泵與壓縮機(jī)儲(chǔ)運(yùn)第一章離心泵

1、泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)1第一節(jié)第一節(jié) 離心泵的工作原理及分類離心泵的工作原理及分類泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)2第一節(jié)第一節(jié) 離心泵的工作原理及分類離心泵的工作原理及分類一、離心泵的基本構(gòu)成一、離心泵的基本構(gòu)成二、離心泵的二、離心泵的工作原理工作原理三、離心泵的分類三、離心泵的分類四、離心泵的四、離心泵的主要工作參數(shù)主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)3一、離心泵的基本構(gòu)成一、離心泵的基本構(gòu)成泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)4一、離心泵的基本構(gòu)成一、離心泵的基本構(gòu)成1 軸軸2 軸封箱軸封箱3 擴(kuò)壓管擴(kuò)壓管4 葉輪葉輪5 吸入室吸入室6 口環(huán)口環(huán)7 蝸殼蝸殼泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)5一、離心泵的基本構(gòu)成一、離心泵的基本構(gòu)成泵

2、和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)61. 啟動(dòng)前：?jiǎn)?dòng)前：2. 啟動(dòng)后：?jiǎn)?dòng)后： 一般離心泵轉(zhuǎn)速：一般離心泵轉(zhuǎn)速：970 rpm、1450 rpm、2950 rpm液體離心力大大超過重力。液體離心力大大超過重力。驅(qū)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)葉輪高速旋轉(zhuǎn)葉輪帶動(dòng)液體高速旋轉(zhuǎn)葉輪帶動(dòng)液體高速旋轉(zhuǎn)液體液體獲得能量獲得能量（壓力（壓力能、速度能增加能、速度能增加） 二、離心泵的工作原理二、離心泵的工作原理泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)71 1 泵泵2 2 吸液罐吸液罐3 3 底閥底閥4 4 吸入管路吸入管路5 5 吸入管調(diào)節(jié)閥吸入管調(diào)節(jié)閥6 6 真空表真空表7 7 壓力表壓力表8 8 排出管調(diào)節(jié)閥排出管調(diào)節(jié)閥9 9 單向閥

3、單向閥10- 10- 排出管路排出管路11- 11- 流量計(jì)流量計(jì)12- 12- 排液罐排液罐二、離心泵的工作原理二、離心泵的工作原理泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)8為什么要灌泵？為什么要灌泵？若在離心泵啟動(dòng)前沒向泵殼內(nèi)灌滿被液體，由于空氣密度小，葉輪旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力小，不足以在葉輪中心區(qū)形成吸入貯槽內(nèi)液體的低壓，因而雖啟動(dòng)離心泵也不能輸送液體。這表明離心泵無自吸力，此現(xiàn)象稱為氣縛。這就是啟動(dòng)泵前必須進(jìn)行灌泵的緣故。)2)(2220zgrRgpp R 中心真空度中間形成中間形成真空度真空度二、離心泵的工作原理二、離心泵的工作原理泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)9二、離心泵的工作原理二、離心泵的工作原理離心泵：是通

4、過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)液體做功，提高液體離心泵：是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)液體做功，提高液體的壓力和速度，在渦殼和排出口等擴(kuò)壓裝置內(nèi)，一部分的壓力和速度，在渦殼和排出口等擴(kuò)壓裝置內(nèi)，一部分速度能轉(zhuǎn)換為壓力能；同時(shí)由于離心力的作用下，在葉速度能轉(zhuǎn)換為壓力能；同時(shí)由于離心力的作用下，在葉輪葉片的入口處產(chǎn)生負(fù)壓，使得液體源源不斷的被吸入輪葉片的入口處產(chǎn)生負(fù)壓，使得液體源源不斷的被吸入。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕、操作平穩(wěn)、流量穩(wěn)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕、操作平穩(wěn)、流量穩(wěn)定、性能參數(shù)范圍廣、易于制造、便于維修。定、性能參數(shù)范圍廣、易于制造、便于維修。應(yīng)用：應(yīng)用廣泛、目前使用最多。應(yīng)用：應(yīng)用廣泛、目前

5、使用最多。泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)101. 按液體吸入葉輪方式按液體吸入葉輪方式 單吸式泵單吸式泵 雙吸式泵雙吸式泵 2. 按葉輪級(jí)數(shù)按葉輪級(jí)數(shù) 單級(jí)泵：只有一個(gè)葉輪單級(jí)泵：只有一個(gè)葉輪 多級(jí)泵：一軸上串有兩個(gè)以上的葉輪多級(jí)泵：一軸上串有兩個(gè)以上的葉輪 3. 按殼體剖分方式按殼體剖分方式 中開式泵：通過軸水平線水平分開，多為蝸殼中開式泵：通過軸水平線水平分開，多為蝸殼 。 分段式泵：垂直于軸平面分開，導(dǎo)葉式。分段式泵：垂直于軸平面分開，導(dǎo)葉式。 三、離心泵的分類三、離心泵的分類泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)114. 按泵體形式按泵體形式 蝸殼式蝸殼式 雙蝸殼式：平衡徑向力，雙蝸殼或雙層蝸室。雙蝸殼式：平衡徑

6、向力，雙蝸殼或雙層蝸室。 筒式泵：雙層泵殼，外層承壓，內(nèi)筒起蝸室的作用。筒式泵：雙層泵殼，外層承壓，內(nèi)筒起蝸室的作用。5. 按輸送介質(zhì)按輸送介質(zhì)清水、油泵、耐腐蝕泵、液態(tài)烴泵、醫(yī)藥泵清水、油泵、耐腐蝕泵、液態(tài)烴泵、醫(yī)藥泵冷凝水泵、油漿泵、泥漿泵、污水泵、飲料泵。冷凝水泵、油漿泵、泥漿泵、污水泵、飲料泵。三、離心泵的分類三、離心泵的分類泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)12筒式多級(jí)離心泵筒式多級(jí)離心泵泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)13多級(jí)分段式離心泵多級(jí)分段式離心泵泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)14單級(jí)雙吸水平中開式離心泵單級(jí)雙吸水平中開式離心泵泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)15 流量流量 Q Q 揚(yáng)程揚(yáng)程 H H 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n n 功率

7、功率 N N 效率效率 其他（其他（hhr r、H Hs s、n ns s）四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)161. 流量：流量： m=Q 液體密度液體密度kg/m3。2.2.揚(yáng)程揚(yáng)程：?jiǎn)挝毁|(zhì)量單位質(zhì)量的液體經(jīng)過泵壓獲得的的液體經(jīng)過泵壓獲得的有效能頭有效能頭。 包括壓力能、速度能、位能。即總揚(yáng)程。包括壓力能、速度能、位能。即總揚(yáng)程。 常用常用H，單位，單位 J/kg、m液柱。液柱。指單位質(zhì)量的液體從泵進(jìn)口（進(jìn)口法蘭）到泵出口（出口指單位質(zhì)量的液體從泵進(jìn)口（進(jìn)口法蘭）到泵出口（出口法蘭）的能頭的增值。法蘭）的能頭的增值。 體積流量體積流量Q ： m3/h m3

