，常用单位是m3/s、L／s、t/h。 水泵铭牌上的流量是指设计流量，有称额定流 水泵铭牌上的流量是指设计流量， 水泵在此流量下运行效率最高。 量，水泵在此流量下运行效率最高。
思考题
• 6 ．什么是叶片泵的速度平行四边形？四边形中 什么是叶片泵的速度平行四边形？ 值为什么可以表达水泵叶轮的流量？ 的Cm值为什么可以表达水泵叶轮的流量？ • 7 ．什么是动量矩定理？用它推导叶片泵基本方 什么是动量矩定理？ 程式时为什么要有三个假定？ 程式时为什么要有三个假定？基本方程式为什么 能适用于所有叶片泵和所有流体？ 能适用于所有叶片泵和所有流体？ • 8 ．离心泵的叶片形状为什么一律向后弯曲？而 离心泵的叶片形状为什么一律向后弯曲？ 轴流泵的叶片为什么一律是扭曲的？ 轴流泵的叶片为什么一律是扭曲的？试用基本方 程式加以说明。 程式加以说明。
• 离心泵是靠叶轮的旋转来抽送水的，那么，工作 水流在旋转的叶轮中究竟是如何运动的呢? • 一个旋转的叶轮能够产生多大的扬程? • 对于这些运动规律，我们将借助于离心泵的基本 基本 方程式的推导和分析，逐一得到进一步的了解。 方程式 •
一、叶轮中液体的流动情况
二、基本方程式
• 1、推导基本理论：动量矩定理： 、推导基本理论：动量矩定理：
3、机械损失与机械效率ηm 、 • 叶轮在泵体内的液流中旋转时，叶轮盖板 外侧与液体产生摩擦，泵轴转动时轴和轴 封、轴承产生摩擦，因而消耗了一部分能 量。
(6)转速——水泵叶轮的转动速度，通常以每分 钟转动的次数来表示，以字母n表示。常用单 位r/min。 转速必须控制在一定范围之内。 转速必须控制在一定范围之内 如果为异步电动机作为动力机，则额定转速： n =2950 r/min、 n =1450 r/min、 n =730r/min n =485 r/min等等 （如果为同步电动机作为动力机，则额定转速 如果为同步电动机作为动力机， 为多少呢？） 为多少呢？）
HTቤተ መጻሕፍቲ ባይዱH = ηh 1+ p
本课教学内容基本要求
• 1. 叶片泵的基本性能参数：提出表征 叶片泵基本性能的六大基本参数的定 义与意义。 • 2. 离心泵的基本方程式：叶轮中的液 体运动，速度三角形，基本方程式的 推导、讨论、修正与其物理意义。
思考题
• 1 ．哪些参数能表达叶片泵性能？各参数表示什么含义？ 哪些参数能表达叶片泵性能？各参数表示什么含义？ 常用哪些字母表达？各自的单位是什么？ 常用哪些字母表达？各自的单位是什么？ • 2、什么是叶片泵的有效功率和轴功率？它们之间有何 、什么是叶片泵的有效功率和轴功率？ 关系？ 关系？ • 3、动力机的旋转机械能是如何传递给液体的？在能量 、动力机的旋转机械能是如何传递给液体的？ 的传递过程中会产生哪些损失？ 的传递过程中会产生哪些损失？ 如何将这些损失减至 最小程度？ 最小程度？ • 4 ．离心泵装置上的真空表与压力表读数各表示什么意 义？ • 5 ．液体在叶轮内的运动是什么运动？各运动间有什么 液体在叶轮内的运动是什么运动？ 关系？ 关系？
谢谢！ 谢谢！
六、允许吸上真空高度或必需气蚀余量(HPSH)： 允许吸上真空高度或必需气蚀余量 ：
允许吸上真空高度——指水泵在标准状况下 即水温为 指水泵在标准状况下(即水温为 允许吸上真空高度 指水泵在标准状况下 20℃、一个标准大气压 运转时，水泵所允许的最大的 运转时， ℃ 一个标准大气压)运转时 吸上真空高度。单位为mH2O。 吸上真空高度。单位为 。 指水泵进口处， 必需气蚀余量(HPSH)——指水泵进口处，单位重量 指水泵进口处 液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。 液体所具有超过饱和蒸气压力的富裕能量。水泵厂一般 常用汽蚀余量来反映轴流泵等的吸水性能。单位为m。 常用汽蚀余量来反映轴流泵等的吸水性能。单位为 。 两者是从不同的角度来反映水泵吸水性能好坏的参 可以确定水泵的安装高程 确定水泵的安装高程。 数 ，可以确定水泵的安装高程。
∆L =M ∆t
• 叶槽内水流上的作用力
• 可以得到下式：
HT =
ω
g
(C2R2cosa2 - C1R1cosa1)
1 = (u 2C 2u − u1Cu1) g
离心泵的基本公式
