5.水泵与水泵站9.20离心泵的性能曲线1 2.6.ppt

2.4 离心泵基本方程式 1. 叶轮中液体的运动 A.坐标系 静坐标:泵壳或泵座 动坐标:叶轮 B. 运动分解 相对运动: 液体质点相对叶轮w 牵连运动: 叶轮对泵体u(相对转动叶轮的运动) 绝对运动: 液体质点对泵体C (1) 绝对速度C 圆周方向的投影: 圆周分速度（切向分速度Cu ） ; 轴面上的投影: 轴向分速度（径向分速度Cr ）; (2)C与u的夹角—α 负u与W的夹角--β (3)相对速度w、圆周速度u、绝对速度c三者构成的图形 —速度平行四边形或速度三角形 C. 运动与速度合成 叶片进口速度三角形: C1＝W1 (相对速度） ＋U1 (圆周速度） 叶片出口速度三角形: C2＝W2＋U2 负u与W的夹角β1—叶片进口液体质点相对速度角 β2—叶片出口液体质点相对速度角 (设计中β1叶片的进水角; β2叶片的出水角) C与u的夹角 ?1 —叶片进口安放角 ?2 —叶片出口安放角 2、基本方程式 反映通过水泵的液体所获得的能量与叶轮旋转运动之间的关系 动量矩定理: 质点系对转轴的的动量矩对时间的变化率等于作用在质点系的外力对转轴的力矩之和。 三点假定: A: 液体是恒定流 B: 叶片无限多为均匀流 C: 理想液体,不可压缩,不计水力损失。 研究一个叶槽水体动量矩的变化，即dt时间内流入流出水体dm的动量矩变化. 利用动量矩定理则: dm/dt(C2COSα2R2－C1COSα1R1 )＝M 对整个叶轮积分并引入流量QT dVρ/dt＝ρQT ρQT(C2COSα2R2－C1COSα1R1)＝∑M 引入功率:两端同乘ω ρQT(C2COSα2R2ω—C1COSα1R1ω)＝NT 引入功率:NT＝γQTHT (水功率) ρQT(C2COSα2R2ω－C1COSα1R1ω)＝γQTHT (C2COSα2R2ω－C1COSα1R1ω)/g＝HT 引入圆周速度U＝Rω (C2COSα2U2－C1COSα1U1)/g＝HT 引入轴面分速CU＝C×COSα HT＝(U2C2U—U1C1U)/g 1. 一般离心泵α1＝900, 以提高水泵的杨程, 改善吸水性能。 HT ＝U2C2U/g α2＝60～150 2. 方程与液体种类无关 3. 增大叶轮直径和提高转速可以提高扬程 4. 基本方程适用于一切叶片泵（对轴流泵和混流泵均适用） 5. 理论扬程只与叶轮进出口速度有关，与叶片形状无关 2.6 离心泵的特性曲线 2.6 离心泵的特性曲线 当转速n一定时，把扬程H、轴功率N、效率η 、以及允许吸上真空高度Hs等随流量而变化的函数关系式（Q-H、Q-N、Q-η、Q-Hs）用曲线表示，这些曲线就称为离心泵的特性曲线或工作性能曲线。 反映泵基本性能的变化规律，可做选泵和用泵依据。 图 离心泵的理论特性曲线 图2-27 14SA-10型离心泵的特性曲线 2.6.1理论特性曲线的定性分析 (1)水力效率ηh：泵体内两部分水力损失必然要消耗一部分功率，使水泵的总效率下降。 (2)容积效率ηv：在水泵工作过程中存在着泄漏和回流问题，存在容积损失。 (3)机械效率ηM：机械性的摩擦损失 总效率 2、(β２?90°) 从上式可看出，水泵的扬程将随流量的增大而增大，并且，它的轴功率也将随之增大。对于这样的离心泵，如使用于城市给水管网中，将发现它对电动机的工作是不利的。 结论： 目前离心泵的叶轮几乎一律采用后弯式叶片(β２＝20°-30°左右)。 这种形式叶片的特点是随扬程增大，水泵的流量减小，因此，其相应的流量Q与轴功率N关系曲线(Q-H曲线)，也将是一条比较平缓上升的曲线，这对电动机来讲，可以稳定在一个功率变化不大的范围内有效地工作。 2.6.2 实测特性曲线的共同点 （1） Q-H曲线 表示流量与泵的压头（扬程）关系。普遍随流量的增大而下降（流量极小时可能有例外）。 （2） Q-N曲线 表示泵与轴功率的关系。 N 随 Q的增大而上升，流量为零时轴功率最小，并不为零。所以离心泵起动时，应关闭泵的出口阀门，使起动电流减少，以保护电机。（闭闸启动） （3） Q-η曲线 表示泵的效率与流量的关系。Η随Q的增大而上升达到一最大值再下降。 A.说明离心泵在一定转速下有一最高效率点，称为设计点。 B.（泵