泵与风机2详解.ppt

第二章 离心式泵与风机的基本理论 第一节 离心式泵与风机 的 工作原理 书上图2-1就是最简单的离心式泵与风机的工作原理。 只要流体旋转，就会产生离心力，使得外缘的压力增大，而在旋转中心处产生真空。 这正是离心力泵与风机所需要的。 原动机→主轴→叶轮旋转 →流道中流体旋转 →产生离心力 →流体由内向外流动 →至出口 →蜗壳收集 →排向出口管道 →中心形成真空 →吸入池中的大气压力把流体压向叶轮 只要旋转，就有不断有流体从入口流向出口管道，形成连续工作。 第二节 流体在叶轮中的运动 及 速度三角形 既然目的是提高效率，就应知道影响效率的因素，所以应掌握泵与风机的基本理论和基本原理。 又因为泵与风机的主要部件是叶轮，所以要重点掌握泵与风机的叶轮理论。 而离心式泵与风机是一种最为常见的型式，所以以离心式泵与风机为主，而轴流式泵与风机的一些理论可通过离心式泵与风机的理论推广而得。 一、离心式叶轮投影图 组成：前盖板，后盖版，叶片，轮毂，轴等。 平面图：去掉前盖板，从轴端看到的视图。 轴面图：用旋转投影法获得的剖面。 二、两个假设 叶轮中的流体流动非常复杂，为了研究方便，先作一些假设，然后修正。 假设1: 因流道较宽，同一流道、同一半径处的流速也不相同，所以先假设流道无限窄,叶片数量无限多,叶片无限薄 所以，在每两个叶片之间，就只有一束流体在流动 也就是说，流体严格按照叶片的型线流动 以后，这一假设用下标“?”表示。 假设2 由于流体有粘性及损失，也不便研究，所以假设流体为理想流体，也无其他任何损失。 以后，这一假设用下标“T”表示。 三、流体流动三角形 任何运动都可分解为牵连运动和相对运动之和。 叶轮中的流动也不例外。 叶轮带动流体旋转时，流体质点则有一个随叶轮旋转的圆周运动(牵连运动)，用u表示。 方向为圆周的切线方向，大小为： ？ 三、流体流动三角形 此外，流体又在离心力的作用下不断向外运动 如果把坐标固定在叶轮上，并随叶轮一起旋转，再加上前面的两个假设，流体在叶轮中还有一个相对于叶轮的向外运动 这个运动就是相对运动，运动速度就是相对速度，用表w示 相对运动的方向沿叶片的切线方向，大小与流量与流道尺寸有关。 三、流体流动三角形 合成： 流体在任何时候，任何地方都同时进行相对运动和牵连运动，如果把相当于机壳的运动称为绝对运动(用v表示)的话，则 合成： 绝对速度V还可以再分解，我们把速度v再分解成一个和u平行的分量和一个和u垂直的分量，分别用下标m和u表示 又由于这些三角形是在叶片数为无限多时绘出的，所以在各量上再加上下标?，所以完整的速度三角形为(去掉箭头)： 这样的三角形在叶轮中可以绘出无限多个 但一般情况下，我们只用到出口速度三角形和入口速度三角形 分别给出口速度三角形和入口速度三角形的各量加上下别2或1,我们得到： 实际叶片方向与圆周速度反向的夹角，叫安装角，用βg表示，叶片数无限多时，βg=β?。 计算流量时用哪个速度？ 到此，已有了6个下标：1,2,m,u, g, ? , 它们的意义和顺序请仔细区分并牢牢记住。 另外，由于有假设2,有时还加下标T,表示“理论的”。 四、速度三角形的计算 虽然速度三角形有五个速度，两个夹角，但只要知道其中三个，即可绘出(以出口三角形为例)。 一般而言，叶轮参数(D2,b2,β2g总是已知的，如流量Q再已知，则可以算出: 第三节 离心泵与风机的 基本方程式 以离心泵为主，推广到轴流泵、离心风机和轴流风机。 一、方程式的推导 目的：用叶轮进出口三角形的各参数表示泵的扬程 思路：设动量矩用K表示，则根据动量矩定理有 一、方程式的推导 取一流道作为研究对象，已知流量是QT,密度为ρ。 在某一时刻t，流道内的流体位于ABCD位置，在t+?t时刻，流体位于A’B’C’D’位置 一、方程式的推导 一、方程式的推导 一、方程式的推导 二、方程式的分析 与ρ无关，即泵的理论扬程与所输送的流体介质无关。 即如果输送的是水，则其扬程是Hm水柱； 如果输送的是汽油，则其扬程是Hm汽油柱； 如果输送的是空气，则其扬程是Hm空气柱； 但泵所产生的压力却与介质有关，所以泵在启动时应先灌满水。 二、方程式的分析 根据余玄定理和速度三角形 有： 二、方程式的分析 二、方程式的分析 二、方程式的分析 二、方程式的分析 二、方程式的分析 二、方程式的分析 二、方程式的分析 二、方程式的分析 二、方程式的分析 三、反作用度(反动度)的概念 三、反作用度(反动度)的概念 三、反作用度(反动度)的概念 三、反作用度(反动度)的概念 三、反作用度(反动度)的概念 三、反作用度(反动度)的概念 第四节 基本方程式修正 之一 一、能头 单位数量的流体所具有的