8、/s L/s 質(zhì)量流量質(zhì)量流量m ： kg/h kg/s T/h四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)17絕對(duì)壓力：絕對(duì)壓力： 以絕對(duì)真空為零點(diǎn)而計(jì)算的壓力以絕對(duì)真空為零點(diǎn)而計(jì)算的壓力相對(duì)壓力：相對(duì)壓力： 以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榱泓c(diǎn)而計(jì)量的壓力以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榱泓c(diǎn)而計(jì)量的壓力稱為相對(duì)壓力，也叫稱為相對(duì)壓力，也叫表壓表壓。真空度：真空度： 真空度是指流體的絕對(duì)壓力小于大真空度是指流體的絕對(duì)壓力小于大氣壓產(chǎn)生真空的程度。氣壓產(chǎn)生真空的程度。單位：?jiǎn)挝唬簁gf/cm2、公斤力、公斤力kgf1Atm =0.1MPa=101kPa=1kgf =1 kgf/cm2絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真

9、空壓力、大氣壓力絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、真空壓力、大氣壓力絕壓絕壓 表壓表壓 真空度真空度 大氣壓大氣壓壓力壓力泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)18 在已知管路中輸送一定的流量時(shí)，計(jì)算泵所需要的揚(yáng)程在已知管路中輸送一定的流量時(shí)，計(jì)算泵所需要的揚(yáng)程。 揚(yáng)程的工程計(jì)算：揚(yáng)程的工程計(jì)算：兩種情況兩種情況泵泵給出給出的揚(yáng)程（能頭）的揚(yáng)程（能頭）H = 輸送液體輸送液體的能頭。的能頭。J/kg 2)(22fABABABhccHHgppH （1-1 ）pB,pA：進(jìn)出口液面壓力 pa；：液體密度 kg/m3 進(jìn)出口相同cA,cB：進(jìn)出口罐液面平均流速 m/s；hf：阻力損失J/kg。（不計(jì)泵內(nèi)損失）pS,pD：進(jìn)出口液面

10、壓力，pa；ZSD：進(jìn)出口垂直距離m ；cS,cD：進(jìn)出口罐液面平均流速 m/s；進(jìn)出口直徑相同或相差很少時(shí)cS=cD 計(jì)算運(yùn)轉(zhuǎn)中的泵的計(jì)算運(yùn)轉(zhuǎn)中的泵的實(shí)際揚(yáng)程實(shí)際揚(yáng)程。泵出入口的能量方程泵出入口的能量方程： J/kg （1-2）222SDSDSDccgZppH進(jìn)出口直徑相同或相差很少時(shí)進(jìn)出口直徑相同或相差很少時(shí)cS=cD SDSDgZppHJ/kg （1-3）四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)19p pB B,p,pA A : : p pa a。 : kg/m : kg/m3 3 進(jìn)出口相同進(jìn)出口相同c cA A,c,cB B: : 進(jìn)出口罐液面平均流速進(jìn)出

11、口罐液面平均流速 m/sm/s；hhf f : : 阻力損失阻力損失J/kgJ/kg。( (不計(jì)泵內(nèi)損失不計(jì)泵內(nèi)損失) )pS,pD ZSD：進(jìn)出口垂直距離 cS,cD：進(jìn)出口罐液面平均流速 m/s進(jìn)出口直徑相同或相差很少時(shí)cS=cD J/kg 2)(22fABABABhccHHgppH四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)20pS,pD ；ZSD：進(jìn)出口垂直距離 cS,cD：進(jìn)出口罐液面平均流速 m/s進(jìn)出口直徑相同或相差很少時(shí)cS=cD 222SDSDSDccgZppHSDSDgZppH四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)21

12、實(shí)際工程應(yīng)用中，泵的揚(yáng)程常用實(shí)際工程應(yīng)用中，泵的揚(yáng)程常用“米液柱米液柱”來表示。來表示。 米液柱米液柱 ：每公斤重量液體獲得的能量。：每公斤重量液體獲得的能量。 國(guó)際單位制：泵的揚(yáng)程用國(guó)際單位制：泵的揚(yáng)程用“J/kg ”來表示。來表示。 mNmNsmkgmsmkgsmkgmNgkgJ222/四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)22則以上（則以上（1-1）、（）、（1-2）、（）、（1-3）為：）為： v揚(yáng)程與壓差關(guān)系揚(yáng)程與壓差關(guān)系 ：J/kg-H m-H HpgHpmSDSDZgppHfABABABhgccHHgppH2)(22mgccZgppHSDSDSD22

13、2m四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)23 提高位高提高位高 克服阻力克服阻力 增加液體靜壓能增加液體靜壓能增加液體速度能增加液體速度能 H是液體獲得的能量，不是簡(jiǎn)單的排送高度！是液體獲得的能量，不是簡(jiǎn)單的排送高度！特別注意特別注意！由能量方程顯然由能量方程顯然可以看出可以看出四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)J/kg 2)(22fABABABhccHHgppH泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)243. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n：一般離心泵轉(zhuǎn)速一般離心泵轉(zhuǎn)速970 rpm、1450 rpm、2950 rpm；高速離心泵的轉(zhuǎn)速可達(dá)高速離心泵的轉(zhuǎn)速可達(dá) 20000 rpm以上。

14、以上。四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)254. W1sJ 1smN 1 工程單位工程單位：1 kW=1000 W 單位時(shí)間內(nèi)泵輸送出去的液體單位時(shí)間內(nèi)泵輸送出去的液體有效能頭有效能頭。1000QHNekW （1-4） 有效功率有效功率Ne: 軸功率軸功率N：泵軸輸入泵軸輸入的功率。的功率。四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)265. 兩者的差別在于損失，包括流動(dòng)損失、泄漏、機(jī)械摩擦等。兩者的差別在于損失，包括流動(dòng)損失、泄漏、機(jī)械摩擦等。 N：泵輸入功率：泵輸入功率 （軸功率）（軸功率）Ne：液體得到功率（有效功率）液體得到功率

15、（有效功率）%100NNe（1-5）汽汽 蝕蝕 余余 量：量：hr吸入真空度：吸入真空度：Hs比比 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 數(shù)：數(shù)： ns四、離心泵的主要工作參數(shù)四、離心泵的主要工作參數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)27第一節(jié)第一節(jié) 作業(yè)作業(yè) 1、2泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)28離心泵的工作原理？離心泵啟動(dòng)為什么要灌泵？離心泵的工作原理？離心泵啟動(dòng)為什么要灌泵？泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)29第二節(jié)第二節(jié) 離心泵的基本方程式離心泵的基本方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)30泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)31泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)32圖圖1-23 離心泵葉輪、葉片形狀離心泵葉輪、葉片形狀一、液體在葉輪中的流動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)速度三角形速度三角形泵和壓

