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第三章 离心泵 centrifugal pump 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 第二节 离心泵的一般结构 第三节 离心泵的相似理论和比转数 第四节 船用离心泵的自吸 第五节 离心泵的汽蚀 第六节 离心泵的管理 复习思考题 武汉理工大学 轮机工程系 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 分类：离心泵………液体轴向进入，径向流出； 轴流泵………液体轴向进入，轴向流出； 混流泵………液体沿轴线的倾斜方向进入， 仍然是沿轴线的倾斜方向流出。 优缺点：1.结构简单，易操作； 2.流量大，流量均匀； 3.重量轻，运动部件少，转速高； 4.泵送的液体粘度范围广； 5.无自吸能力。 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 一、工作原理 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 一、工作原理 泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达15～25m/s。 液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 二、离心泵的压头方程式 离心泵的流量、压头、轴功率、效率、转速等性能参数表示一台泵的整体性能。 泵在高效区工作，可得到最经济、最合理的使用。 离心泵因能量的转递方式不同于容积式泵，单位液体所获得的能量（压头、扬程）H与叶轮的尺寸和转速密切相关。 先分析液体在叶轮中的流动情况→ 再建立压头方程式→ 后分析其规律→得到管理的要点 为简化液体在叶轮内的复杂运动，作两点假设： ①叶轮内叶片的数目为无穷多，即叶片的厚度为无限薄，从而可以认为液体质点完全沿着叶片的形状而运动，亦即液体质点的运动轨迹与叶片的外形相重合； ②输送的是理想液体，由此在叶轮内的流动阻力可忽略。 1.液体在叶轮中的运动情况及速度三角形 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 二、离心泵的压头方程式 * 相对运动速度ω：它是以与液体一起作等角速度的旋转坐标为参照系，液体质点沿叶片从叶轮中心流到外缘的运动速度，即相对于旋转叶轮的相对运动速度ω。 * 绝对运动速度c：它是以固定于地面的静止坐标作为参照系的液质点的运动，称为绝对运动，绝对运动速度用c表示。 三者关系： 速度三角形如图示：三个速度构成了速度Δ，α表示c与u之间的夹角，β表示ω与u反方向延长线之间的夹角，α，β称为流动角，其大小与叶轮的结构有关。根据余弦定理，则： 1.液体在叶轮中的运动情况及速度三角形 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 二、离心泵的压头方程式 液体质点在叶轮内的速度有三个： * 圆周运动速度u：叶轮带动液体质点作圆周运动的速度， 若将c分解为径向分量Cr和圆周分量Cu，则分别为： （得出的公式结论将在后面用） 则： 1.液体在叶轮中的运动情况及速度三角形 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 二、离心泵的压头方程式 2.离心泵的扬程方程式 1） 理想压头方程式（欧拉公式） 扬程等于单位重量液体通过泵后所具有的能量增值（即液体离开叶轮和进入叶轮时的压头之差）。 势能 压力能 速度能 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 二、离心泵的压头方程式 1）理想压头方程式（欧拉公式）(续） ☆ 假设叶轮不转，液体仍以叶轮回转时那样的相对速度ω通过叶轮，其能量表达式：（站在叶轮上看液体） ☆ 实际上叶轮在转，液体在过程中获得离心力所作的功W，其能量表达式：（站在泵的壳体上看液体） 2.离心泵的扬程方程式 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 二、离心泵的压头方程式 ☆ 离心力对单位重量液体所作的功W： 离心力＝ 1）理想压头方程式（欧拉公式）(续） 2.离心泵的扬程方程式 第一节 离心泵的工作原理和性能特点 二、离心泵的压头方程式 离心力做的功（3） 压头公式（1） 能量表达公式（2） （3） 式代于（2）式后，在代于（1）式，得欧拉方程I式： Hp（静压头） Hc(动压头) 离心力的作用下叶轮旋转所增加的静压头 叶片间通道面积逐渐加大使液体的相对速度减少所增加的静压头 液体流经叶轮后所增加的动压头（在蜗壳中其中一部分将转变为静压能） Hp用于克服装置中的流阻、液位差和反压。要求Hp大于这三者之和。 Hc表现为液流的绝对速度