《离心泵的相似原理》PPT课件.ppt

第 四 章 泵 4.3.4 离 心 泵 的 相 似 原 理 及 其 应 用几 何 相 似运 动 相 似动 力 相 似 进 口 速 度 三 角 形 相 似Re(雷 诺 数 )相 等Re对 应 相 等 流 动 阻 力 系 数 相 等 2 2ReRe nD nD 输 送 同 一 种 液 体 (=， =)22ReRe nD nD 2 2DnDn 两 台 几 何 相 似 的 离 心 泵 ， 只 有 在 n这 个 转 速下 ， 才 能 做 到 运 动 相 似 的 同 时 保 持 两 机 对应 雷 诺 数 相 等 。 同 一 台 离 心 泵 (n=n)， 在 不 同 转 速 下 输 送 同 一 种液 体 (=， =) ReRe nn不 会 同 时 有 运 动 相 似 和 动 力 相 似 ， 使 相 似 原 理无 法 应 用 于 离 心 泵 变 转 速 工 况 的 计 算 。 一 般 离 心 泵 内 液 流 的 雷 诺 数 都 大 于 临 界 雷 诺 数 ， 此 时雷 诺 数 对 阻 力 系 数 的 影 响 不 大 ， 自 动 满 足 动 力 相 似自 动 保 证 模 型 机 和 实 物 机 的 流 动 介 质 所 受 到 的阻 力 成 比 例 。 输 送 的 液 体 粘 度 很 大泵 的 尺 寸 很 小试 验 转 速 很 低 考 虑 Re对 流 动相 似 的 影 响 一 . 离 心 泵 的 相 似 定 律 和 比 例 定 律1. 相 似 定 律 几 何 相 似 、 运 动 相 似 35 22 3 nnNN nnHH nnQQ lll 尺 寸 比 例 系 数 DDl 流 经 两 相 似 泵 的 液 体 密 度 相 同2. 比 例 定 律 ： 同 一 台 泵 在 转 速 不 同 而 工 况 相 似 时 ， 泵的 性 能 参 数 与 转 速 的 关 系 。 (相 似 定 律的 特 例 ) 321 221 21 nnNN nnHH nnQQ 二 . 比 转 数 常 数常 数常 数 NDn NDn N HDn HDn H QDnQnDQ 53 53 22 22 3 3 1. 比 转 数 的 概 念 折 引 流 量折 引 扬 程折 引 功 率 相似准数有 因 次 几 何 相 似 的 离 心 泵 在 工 况 相 似 时 ， 其 对 应 的扬 程 、 流 量 、 功 率 与 泵 尺 寸 、 转 速 的 组 合 Q 、H 、 N 各 自 相 等 。 比 转 数 用 途 ： 折 引 流 量 、 折 引 杨 程 是 离 心 泵 工 况相 似 时 其 值 对 应 相 等 的 相 似 准 数 。 定 义 ： 4343 snH QnHQ 比 转 数ns是 判 别 两 离 心 泵 是 否 相 似 的 相 似 准 数 。ns 因 次 ： 43L比 转 数 的 概 念 最 初 用 在 水 轮 机 上 4365.3 H Qnns 注 意 ： .双 吸 泵 ： 流 量 以 一 半 代 入 .如 果 是 多 级 泵 ， 且 各 级 叶 轮 相 同 ， 以 H/i代 入 (H为 泵 的 总 扬 程 ， i是 泵 的 级 数 ) .用 最 高 效 率 点 的 Q和 H来 计 算 ns .比 转 数 是 有 因 次 的 ， 根 据 各 参 数 采 用 的单 位 不 同 有 不 同 的 比 转 数 值 比 转 数 的 含 义 ： .几 何 相 似 的 离 心 泵 ， 在 工 况 相 似 时 ， 有 .泵 的 比 转 数 规 定 为 对 应 效 率 最 高 点 (max) .比 转 数 是 判 别 离 心 泵 相 似 性 的 相 似 准 数 ， 43L .比 转 数 大 小 与 输 送 液 体 性 质 无 关 ， 而 与 叶 轮相 同 的 比 转 数工 况 下 的 比 转 数因 次 为形 状 和 泵 的 性 能 曲 线 密 切 相 关2. 不 同 比 转 数 泵 的 特 点比 转 数 大 反 映 泵 的 流 量 大 ， 扬 程 低 。比 转 数 小 反 映 泵 的 流 量 小 ， 扬 程 高 。 离 心 泵 ： ns=3080的 低 比 转 数 离 心 泵ns=80150的 中 比 转 数 离 心 泵ns=150300的 高 比 转 数 离 心 泵混 流 泵 ： ns=300500的 离 心 泵轴 流 泵 ： ns=5001000的 泵三 . 离 心 泵 相 似 理 论 应 用 举 例1. 求 同 一 个 泵 在 不 同 转 速 时 的 性 能 曲 线 22121 2121 nnHH nnQQ比 例 定 律 2. 