船舶辅助机械-离心泵ppt课件.ppt

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1、第四章离心泵centrifugalpump第一节离心泵的工作原理和性能特点第二节离心泵的一般结构第三节离心泵的相似理论和比转数第四节船用离心泵的自吸第五节离心泵的汽蚀第六节离心泵的管理1第一节离心泵的工作原理和性能特点分类：离心泵…液体轴向进入，径向流出；轴流泵…液体轴向进入，轴向流出；混流泵…液体沿轴线的倾斜方向进入，仍然是沿轴线的倾斜方向流出。2优缺点：1.结构简单，易操作；2.流量大，流量均匀；3.重量轻，运动部件少，转速高；4.泵送的液体粘度范围广；5.无自吸能力。3泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从

2、叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达15～25m/s。一、工作原理4一、工作原理液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所5第一节离心泵的工作原理和性能特点二、离心泵的压头方程式离心泵因能量的转递方式不同于容积式泵，单位液体所获得的能量（压头、扬程）H与叶轮的尺寸和转速密切相关。先分析液体在叶轮中的流动情况→再建立压头方程式→后分析其规律61.液体在叶

3、轮中的运动情况及速度三角形为简化液体在叶轮内的复杂运动，作两点假设：①叶轮内叶片的数目为无穷多，即叶片的厚度为无限薄，从而可以认为液体质点完全沿着叶片的形状而运动，亦即液体质点的运动轨迹与叶片的外形相重合。②输送的是理想液体，由此在叶轮内的流动阻力可忽略。7液体质点在叶轮内的速度有三个：圆周运动速度u，相对运动速度ω，绝对运动速度c三者关系：8若将c分解为径向分量Cr和圆周分量Cu，则分别为：α，β称为流动角，其大小与叶轮的结构有关。根据余弦定理，则：91）理想压头方程式（欧拉公式）单位重量液体离开叶轮和进入叶轮时的压头之差。2.离心泵的扬程方程式10

4、☆假设叶轮不转，液体仍以叶轮回转时那样的相对速度ω通过叶轮，其能量表达式：（站在叶轮上看液体）☆实际上叶轮在转，液体在过程中获得离心力所作的功W，其能量表达式：（站在泵的壳体上看液体）11☆离心力对单位重量液体所作的功W：离心力＝向心力Fn,大小相等，方向相反12离心力做的功（3）压头公式（1）能量表达公式（2）13欧拉方程I式：Hp（静压头）Hc(动压头)离心力的作用下叶轮旋转所增加的静压头叶片间通道面积逐渐加大使液体的相对速度减少所增加的静压头液体流经叶轮后所增加的动压头（在蜗壳中其中一部分将转变为静压能）Hp用于克服装置中的流阻、液位差和反压。要

5、求Hp大于这三者之和。Hc表现为液流的绝对速度增加。要求Hc不宜过大，因为Hc大流阻大。14（4）15将（4）式代欧拉方程I式后，得：欧拉方程II式:欧拉方程I式：162）对欧拉方程II式的分析①在离心泵设计中，为提高理论压头，一般使α1＝90°（液体径向进入叶片间通道），cosα2＝017②根据速度三角形w2α2c2u2cr2c2uβ218将上两式代入欧拉方程II式后，得：设叶轮的外径为D2，叶轮出口处的宽度为b2，理论流量QTOO=cr2A，则：α2β2β219离心泵的基本方程式α2β2u2c2w2β220①扬程与n有关　n↑→扬程↑；反之相反；②

6、扬程与流量之间的关系3)．对离心泵基本方程式的讨论前弯式叶片后弯式叶片直叶式叶片21③扬程和角度有关(a)径向叶片性能介于后弯叶片与前弯叶片之间。22(b)后弯叶片（叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反）静压大、动压小、噪音小、效率高、工作平稳、不会过载。23④与输送的液体性质无关，公式中无液体的性能参数。(c)前弯叶片静压小、动压大、噪音大、效率低、能量转换中损失大、适宜风机工况。24三、离心泵的定速特性曲线离心泵的定速特性曲线在既定的转速下，离心泵的扬程、功率、效率等参数与流量的函数关系曲线。HQ理论H-Q实际H-Q1）扬程－流量曲线251）扬程－流量曲

7、线① 叶轮上的叶片数目是有限的6～12片，叶片间的液流并不是由许多完全相同的单元流束组成，液体在叶片间流道内流动时存在涡流，其直接影响速度△，导致泵的压头降低。② 液体具有粘性，在泵内存在磨擦等。③非设计工况进、出叶轮的撞击损失，(设计工况=零)④ 泵内有各种泄漏现象，实际的Q小于理论流量。26漏泄造成的ηv密封环内部漏泄和轴封外部漏泄多级泵还存在级间漏泄当泵设有平衡孔(管)或平衡盘时，有附加的容积损失。总漏泄量一般为理论流量的4％～10％27陡降形叶片出口角较小，H变化时Q变化较小用于H变动又不希望Q变化的场合(舱底水泵压载泵等)平坦形叶片出口角稍大

8、，H变化时Q变化较大用于那些经常需要调节Q而又不希望节流损失太大的场合(凝水泵、锅炉给水泵)驼