水泵扬程及特性曲线课件.ppt

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1、2.4离心泵的基本方程式2.4.1水在叶轮中的运动状态1.坐标系统：动坐标参考系统——旋转着的叶轮静坐标参考系统——固定的泵座2.运动状态：1）圆周运动（牵连运动）U2）相对运动W3）绝对运动C叶轮出口速度三角形（a)后弯式(β２＜90°)（b)径向式(β２＝90°)（b)前弯式(β２＞90°)离心泵叶片形状2.4.2基本方程式的推导三点假定：(1)液流是恒定流；(2)叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相等。(3)液流为理想液体，也即无粘滞性。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单位时

2、间里控制面内恒定总流的动量矩变化(流出液体的动量矩与流入液体的动量矩之矢量差)等于作用于该控制面内所有液体质点的外力矩之和。J2-J1=M取进出口轮缘(两圆柱面)为控制面。组成M的外力有：1、叶片迎水面和背水面作用于水的压力P2及Pl；2、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；3、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；4、重力的合力矩等于零1、对轮心取矩2、叶轮对流体所作功率3、理论扬程Cα22.4.3基本方程式的讨论（1）适用于一切叶片泵由公式知：H只与进出

3、口流速有关，与内部运动状态、速度分布、叶片形状和安装位置无关（2）为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，取α１＝90°，即Ｃ１u=0则（3）则增加转速(n)相加大轮径(D2)，可以提高水泵之扬程。(4)离心泵的理论扬程公式适用多种液体的H方程与液体性质无关，也就是说基本方程式适用于一切液体，但当输送不同容重的液体时，其单位要用被输送的液体的液柱高来表示；另外水泵所消耗的功率将是不同的。(4)动扬程与势扬程的分配水泵的扬程由两部分能量组成，一部分为势扬程(H1)，表示液体流经叶轮后的单位压能增量；另一部分为动扬程(H2)，它在流

4、出叶轮时，以比动能的形式出现。动扬程与势扬程的分配水从叶轮获得的能量由动能和势能两部分组成，它们是如何分配的呢？由速度三角形：代入基本方程则得2.4.4基本方程式的修正假定1恒定流，认为基本满足。假定2理想流体实际液体存在的冲击损失、流动的摩阻损失等使得扬程下降，实际应用中利用水利效率ηh来修正假定3液流均匀一致“反旋现象”。要做到液流均匀一致，只有做到叶片无限多、无限薄才能实现，而这是不可能的，叶轮的叶片一般为2-8片，所以叶轮同一圆周上的速度分布不均匀，会出现反旋现象，用反旋系数p来修正，修正后的扬程为：ηh——水力效

5、率;p——修正系数。2.5.1离心泵装置水泵配上管路及一切附件后的“系统”2.5.2水泵的总扬程基本计算方法：（1）进出口压力表表示（工作扬程）（2）用扬升液体高度和水头损失表示（设计扬程）§2.5离心泵装置的总扬程Hss——水泵吸水地形高度，水泵泵轴与吸水池测压管水面的高差Hsd——压水地形高度，高地水池测压管水面与水泵泵轴之间的高差HsT——吸水池测压管水面与高地水池测压管水面之间的高差，即静扬程∑hs——吸水管路损失∑hd——压水管路损失∑h——∑hs+∑hdPv——水泵进口真空表读数Pd——水泵出口压力表读数（1）

6、公式推导（列1-1，2-2比能量方程式）:2.5.2.1水泵装置的工作扬程（2）基本计算公式Hd：以水柱高度表示的压力表读数（m）Hv：以水柱高度表示的真空表读数（m）2.5.2.2水泵装置的设计扬程（1）基本计算公式:HST：水泵的静扬程（mH2O）Σh：水泵装置管路中水头损失之总和（mH2O）（2）公式推导（列0-0，1-1能量方程）:同理（列2-2，3-3能量方程式）：注：本节中所介绍的求水泵扬程公式，对于其它各种布置形式的水泵装置也都适用，包括自灌式。自灌式水泵的公式推求，请大家自学。例：水泵流量Q=120l/s，

7、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。注：i1=0.0065,i2=0.0148；吸水进口采用滤水网，90弯头一个，DN=350*300mm渐缩管一个；压水管按长管计，局部水头损失占沿程10%。§2.6离心泵的特性曲线2.6.1离心泵的特性曲线特性曲线：在一定转速下，离心泵的扬程、功率、效率等随流量的变化关系称为特性曲线。它反映泵的基本性能的变化规律，可做为选泵和用泵

8、的依据。各种型号离心泵的特性曲线不同，但都有共同的变化趋势。2.6.2理论特性曲线的定性分析QT——泵理论流量(m3／s)。也即不考虑泵体内容积损失(如漏泄量、回流量等)的水泵流量；F2——叶轮的出口面积(m2)；C2r——叶轮出口处水流绝对速度的径向分速(m／s)。2.6.3水泵内部的能量损失(1)水