水環(huán)泵旋渦泵噴射泵學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1水環(huán)泵旋渦泵噴射泵水環(huán)泵旋渦泵噴射泵第一頁(yè)，共52頁(yè)。第2頁(yè)/共52頁(yè)第二頁(yè)，共52頁(yè)。第3頁(yè)/共52頁(yè)第三頁(yè)，共52頁(yè)。第4頁(yè)/共52頁(yè)第四頁(yè)，共52頁(yè)。第5頁(yè)/共52頁(yè)第五頁(yè)，共52頁(yè)。第6頁(yè)/共52頁(yè)第六頁(yè)，共52頁(yè)。第7頁(yè)/共52頁(yè)第七頁(yè)，共52頁(yè)。第8頁(yè)/共52頁(yè)第八頁(yè)，共52頁(yè)。第9頁(yè)/共52頁(yè)第九頁(yè)，共52頁(yè)。行命名的：開(kāi)式旋渦泵具有開(kāi)式葉輪與閉行命名的：開(kāi)式旋渦泵具有開(kāi)式葉輪與閉式流道（見(jiàn)第式流道（見(jiàn)第4 4圖）圖） ，閉式旋渦泵具有閉，閉式旋渦泵具有閉式葉輪與開(kāi)式流道。式葉輪與開(kāi)式流道。第10頁(yè)/共52頁(yè)第十頁(yè)，共52頁(yè)。第11頁(yè)/共52頁(yè)第十一頁(yè)，共52頁(yè)。閉式葉輪

2、閉式葉輪(yln)開(kāi)式流道開(kāi)式流道第12頁(yè)/共52頁(yè)第十二頁(yè)，共52頁(yè)。第13頁(yè)/共52頁(yè)第十三頁(yè)，共52頁(yè)。第14頁(yè)/共52頁(yè)第十四頁(yè)，共52頁(yè)。第15頁(yè)/共52頁(yè)第十五頁(yè)，共52頁(yè)。第16頁(yè)/共52頁(yè)第十六頁(yè)，共52頁(yè)。第17頁(yè)/共52頁(yè)第十七頁(yè)，共52頁(yè)。第18頁(yè)/共52頁(yè)第十八頁(yè)，共52頁(yè)。第19頁(yè)/共52頁(yè)第十九頁(yè)，共52頁(yè)。第20頁(yè)/共52頁(yè)第二十頁(yè)，共52頁(yè)。第21頁(yè)/共52頁(yè)第二十一頁(yè)，共52頁(yè)。 閉式旋渦泵特點(diǎn) 效率較高，可達(dá)3545。但因這種泵入口處的液流是從葉輪外緣進(jìn)入葉間，該處園周速度較大，且液流情況復(fù)雜，速度分布不均，故閉式旋渦泵汽蝕性能(xngnng)差,汽蝕余量必

3、須大一些。此外，泵吸入氣體時(shí)，氣體密度小，會(huì)聚集在葉片的根部，以致在轉(zhuǎn)到流道出口時(shí)不易排出，又經(jīng)過(guò)隔舌被帶回吸入端，故閉式旋渦泵一般不能抽送氣液混合物，也無(wú)自吸能力。要使其能夠自吸，必須在排出端設(shè)氣液分離室，并沒(méi)回液口使分離室中分離出來(lái)白液體能在排出端擠入葉片根部驅(qū)趕氣體，然后又被帶回吸入端重新裹攜氣體（詳見(jiàn)本章第三書(shū)離心旋渦泵）。閉式旋渦泵多為單級(jí)或二級(jí)。第22頁(yè)/共52頁(yè)第二十二頁(yè)，共52頁(yè)。第23頁(yè)/共52頁(yè)第二十三頁(yè)，共52頁(yè)。第24頁(yè)/共52頁(yè)第二十四頁(yè)，共52頁(yè)。 采用吸入端為閉式，排出端為普通開(kāi)式流道，會(huì)使采用吸入端為閉式，排出端為普通開(kāi)式流道，會(huì)使它失去自吸能力。為了既保持自吸

4、能力，同時(shí)又盡量減它失去自吸能力。為了既保持自吸能力，同時(shí)又盡量減少排出端的水力損失，可采用向心開(kāi)式流道的形式，少排出端的水力損失，可采用向心開(kāi)式流道的形式， （見(jiàn)上圖（見(jiàn)上圖b b）這樣泵的效率可提高到）這樣泵的效率可提高到27273535。另外一。另外一種折衷的辦法是在排出端采用開(kāi)式流道并附加輔助閉式種折衷的辦法是在排出端采用開(kāi)式流道并附加輔助閉式流道，流道， （見(jiàn)上圖（見(jiàn)上圖C C），即在主流道的排出端讓大部分液），即在主流道的排出端讓大部分液體從排出口體從排出口a a排出，而使其余的一部分液體進(jìn)入輔助閉排出，而使其余的一部分液體進(jìn)入輔助閉式流道式流道c c，以便讓這部分液體能夠在輔流道

