7流体机械典型结构及分析.ppt

西华大学 宋文武 教授 第七章 流体机械结构 流体机械的分类已在第一章中详细介绍，本章着重从各种不同的流体机械的典型结构型式进行阐述，进而了解流体机械的性能及其主要用途。 第一节 泵 泵的种类很多，主要有叶片泵、容积泵和其它类型的泵（如水锤泵、射流泵等）。 泵是一种通用机械，应用极为广泛，用于国民经济的各个部门中，凡是有液体流动的地方，就会有泵在工作。其主要应用范围是：农田排灌、石油化工、动力工业、城市给排水系统、采矿和造船工业、宇航火箭燃料供给以及生命科学领域内如人造心脏等。 一 叶片泵的结构型式及用途 叶片泵的结构型式按其比转数ns的大小及叶轮的型式可分为五大类：旋涡泵（ns=5～40）、部分流泵（ns=15～50）、离心泵（ns=30～280）、混流泵（ns=250～600）以及轴流泵（ns=600～2000），按泵轴的位置型式又可分为立式和卧式两大类。如根据压出室型式，吸入方式，叶轮的级数以及不同的使用条件和要求还可分为如下的各种结构型式。 叶片泵的使用范围如图4-1所示。由于叶片泵的应用范围很广，各种不同的使用场合，要求叶片泵的结构、材料及传动方式等都有所不同。常用的泵产品系列是指结构形式、用途、材料相同，除过流部件外，其他零部件通用程度高，基本参数（流量、扬程）按一定规律分布的产品。泵的一个系列内的产品并不都是几何相似的，而是由若干个水力模型（也就是比转速按一定的规律变化）的不同尺寸构成系列中的全部产品，不同的系列有可能有相同的水力模型。将一个系列的泵产品的使用范围绘制在一个坐标系中，就构成为泵的系列型谱。 图4-2为国际标准（ISO2858）单级悬臂式离心泵的系列型谱图。图中每一产品的使用范围是一个曲线构成的四边形，上面一条曲线就是泵的特性曲线，下面一条曲线是泵叶轮切割后形成的特性曲线，左右边界线是切割抛物线，曲线框中的数字代表泵的型号，其中带有下划线的型号，泵的转速为1475r/min ，其余的泵的转速为2950r/min。图4-3为我国制定的双吸泵系列型谱，图中的性能参数是该系列降速运行的性能，因此泵的扬程要比型号中所表示的低，其比转速值是近似值。 可以根据泵的系列型谱进行泵的选型计算。但首先还是要认识各类叶片泵的结构及其用途。 下面逐一介绍叶片泵的结构型式及主要用途。 一）、旋涡泵结构型式及用途 旋涡泵的类型及结构型式有W型、WX型及WZ型等几种，其主要工作机构包括叶轮、泵体和泵盖以及由它们组成的环型流道，液体由吸入管进入流道，并经过旋转的叶轮获得能量，被输送到排出管，完成泵的工作过程。 W型旋涡泵为单级悬臂式，如图所示。 结构特点： 结构简单，零件数少，易加工，成本低，可选用较高的转速，故体积小，重量轻。叶轮与轴都采用滑动配合，可自动调整轴向间隙，轴封可采用软填料密封，也可采用机械密封，装拆方便；整泵结构为轴对称，通用化、标准化程度高，因此安装、运行、维护都十分方便；该型泵既可正转也可反转。 图W型旋涡泵 WX型旋涡泵为两级悬臂式离心旋涡泵，如下图所示。 结构特点：第一级为离心叶轮，第二级旋涡叶轮，该泵汽蚀性能较好，吸程高，结构简单，体积小，重量轻，通用化程度高，便于维修。 WZ型旋涡泵为两端支撑的多级自吸旋涡泵，如图6所示。 结构特点：多级叶轮串联，有两个支撑点，结构较WX型要复杂，但叶轮可自动调整其轴向位置，即叶轮在轴上可自由滑动，安装拆卸，调整轴向间隙及维修都很方便。 该型泵扬程高，流量小，适用于化学工业中抽送易挥发、易汽化的液体，它可以自吸，又可以液汽混输，便于使用电机、柴油机、汽油机等作动力，因此使用范围较广，特别是在船舶装置中，机场、汽车配油站，还可用于小型自动化泵站，农业供水，用于城市公用建设，如增压辅助泵，家庭用水等，以及用于汽车及船用洗凉、饮水、消防等辅助设备，还可代替液环泵作真空泵和低压压气机等等。 泵的性能范围：流量Q=0.05～12l/s，单级扬程H=300m。该型泵效率低，η=35%～38%，汽蚀性能较差。 二）、部分流泵的结构型式及用途 部分流泵也称高速离心泵或切线增压泵。泵可以与电机直联，也可用齿轮经过一级或两级增速而使泵成为高速泵。如图7-7所示。 1—叶轮 2—泵体 3—泵轴 4—联轴器 图7-5 WX型离心旋涡泵 1—泵轴 2—轴承 3—注油杯 4—出水段 5—进水段 6—键 7—联轴器 图7-6 WZ多级自吸旋涡泵 结构特点：该型泵叶轮是开式的，叶片呈辐射形状，叶片出口安