16、縮機(jī)泵和壓縮機(jī)33 液體從葉輪中獲得能頭，首先表現(xiàn)在液體從葉輪中獲得能頭，首先表現(xiàn)在流速大小流速大小和和流動(dòng)方流動(dòng)方向向的改變，的改變，速度三角形速度三角形就是研究這種流動(dòng)規(guī)律有效工具就是研究這種流動(dòng)規(guī)律有效工具。 兩點(diǎn)假設(shè)：兩點(diǎn)假設(shè)： 通過葉輪的液體為通過葉輪的液體為理想液體理想液體，即液體在葉輪內(nèi)流動(dòng)即液體在葉輪內(nèi)流動(dòng)時(shí)時(shí)無能量損失無能量損失。 液體在葉片中間流動(dòng)是液體在葉片中間流動(dòng)是軸對(duì)稱：軸對(duì)稱： 每個(gè)液體質(zhì)點(diǎn)在流道內(nèi)每個(gè)液體質(zhì)點(diǎn)在流道內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡與相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片曲線形狀葉片曲線形狀一致，在同一半徑上液體一致，在同一半徑上液體質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)速度大小相同，質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)速度大小相同，液流角

17、液流角相等。相等。 只有在葉片數(shù)無窮多情況下才能實(shí)現(xiàn)：只有在葉片數(shù)無窮多情況下才能實(shí)現(xiàn)： (a) 相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)w一、液體在葉輪中的流動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)速度三角形速度三角形泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)34。wcu(c) 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)w(a) 相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)u(b) 圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)。，方向垂直于葉輪半徑相重合的葉輪圓周速度瞬時(shí)與流體質(zhì)點(diǎn)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，它指向某一：牽連速度 u成而定。，大小方向根據(jù)矢量合：絕對(duì)速度wucc 一致（無限多葉片）其方向與葉片切線方向：相對(duì)速度 w一、液體在葉輪中的流動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)速度三角形速度三角形泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)35由此做出葉輪中任一液體質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)速

18、度矢量，由此做出葉輪中任一液體質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)速度矢量，組成一個(gè)組成一個(gè)封閉的三角形封閉的三角形，稱稱圖圖1-8 1-8 速度三角形速度三角形wcu(c) (c) 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)速度三角形速度三角形泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)36圖圖1-8 速度三角形速度三角形符號(hào)說明符號(hào)說明（教材上都有）（教材上都有）w、u、c。 rc：徑向分速度，軸面速度； uc：圓周速度u的水平方向的分量，稱周向分速度。 液流絕對(duì)速度與圓周速度間的夾角； 液流角， 液流相對(duì)速度與圓周速度反方向夾角； A葉片角，葉片在該點(diǎn)切線與u反方向的夾角； D葉輪直徑 m； b葉輪軸面流道寬度 m；

19、z葉片數(shù)目； 下標(biāo) 1：葉片進(jìn)口；2：葉片出口參數(shù) ：葉片無限多的葉輪中流動(dòng)時(shí)的參數(shù)。 A A又叫葉片入口角；又叫葉片入口角； 理想情況下理想情況下A A=； 葉輪出口葉輪出口2A2A叫葉片離角。叫葉片離角。一、液體在葉輪中的流動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)速度三角形速度三角形泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)37? 是研究葉輪內(nèi)流體流動(dòng)的重是研究葉輪內(nèi)流體流動(dòng)的重要工具，是重要的研究對(duì)象。分析泵的性能、要工具，是重要的研究對(duì)象。分析泵的性能、確定葉輪進(jìn)出口幾何參數(shù)都要用到它。確定葉輪進(jìn)出口幾何參數(shù)都要用到它。一、液體在葉輪中的流動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)速度三角形速度三角形泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)38wcu1.1.速

20、度三角形的底邊速度三角形的底邊：2.2.速度三角形的高速度三角形的高：3.3.補(bǔ)充條件：補(bǔ)充條件：?阻塞系數(shù)阻塞系數(shù)0.90.95一、液體在葉輪中的流動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)速度三角形速度三角形TrrQccDb 1122uDnuD nuD n 1u22A0c 入入口口：出出口口：泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)39符號(hào)說明符號(hào)說明（教材上都有）（教材上都有）w、u、c。 rc：徑向分速度，軸面速度； uc：圓周速度u的水平方向的分量，稱周向分速度。 液流絕對(duì)速度與圓周速度間的夾角； 液流角， 液流相對(duì)速度與圓周速度反方向夾角； A葉片角，葉片在該點(diǎn)切線與u反方向的夾角； D葉輪直徑 m； b葉輪軸面流道寬

21、度 m； z葉片數(shù)目； 下標(biāo) 1：葉片進(jìn)口；2：葉片出口參數(shù) ：葉片無限多的葉輪中流動(dòng)時(shí)的參數(shù)。 圖圖1-11 1-11 葉輪葉片進(jìn)出口速度三角形葉輪葉片進(jìn)出口速度三角形一、液體在葉輪中的流動(dòng)一、液體在葉輪中的流動(dòng)速度三角形速度三角形泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)40二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)41jjiifcfcQ。2222222bDcfcQrr進(jìn)口進(jìn)口出口出口1111111bDcfcQQrr二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)42葉片進(jìn)出口伯努利方程葉片進(jìn)出口伯努利方程：2222222111 cpgzHcpgzT )(212212212

22、zzgccppHT（1-8）即：即：二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式伯努利方程伯努利方程泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)43二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式歐拉方程歐拉方程利用動(dòng)量矩定理推導(dǎo)基本能量方程，從而建立葉輪對(duì)液體利用動(dòng)量矩定理推導(dǎo)基本能量方程，從而建立葉輪對(duì)液體所做的所做的功與液體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)功與液體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。ooMtLdd據(jù)動(dòng)量矩定理據(jù)動(dòng)量矩定理：外力對(duì)外力對(duì)O軸的力矩之和軸的力矩之和液流對(duì)液流對(duì)O軸的動(dòng)量矩軸的動(dòng)量矩泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)44?取軸取軸O O為葉輪軸，求：為葉輪軸，求：CDCDAABB分析對(duì)象分析對(duì)象t時(shí)刻時(shí)刻ABDCt+dt時(shí)刻時(shí)刻A

