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离心泵基本方程式（PPT 精品）
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实验1单项流动阻力测定(1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口
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实验1单项流动阻力测定(1)启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口
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问答题简答题离心泵采用蜗牛形泵壳，叶轮上叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反。试定性解释以上两部件采用此种结构的理由。
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& & & & & &020-
地 &址：广州市科韵南路133号
邮 &编：510320
网 &址：www.gygpump.com
> 业界资讯
出口结构参数对水泵性能的影响
水泵的出口结构参数包括叶轮的外径、出口宽度、叶片出口安装角以及泵体与叶轮间的隔舌间隙等。此外，另一些参数如叶片数、叶片包角、平衡孔面积、叶片锉削等也与泵的抗汽蚀性能或泵的扬程和效率有关。一、叶轮外径叶轮外径的改变将改变泵的扬程、流量和功率，一般说来，增大叶轮外径要受到隔舌间隙的限制，所以在实际应用中往往都是车削叶轮外径。如果已有广一管道泵的性能大于设备所要求的性能，则对于多级泵可以采用减少级数的方法，去掉的级应该是中间级。多级泵减少级数后，将使泵在流量不变的情况下降低扬程。对于单级泵，则可采用车削叶轮外径的方法，此时扬程、流量和功率都将降低。车削叶轮外径后，流量、扬程和功率的变化在低比转数泵和中、高比转数泵中有所不同。在低比转数离心泵中，当原来的叶轮外径车削为外径后，可以近似地认为叶片出口宽度和叶片出口安装角以及排挤系数都保持不变，此时，车削前后的速度三角形相似（图1)。图1：车削前后速度三角形实践证明，上述计算式有一定的近似性。车削叶轮外径并不能保证出口角保持不变，同时叶轮的出口面积在车削前后也并不相等。必须指出，叶轮车削后，必然会改变叶轮的原有设计意图，从而影响广一水泵的效率。图2为叶轮外径车削后，性能曲线变化的示意图。由图可知，车削叶轮外径后，不仅使扬程、流量和功率减小，而且效率也有所降低，同时，最高效率点也向小流量方向偏移。叶轮外径的车削应以效率不致大量下降为原则，因此，只车削叶片而仍保留前后盖板是有好处的，因为此时能保持叶轮外径同泵壳隔舌之间的间隙，对液流有较好的引导作用。伹是对低比转数的泵而言，由于外径较大，如果不同时车削前后盖板，有可能因圆盘摩擦损失仍保持原有的份额而使效率下降较多。因此，是否同时车削前后盖板要视具体情况而定。图2：叶轮外径切削前后的性能离心泵叶轮的车削量不能超过某一范围，这是因为车削过多将使效率降低太多之故。一般说来，车削量不大时可以认为效率基本保持不变。随着车削量的增大，效率将降低，在高比转数离心泵中则更为严重。在效率下降不多的前提下，叶轮允许的车削量与比转数有关，如表1所示。表1：允许车削量与比转速的关系泵的比转速60120200300350&350允许车削量0.200.150.110.090.070二、斜切叶轮出口所谓斜切叶轮出口是指叶轮的前盖板不动，并从前盖板出口朝后盖板方向倾斜切除。叶轮经斜切后，扬程和流量虽然稍有减小，但扬程曲线的稳定性却得以改善，即曲线上的驼峰得以减小或消除。为此，在必要时可以利用斜切叶轮出口来改善扬程曲线的稳定性。进行斜切时，如果在0.9?1.0的范围内，则效率基本上可保持不变。广一水泵厂提醒叶轮出口不允许反方向斜切。如果斜切掉前盖板，泵的扬程、流量和效率都要降低，而且对改善扬程曲线的稳定性也并无裨益，这已为试验所证实。叶轮出口宽度主要影响泵的流量，出口宽度增大时，流量增大，效率也增大且最高效率点偏向大流量。由于要保持流道面积变化的合理性，出口宽度的增大或减小应较均匀，此时，叶轮外径，叶片出口角都不会发生变化，因此，公式中的p角就只与出口宽度有关。理论扬程曲线平坦时，实际的扬程曲线就容易出现驼峰，所以如果只从消除驼峰的角度出发，出口宽度不宜增大过多。