第四章離心泵的相似原理5ppt課件

1、 第四章 泵 4.3.4 離心泵的相似原理及其應(yīng)用幾何相似運動相似動力相似進口速度三角形相似Re(雷諾數(shù))相等Re對應(yīng)相等流動阻力系數(shù)相等2 2ReRenDnD 輸送同一種液體 (=，=)2 2ReRenDnD22 DnDn 兩臺幾何相似的離心泵，只有在n這個轉(zhuǎn)速下，才能做到運動相似的同時保持兩機對應(yīng)雷諾數(shù)相等。 同一臺離心泵(n=n)，在不同轉(zhuǎn)速下輸送同一種液體 (=，=)ReRenn不會同時有運動相似和動力相似，使相似原理無法應(yīng)用于離心泵變轉(zhuǎn)速工況的計算。 一般離心泵內(nèi)液流的雷諾數(shù)都大于臨界雷諾數(shù)，此時雷諾數(shù)對阻力系數(shù)的影響不大，自動滿足動力相似自動保證模型機和實物機的流動介質(zhì)所受到的阻力

2、成比例。輸送的液體粘度很大泵的尺寸很小試驗轉(zhuǎn)速很低 考慮Re對流動相似的影響一. 離心泵的相似定律和比例定律1. 相似定律幾何相似、運動相似35223nnNNnnHHnnQQlll尺寸比例系數(shù) DDl流經(jīng)兩相似泵的液體密度相同2. 比例定律：同一臺泵在轉(zhuǎn)速不同而工況相似時，泵的性能參數(shù)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。(相似定律的特例)32122121nnNNnnHHnnQQ二. 比轉(zhuǎn)數(shù)常數(shù)常數(shù)常數(shù)NDnNDnNHDnHDnHQDnQnDQ5 3 532 2 223 31. 比轉(zhuǎn)數(shù)的概念折引流量折引揚程折引功率相似準(zhǔn)數(shù)有因次幾何相似的離心泵在工況相似時，其對應(yīng)的揚程、流量、功率與泵尺寸、轉(zhuǎn)速的組合Q、H、N各自相

3、等。 比轉(zhuǎn)數(shù)用途：折引流量、折引楊程是離心泵工況相似時其值對應(yīng)相等的相似準(zhǔn)數(shù)。 定義：4343snHQnHQ比轉(zhuǎn)數(shù)ns是判別兩離心泵是否相似的相似準(zhǔn)數(shù)。ns 因次：43L比轉(zhuǎn)數(shù)的概念最初用在水輪機上4365. 3HQnns留意：.雙吸泵：流量以一半代入.如果是多級泵，且各級葉輪相同，以H/i代入(H為泵的總揚程，i是泵的級數(shù)).用最高效率點的Q和H來計算ns.比轉(zhuǎn)數(shù)是有因次的，根據(jù)各參數(shù)采用的單位不同有不同的比轉(zhuǎn)數(shù)值 比轉(zhuǎn)數(shù)的含義：.幾何相似的離心泵，在工況相似時，有.泵的比轉(zhuǎn)數(shù)規(guī)定為對應(yīng)效率最高點(max).比轉(zhuǎn)數(shù)是判別離心泵相似性的相似準(zhǔn)數(shù)，43L.比轉(zhuǎn)數(shù)大小與輸送液體性質(zhì)無關(guān)，而與葉輪相

4、同的比轉(zhuǎn)數(shù)工況下的比轉(zhuǎn)數(shù)因次為形狀和泵的性能曲線密切相關(guān)2. 不同比轉(zhuǎn)數(shù)泵的特點比轉(zhuǎn)數(shù)大反映泵的流量大，揚程低。比轉(zhuǎn)數(shù)小反映泵的流量小，揚程高。離心泵：ns=3080的低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵ns=80150的中比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵ns=150300的高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵混流泵： ns=300500的離心泵軸流泵： ns=5001000的泵三. 離心泵相似理論應(yīng)用舉例1. 求同一個泵在不同轉(zhuǎn)速時的性能曲線221212121nnHHnnQQ比例定律2. 求不同尺寸幾何相似泵的性能曲線離心泵的通用特性曲線 各轉(zhuǎn)速時相似對應(yīng)點的效率應(yīng)相同，故將各轉(zhuǎn)速時相似對應(yīng)點連成曲線，所得到的曲線就是泵的等效曲線 將泵在不同轉(zhuǎn)速時的性能

5、曲線繪于一張圖上，稱為泵的通用特性曲線已知某泵轉(zhuǎn)速為n，葉輪外徑為D2時的性能曲線，求轉(zhuǎn)速不變，葉輪外徑為D2的幾何相似泵的性能曲線相似定律：222322DDHHDDQQ3. 根據(jù)工作點的要求確定泵的工作轉(zhuǎn)速已知某離心泵在轉(zhuǎn)速為n時的性能曲線為H-Q，今要求此泵在W點(HW，QW)工作時的工作轉(zhuǎn)速nw。比例定律2 wwwwnnHHnnQQ22QQHHww兩式聯(lián)立可得到與W點工況相似的對應(yīng)點的參數(shù)關(guān)系為：相似拋物線通過作圖法可求得w點的工作轉(zhuǎn)速為：nQQnww14. 用相似方法設(shè)計泵 模型換算法用途：用于將實型泵設(shè)計為模型泵，進行模型試驗用于按照選擇的模型泵設(shè)計實型泵設(shè)計步驟： 按給定的參數(shù)(轉(zhuǎn)

6、速n，流量QW，揚程HW)計算欲設(shè)計泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns。 選擇性能良好的模型泵，模型泵的比轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)與欲設(shè)計泵的比轉(zhuǎn)數(shù)相等(或接近)。 根據(jù)模型泵的尺寸和欲設(shè)計泵的參數(shù)，按相似定律確定欲設(shè)計泵與模型泵的尺寸換算系數(shù)(縮放比il=D/D)例：已知選定的模型泵的尺寸為D(如葉輪外徑)，轉(zhuǎn)速為n時的性能曲線為H-Q，今求一轉(zhuǎn)速相同，性能參數(shù)為HW，QW的實物泵的尺寸(或縮放比)。相似定律23 DDwwwwDDHHQQ3232QQHHww相似拋物線(H1，Q1)將已知值Q1(或H1)代入相似定律關(guān)系式縮放比：31wwQQDDi 在轉(zhuǎn)速相同時，按相似泵性能參數(shù)換算關(guān)系，作出欲設(shè)計泵的性能曲線。離心泵葉輪的切割

7、定義：離心泵葉輪的切割是指其葉輪外徑被切割變小的工況。葉輪外徑切割后與切割前的葉輪不符合幾何相似條件，切割前后性能參數(shù)的變化關(guān)系不能用相似定律關(guān)系式，而要用切割定律關(guān)系式。一. 切割定律當(dāng)泵的葉輪外徑被切割的量不大時，葉輪切割前后，葉道出口處液流速度三角形對應(yīng)相似的工況稱為切割對應(yīng)工況。1. 中、低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵切割定律的表達式D2表示切割前的葉輪外徑D2表示切割后的葉輪外徑422222222DDNNDDHHDDQQKQHKQHQH即表示切割對應(yīng)工況的揚程和流量為直線關(guān)系，K為直線的斜率運用：如果給定葉輪切割后的Q和H，可計算出K=H/Q，作出直線H=KQ與葉輪切割前的H-Q曲線交于一點，得到該點的H和Q，由此即可根據(jù)切割前葉輪直徑D2求出切割后葉輪直徑D2。HHDDQQDD2222或32222222DDNNDDHHDDQQ2