23、B D C tQmmTCCDDAABBd由連續(xù)性方程，有由連續(xù)性方程，有二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)45定常流動(dòng)條件下，應(yīng)有：定常流動(dòng)條件下，應(yīng)有：CDCDAABB1122ddlclctQLTo222111coscosrlrl二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)46將動(dòng)量矩對(duì)時(shí)間求導(dǎo)將動(dòng)量矩對(duì)時(shí)間求導(dǎo)：由動(dòng)量矩定理：由動(dòng)量矩定理：111222coscosddrcrcQtLMToo外力矩之和外力矩之和Mo=軸的作用力矩軸的作用力矩驅(qū)動(dòng)機(jī)輸入的作功力矩驅(qū)動(dòng)機(jī)輸入的作功力矩1122ddlclctQLTo111222coscosddrcr

24、cQtLTo驅(qū)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)傳遞給葉輪的功率：傳遞給葉輪的功率：0MNT葉輪角速度葉輪角速度理想狀態(tài)理想狀態(tài)下葉輪對(duì)液體所作下葉輪對(duì)液體所作功率功率：TTTHQN葉片數(shù)無限多情葉片數(shù)無限多情況下的理論揚(yáng)程況下的理論揚(yáng)程二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)47TTNNTToHQMToTQMH111222coscosddrcrcQtLMToo111222coscosrcrcQQHTTT合合并并cosccruu ,歐拉公式歐拉公式（重要（重要?。。ヽoscos11222crcrHTJ/kg (1-7)uuTcucuH1122uuTcucugH11221m液柱液柱 (1-7a

25、)coscos11222crcrHT二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)48 軸向吸入軸向吸入的離心泵，的離心泵， 液流在葉輪入口液流在葉輪入口無預(yù)旋無預(yù)旋： 蝸形吸入蝸形吸入的離心泵的離心泵 ：0u1c2u21u1u1 0ucucc但)(111221122uuTuuTcucugHcucuHuTuTcugHcuH22221簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)49uuTcucuH1122cos ,uccru22222221111111 bDcfcQbDcfcQQrrrrTH 1.；TH 2.二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程

26、式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)50u，w，c，cr，cu。得到速度三角形的得到速度三角形的伯努利方程的含義。伯努利方程的含義。歐拉方程的含義、推導(dǎo)、歐拉方程的含義、推導(dǎo)、理論能頭只與進(jìn)出口運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，與介質(zhì)性質(zhì)理論能頭只與進(jìn)出口運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，與介質(zhì)性質(zhì) 無關(guān)。無關(guān)。泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)51第二節(jié)第二節(jié) 作業(yè)作業(yè): 3、4泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)52第三節(jié)第三節(jié) 流體所獲能頭的分析流體所獲能頭的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)53泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)54內(nèi)容：結(jié)合速度三角形，利用三個(gè)基本方程式來對(duì)泵內(nèi)內(nèi)容：結(jié)合速度三角形，利用三個(gè)基本方程式來對(duì)泵內(nèi) 液體所獲得的能頭進(jìn)行分析。液體所獲得的能頭進(jìn)行分析。 泵和壓縮機(jī)

27、泵和壓縮機(jī)55葉片進(jìn)出口伯努利方程葉片進(jìn)出口伯努利方程：靜壓能頭靜壓能頭 速度能頭速度能頭 位高能頭位高能頭能頭能頭增量增量離心泵的理論能頭離心泵的理論能頭（1-8）2222222111 cpgzHcpgzT 伯努利方程伯努利方程TH22122cc 12pp 的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)56cos2222uccuw速度三角形中，按照余弦定理有：速度三角形中，按照余弦定理有： ucucu1121212ucucu222222222122uu 111212121cos2cucuw222222222cos2cucuwuuTcucuH112221212121wcuucu22ucu1122222221

28、wcuTH（1-9）22122cc 22221ww 離心泵基離心泵基本方程式本方程式的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)57222212222212122ccwwuuHT速度能頭速度能頭靜壓能頭靜壓能頭轉(zhuǎn)化能頭轉(zhuǎn)化能頭能頭能頭增量增量2212212ccppHT靜揚(yáng)程靜揚(yáng)程Hpot動(dòng)揚(yáng)程動(dòng)揚(yáng)程Hdyn伯努利方程：伯努利方程：歐拉方程：歐拉方程：的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)58可以證明：可以證明：2212212uupp的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)59的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)60 dynpotTHHH Hpot：Hdyn：速度速度損失損失希望希望pot、Hdyn。potentialdyn

29、amic 達(dá)西公式 22cdlhf速度提高速度提高?？朔鲃?dòng)阻力，提高位高及壓力克服流動(dòng)阻力，提高位高及壓力。的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)61（1-7b）uTcuH22歐拉方程式的近似形歐拉方程式的近似形前述：前述：的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)62cc2u2c2r22fQcTruTcuH22TATQbDctguuH2222222 （1-10）222bDQTuc2Arctgcu222ATctgbDQu22222的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)63TATQbDctguuH2222222 6022nDu 葉輪直徑、轉(zhuǎn)速對(duì)能頭影響分析葉輪直徑、轉(zhuǎn)速對(duì)能頭影響分析當(dāng)當(dāng)葉片尺寸（葉片尺寸（b2、2

30、）和和理論流量理論流量QT一定時(shí)一定時(shí)， nD 2、 TH分析分析：的分析的分析泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)64葉片的幾何形狀對(duì)能頭影響分析葉片的幾何形狀對(duì)能頭影響分析(a)后彎型葉片后彎型葉片(b)徑向葉片徑向葉片(a)前彎型葉片前彎型葉片泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)65與與Q QT T成向下的斜直線成向下的斜直線與與Q QT T是一水平線是一水平線與與Q QT T成向上的斜直線成向上的斜直線2.2A=900, B=0 =A(常數(shù)常數(shù))：1. 2A900 , B0：3. 2A0：TATQbDctguuH2222222ABTTBQAHTAH2 圖圖1-131-13泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)66結(jié)果表明：結(jié)果表明：在

31、三種葉片中，前彎型葉片產(chǎn)生在三種葉片中，前彎型葉片產(chǎn)生的能頭最高的能頭最高。 ？ 但在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，離心泵絕大多數(shù)都但在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，離心泵絕大多數(shù)都不采用前彎而是采用后彎型葉片。不采用前彎而是采用后彎型葉片。泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)67dynpotTHHH 前述：前述：其中其中：potHdynH0u1c入口無預(yù)旋入口無預(yù)旋rrcc12 軸面速度軸面速度 變化不大變化不大222 udyncHA速度分解定理速度分解定理（直角分解）（直角分解）相對(duì)而言相對(duì)而言22122uu2221222122rruucccc22122cc 22221ww 泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)68TdynTpotHHHH1dynp

32、otTHHH dynTpotHHHR反作用度：定義：定義：靜揚(yáng)程在總揚(yáng)程中所占比例靜揚(yáng)程在總揚(yáng)程中所占比例。?泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)69TpotHH222 udyncHATdynRHH1（1-11）QT、D、n不變不變不變。、22 ucr分析分析：可知可知2ATdynHH1uucuc222221222221uctgcuAr2222121uctgcArR 液體所獲靜壓能頭中比例液體所獲靜壓能頭中比例不希望！不希望！ 2AR 液體所獲靜壓能頭中比例液體所獲靜壓能頭中比例 但但HT ！ 泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)702222121uctgcArR2A范圍分析：范圍分析：1R0 THrcc22時(shí)時(shí)泵無能泵無能

