武汉理工大学：《船舶辅机》课程教学资源（PPT课件）第三章 离心泵（3.3）离心泵的相似理论和比转数

第三节离心泵的相似理论和比转数 相似理论的意义: 了解泵在改变n或线性尺寸时性能参数变化关系;用它来推导出 离心泵的相似准则数比转数,作为对离心泵的分类。 1.分析叶轮、叶片的形状 2.分析H、P、n与Q的关系及变化趋势 3作为叶轮式泵的分类标准和设计标准 4.了解性能,合理使用。 、相似条件 1、几何相似 2、运动相似 3、动力相似 三武汉理工大学一轮机工程系

武汉理工大学 轮机工程系 第三节 离心泵的相似理论和比转数 相似理论的意义： 了解泵在改变n或线性尺寸时性能参数变化关系；用它来推导出 离心泵的相似准则数……比转数，作为对离心泵的分类。 一、相似条件 1、几何相似 2、运动相似 3、动力相似 1.分析叶轮、叶片的形状； 2.分析Ｈ、Ｐ、η与Ｑ的关系及变化趋势； 3.作为叶轮式泵的分类标准和设计标准； 4.了解性能，合理使用

一、相似条件 1、几何相似 2=22=B=D=…=常数 两泵过流部分相应的几何尺寸 比德棉,数对的叶=阝,32=凡3, 2、运动相似 两泵各对应点的相应速度方向 =2=三三 相同,比值相等,即对应点的c1c211n212D2n 速度三角形相似。 3、动力相似 两泵各对应点作用于流体质点惯性力、粘性力、重力、压力等 上的同名力方向相同,比值相 等 三武汉理工大学一轮机工程系

武汉理工大学 轮机工程系  = = = =  = 2 2 ' 1 1 ' 2 2 ' 1 1 ' 2 2 ' 1 1 ＝ ， ＝ ， 常数 β β β β D D B B D D D D ' ' 2 2 ' 2 2 ' 1 1 ' 2 2 ' 1 1 ' 2 2 ' 1 1 D n D n u u u u w w w w c c c c = = = = = = 1、几何相似 2、运动相似 3、动力相似 两泵过流部分相应的几何尺寸 比值相等，叶片数及对应的叶 片安装角也相等。 两泵各对应点的相应速度方向 相同，比值相等，即对应点的 速度三角形相似。 两泵各对应点作用于流体质点 上的同名力方向相同，比值相 等。 惯性力、粘性力、重力、压力等。 一、相似条件

第三节离心泵的相似理论和比转数 二、相似定律满足相似条件的离心泵流量、压头、功率存在下述关系 1、流量相似关系9./)3 2、压头相似关系2 D H 3、功率相似关系P_(n2 D 一-一离心泵相似三定律 三武汉理工大学一轮机工程系

武汉理工大学 轮机工程系 二、相似定律 满足相似条件的离心泵流量、压头、功率存在下述关系 第三节 离心泵的相似理论和比转数 1、流量相似关系 2、压头相似关系 3、功率相似关系 3 ' 2 2 ' '         =  D D n n Q Q 2 ' 2 2 2 ' 2 2 '                  = D D n n H H 5 ' 2 2 3 ' 2 2 '                  = D D n n P P －－－－－离心泵相似三定律

相似三定律 将(2)式立 H 两式相除, 方,将(1) 八((2))式平方m2)( 消去 D2/D’2 整理后得: Q D Pn () (#)“(各) 令H=1m=005m即假设一个叶轮与实际泵的叶 轮相似,它产生的=1mQ=003m7时的转速定为实 际泵的比转数ns 三武汉理工大学一轮机工程系

武汉理工大学 轮机工程系 3 ' 2 2 ' '         =  D D n n Q Q 2 ' 2 2 2 ' 2 2 '                  = D D n n H H 5 ' 2 2 3 ' 2 2 '                  = D D n n P P ⑴ ⑵ ⑶ 相似三定律 将⑵式立 方，将⑴ 式平方 令 即假设一个叶轮与实际泵的叶 轮相似，它产生的 时的转速定为实 际泵的比转数ns。 6 ' 2 2 6 ' 2 2 3 '                   =      D D n n H H 6 ' 2 2 2 ' 2 '                =         D D n n Q Q ( ) ( ) ( ) 4 3 4 3 2 ' 4 H H Q Q H H Q Q n n n     = = s H m Q m 3  =1  = 0.075 s H m Q m 3  =1  = 0.075 ｝ ｝ 两式相除， 消去 D2/D’2， 整理后得：

第三节离心泵的相似理论和比转数 三、比转数n。只包括泵的设计参数Q、H、n,不包括几何尺寸的相似准则 1 n.=3.65 H 3.65是最早适用比转数的水轮机的设计参数,为保持统一起 见,亦沿用至今。 其它国家采用的比转数公式中的系数不是3.65,美国是 14.16,英国是12.89,日本是2.12,德国是365。 国际标准中,以型式数K来代替比转数n。K=2m√ gh n,=193.2K;K=000517597 三武汉理工大学一轮机工程系

武汉理工大学 轮机工程系 三、比转数ns 只包括泵的设计参数Q、H、n，不包括几何尺寸的相似准则 第三节 离心泵的相似理论和比转数 4 3 3.65 H n Q ns = 3.65是最早适用比转数的水轮机的设计参数，为保持统一起 见 ，亦沿用至今。 其它国家采用的比转数公式中的系数不是3.65，美国是 14.16，英国是12.89，日本是2.12，德国是3.65。 国际标准中，以型式数K来代替比转数ns。 4 3 60 2 gH n Q K π = ns K K 0051759ns =193.2 ; = 0

衰3-2 叶轮式泵按比转效的分类袅 离心泵 泵的类型 混流泵 轴流泵 低比转数 中比转数 高比转数 比转数 30~80 80~150 150~300 30950010小的泵,叶片 较“窄长”,反之相 反 2)n小的泵,H/Q 轮简 pF中 的比值较大,反之 3)n小的泵,H~Q 尺寸比 D, D≈23 D B 1.2~1.1 D≈1.0 曲线较平坦,反之相 反 进口处扭曲形 叶片形状 圆柱形叶片 粗曲形叶片 扭曲形叶片 扭由 曲形叶片 出口处圆柱形 Ns增大,H-Q曲 线变陡、P-Q曲线 H 变平、高效区变 性能曲线形状 窄 Q Q Q Q

武汉理工大学 轮机工程系 1 ） n s小的泵，叶片 较“窄长”，反之相 反；2） n s小的泵，H/Q 的比值较大，反之 相反； 3）ns小的泵， H ～ Q 曲线较平坦，反之相 反；• Ns增大， H - Q 曲 线变陡、 P - Q曲线 变平、高效区变 窄

第四节船用离心泵的自吸 离心泵无自吸能力,船用离心泵实现自吸的方法: 1.采用特殊的泵壳型式或主泵自带引水真空泵 2.附设用以抽气的自动引水装置 3.采用真空箱集中引水系统 神点 三武汉理工大学一轮机工程系

武汉理工大学 轮机工程系 第四节 船用离心泵的自吸 离心泵无自吸能力，船用离心泵实现自吸的方法： 1. 采用特殊的泵壳型式或主泵自带引水真空泵 2. 附设用以抽气的自动引水装置 3. 采用真空箱集中引水系统