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關于立式自吸泵基本方程式的修正

更新時間:2014-12-19      點擊次數:1551
   為了提高立式自吸泵的揚程和改善吸水性能,大多數離心泵在水流進入葉片時,使a1=90°,也即Clu=0,此時,基本方程式可寫成:

  HT=u2C2u/g

  由上式可知,為了獲得正值揚程(HT>0),必須使a2<90°,a2愈小,泵的理論揚程愈大。在實際應用中,水泵廠一般選用a2=6°~15°左右。

  基本方程式在推導過程中,液體的密度ρ并沒起作用而被消掉的,因此,該方程可適用于各種理想流體。這表明,離心泵的理論揚程與液體的密度無關,其解釋理由是:液體在一定轉速下所受的離心力與液體的質量,也就是它的密度有關,但液體受離心力作用而獲得的揚程,相當于離心力所造成的壓強,除以液體的ρg這樣,ρg對揚程的影響便消除了。然而,當輸送不同密度的液體時,泵所消耗的功率將是不同的。液體密度越大,泵消耗的功率也越大。因此,當輸送液體的ρ不同,而理論揚程HT相同時,原動機所須供給的功率消耗是完全不相同的。

  在上述推導基本方程式時,曾作了3點假定,現分述并修正如下:

  假定1關于液體是恒定流問題。當葉輪轉速不變時,葉輪外的運動可以認為是恒定的。在立式自吸泵開動一定時間以后,外界使用條件不變時,這一條假定基本上可以認為是能滿足的。

  假定2關于葉槽中,液流均勻一致,葉輪同半徑處液流的同名速度相等問題。這在實際應用中是有差異的。實際泵的葉輪葉片一般為2~l2片左右,在葉槽中,水流具有某種程度的自由。當葉輪轉動時,葉槽內水流的慣性,反抗水流本身被葉槽帶著旋轉,趨向于保持水流的原來位置,因而相對于葉槽產生了“反旋現象”。圖(b)所示,為水流在封閉葉槽中的反旋現象。

  圖(a)表示無反旋晴況下的流速分布。泵運轉中,葉槽內的實際相對速度將等于圖(a)與圖(b)所示的速度之疊加,如圖(c)所示。

  由上圖可以看出,由于反旋,靠近葉片背水面的地方,流速提高壓力降低。靠近葉片迎水面的地方,流速降低壓力升高。這與葉輪內葉片迎水面的壓力高于背水面的事實是相符合的,而與葉輪內水流運動均勻一致的假定是相矛盾的。因此,泵葉槽中流速的實際分布是不均勻的,如圖(d)所示。在實際應用中需要進行專門的計算來修正。修正后的理論揚程為日魯,它與理論揚程日T之間關系為

  HT’=HT/(1+P)(式中P為修正系數,由經驗公式確定)。

  假定3關于理想液體的問題。由于泵站抽升的是實際液體(如江河中的水),在泵殼內有水力損耗(包括葉輪進、出15的沖擊,葉槽中的紊動,彎道和摩阻損失等),因此,泵的實際揚程(日)值,將永遠小于其理論揚程值。泵的實際揚程可用下式表示:

  H=ηhHT’=ηhHT/(1+p)

  式中 ηh-水力效率(%);

  p-修正系數。

  綜上所述,我們已推導和討論了多級離心泵的基本方程式,知道了葉輪中水流的運動情況以及離心泵的實際揚程(口。=90。)小于其理論揚程。

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