33、量傳遞量傳遞uTcuH22rAcuctg22202uc歐拉方程式歐拉方程式泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)712222121uctgcArR2A范圍分析：范圍分析：0R時(shí)222ucu泵只有動(dòng)能增加，泵只有動(dòng)能增加，無壓力能頭提高無壓力能頭提高rAcuctg22max2泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)722222121uctgcArR2A范圍分析：范圍分析：02uc1R0 TH但rcc22時(shí)時(shí)泵無能量傳遞泵無能量傳遞0R時(shí)222ucu泵只有動(dòng)能增加，無壓力能頭提高泵只有動(dòng)能增加，無壓力能頭提高圖圖1-142u2泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)7321 2190R2，TdynAHH21 902RA，21 902RA，結(jié)論結(jié)論：后彎型

34、葉片動(dòng)揚(yáng)程小、流動(dòng)損失小、泵效高后彎型葉片動(dòng)揚(yáng)程小、流動(dòng)損失小、泵效高。后彎型葉片后彎型葉片徑向型葉片徑向型葉片前彎型葉片前彎型葉片泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)742u2222111222rARccctguu 圖圖1-14泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)75泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)76理論揚(yáng)程與出口安裝角理論揚(yáng)程與出口安裝角 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 。泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)77第二節(jié)第二節(jié) 作業(yè)作業(yè) 5泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)78第四節(jié)第四節(jié) 有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)79第四節(jié)第四節(jié) 有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)80葉片間流道無限薄葉

35、片間流道無限薄任一流體質(zhì)點(diǎn)均被任一流體質(zhì)點(diǎn)均被“絕對(duì)控制絕對(duì)控制”葉片間流道較寬葉片間流道較寬流體的流線與葉片形狀流體的流線與葉片形狀完全重合完全重合流體質(zhì)點(diǎn)具有一定流體質(zhì)點(diǎn)具有一定的自由度的自由度流體的流線與葉片形狀流體的流線與葉片形狀不能完全重合不能完全重合一、液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動(dòng)一、液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動(dòng)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)81圖圖1-17 軸向旋渦實(shí)驗(yàn)軸向旋渦實(shí)驗(yàn)一、液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動(dòng)一、液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動(dòng)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)82圖圖1-16 流道內(nèi)的軸向旋渦運(yùn)動(dòng)流道內(nèi)的軸向旋渦運(yùn)動(dòng)疊加結(jié)果疊加結(jié)果同一半徑同一半徑r r圓周液流相圓周液流相對(duì)速度對(duì)速度

36、，葉片工作面?zhèn)热~片工作面?zhèn)葁 w??；?。蝗~片非工作面?zhèn)热~片非工作面?zhèn)葁 w大。大。一、液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動(dòng)一、液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動(dòng)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)83 22，A2w結(jié)果結(jié)果葉輪出口處葉輪出口處葉輪入口處葉輪入口處uAc11u11c ，uwww111結(jié)果結(jié)果圖圖1-18 有限葉片數(shù)對(duì)出口速度三角形的影響有限葉片數(shù)對(duì)出口速度三角形的影響uc22uc uww22c2c2u2w2w2w2c2u2ucc2u22一、液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動(dòng)一、液體在有限葉片數(shù)葉輪中的流動(dòng)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)84?uTcuH22無限葉片數(shù)葉輪無限葉片數(shù)葉輪有限葉片數(shù)葉輪有限葉片數(shù)葉輪uTcuH22u

37、ucc221222222uuuuTTcccucuHHc2c2u2w2w2w2c2u2ucc2u22二、有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響二、有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)85TTHH（1-12）22111211rrz（1-13）uuTTcucuHH2222滑移滑移系數(shù)系數(shù)A2sin6 . 0)68. 055. 0 (葉片數(shù)少時(shí)取大值！葉片數(shù)少時(shí)取大值！揚(yáng)程揚(yáng)程校正校正系數(shù)系數(shù)普弗列爾捷來爾公式普弗列爾捷來爾公式 重要！ucu22二、有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響二、有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)86 兩個(gè)理論揚(yáng)程之間的差別兩個(gè)理論揚(yáng)程之間的差別僅僅說明僅僅說明在有限葉在有限

38、葉片葉輪內(nèi)，由于片葉輪內(nèi)，由于軸向渦流軸向渦流的存在對(duì)理論能頭的存在對(duì)理論能頭H HTT 產(chǎn)生產(chǎn)生影響，使液體所獲得能頭有所減少。影響，使液體所獲得能頭有所減少。二、有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響二、有限葉片數(shù)對(duì)理論揚(yáng)程的影響泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)87HT與與HT的差別在何處，有無能量損失？的差別在何處，有無能量損失？軸向渦流產(chǎn)生的機(jī)理，方向。軸向渦流產(chǎn)生的機(jī)理，方向。軸向渦流對(duì)速度三角形、理論揚(yáng)程的影響。軸向渦流對(duì)速度三角形、理論揚(yáng)程的影響。 。泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)88第五節(jié)第五節(jié) 離心泵的性能曲線離心泵的性能曲線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)89第五節(jié)第五節(jié) 離心泵的性能曲線離心泵的性能曲線泵和壓縮機(jī)泵和

39、壓縮機(jī)90第五節(jié)第五節(jié) 離心泵的性能曲線離心泵的性能曲線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)91圖圖1-19 1-19 理想狀態(tài)下泵性能曲線理想狀態(tài)下泵性能曲線ATTctgbDQuuH2222222TBQA22222222)(TTATTTTTBQAQctgbDQuuQHQNNNe第五節(jié)第五節(jié) 離心泵的性能曲線離心泵的性能曲線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)921.1.流動(dòng)損失：流動(dòng)損失：3.3.機(jī)械損失機(jī)械損失：2.2.流量損失流量損失：液體在泵內(nèi)流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的液體在泵內(nèi)流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力摩擦阻力損失損失和和沖擊損失沖擊損失。在在壓力差壓力差的作用下，部分液體通過高壓側(cè)的作用下，部分液體通過高壓側(cè)向低壓側(cè)泄露（向低壓

