大连海事大学：《船舶辅机》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 离心泵 Centrifugal Pump（3.1）离心泵原理和性能特点

山船舶辅机-第3章离心泵〔 centrifugal Pump 第三章离心泵 [Centrifugal Pump 第一节离心泵原理和性能特点 、工作原理 扬程方程式 、定速特性曲线 四、管路特性曲线和工况点 五、扬程和流量估算 六、特点

1 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 一、工作原理 二、扬程方程式 第三章 离心泵[Centrifugal Pump] 第一节 离心泵原理和性能特点 三、定速特性曲线 四、管路特性曲线和工况点 五、扬程和流量估算 六、特点

船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 、工作原理 悬臂式单级离心泵 叶轮用左旋螺纹螺帽固定在泵轴上,防止反复起 动因惯性而松动。也有的采用带锁紧螺帽的螺帽 蜗壳将液体平稳导向扩压管,扩压管将大部分动 能变为压力能

2 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 一、工作原理 悬臂式单级离心泵 叶轮用左旋螺纹螺帽固定在泵轴上，防止反复起 动因惯性而松动。也有的采用带锁紧螺帽的螺帽。 蜗壳将液体平稳导向扩压管，扩压管将大部分动 能变为压力能

№船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump

3 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump]

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4 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump]

山船舶辅机-第3章离心泵〔 centrifugal Pump 二、扬程方程式 1.液体在叶轮中的流动情况(二点假设为基础) 对运动 绝对速度 .相对速度 C B L:.圆周速度 u=nDn /60 (b) Q A TDB ony 叶轮的流量、转速和尺寸既定 后,叶轮内各处的速度三角形 就确定

5 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 二、扬程方程式 1. 液体在叶轮中的流动情况（二点假设为基础） u: 圆周速度 : 相对速度 绝对速度: c   cu cr u =Dn /60 v t r DB Q A Q c   = = 叶轮的流量、转速和尺寸既定 后，叶轮内各处的速度三角形 就确定

№船辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 2.扬程方程式 理论扬程即为进出叶轮的水头之差: 2 too 二1 18 2 g 1g 2 g pg g 根据理论力学,在研究非惯性系统的运动物体时,只 要加上惯性力来分析,则就可以采用惯性系统的一切 力学定律。于是就有 二1+ 二, 2 (3-4) pg 2g pg 2g 由于在r处的离心力为m(ro)2/r,单位液体重量的离心力 为ro2/g,从半径r1处至r2处的离心力对单位重量液体所 作的功: g 2 g

6 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 2. 扬程方程式 ( ) g c c g p p z z g c g p z g c g p H z t 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 1 1 2 2 2 2 − + − = − +         − + +          = + +    W g g p z g g p z + + = + + − 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1       g u u r g r dr g W r r r r 2 2 1 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 − = = =    理论扬程即为进出叶轮的水头之差： 根据理论力学，在研究非惯性系统的运动物体时，只 要加上惯性力来分析，则就可以采用惯性系统的一切 力学定律。于是就有： 由于在r 处的离心力为m(r) 2 /r，单位液体重量的离心力 为r2 /g，从半径r1处至r2处的离心力对单位重量液体所 作的功： （3－4） （1）

№船辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 将上式所得结果代入(3-4)式,于是: 22-21)+ pg 20y+2g g 代入1式,即得离心泵扬程方程式: H 2-l 2 too g 2g g 运用余弦定理,去掉o项,则: 2u uI too 由于多数离心泵都是径向吸入,即没有切向分速, C1u=0,而c2a=u2-c2ctgB2,于是扬程方程即可写成: scg额定扬程与液体密度无关,与叶 轮直径、转速、叶片出口角有关

7 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 将上式所得结果代入（3－4）式，于是： 代入1式，即得离心泵扬程方程式： 由于多数离心泵都是径向吸入，即没有切向分速， c1u=0，而c2u=u2 - c2rctg2 ，于是扬程方程即可写成： ( ) g u u g g p p z z 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 − + − = − − +    (3 5) 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 − − + − + −  = g c c g g u u Ht   运用余弦定理，去掉项，则： g u c u c H u u t 2 2 − 1 1  = 2 2 2 2 2 ctg g u c g u H r t = − 额定扬程与液体密度无关，与叶 轮直径、转速、叶片出口角有关

№船辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 由于圆周速度只取决于叶轮的尺寸和转速,u2是 定的,而c2与理论流量呈正比,因而,即可求 得理论扬程与理论流量的函数曲线。 2 ctgF 前弯叶片 径向叶片 P2=900 后弯叶片 9018°p2 () 注:β2相对速度O2和圆周速度u反方向的夹角

8 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 由于圆周速度只取决于叶轮的尺寸和转速，u2是 一定的，而c2r与理论流量呈正比，因而，即可求 得理论扬程与理论流量的函数曲线。 注：2相对速度2和圆周速度u反方向的夹角

№船舶辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 前弯叶片 径向叶片 p2=900 后弯叶片 a) c 结论:(1)离心泵扬程主要取决于叶轮的直径及转速。 2)扬程与叶片出口角β2有关。前弯叶片能量损失大而 不采用。为了提高效率,一般采用后弯叶片。虽然扬程 低,但能量损失低 (3)理论扬程与液体的物性无关,实际上有影响 根据paps=pgH,泵送水和空气时的理论扬程是相同的, 但所形成的压差相差很大。所以,离心泵无自吸能力

9 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 结论：(1) 离心泵扬程主要取决于叶轮的直径及转速。 (2) 扬程与叶片出口角2 有关。前弯叶片能量损失大而 不采用。为了提高效率，一般采用后弯叶片。虽然扬程 低，但能量损失低。 (3) 理论扬程与液体的物性无关，实际上有影响。 根据 pd -ps =gH，泵送水和空气时的理论扬程是相同的， 但所形成的压差相差很大。所以，离心泵无自吸能力

№船辅机-第3章离心泵[ Centrifugal Pump 、定速特性曲线 1.理论定速特性曲线 在既定转速下,H、P、n等与Q的关系曲线 击损失 (1)流量-扬程曲线 Q 扬程方程式:Q 因为涡流损失:Q-H 丶沿程攘失 °因为水力损失:QH 因为容积损失:Q-H

10 船舶辅机−第3章 离心泵[Centrifugal Pump] 三、定速特性曲线 1. 理论定速特性曲线 在既定转速下，H、P、等与Q的关系曲线。 t t (1) 流量-扬程曲线 扬程方程式： Qt -Ht 因为涡流损失：Qt -Ht 因为水力损失：Qt -H 因为容积损失：Q-H