三、基本方程式的讨论
• 1．为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，大多数离心泵在水流进 ．为了提高水泵的扬程和改善吸水性能， 入叶片时， 入叶片时，使α1 ＝90’，也即 ，也即C1u＝0，此时，基本方程式可写成： ，此时，基本方程式可写成：
扬程
压程
总扬程
实际扬程
吸程
扬程
压力表 的读数 总扬程
第三节 叶片泵的性能参数
功 率
（3）轴功率（输入功率） (P)—泵轴得自原动机 轴功率（输入功率）
所传递过来的功率称为轴功率， 表示， 所传递过来的功率称为轴功率，以P表示，单位以 KW表示，水泵铭牌上为轴功率，即额定功率。 KW表示，水泵铭牌上为轴功率， 表示
• 4.水泵的扬程是由两部分能量所组成的，
势扬程和动扬程组成，由于动能转化 为压能过程中，伴有能量损失，因此， 希望动扬程在水泵总扬程中所占的百 分比愈小，泵壳内水力损失就愈小， 水泵效率提高。
四、基本方程式的修正
• • • • 由于假定与实际应用不符，必须进行修正： 由于假定与实际应用不符，必须进行修正： 1.叶槽中，液流实际不均匀一致； 叶槽中， 叶槽中 液流实际不均匀一致； 2.考虑泵壳内水力损失。 考虑泵壳内水力损失。 考虑泵壳内水力损失 修正公式为： 修正公式为：水泵的实际扬程
1、水力损失与水力效率ηh 、水力损失与水力效率η 水流在水泵内摩擦、局部、 水流在水泵内摩擦、局部、冲击损失 水力损失的大小决定于过流部件的形状尺寸、 水力损失的大小决定于过流部件的形状尺寸、壁面 粗糙度和泵的工作情况。水力损失越大，泵扬程越小。 粗糙度和泵的工作情况。水力损失越大，泵扬程越小。
2、容积损失与容积效率ηv 、 水流流经叶轮之后， 水流流经叶轮之后，有一小部分高压 水经过泵体内间隙（如减漏环） 水经过泵体内间隙（如减漏环）和轴向力 平衡装置（如平衡孔、平衡盘） 平衡装置（如平衡孔、平衡盘）泄漏到叶 轮的进口，以及从轴封处泄漏到泵外， 轮的进口，以及从轴封处泄漏到泵外，因 而消耗了一部分能量。 而消耗了一部分能量。漏损流量 q 的大小 与泵的结构形式、 与泵的结构形式、比转速及泵的流量大小 有关。在吸入口径相同的情况下， 有关。在吸入口径相同的情况下，比转速 大的泵漏损流量小。对给定的泵，要降低 大的泵漏损流量小。对给定的泵， 漏损量 q ，关键在于控制密封环与叶轮间 的运转间隙量。 越大， 的运转间隙量。漏损量 q 越大，泵的出水 越小。 量 Q 越小。
第三节 叶片泵的性能参数
（2）扬程（水头）——水泵对单位重量 扬程（水头）——水泵对单位重量 1kg）液体所做的功， （1kg）液体所做的功，也即单位重量液体通过水泵 后其能量的增值。以字母H表示，常用液柱高度m 后其能量的增值。以字母H表示，常用液柱高度m表 示。 其它单位： (kPa)、atm(1个工程大气压 个工程大气压) 其它单位：Pa (kPa)、atm(1个工程大气压) 1atm=98.0665 kPa ≈0.1 MPa 扬程计算为H=E 扬程计算为H=E2-E1
（4）有效功率（输出功率）——单位时间内 有效功率（输出功率）——单位时间内 水泵对液体所做的功，以Pu表示。 水泵对液体所做的功， 表示。
• 四、效率(η)
• 效率——水泵的有效功率与轴功率的比值，以η 表示。
水泵铭牌上效率为对应于通过设计流量时的最高 效率。 效率。
• 四、效率(η) 水泵内的能量损失分三部分：水力损失、容积损失、 水泵内的能量损失分三部分：水力损失、容积损失、机 械损失: 械损失
u 2C 2 u HT = g
为了获得正值扬程，必须使 愈小， 为了获得正值扬程，必须使a2=0°，a2愈小，水泵的理论扬程 ° 愈大。在实际应用中， 左右。 愈大。在实际应用中，水泵厂一般选用a2 ＝6 ° ～15 °左右。
• 2．水流通过水泵时，比能的增值(HT)与圆 周速度u2有关。而u2=(nлD2)/60，因此，水 流在叶轮中所获得的比能与叶轮的转速(n)、 叶轮的外径(D2)有关。增加转速(n)和加大 轮径(D2)，可以提高水泵之扬程。 • • 3．基本方程式适用于各种理想流体。这表 明，离心泵的理论扬程与液体的容重无关。 （抽水和抽气时扬程是一样的）