[工学]船舶辅机---哈工程出版社离心泵.ppt

第二章 离心泵 第一节 离心泵的工作原理、类型和特点 一、主要结构 叶轮、泵壳、排出管、吸入管、注水旋塞、底阀和填料涵、蜗壳、盖板。 设液体在叶轮内的相对速度为w，液体的运动加速度则 为 四、离心泵的类型 1、按叶轮吸入口分 单吸式（single suction） 双吸式（double　suction） 2、按泵轴中心位置分 立式（vertical） 卧式（horizontal） 3、按叶轮盖板分 闭式（enclosed） 半开式（semi-closed） 开式（open） 4、按叶轮级数分 单级（single stage） 多级（multistage） 5、按能量转换装置分 蜗壳式（volute） 扩压器式（diffuse） 五、特点 1、压力、流量范围广、流量均匀； 压力达 2800 m H2 O 流量可达2?104m3 / h 2、结构简单、紧凑，可与高速原动机直接相连（转速可达万转/分）； 3、体积小、重量轻、检修方便； Q（m3 / h） H（m H2 O） G（kg） 2DSL 25 35.5 570 3B33 30 35.5 50 4、运行费用低，调节性能好，液体中的颗粒对运行影响小； 5、无自吸能力，液体黏度对泵的性能影响较大，在小流量、高压头时效率不如往复泵。 在舰船上，离心泵是一种使用数量最多，应用最为广泛的泵，也是国民经济其他领域应用最为普遍的泵。在舰船上常用作总用泵、压载泵、冷却水泵、冷凝水泵和锅炉给水泵等。 第二节 离心机械的叶轮理论 一、流体在叶轮内的流动和速度三角形 1、简化假设 1 叶轮的叶片数目为无限多，叶片厚度为无限薄，这种叶轮称为理想叶轮 2 流过叶轮的流体为理想流体，即没有粘性的液体； 3 叶轮内流体的流动是稳定流动。 将液体在叶轮内复杂的实际流动简化为理想流体的一元稳定流动。液体的运动轨迹与叶片的形线相重合，并且可以不考虑液体在叶轮内的流动损失。 2、理想流体在理想叶轮的流动 理想流体在理想叶轮的流动的三种速度： 圆周速度 ：流体随叶轮一起旋转的速度。 相对速度 ：流体在叶轮内作相对于叶轮运动的速度。 绝对速度 ：流体相对于泵壳所作的绝对运动的速度。 三种速度之间的矢量关系为 如图所示： 二、基本能量方程式 1、基本能量方程式 设时间Δt内流过叶轮的液体的理论体积 流量为QT，液体密度为ρ，可知叶轮叶片 进口处的动量矩为ρQTc1∞R1cosα1，叶轮 叶片出口处的动量矩为ρQTc2∞R2cosα2， 如图1.1-10所示。若作用在理想叶轮轴 上的理论力矩为MT∞。 动量矩定理：在定常流动中，从一个断面到另一个断面动量矩的变化等于同一时间内作用在这两个间流体上的外力矩。 因此可得： MT∞Δt = ρQT（c2∞R2cosα2 - c1∞R1cosα1 ）Δt 因 c1u∞ = c1∞ cosα1 和c2u∞ = c2∞ cosα2，由此可得 MT∞ =ρQT（c2u∞R2 – c1u∞R1） 若叶轮以等角速度ω旋转，则传给液体的功率NT∞为： NT∞ = MT∞ω =ρQT（c2u∞R2 – c1u∞R1）ω 或 NT∞ =ρQT（c2u∞u2 – c1u∞u1） 式中:NT∞ ——理想叶轮的理论输出功率。 由于是理想流体流过理想叶轮，不考虑各种损失，即NT∞ =ρgQT∞HT∞将此式代入上式得： 式中:HT∞——单位重量理想流体从理想叶轮中获得的能量。 式(2.2 — 3)为离心泵的能量方程式，也是叶片式泵和风机的能量方程式，它是欧拉(Euler)于1754年首先推导出来的，又称欧拉方程。 根据速度三角形并利用余弦定律得：