泵与风机第1章叶轮理论

3）叶片两面形成压力差，成为作 用于轮轴上的阻力矩，需原动 机克服此力矩而耗能。
1.4 有限叶片叶轮中流体的运动
欧拉方程（修正）
轴向涡流的后果II：
1）叶轮出口处，相对速度将朝旋转反方向偏离切线， 切向分速度v2uT将减小，流动角2小于叶片安装角2a 2）叶轮进口处，相对速度将朝叶轮转动方向偏移，进 口切向分速v1uT增加；
1 HSS
3
H H d H V H S T h
泵的静扬程：
泵吸水井的设计水面与水塔最高水
位之间的测管高差；
HST
HSTHSSHSd压水地形高度
吸水地形高度
管路水头损失之和：
h hS hd
0
泵站工艺设计和选泵时，如何依据原始资料计 算所需扬程？
3
3 自灌式水泵：
H H d H d' H S T h
如何确定正在运转中的离心泵装置的扬程？
3
3
2 压力表 2
1
1
真空表
0
0
HZHdHVv222gv12 HTν2 22 gν12u2 22 gu12w122 gw2 2
Z v22 v12 可忽略
2g
实际中： HHdHV
泵站工艺设计和选泵时，如何依据原始资料计 算所需扬程？
3
2 1
真空表 0
HSd 压力表 2
HT= 1/g(u2Tv2uT- u1Tv1uT) 3）导致实际扬程HT降低。
1.4 有限叶片叶轮中流体的运动
欧拉方程（修正）
出口速度三角形变化：
v2m=v2m
v2m v2m
2< 2a 2a
滑移速度
有涡限流叶，片使叶叶轮轮v2流出u<道口v2中处u，流由体u2于的=流相v2体对u+∆惯速v性度2u+出产v现生2m了滑ct轴移g向。2a
压强水头 速度水头
压能
动能
0
如何确定正在运转中的离心泵装置的扬程？
3
2 1
真空表 0
3 绝对压力：
压力表 2 1
P1 Pa PV 真空表读数
大气压力
P2 PaPd 压力表读数
大气压力
H(Z2Z1)( P g 2P g 1)(2 v2 g 22 v1 g 2)
HZPdPV v22v12
g 2g
以水0柱表示的H压力Z 表、H 真d空表HV 读数v222gv12
泵与风机 第4讲
第1章 泵与风机的叶轮理论
§1 泵与风机的叶轮理论
§1-1 离心式泵与风机的叶轮理论
1.1 流体在叶轮中的运动及速度三角形 1.2 离心式泵与风机的基本方程-欧拉方程 1.3 离心式叶轮叶片形式分析 1.4 有限叶片叶轮中流体的运动 1.5 流体进入叶轮前的预旋
能量方程揭示了决定泵与风机本身扬程的一些内在因素 如何与管路系统进行配合？
计算所需扬程？
如何确定正在运转中的离心泵装置的扬程？
3
2 压力表 2
1
1
真空表
0
3
进水断面1-1和出水断面2-2能量方程
Z1P g 1 2 v1 g 2 HZ2P g 2 2 v2 g 2
水泵扬程： 绝对压力
H(Z2Z1)( P g 2P g 1)(2 v2 g 22 v1 g 2)
位置水头 位能
HTν2 22 gν12u2 22 gu12w122 gw2 2 动压水头 静压水头
单位重量流体获得 的能量增量：
HZ2Z1p2p1v2 22gv12
伯努能利量方程方：程的另一常种数形Z式：p v2
2g
位置水头（位能） 压强水头（压能） 流速水头（动能）
2a对上HT一、讲HT回j和顾HT：d影响:
1≠90°，v1u≠0
HT1 g(u2ν2u Tu1ν1u T)
α1＜90°，预旋的方向与叶轮旋转方向相同，正预旋； α1＞90°，预旋方向与叶轮旋转方向相反，负预旋。
1.5 流体进入叶轮前的预旋
自由预旋
（2）自由预旋 （与结构无关，由流量改变造成）
(a) v1m’＜ v1m
(b) v1m’’ ＞ v1m
1 HSS
3
断面0-0和断面1-1能量方程：
HVHSS hs2v1g2 2Z
断面2-2和断面3-3能量方程：
HST
Hd HSd hd2v2g2 2Z
吸水、压水管路的水头损失
H H d H V H S T h
0
泵站工艺设计和选泵时，如何依据原始资料计 算所需扬程？
3
2 1
真空表 0
HSd 压力表 2
1.4 有限叶片叶轮中流体的运动
欧拉方程的修正系数
无限叶片欧拉方程： HT= 1/g u2v2u
有限叶片欧拉方程： HT= 1/g u2v2u
欧拉方程修正：
HT= KHT
欧拉方程揭示了决定泵与风机本身扬程的 一些内在因素。
环境工程中，从泵的使用角度，如何进行 与管路系统的配合？
如何确定正在运转中的离心泵装置的扬程？ 泵站工艺设计和选泵时，如何依据原始资料
产生正预旋
产生负预旋
§1-2 轴流式泵与风机的叶轮理论
1.1 轴流式泵与风机的速度三角形； 1.2 轴流式泵与风机的能量方程。
轴流式泵与风机的特点：
特点：
（1）能量获得（利用旋转叶轮的翼型叶片在流体中旋转 产生的升力）； （2）流动方向（轴向进入、轴向流出）； （3）流量大、扬程低。
结构特点：
求所需泵的扬程？
1.5 流体进入叶轮前的预旋
预旋：
流体进入叶轮之前，受到下游流体的作用，已经开始进行 旋转运动，这种进入叶轮前的旋转运动称为预旋（先期旋 绕）。
（1）强制预旋（与结构有关） （2）自由预旋（与结构无关）
1.5 流体进入叶轮前的预旋
强制预旋
（1）强制预旋 （由结构上的外界因素造成）
HST
消防喷嘴射流需考虑
v
2 3
HSd
2g
0
0
压力表HSS
12
2
压力表
1
【思考题】
岸边取水泵房，流量Q=120L/s，吸水管路（i=0.0065）长 度20m，压水管路（ i=0.0148 ）长300m，均采用铸铁管 ，吸水管径350mm，压水管径300mm。吸水井水面标高 58.00m，泵轴标高60.00m，水厂混合池水面标高90.00m ，吸水进口采用无底阀滤水网（ξ=2），90°弯头一个（ ξ=0.59）DN350×300减缩管一个（ξ=0.17）
HTug2(u2ν2mctg2a)
τ=1- HTd /HT =1- v2u /2u2
τ=1
τ=1/2
τ=0
1.4 有限叶片叶轮中流体的运动
欧拉方程（修正）
轴向涡流的后果I：
1）轴向涡流与均匀流体合成后，
压力面
在顺叶片转动方向的流道前 部，助长了原有的相对流速，
在后部抑wenku.baidu.com原有的相对流速；
吸力面 2）相对流速在同一半径的圆周 上的分布变得不均匀起来；