5、的末端進(jìn)人，以便讓這部分液體能夠在輔流道的末端進(jìn)人葉片間，把氣體從泵體側(cè)面與壓出室相通的氣體壓出口葉片間，把氣體從泵體側(cè)面與壓出室相通的氣體壓出口b b排出。開(kāi)式旋渦泵可做成單級(jí)，也可做成徑向剖的分排出。開(kāi)式旋渦泵可做成單級(jí)，也可做成徑向剖的分段段(fn dun)(fn dun)式多級(jí)，最多可至式多級(jí)，最多可至6 6級(jí)。級(jí)。 旋渦泵內(nèi)部的漏泄途徑主要是葉輪端面與泵體和泵旋渦泵內(nèi)部的漏泄途徑主要是葉輪端面與泵體和泵蓋之間的軸向間隙。蓋之間的軸向間隙。第25頁(yè)/共52頁(yè)第二十五頁(yè)，共52頁(yè)。第26頁(yè)/共52頁(yè)第二十六頁(yè)，共52頁(yè)。(5) (5) 閉式旋渦泵不具有自吸能力，可借助于簡(jiǎn)單裝設(shè)氣水閉式旋

6、渦泵不具有自吸能力，可借助于簡(jiǎn)單裝設(shè)氣水分離室來(lái)實(shí)現(xiàn)自吸。開(kāi)式旋渦泵具有自吸能力，但初次使分離室來(lái)實(shí)現(xiàn)自吸。開(kāi)式旋渦泵具有自吸能力，但初次使用泵內(nèi)部必須灌滿液體。開(kāi)式旋渦泵能排送汽液混合物，用泵內(nèi)部必須灌滿液體。開(kāi)式旋渦泵能排送汽液混合物，適于抽送含氣體的易揮發(fā)液體和飽和壓力適于抽送含氣體的易揮發(fā)液體和飽和壓力(yl)(yl)很高的很高的高溫液體。高溫液體。(6)(6)效率較低，效率較低，般為般為20502050。故功率一般不大。故功率一般不大( (40KW)40KW)。這是因?yàn)橐后w多次進(jìn)出葉輪，并在流道內(nèi)產(chǎn)生旋渦，撞。這是因?yàn)橐后w多次進(jìn)出葉輪，并在流道內(nèi)產(chǎn)生旋渦，撞擊損失和摩擦損失都很大，內(nèi)

7、部漏泄也很多。閉式旋渦泵擊損失和摩擦損失都很大，內(nèi)部漏泄也很多。閉式旋渦泵=35=3545%45%開(kāi)式旋渦泵開(kāi)式旋渦泵=20=2035%35%。旋渦泵適旋渦泵適 用用 場(chǎng)場(chǎng) 合：合： 適于小流量、高揚(yáng)程、功率較小和適于小流量、高揚(yáng)程、功率較小和需要自吸的場(chǎng)合。在船上，旋渦泵常用作輔助鍋爐或壓力需要自吸的場(chǎng)合。在船上，旋渦泵常用作輔助鍋爐或壓力(yl)(yl)水柜的給水泵、中小型柴油機(jī)的冷卻水泵、汽油水柜的給水泵、中小型柴油機(jī)的冷卻水泵、汽油駁運(yùn)泵，此外，也可用作小船的消防泵等。駁運(yùn)泵，此外，也可用作小船的消防泵等。第27頁(yè)/共52頁(yè)第二十七頁(yè)，共52頁(yè)。第28頁(yè)/共52頁(yè)第二十八頁(yè)，共52頁(yè)。

8、進(jìn)行能量交換，從而獲得其動(dòng)能和熱能進(jìn)行能量交換，從而獲得其動(dòng)能和熱能( (工作工作介質(zhì)為蒸介質(zhì)為蒸第29頁(yè)/共52頁(yè)第二十九頁(yè)，共52頁(yè)。第30頁(yè)/共52頁(yè)第三十頁(yè)，共52頁(yè)。第31頁(yè)/共52頁(yè)第三十一頁(yè)，共52頁(yè)。汽的情況汽的情況) )，并在截面逐漸增大的擴(kuò)壓器中大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓，并在截面逐漸增大的擴(kuò)壓器中大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，使壓力進(jìn)一步提高，最后經(jīng)排出管排出。力能，使壓力進(jìn)一步提高，最后經(jīng)排出管排出。噴噴 嘴：噴嘴采用收縮圓錐形、流線形和孔板等形式，出口處有嘴：噴嘴采用收縮圓錐形、流線形和孔板等形式，出口處有一圓柱段長(zhǎng)度為噴孔直徑的一圓柱段長(zhǎng)度為噴孔直徑的0.250.25倍，使射流從