求 不 同 尺 寸 几 何 相 似 泵 的 性 能 曲 线离 心 泵 的 通 用 特 性 曲 线 各 转 速 时 相 似 对 应 点的 效 率 应 相 同 ， 故 将各 转 速 时 相 似 对 应 点连 成 曲 线 ， 所 得 到 的曲 线 就 是 泵 的 等 效 曲线 将 泵 在 不 同 转 速 时 的 性 能曲 线 绘 于 一 张 图 上 ， 称 为泵 的 通 用 特 性 曲 线已 知 某 泵 转 速 为 n， 叶 轮 外 径 为 D2时 的 性 能 曲线 ， 求 转 速 不 变 ， 叶 轮 外 径 为 D2的 几 何 相 似泵 的 性 能 曲 线 相 似 定 律 ： 222 322 DDHH DDQQ3. 根 据 工 作 点 的 要 求 确 定 泵 的 工 作 转 速已 知 某 离 心 泵 在 转 速 为 n时 的 性 能 曲 线 为 H-Q， 今要 求 此 泵 在 W点 (H W， QW)工 作 时 的 工 作 转 速 nw。比 例 定 律 2 wwww nnHHnnQQ 22 QQHH ww两 式 联 立 可 得 到 与 W点 工 况 相似 的 对 应 点 的 参 数 关 系 为 ：相 似 抛 物 线通 过 作 图 法 可 求 得 w点 的 工 作 转 速 为 ：nQQn ww 14. 用 相 似 方 法 设 计 泵 模 型 换 算 法用 途 ：用 于 将 实 型 泵 设 计 为 模 型 泵 ， 进 行 模 型 试 验用 于 按 照 选 择 的 模 型 泵 设 计 实 型 泵 设 计 步 骤 ： 按 给 定 的 参 数 (转 速 n， 流 量 QW， 扬 程 HW)计 算欲 设 计 泵 的 比 转 数 ns。 选 择 性 能 良 好 的 模 型 泵 ， 模 型 泵 的 比 转 数 应 与欲 设 计 泵 的 比 转 数 相 等 (或 接 近 )。 根 据 模 型 泵 的 尺 寸 和 欲 设 计 泵 的 参 数 ， 按 相 似定 律 确 定 欲 设 计 泵 与 模 型 泵 的 尺 寸 换 算 系 数(缩 放 比 il=D/D)例 ： 已 知 选 定 的 模 型 泵 的 尺 寸 为 D(如 叶 轮 外 径 )， 转速 为 n时 的 性 能 曲 线 为 H-Q， 今 求 一 转 速 相 同 ， 性 能参 数 为 H W， QW的 实 物 泵 的 尺 寸 (或 缩 放 比 )。相 似 定 律 23 DD wwww DDHHQQ 3232 QQHH ww相 似 抛 物 线 (H1， Q1)将 已 知 值 Q1(或 H1)代 入相 似 定 律 关 系 式缩 放 比 ： 3 1ww QQDDi 在 转 速 相 同 时 ， 按 相 似 泵 性 能 参 数 换 算 关 系 ，作 出 欲 设 计 泵 的 性 能 曲 线 。 离 心 泵 叶 轮 的 切 割 定 义 ： 离 心 泵 叶 轮 的 切 割 是 指 其 叶 轮 外 径 被 切 割变 小 的 工 况 。叶 轮 外 径 切 割 后 与 切 割 前 的 叶 轮 不 符 合 几 何 相似 条 件 ， 切 割 前 后 性 能 参 数 的 变 化 关 系 不 能 用相 似 定 律 关 系 式 ， 而 要 用 切 割 定 律 关 系 式 。一 . 切 割 定 律当 泵 的 叶 轮 外 径 被 切 割 的 量 不 大 时 ， 叶 轮 切 割 前后 ， 叶 道 出 口 处 液 流 速 度 三 角 形 对 应 相 似 的 工 况称 为 切 割 对 应 工 况 。1. 中 、 低 比 转 数 离 心 泵 切 割 定 律 的 表 达 式D 2表 示 切 割 前 的 叶 轮 外 径 D2表 示 切 割 后 的 叶 轮 外 径 422 222 222 DDNN DDHH DDQQ KQHKQHQH 即表 示 切 割 对 应 工 况 的 扬 程 和 流 量为 直 线 关 系 ， K为 直 线 的 斜 率应 用 ： 如 果 给 定 叶 轮 切 割 后 的 Q和 H， 可 计 算 出K=H/Q， 作 出 直 线 H=KQ与 叶 轮 切 割 前 的 H-Q曲线 交 于 一 点 ， 得 到 该 点 的 H和 Q， 由 此 即 可 根 据 切割 前 叶 轮 直 径 D2求 出 切 割 后 叶 轮 直 径 D2。HHDDQQDD 2222 或 322 222 22 DDNN DDHH DDQQ2. 高 比 转 数 离 心 泵 的 切 割 定 律 表 达 式 222 QKHKQHQH 即表 示 切 割 对 应 工 况 的 扬 程 和 流 量为 抛 物 线 关 系 ， 切 割 抛 物 线 上 的各 点 都 是 切 割 对 应 工 况 。切 割 抛 物 线叶 轮 切 割 后 的 直 径 D2： HHDDQQDD 2222 或3. 叶 轮 外 径 允 许 的 最 大 相 对 切 割 量