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1、第四章 旋涡泵 旋涡泵的工作原理 1 w第一节 w旋涡泵的工作原理 旋涡泵的工作原理 2 4-1-1 闭式旋涡泵 w 结构如图所示 n闭式叶轮（有20 60个径向短叶 片） w 闭式叶轮-指其 叶片部分设有中 间隔板 w 泵体和泵盖以小 间隙紧贴叶轮， 形成等截面的环 形流道4。 旋涡泵的工作原理 3 旋涡泵的工作原理 4 旋涡泵的工作原理 5 4-1-1 闭式旋涡泵 w 流道占大半圆周 w 两端顺径向外延 形成吸、排口 w 隔舌6将流道吸 、排隔开 w 这种两端(或一 端)直通吸、排 口的流道称为开 式流道 w 闭式旋涡泵必须 配用开式流道。 旋涡泵的工作原理 6 4-1-1 闭式旋涡泵 w
2、 当叶轮回转时，液体一起回转 ，产生离心力 w 纵向旋涡 n叶轮中液体的u要比流道中的u大 ，甩出，进人流道 n迫使流道中液体向心流动，再从 叶片根部进入叶间 液体运动轨迹 是绕泵轴的圆周运动和纵向旋涡的叠加 对泵壳，它是一种前进的螺旋线 对叶轮，则是后退的螺旋线 液体在沿整个流道前进时，多次进入叶间获取能量，如同多 级离心泵一样，直到最后从排出口排出为止 旋涡泵的工作原理 7 4-1-1 闭式旋涡泵 w 依靠纵向旋涡的作用来传递能量 n纵向旋涡越强，液体进入叶轮的次数越多，H越高 n纵向旋涡的强弱取决于 l叶轮内液体和流道内液体的离心力之差 l受纵向旋涡流动阻力影响，与叶片和流道形状及叶片数
3、有关。 w 下图为叶轮的各种截面以及叶片的形状 n叶片的倾斜角度和方向不同，泵特性曲线形状也不同 旋涡泵的工作原理 8 4-1-1 闭式旋涡泵 w 下图给出了闭式旋涡泵流道的各种截面的形状。 n流道截面为矩形时，纵向旋涡的流阻较大，H和效率相 对较低，但Q较大 n流道为半圆形断面时，H和效率相对较高，但Q较小。 旋涡泵的工作原理 9 4-1-1 闭式旋涡泵 w 闭式旋涡泵效率较高，可达35一45 n液流是从叶轮外缘进人叶间 l该处u较大 l液流情况复杂 l速度分布不均 l故闭式旋涡泵汽蚀性能差，汽蚀余量必须大一些 n泵吸入气体时 l小，会聚集在叶片的根部 l在流道出口不易排出，又经过隔舌被带回
4、吸人端 l故一般不能抽送气液混合物，也无自吸能力 n要使其能够自吸 l必须在排出端设气液分离室 l并设回液口使液体能在排出端挤人叶片根部驱赶气体 w 闭式旋涡泵多为单级或二级 旋涡泵的工作原理 10 4-1-2 开式旋涡泵 w 开式叶轮-叶片不带间隔板 w 闭式流道-流道两端不直接通吸、排口 n泵的吸、排口是开在靠叶片根部处 w 液流进入叶片的u较小，汽蚀性能比闭式好 旋涡泵的工作原理 11 4-1-2 开式旋涡泵 w 只要将吸、排口朝上安装， 就有自吸能力 n在流道始，液体甩人流道， 叶间形成真空，气体吸人 n随着叶轮回转，流体压力变 大，越近排出口压力越大 n气体密度小，被压缩在叶片 根部
5、，V不断缩小 n排出口开在流道尽头并靠近 叶片的根部 n当液体到流道尽头时，会急 剧变为向心方向流人叶间， 将气体从排出口挤出。 旋涡泵的工作原理 12 4-1-2 开式旋涡泵 w 闭式流道能排气体和自吸 n但液体急剧变化运动方向， 克服离心力做功 n能量损失较大 n总效率仅为2027。 w 用吸人端闭式，排出端开式 流道 n保持较高的效率 n但会失去自吸能力 w 为保自吸，又减少水力损失 n可用向心开式流道，如图所 示 n效率可提高到2735。 旋涡泵的工作原理 13 4-1-2 开式旋涡泵 w 另一种办法是在排出端用开 式流道并附加辅助闭式流道 w 见图 n让大部分液体从口a排出 n其余分液体进入辅助闭式流道c n这部分液体能够在辅流道的末 端进入叶间 n把气体从泵体侧面与压出室相 通的气体压出口b排出 w 开式旋涡泵可做成单级，也 可多级(最多6级) w 泵漏主要是轴向间隙 旋涡泵的工作原理 14