40、側(cè)泄露（泵內(nèi)泄露泵內(nèi)泄露、內(nèi)外泄露內(nèi)外泄露）。）。相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件（液體、泵部件）之間因摩擦而相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件（液體、泵部件）之間因摩擦而產(chǎn)生的損失產(chǎn)生的損失一、離心泵中的各種損失一、離心泵中的各種損失泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)93吸入室吸入室葉輪流道葉輪流道蝸殼蝸殼擴(kuò)壓器等擴(kuò)壓器等轉(zhuǎn)彎、突然收縮或擴(kuò)大等轉(zhuǎn)彎、突然收縮或擴(kuò)大等摩擦阻力損失摩擦阻力損失局部阻力損失局部阻力損失達(dá)西公式：達(dá)西公式：22cdlhf21Qchkf(1-14)=const主要區(qū)域：邊界層內(nèi)部的有旋流動(dòng)。主要區(qū)域：邊界層內(nèi)部的有旋流動(dòng)。泵內(nèi)流速高，處于阻力平方區(qū)。泵內(nèi)流速高，處于阻力平方區(qū)。1. 流動(dòng)損失流動(dòng)損失（1） 摩擦阻力損失（摩

41、阻損失）摩擦阻力損失（摩阻損失）hf泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)9421Qchkf與流道表面粗糙度、流道形狀、及過流面積等有關(guān)圖圖1-20 流動(dòng)損失曲線流動(dòng)損失曲線 1. 流動(dòng)損失流動(dòng)損失（1） 摩擦阻力損失（摩阻損失）摩擦阻力損失（摩阻損失）hf泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)95 流體流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的的方向角方向角與葉道與葉道入口葉片角入口葉片角或或轉(zhuǎn)能裝置葉片角不一致時(shí)產(chǎn)生的能量損失。轉(zhuǎn)能裝置葉片角不一致時(shí)產(chǎn)生的能量損失。1. 流動(dòng)損失流動(dòng)損失（2） 沖擊損失沖擊損失hs泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)961. 流動(dòng)損失流動(dòng)損失（2） 沖擊損失沖擊損失hs泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)97n 液流進(jìn)入葉道時(shí)：液流進(jìn)入葉道時(shí)

42、：設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)Qd工況下：工況下：1=1A 不產(chǎn)生沖擊損失不產(chǎn)生沖擊損失圖圖1-21非設(shè)計(jì)非設(shè)計(jì)Q工況下：工況下：QQd11A 例如例如：QQd11A ABCABD結(jié)果：液流在工作面上發(fā)生沖擊、在非結(jié)果：液流在工作面上發(fā)生沖擊、在非工作面上產(chǎn)生旋渦，造成能量損失工作面上產(chǎn)生旋渦，造成能量損失。正沖角正沖角1. 流動(dòng)損失流動(dòng)損失泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)98n 液流離開葉輪進(jìn)入轉(zhuǎn)能裝置時(shí)液流離開葉輪進(jìn)入轉(zhuǎn)能裝置時(shí)離心泵在非設(shè)計(jì)工況下工作，液流在離開葉輪進(jìn)入轉(zhuǎn)離心泵在非設(shè)計(jì)工況下工作，液流在離開葉輪進(jìn)入轉(zhuǎn)能裝置時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沖擊損失。能裝置時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沖擊損失。n 泵內(nèi)總沖擊損失泵內(nèi)總沖擊損失22)1 (dksQ

43、Qch圖圖1-20 流動(dòng)損失曲線流動(dòng)損失曲線 ck2與沖擊損失系數(shù)及過流與沖擊損失系數(shù)及過流 面積有關(guān)的系數(shù)面積有關(guān)的系數(shù)。1. 流動(dòng)損失流動(dòng)損失泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)99n 沖角沖角: :圖圖1-20 流動(dòng)損失曲線流動(dòng)損失曲線 Q=Q Q=QD D無沖擊無沖擊 QQ QQ QQD D沖擊非工作面沖擊非工作面=00105，慣性力的影響大大超過粘滯力，慣性力的影響大大超過粘滯力，粘滯力可忽略，此時(shí)流動(dòng)狀態(tài)即流速分布已不再隨粘滯力可忽略，此時(shí)流動(dòng)狀態(tài)即流速分布已不再隨Re而變化而變化。即：即： 離心泵內(nèi)的流動(dòng)處于離心泵內(nèi)的流動(dòng)處于自動(dòng)模化狀態(tài)自動(dòng)?；癄顟B(tài)，摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù)與與Re無關(guān)，液體流

44、動(dòng)無關(guān)，液體流動(dòng)自動(dòng)滿足動(dòng)力相似自動(dòng)滿足動(dòng)力相似的要求的要求。兩泵相似條件：兩泵相似條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似。！1. 離心泵的相似條件離心泵的相似條件泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)129相似定律：是研究來兩臺(tái)相似泵的性能參數(shù)相似定律：是研究來兩臺(tái)相似泵的性能參數(shù) （H、Q、N、hr）之間的關(guān)系。）之間的關(guān)系。rvTvcbDQQ2222vrvrcbDcbDQQ22222222幾何相似：幾何相似： 運(yùn)動(dòng)相似：運(yùn)動(dòng)相似： 2222bbDD22nDnDuuccrr222222vvLvvnnnnDDQQ3322)(（1-21）2. 相似定律相似定律（1） 流量關(guān)系流量關(guān)系泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)13

45、0uhThcuHH22huhucucuHH2222兩泵運(yùn)動(dòng)相似兩泵運(yùn)動(dòng)相似 2222222)(nDnDcucuuu代入代入hhLhhnnnDnDHH22222)()(（1-22）2. 相似定律相似定律（2） 揚(yáng)程關(guān)系揚(yáng)程關(guān)系泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)131QHN mvh35)(mmLnnHQQHNN（1-23）2. 相似定律相似定律（3） 功率關(guān)系功率關(guān)系泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)13235)(mmLnnNNhhLnnHH22)(vvLnnQQ335)(nnNNL22)(nnHHLnnQQL3（1-24）（1-25）（1-26）mmvhvv，相似泵：注意：注意：介質(zhì)相同、轉(zhuǎn)速、幾何尺寸相差不大介質(zhì)相同、轉(zhuǎn)

46、速、幾何尺寸相差不大。相似定律相似定律2. 相似定律相似定律泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)133離心泵離心泵 的比例定律是相似定律的延伸，是相似的比例定律是相似定律的延伸，是相似定律在同一臺(tái)泵上轉(zhuǎn)速改變后的應(yīng)用。定律在同一臺(tái)泵上轉(zhuǎn)速改變后的應(yīng)用。比例定律比例定律 35)(nnNNL22)(nnHHLnnQQL332121)(nnNN22121)(nnHH2121nnQQ21nn 1L（1-27）（1-28）（1-29）比例定律表達(dá)式比例定律表達(dá)式相似定律的特殊形式相似定律的特殊形式3. 比例定律和相似拋物線比例定律和相似拋物線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)134圖圖1-34 變速后變速后H-Q曲線的換算曲線的換算

