离心泵( Centrifugal Pumps) 离心泵占化工用泵的8090% °高心泵种类很多,但工作原理相同,结构大同小杲。 离心的结构和工作原理 泵壳( Volute):固 定的泵壳(蜗形壳) 叶轮( Impeller):直 接接对液体作功的 部件,上面有48 片后弯叶片
离心泵（Centrifugal Pumps） • 离心泵占化工用泵的80~90％ •离心泵种类很多，但工作原理相同，结构大同小异。 离心泵的结构和工作原理 泵壳（Volute）:固 定的泵壳(蜗形壳) 叶轮（Impeller）:直 接接对液体作功的 部件，上面有4—8 片后弯叶片
泵运行时,叶轮高速带动叶轮间的液体 旋转,借离心力作用使液体沿径向运动, 获得较大能量(主要为动能)。 流体进入蜗壳时,流道逐渐扩大,使 部分动能又转化为静压能,最后使流体 沿切向压出出口管路。 在流体受迫向叶轮外缘运动的同时,叶 离心泵原理 轮中心形成低压,在供液点液面与叶轮 中心处的压差作用下,使液体源源吸入 泵内。 泵壳 叶片 叶轮
离 心 泵 原 理 • 泵运行时，叶轮高速带动叶轮间的液体 旋转，借离心力作用使液体沿径向运动， 获得较大能量(主要为动能)。 • 流体进入蜗壳时，流道逐渐扩大，使 部分动能又转化为静压能，最后使流体 沿切向压出出口管路。 • 在流体受迫向叶轮外缘运动的同时，叶 轮中心形成低压，在供液点液面与叶轮 中心处的压差作用下，使液体源源吸入 泵内。 泵壳 叶片 叶轮 2
要性能指标 扬程(压头输送机械提供的能 量,以H表示,单位为m液柱 流量Q i要特性 QH关系 关心离心泵什 对管路中离心泵特性的理解, 是本章的核心问题 输送机械特性与所在管路的特 么 性密切相关
关心离心泵什么？ • 主要性能指标 – 扬程(压头):输送机械提供的能 量，以H 表示，单位为 m液柱 – 流量 Q • 主要特性 – Q—H关系 • 对管路中离心泵特性的理解， 是本章的核心问题 – 输送机械特性与所在管路的特 性密切相关……
电路与管路的类比 概念 电流与水流 电位与能位 电阻于流动阻力 电源与离心泵 分析方法
电路与管路的类比 • 概念 – 电流与水流 – 电位与能位 – 电阻于流动阻力 – 电源与离心泵 • 分析方法
电源电势:ξ 电源输出电压:U 忆 关电源的 R
有关电源的回 忆…… • 电源电势 : • 电源输出电压 : U U
泵的“扬程”对应电路电源的输出电压 理论扬程是 两种扬程的差异 s or U 有效功率与轴功率 ·有效功率与轴功率的差别 容积损失:由叶轮高压向低压处漏液导致实际流量减小 水力损失:叶片间涡流、流体入泵时的水力冲击、流体与泵 主要指标的理解 件的摩擦 机械损失:运动部件之间的机械摩擦 机械效率n n=Ne/ N 7值一般约为0.6-0.85,大型泵可达090
主 要 指 标 的 理 解 • 泵的“扬程”对应电路电源的输出电压 • 理论扬程是…… • 两种扬程的差异 – or U ? – 有效功率与轴功率 • 有效功率与轴功率的差别 – 容积损失：由叶轮高压向低压处漏液导致实际流量减小 – 水力损失：叶片间涡流、流体入泵时的水力冲击、流体与泵 件的摩擦 – 机械损失：运动部件之间的机械摩擦 • 机械效率 ＝ N / N 值一般约为0.6一0. 85，大型泵可达0.90
o Or Qr或旦 SS关系⌒中心问题 不同型号泵QHQ曲线形状差别很大; 在泵出厂时实验标定,出厂时列在产品样本中
Q—H 关 系 （ 中 心 问 题 • • 在泵出厂时实验标定，出厂时列在产品样本中 不同型号泵Q~HQ曲线形状差别很大； ）
影响离心泵理论压头的圆素 根据叶片的离角或流动角2,可将叶片分为三类 C2 B2 12 l b (a)径向叶片 (b)后弯叶片 (c)前弯叶片 Vou2 ctg B H g(T D2b252)8 1)径向叶片:B2=90,ctg月2=0,H2与Q无关; (2)后弯叶片:β20,H随Q增加而减少; (3)前弯叶片:β>90°,ctgB2<0,H随Q增加而增加。 上述B2与H2的关系是对叶轮向液体传递的总能量的影响
影响离心泵理论压头的因素 根据叶片的离角或流动角 2 ，可将叶片分为三类： 上述 2与 H的关系是对叶轮向液体传递的总能量的影响。 (a) 径向叶片 2 2 w 2 u 2 c 2 (b)后弯叶片 2 2 w 2 c 2 u 2 (c) 前弯叶片 2 2 w 2 c 2 u 2 ( ) 2 2 2 2 2 2 2 u V u ctg H g g D b = − （1）径向叶片：2 = 90o ，ctg2 = 0，H与 Q无关； （2）后弯叶片：2 0，H随 Q增加而减少； （3）前弯叶片：2 > 90o ，ctg2 < 0，H随 Q增加而增加
影响离心泵理论压头的圆素 总压头H=动压头H4m+势压头Hm 离心泵作为液体输送机械其目的是提高势压头以克服输送阻 力,因此设置蜗壳使流体的动压头转换成势压头。但转换过 程必然有机械能损耗,因此应尽量提高叶轮直接提供给液体 的势压头H,在总压头H中所占的比例。 以PR(又称为反作用度)代表该比例 h not H∞-Ham H d PR Ho H 由叶轮进出口处速度三角形可知 C2-C1 Cr2Crl H dv g c2 COSa2)-ccosai)+ 2g g
影响离心泵理论压头的因素 总压头 H = 动压头 Hdyn + 势压头 Hpot 离心泵作为液体输送机械其目的是提高势压头以克服输送阻 力，因此设置蜗壳使流体的动压头转换成势压头。但转换过 程必然有机械能损耗，因此应尽量提高叶轮直接提供给液体 的势压头 Hpot在总压头 H中所占的比例。 以 R （又称为反作用度）代表该比例 1 pot dyn dyn R H H H H H H H − = = = − ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 1 cos cos 2 2 2 r r dyn c c c c c c H g g g − − − = = + 由叶轮进出口处速度三角形可知
影响离心泵理论压头的圆素 由于无预旋进液a190°,且大部分情况下叶轮进、出口径 向速度分量c2≈Cn,所以 dm≈(c2cOSa2 C2 cosa PR COS B 2 g 2 u2 (1)径向叶片:β2=90°,c0sB2=0,PR=1/2; (2)后弯叶片:B20,p>1/2; (3)前弯叶片:B2>90°,cosB2<0,P<1/2。 故制造中多选用后弯叶片
影响离心泵理论压头的因素 ( ) 2 2 2 cos 2 dyn c H g 2 2 2 2 2 2 cos 1 1 1 cos 2 2 R c w u u = − = + 由于无预旋进液 a 1 = 90o ，且大部分情况下叶轮进、出口径 向速度分量 cr2 cr1，所以 （1）径向叶片：2 = 90o ，cos2 = 0，R = 1/2； （2）后弯叶片： 2 0， R > 1/2 ； （3）前弯叶片： 2> 90o ，cos2 < 0， R < 1/2 。 故制造中多选用后弯叶片