一般说来，如果出口宽度的变化不大，则零流量下的扬程将很接近，即近似地保持不变。出口宽度减小时，由于流道变得狭长，水力损失增大，泵的效率降低。三、出口安装角、叶片数和叶片包角本文仅讨论&90°的后弯叶片。随着出口角的增大，扬程曲线趋于平坦，出口角偏大时则将会出现驼峰，使泵的工作不稳定。此外，出口角增大时，功率曲线也变陡，即随着流量的增加，所需轴功率也比较小时增加许多。但由于此时在扬程上得到了补偿，所以适当增大出口角可以使效率略有提高。但是，出口角的增大是有限度的，它除了会在扬程曲线上出现驼峰以外，还会因从叶轮流出的绝对速度增大而增大后续静止部件（如泵体、导轮等）中的损失，同时还会增大流动的扩散程度，降低泵的效率。由此可知，加大出口角有它有利的方面，即可以提高扬程或在相同的扬程下减小叶轮外径，但也有它不利的方面，即出口角偏大时将使扬程曲线出现驼峰，并使效率降低。叶片数不仅影响的扬程和效率，而且还会影响泵的抗汽蚀性能。叶片数少时，栅距增大，流道相对长度缩小，并增大了流动的扩散度，从而将在流动中形成旋涡，使效率降低。反之，叶片数增多时，栅距减小，流道中速度分布不均匀程度也减小，从而能改善泵的性能。可是，叶片数过多时却会导致液流进入叶轮时受到过度收缩，并增大了液流的摩擦面积，从而使效率降低。因此，叶片数的选择应保证有足够长的流道，叶轮进口处因叶片的排挤所引起的收缩不应太大，同时摩擦面积也应恰当。一般的离心泵叶片数在5?8片之间。就泵的抗汽蚀性能而言，叶片数少时的汽穴区虽然并不完全遮挡通道的整个界面，但却会使液流改变流动方向，降低效率。此时，由于叶轮进口处的流道较宽，所以对抗汽蚀性能有利。叶片数增多时，汽蚀系数增大，显然，此时因进口处流道面积小而不利于泵的抗汽蚀性能。由此可知，从泵的抗汽蚀性能的角度来选择叶片数，同从效率的角度来选择叶片数是以致的。效率为最佳的叶片数，对泵的抗汽蚀性能来说也是最好的。包角是指叶片从进口到出口的中心角。包角通常在80°?150°的范围内，正常情况下为90°?120°。两片相邻叶片的中心角为=360°/z,根据广一水泵厂的经验，认为在1.2?2.2的范围内可获得较高的效率。表2：叶片数和θ值的关系Z360°(P=Z)e8090100110120130140150θ4900.891.001.101.2251.3351.4451.5551.675721.111.251.391.531.671.8051.9452.086601.341.501.671.842.002.17Z.JJ2.50751.51.5551.751.942.14Z.JJ2.532.722.918451.782.002.222.452.672.893.113.349402.002.252.502.753.003.243.503.7510362.222.502.783.063.343.613.884.17四、锉削叶片出口和进口锉削叶片处可以提高泵的扬程、流量和效率，在相同流量下的扬程约可提高2?5%，流量在相同扬程下约可提高5?10%,效率则可提高0.5?1.0%左右。要注意的是，这里锉削的是叶片出口的背面，而不能锉削叶片的工作面。锉削后，叶片的周向厚度减薄。锉削应伸入叶片流道一定的深度，使叶片厚度均匀过渡到正常厚度。锉削叶片出口背面能使性能得以改善的原因是，锉削后增大了叶片出口角和相邻叶片间出口的流道截面积，此外由于叶片变薄也减少了叶片出口端部的尾迹流。一般说来，只能锉削叶片的背面，因为锉削叶片的工作面对性能基本上没有影响。锉削工作面时，叶片出口角减小，叶片削薄减小尾迹流所起的作用将被抵消一部分。因此，锉削叶片出口改善性能的效果不大，或者甚至没有效果。车削叶轮外径时，应配合以锉削叶片出口，以使叶片恢复原有的周向厚度。锉削叶片进口的工作面，能增大叶片间进口的流道面积，使速度减小，从而改善了的抗汽蚀性能。如果锉削叶片进口的背面，虽然也改善了叶片进口端部的绕流条件，但对性能的影响并不显著。五、密封环间隙和平衡孔面积密封环间隙中的泄漏是容积损失的一部分，因此，间隙的大小在相同的工况下必然影响泄漏量的大小。此外，高压的液流通过间隙回到叶轮进口也将影响主流的流动条件，造成水力损失。间隙增大，泄漏量增大，容积效率降低，泵的效率也随之降低。平衡孔不仅影响泵的扬程和效率，而且还会影响广一管道泵的抗汽蚀性能。平衡孔开在叶轮的轮毂附近，用以平衡轴向推力。当高压侧的液流通过平衡孔进入叶轮进口处时，与叶轮进口进入的主流相混合，造成水力损失，降低泵的效率。&标签:&nbsp&nbsp&nbsp
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