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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,一、工作原理,二、揚程方程式,第三章 離心泵,Centrifugal Pump,第一節(jié) 離心泵原理和性能特點,三、定速特性曲線,四、管路特性曲線和工況點,五、揚程和流量估算,六、特點,屬,葉輪式,泵,1,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,一、工作原理,懸臂式單級離心泵,基本結(jié)構(gòu):,葉輪、蝸殼、吸入端蓋、吸、排接管,葉輪用左旋螺紋螺帽固定在泵軸上,工作原理:,葉輪帶動水高速旋轉(zhuǎn),,離心力,將葉輪流道內(nèi)的水甩出
2、,葉輪中部產(chǎn)生真空,從吸入管吸入水,重復工作;從葉輪甩出的水經(jīng)蝸殼收集,在擴壓管內(nèi)降速升壓后排出。,2,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,一、工作原理,水能量的獲得與轉(zhuǎn)換:,獲得,:葉輪帶動旋轉(zhuǎn),離心力做功。葉輪出口:動能,+,壓力能 主要為動能,轉(zhuǎn)換,:,蝸殼內(nèi),25%,動能轉(zhuǎn)變成壓力能;擴壓管內(nèi)大部分動能轉(zhuǎn)變成壓力能,克服排出管背壓排出。,3,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,一、工作原理,懸臂式單級離心泵,4,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,5,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal
3、 Pump,6,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,二、揚程和流量,1.,液體在葉輪中的流動情況,u,:,圓周速度,:,相對速度,絕對速度,:,c,c,u,c,r,葉輪的流量、轉(zhuǎn)速和尺寸既定后,葉輪內(nèi)各處的速度三角形就確定。,u,2,=,D,2,n/,60,c,2r,=K,1,Q/A,7,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,2.,揚程方程式,理論揚程即為進出葉輪的水頭之差。,假設:,1,、,葉片無限薄,葉片數(shù)無限多,,流體沿葉片方向流動。,2,、,流體為理想流體,,即無粘度,無摩擦、撞擊損失。,在此基礎上,推導出離心泵的,理論壓頭方程,:
4、,其中:,靜壓頭,動壓頭,8,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,H,t,=,H,ts,+,H,td,利用速度三角形的關系進行推導,并認為液體徑向進入葉輪,可得出:,2,、揚程與液體密度無關,。,推論:,1,、理論壓頭與葉輪外徑和轉(zhuǎn)速的平方成正比,與流量和葉片出口角有關。,u,2,=,D,2,n/,60,c,2r,=K,1,Q/A,9,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,既定的泵,轉(zhuǎn)速一定時,理論揚程與理論流量的,函數(shù)曲線:,后彎,,2,90,Q,,,H,t,Q=0,,,封閉壓頭,10,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal
5、 Pump,結(jié)論:,(1),離心泵揚程主要取決于葉輪的直徑及轉(zhuǎn)速。,(2),揚程與流量的關系隨葉片出口角,2,而異。前彎葉片能量損失大而不采用。,為了提高效率,,一般采用后彎葉片。,雖然揚程低,但能量損失低。,(3),封閉揚程有限。(,4,),理論揚程與液體的物性無關,,實際揚程?,但:所建立的,壓力與所輸送液體的性質(zhì)有關,。,p,d,-,p,s,=,gH,泵送水和空氣時的理論揚程是相同的,但所形成的壓差相差很大。,離心泵無自吸能力,:,空氣的密度很小,離心力很小,不能在泵吸入口建立足夠的真空。,11,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,3,、定速特性曲線,1,),
6、.,理論定速特性曲線,在,既定轉(zhuǎn)速下,,,H,、,P,、,等與,Q,的關系曲線。,H,Q,H,Q,2,90,2,=90,2,90,H-Q,關系曲線:,理論,H-Q,曲線,考慮各種損失后的,實際,H-Q,曲線,使用中,常把,H,、,P,、,等與,Q,的,實測關系曲線,畫在一張圖上,稱為離心泵的,定速特性曲線,12,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,三、定速特性曲線,離心泵的水力損失,:,漏泄損失,:泵內(nèi)部漏泄和外部漏泄 ,摩擦損失,:液體粘性產(chǎn)生 ,撞擊損失,:液流方向與流道不一致造成 ,渦流損失,:葉片數(shù)有限,液體在葉輪流道內(nèi)渦旋流動造成。,這些損失,以及,機械損
7、失,使離心泵的實際定速特性曲線與理論曲線,有很大差別,,不能經(jīng)過計算畫出,只能,實測畫出,。,13,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,2,)實測的定速特性曲線,測量方法,:使泵在恒定轉(zhuǎn)速下工作,改變排出閥開度,測出,Q,-,H,、,Q,-,P,、,Q,-,、,Q,-,h,r,(,必需汽蝕余量,),曲線。,(1),Q,-,H,曲線的三種類型:,陡降形;,平坦形,;駝峰形,(,祥見比轉(zhuǎn)數(shù),),14,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,2,),.,實測的定速特性曲線,(2),對于平坦形,,Q,=0,時,功率最小,功率隨流量增大而增加,封閉揚程
8、不很高,應,封閉起動,以減小起動電流和電網(wǎng)電壓波動。但不許長時間運行,以防發(fā)熱。,(3),由,Q,-,,,額定,(,設計,),工況效率高,,,因為液體進出葉輪撞擊損失最小。,非額定工況引液體撞擊而導致效率低。(最高效率所對應的流量、壓力為而定工況),從泵的定速特性曲線上,能看出什么?對實際工作有什么意義?,15,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,4,、管路特性曲線和工況點,管路特性曲線,:,液體通過管路時所需的,壓頭,與,流量,間的函數(shù)關系曲線。,H,st,-,管路靜壓頭,h,-,管路阻力,濾器臟污、閥門關小、液體粘度變大,,k,變大,曲線變陡。管路靜壓頭變化,曲
9、線上下平移。,離心泵特性曲線和管路特性曲線的交點稱為,泵的工況點,。,Q,-,H,向下傾斜的泵具有穩(wěn)定工況點。,16,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,5,、揚程和流量估算,揚程估算公式:,流量估算公式:,K-,系數(shù),(1-1.5),10,-4,n-,轉(zhuǎn)速,(r/min),D,2,-,葉輪外徑,(m),D,0,-,泵吸口直徑,(inch),(1in,25mm,),問題:離心泵出口直徑,100,mm,,,吸口直徑,125,mm,,,葉輪外徑,300mm,,,額定流量約為,(),125m,3,/h,17,船舶輔機,第,3,章,離心泵,Centrifugal Pump,三、離心泵的特點,1.,流量連續(xù)均勻,,范圍大,易調(diào)節(jié)。,2.,轉(zhuǎn)速高,結(jié)構(gòu)簡單、可靠。,3.,對雜質(zhì)不敏感,,易損件少,維修管理方便。,4.,沒有自吸能力。,5.,流量隨管路特性(吸、排壓差)而變。,6.,封閉揚程取決于葉輪外徑和轉(zhuǎn)速,,7.,不適合高揚程、小流量。,18,