47、和相似拋物線和相似拋物線13212)(NnnN12212)(HnnH1212QnnQA1（Qa1，Ha1）B1（Qb1，Hb1）C1（Qc1，Hc1）A2（Qa2，Ha2）B2（Qb2，Hb2）C2（Qc2，Hc2）例：H1Q1H2Q23. 比例定律和相似拋物線比例定律和相似拋物線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)135相似拋物線相似拋物線 泵連續(xù)改變轉(zhuǎn)速時(shí)，相似工況泵連續(xù)改變轉(zhuǎn)速時(shí)，相似工況點(diǎn)移動(dòng)的軌跡曲線點(diǎn)移動(dòng)的軌跡曲線。A1A2A3n1n2n3B1B2B3圖圖1-34 變速后變速后H-Q曲線的換算和曲線的換算和相似拋物線相似拋物線3. 比例定律和相似拋物線比例定律和相似拋物線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)136

48、A1、A2、A3、B1、B2、B3、相似工況點(diǎn)相似工況點(diǎn)：2121nnQQaa22121)(nnHHaa常數(shù)aaaaaaaKQHQHQH22222112aaaQKH 同理同理：2bbbQKH 2KQH （1-30）相似拋物線通式相似拋物線通式！3. 比例定律和相似拋物線比例定律和相似拋物線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)137 由于相似工況點(diǎn)的效率大致相等，因而可以由于相似工況點(diǎn)的效率大致相等，因而可以近似近似認(rèn)為相似拋物線就是泵在各種轉(zhuǎn)速下的等效率曲線。相似拋物線就是泵在各種轉(zhuǎn)速下的等效率曲線。3. 比例定律和相似拋物線比例定律和相似拋物線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)138相似定律：相似定律： 表示幾何相似泵，

49、相似工況的表示幾何相似泵，相似工況的Q、H、N、n參數(shù)關(guān)系。參數(shù)關(guān)系。綜合性能參數(shù)：綜合性能參數(shù)： 表征葉片泵表征葉片泵運(yùn)轉(zhuǎn)性能運(yùn)轉(zhuǎn)性能與與葉輪幾何特征葉輪幾何特征的參數(shù)，包括的參數(shù)，包括Q、H、 n。便于分類設(shè)計(jì)，選擇和系列化。此參數(shù)叫。便于分類設(shè)計(jì)，選擇和系列化。此參數(shù)叫ns。4. 離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)139比轉(zhuǎn)數(shù)表達(dá)式比轉(zhuǎn)數(shù)表達(dá)式據(jù)相似定律：據(jù)相似定律：35)(nnNNL22)(nnHHLnnQQL3整理整理232521)(nnNNL252545)(nnHHLnnNNHH2145)()(const4545 HNnHNnsn比轉(zhuǎn)數(shù)4. 離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵的比轉(zhuǎn)

50、數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)140ns：比轉(zhuǎn)數(shù)p 來源于水輪機(jī)，適合于動(dòng)力機(jī)械的工作參數(shù)來源于水輪機(jī)，適合于動(dòng)力機(jī)械的工作參數(shù)N、H和和n。p 對(duì)于消耗動(dòng)力的離心泵，其設(shè)計(jì)參數(shù)是對(duì)于消耗動(dòng)力的離心泵，其設(shè)計(jì)參數(shù)是Q、H和和n，因而，因而 需要進(jìn)行換算。需要進(jìn)行換算。45HNnns735gQHN4365. 3HQnns（1-31）4. 離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)1414365. 3HQnns注 意1.1. n ns s是有量綱的相似準(zhǔn)數(shù)，各國(guó)因是有量綱的相似準(zhǔn)數(shù)，各國(guó)因Q Q、H H單位制的不同而數(shù)值不單位制的不同而數(shù)值不同，但物理意義是相同的同，但物理意義是相同的2. n ns

51、 s是針對(duì)泵的最高效率的工況點(diǎn)而言，所以一臺(tái)泵具有唯一是針對(duì)泵的最高效率的工況點(diǎn)而言，所以一臺(tái)泵具有唯一、固定的比轉(zhuǎn)數(shù)，比轉(zhuǎn)數(shù)不隨工況點(diǎn)的變化而改變、固定的比轉(zhuǎn)數(shù)，比轉(zhuǎn)數(shù)不隨工況點(diǎn)的變化而改變。3. n ns s可理解為可理解為H=1mH=1m，Q=0.075mQ=0.075m3 3/s/s，N=1N=1馬力的轉(zhuǎn)數(shù)馬力的轉(zhuǎn)數(shù)n n。4. 計(jì)算計(jì)算n ns s時(shí)：雙吸葉輪應(yīng)以時(shí)：雙吸葉輪應(yīng)以Q/2Q/2代入，多級(jí)泵應(yīng)以代入，多級(jí)泵應(yīng)以單級(jí)揚(yáng)程單級(jí)揚(yáng)程（H/iH/i）代入。代入。5. 幾何相似泵，其幾何相似泵，其ns相等；幾何不相似的泵，其相等；幾何不相似的泵，其nS一定不等。一定不等。 nS不等

52、，則幾何一定不相似；不等，則幾何一定不相似； nS相等，幾何不一定完全相似相等，幾何不一定完全相似。 4. 離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)142比轉(zhuǎn)數(shù)的應(yīng)用比轉(zhuǎn)數(shù)的應(yīng)用 用比轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)泵分類用比轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)泵分類低比轉(zhuǎn)數(shù)、中比轉(zhuǎn)數(shù)、高比轉(zhuǎn)數(shù)、混流泵、軸流泵低比轉(zhuǎn)數(shù)、中比轉(zhuǎn)數(shù)、高比轉(zhuǎn)數(shù)、混流泵、軸流泵。用用ns對(duì)葉片泵分類方便、確切，可以表示出葉輪形狀、性能曲線對(duì)葉片泵分類方便、確切，可以表示出葉輪形狀、性能曲線變化趨勢(shì)變化趨勢(shì)。 用比轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行相似設(shè)計(jì)用比轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行相似設(shè)計(jì) 用比轉(zhuǎn)數(shù)編制離心泵系列，繪制型譜圖。用比轉(zhuǎn)數(shù)編制離心泵系列，繪制型譜圖。4. 離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)泵和壓縮機(jī)

53、泵和壓縮機(jī)143（1） 切割定律切割定律當(dāng)葉輪切割量較小時(shí)，可認(rèn)為切割前后葉片的出當(dāng)葉輪切割量較小時(shí)，可認(rèn)為切割前后葉片的出口角和通流面積近似不變、泵效率近似相等口角和通流面積近似不變、泵效率近似相等。即即：mvmvbDbDnn2222，時(shí)，當(dāng)QQvrrcbDcbDv22222222rrcc22nDnD2222DD出口速度三角形近似相似出口速度三角形近似相似2222222)(DDcucuHHhuhu322)(DDQHHQNN（1-32）（1-33）（1-34）切割定律5. 切割定律與切割拋物線切割定律與切割拋物線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)1442. 切割拋物線切割拋物線同一臺(tái)泵，同一臺(tái)泵，n一定，一

