离心泵工作原理和性能特点3-1-1离心泵的工作原理主要工作部件是叶轮和泵壳.叶轮通常是由5～7个弧形叶片和前,后圆形盖板所构成.(资料来源：石家庄石水泵业www.sjzsbc.com)叶轮用键和螺母固定在泵轴的一端.固定叶轮用的螺母通常采用左旋螺纹,以防反复起动因惯性而松动.轴的另一端穿过填料箱伸出泵壳,由原动机带动.泵壳呈螺线形,亦称螺壳或蜗壳.图3-1悬臂式单级离心泵3-1-1离心泵的工作原理充满在泵中的液体随叶轮回转,产生离心力,向四周甩出在叶轮中心形成低压,液体便在液面压力作用下被吸进叶轮.从叶轮流出的液体,压力和速度增大.蜗壳-汇聚并导流.扩压管A增大,流速降低,大部分动能变为压力能,然后排出.叶轮不停回转,吸排就连续地进行液体通过泵时所增加的能量,是原动机通过叶轮对液体作功的结果.3-1-2液体在叶轮中的流动情况为研究简化,我们假定:(1)液体由无限多个完全相同的单元流束所组成所有液体质点流动轨迹都相同,都与叶片断面相符合,在相同半径上各液体质点的流动状态亦均相同.这只有在叶片无限多,厚度无限薄且断面形状完全相同的理想叶轮中才可能实现.(2)液体在流动时没有摩擦,撞击和涡流损失设液体为无粘性的理想液体,液流处于无撞击,旋涡的理想工况3-1-2离心泵的扬程方程式叶轮带动液体高速旋转而将机械能传给液体(deliveryliftordeliveryhead)所产生的扬程与叶轮尺寸和转速密切相关,而流量又明显地会随工作扬程而改变.需要研究决定离心泵扬程的各种因素以及扬程与流量的关系即研究离心泵的扬程方程式3-1-2液体在叶轮中的流动情况叶轮以回转时,液体质点有两种运动:圆周速度-随叶轮运动的速度,用u表示;相对速度-相对于叶轮的运动速度,用w表示,它与叶片型线相切.绝对速度-相对于泵壳的运动速度;是u和w的向量和.液体质点进出叶轮时的绝对运动路径即可由图中的A.C.表示.3-1-2液体在叶轮中的流动情况(来源：石家庄石水泵业www.sjzsbc.com)叶轮中任一质点的三个速度向量u,w,c都构成为一个速度三角形,如图C和u间的夹角用表示w和u反方向的夹角用表示;C的周向分速度用Cu表示C的径向分速度用Cr表示3-1-2液体在叶轮中的流动情况各符号下角标1者,指叶轮进口的参数加下角标2者,指在叶轮出口的参数.在叶轮中各处,速度三角形中u,w的方向都已确定,而U=nD/603-1-2液体在叶轮中的流动情况D——质点所处位置的叶轮直径,mm;B——质点所处位置的叶轮宽度,m;——排挤系数(一般为0.75～0.95),用以考虑叶片厚度使流道截面积减小的影响;v——泵的容积效率.可见,当叶轮的流量,转速和尺寸既定后,叶轮内各处的速度三角形也就确定.3-1-2扬程方程式根据液体力学知识,我们能推出扬程方程式:由上图(叶片出口角对理论扬程的影响),和扬程方程式,我们可以得出以下结论扬程主要取决于叶轮的直径和转速泵的封闭扬程(Q=0)的理论值为:Ht=u2/g,要提高H,必须增大D2或提高nD2关系到泵的外廓和重量n受限于泵的汽蚀性能离心泵n一般不超过8000～10000r/min单级泵的H通常不超过150m离心泵的扬程随流量而变当用径向叶片,即2=90时,即H与Q无关当用后弯叶片,即20,Q增大则Ht减小当用前弯叶片,即2>90'时,Q增大则Ht增加3-1-2扬程方程式比较以上三种情况尺寸和n相同的离心泵,在Q相同时,2(前弯)越大,H越高表面上,以用前弯叶片为宜实际中,考虑到各种损失,多用后弯叶片Ht与所运送流体的性质无关(character)如果泵内是空气,空气密度仅为水的1/800左右,泵能在吸排口间造成的压差就很小.(来源：石家庄石水泵业www.sjzsbc.com)例如H为100m的水泵,其排送空气时达到同样的H气,它只能在吸排口间产生1.268kPa的压差,在大气压下这只能将水吸上约12.9cm高.离心泵没有自吸能力图3-5离心泵定速特性曲线理论分析3-1-3流量-扬程曲线Ht和Qt是下倾直线Ht和Qt也是下倾直线(斜率小些)存在摩擦,旋涡,撞击等水力损失沿程摩擦损失与流速(流量)的平方成正比非设计工况进,出叶轮的撞击损失,(设计工况=零)Qt-H曲线为减除这两部分扬程损失后的曲线.3-1-3流量-扬程曲线漏泄造成的ηv密封环内部漏泄和轴封外部漏泄多级泵还存在级间漏泄当泵设有平衡孔(管)或平衡盘时,有附加的容积损失.总漏泄量一般为理论流量的4%～10%Q—H曲线为考虑了漏泄流量g后的损失3-1-3流量-功率曲线根据Qt和Ht,求出泵的水力功率P