54、定，D2不同程度切割時(shí)各對(duì)不同程度切割時(shí)各對(duì)應(yīng)相似工況點(diǎn)軌跡稱為切割拋物線。應(yīng)相似工況點(diǎn)軌跡稱為切割拋物線。 22222 )(DDQQ222)(DDHHconstkQHQH2 2由工況確定切割后切割后H-Q關(guān)系關(guān)系2KQH 切割拋物線切割拋物線5. 切割定律與切割拋物線切割定律與切割拋物線泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)1455. 切割定律與切割拋物線切割定律與切割拋物線：u 由于切割后葉輪的其他尺寸并沒有按由于切割后葉輪的其他尺寸并沒有按 比例縮小，切割前后的葉輪比例縮小，切割前后的葉輪并不保持并不保持 幾何相似幾何相似。u 故切割拋物線上的點(diǎn)是切割前后對(duì)應(yīng)故切割拋物線上的點(diǎn)是切割前后對(duì)應(yīng) 的工況點(diǎn)，但

55、的工況點(diǎn)，但并不是相似工況并不是相似工況。 當(dāng)葉輪切割不大時(shí)，認(rèn)為當(dāng)葉輪切割不大時(shí)，認(rèn)為效效率近似相等率近似相等，所以切割拋物線又所以切割拋物線又稱為等效率曲線。稱為等效率曲線。泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)146第六節(jié)第六節(jié) 重點(diǎn)重點(diǎn)泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)147第六節(jié)第六節(jié) 作業(yè)作業(yè)12、14、16、21、22、23泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)148第七節(jié)第七節(jié) 離心泵的汽蝕與吸入特性離心泵的汽蝕與吸入特性泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)149第七節(jié)第七節(jié) 離心泵的汽蝕與吸入特性離心泵的汽蝕與吸入特性泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)150第七節(jié)第七節(jié) 離心泵的汽蝕與吸入特性離心泵的汽蝕與吸入特性泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)151第七節(jié)第七節(jié)

56、離心泵的汽蝕與吸入特性離心泵的汽蝕與吸入特性泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)1521. 汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象汽化：汽化：在一定溫度和壓力條件一下，物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。在一定溫度和壓力條件一下，物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。飽和蒸汽壓：飽和蒸汽壓：一定溫度下，液體內(nèi)部開始汽化時(shí)的一定溫度下，液體內(nèi)部開始汽化時(shí)的 臨界壓力，用臨界壓力，用pv表示。表示。一定溫度一定溫度t確定確定pv特定液體：特定液體：例如：水例如：水100pv=1.013105Pa 20 pv=2.337103Pa 基本概念基本概念常壓條常壓條件下件下一、汽蝕概念泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)153p=pA-pk 離心泵汽蝕的產(chǎn)生離心泵汽蝕的產(chǎn)生泵的吸入：泵的吸入

57、：pA一定：一定：pkp吸入能力增強(qiáng)吸入能力增強(qiáng)pk pv冷沸現(xiàn)象：液體汽化；冷沸現(xiàn)象：液體汽化；p pv 汽泡潰滅：高頻、高強(qiáng)沖擊汽泡潰滅：高頻、高強(qiáng)沖擊溶解氣析出，形成大量氣泡溶解氣析出，形成大量氣泡1. 汽蝕現(xiàn)象泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)154高壓：達(dá)高壓：達(dá)3040MPa高頻：達(dá)高頻：達(dá)(23)105Hz溫度：溫度：200300度度電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕：氧等活潑氣體作用氧等活潑氣體作用 機(jī)械剝離：機(jī)械剝離：高頻、高強(qiáng)水擊高頻、高強(qiáng)水擊汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象：汽泡形成、發(fā)展和破裂以及汽泡形成、發(fā)展和破裂以及材料受到破壞的全過程材料受到破壞的全過程。1. 汽蝕現(xiàn)象泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)155汽泡形成和

58、發(fā)展的影響因素：汽泡形成和發(fā)展的影響因素：v 飽和蒸汽壓：飽和蒸汽壓：p pv vv 液流的速度：液流的速度：v vv 液體的密度：液體的密度：v 液體粘滯性：液體粘滯性：v 氣體溶解量：氣體溶解量：q q1. 汽蝕現(xiàn)象泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)156汽蝕是汽蝕是水力機(jī)械所特有的現(xiàn)象水力機(jī)械所特有的現(xiàn)象，它帶來許多嚴(yán)重后果。，它帶來許多嚴(yán)重后果。 汽蝕使過流部件被剝蝕破壞；汽蝕使過流部件被剝蝕破壞； 汽蝕使泵的性能嚴(yán)重下降；汽蝕使泵的性能嚴(yán)重下降； 汽蝕使泵產(chǎn)生振動(dòng)和噪音；汽蝕使泵產(chǎn)生振動(dòng)和噪音；2. 汽蝕對(duì)泵工作的影響泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)157汽蝕基本條件：汽蝕基本條件：pkpv問題的關(guān)鍵：?jiǎn)栴}的

59、關(guān)鍵：pk的影響因素的影響因素不發(fā)生汽蝕的前提：不發(fā)生汽蝕的前提：pkpv二、 汽蝕余量泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)1581AgA SspgHghp泵正常吸入條件：泵正常吸入條件：需要克服的阻力需要克服的阻力kkss11pkpsp1減減 小小二、 汽蝕余量泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)159必須必須pkpv要避免汽蝕：要避免汽蝕：ps-pv=富裕能頭富裕能頭首先應(yīng)有首先應(yīng)有：而且而且：pspvh汽蝕余量汽蝕余量二、 汽蝕余量泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)160h汽蝕余量汽蝕余量?jī)粽纤^凈正吸上水頭NPSHNet Positive Suction Head有效汽蝕余量有效汽蝕余量ha必須汽蝕余量必須汽蝕余量hr二、 汽

60、蝕余量泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)161有效汽蝕余量：液體在吸入法蘭有效汽蝕余量：液體在吸入法蘭處截面上所具有的推動(dòng)和加速液處截面上所具有的推動(dòng)和加速液體進(jìn)入體進(jìn)入葉道時(shí)高出汽化壓力葉道時(shí)高出汽化壓力的能的能頭。頭。 gpgcgphvssa22（1-75）能頭能頭m液柱；液柱；壓力壓力Pa；速度速度m/s顯然顯然：ha越大，越不容易發(fā)生汽蝕。1. 有效汽蝕余量泵和壓縮機(jī)泵和壓縮機(jī)162由伯努利方程由伯努利方程：22AAAcpgzgcgpss22AA截面截面ss 截面截面gcgpss22安裝高度：注意定義，有可能是負(fù)值安裝高度：注意定義，有可能是負(fù)值sAssshcpgz22sAAsAAhzzgcgp)(