9、噴嘴噴出時(shí)保持倍，使射流從噴嘴噴出時(shí)保持一定的方向。噴嘴的作用一定的方向。噴嘴的作用(zuyng)(zuyng)是把工作水流的壓力能轉(zhuǎn)變是把工作水流的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。噴嘴引起的水力損失稱為噴嘴損失。為動(dòng)能。噴嘴引起的水力損失稱為噴嘴損失。 通常，由離心泵供應(yīng)工作壓力通常，由離心泵供應(yīng)工作壓力PpPp為為 0.3 0.31.5 MPa1.5 MPa的工作水流的工作水流，經(jīng)噴嘴射入吸入室，壓力降到吸入壓力，經(jīng)噴嘴射入吸入室，壓力降到吸入壓力psps，從而將壓力能轉(zhuǎn)，從而將壓力能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，在噴嘴出口形成流速換為動(dòng)能，在噴嘴出口形成流速v1v1可達(dá)可達(dá) 25 2550 m50 ms s的射流。的射

10、流。工作水體積流量工作水體積流量QPQP主要取決于工作壓降（主要取決于工作壓降（PPPPPSPS）和噴嘴出）和噴嘴出口孔徑口孔徑d1d1，即：，即： 式中：式中： 噴嘴的速度系數(shù)，通常取噴嘴的速度系數(shù)，通常取 0 09797。第32頁(yè)/共52頁(yè)第三十二頁(yè)，共52頁(yè)。進(jìn)入擴(kuò)壓室時(shí)的液流速度越均勻，擴(kuò)壓室進(jìn)入擴(kuò)壓室時(shí)的液流速度越均勻，擴(kuò)壓室中的能量損失就越小。中的能量損失就越小。第33頁(yè)/共52頁(yè)第三十三頁(yè)，共52頁(yè)。 混合室通常做成圓柱形或者是圓錐形與圓柱形的組合混合室通常做成圓柱形或者是圓錐形與圓柱形的組合形式。當(dāng)混合室進(jìn)口部分做成圓錐形時(shí)，其進(jìn)口能量損失形式。當(dāng)混合室進(jìn)口部分做成圓錐形時(shí)，其

11、進(jìn)口能量損失最小。混合室長(zhǎng)度過(guò)短，會(huì)使出口速度不均，這樣，擴(kuò)壓最小?；旌鲜议L(zhǎng)度過(guò)短，會(huì)使出口速度不均，這樣，擴(kuò)壓室中的流動(dòng)損失就會(huì)增大；而混合室長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，不僅沒(méi)有室中的流動(dòng)損失就會(huì)增大；而混合室長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，不僅沒(méi)有必要，還會(huì)使摩擦損失增加?；旌鲜业拈L(zhǎng)度通常為其圓柱必要，還會(huì)使摩擦損失增加?；旌鲜业拈L(zhǎng)度通常為其圓柱段直徑線的段直徑線的67倍。倍。 混合室圓柱段的截面積混合室圓柱段的截面積f3與噴嘴出口的截面積與噴嘴出口的截面積f1之比之比稱為喉嘴面積比（簡(jiǎn)稱面積比），用稱為喉嘴面積比（簡(jiǎn)稱面積比），用m表示。表示。 m =圓柱段的截面積圓柱段的截面積f3 /噴嘴出口的截面積噴嘴出口的截面積f1喉嘴

12、面積比是決定噴射泵性能的最重要尺寸參數(shù)。實(shí)際應(yīng)喉嘴面積比是決定噴射泵性能的最重要尺寸參數(shù)。實(shí)際應(yīng)用的水射水泵用的水射水泵(shubng)m約在約在0525范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 第34頁(yè)/共52頁(yè)第三十四頁(yè)，共52頁(yè)。 噴嘴出口至混合室進(jìn)口截面的距離噴嘴出口至混合室進(jìn)口截面的距離LC叫喉嘴距，它對(duì)水射水泵的工作性能也有叫喉嘴距，它對(duì)水射水泵的工作性能也有較大影響。較大影響。 LC太大時(shí)，由于與壁面相交前的流來(lái)太長(zhǎng)，被引射進(jìn)入混合室的流量就太多，太大時(shí)，由于與壁面相交前的流來(lái)太長(zhǎng)，被引射進(jìn)入混合室的流量就太多，以致不能將其增壓到足夠的排出壓力，混合室外周就會(huì)出現(xiàn)倒流現(xiàn)象，便能量以致不能將其增壓到足夠的

13、排出壓力，混合室外周就會(huì)出現(xiàn)倒流現(xiàn)象，便能量(nngling)損失增加；損失增加； LC大小時(shí)，又會(huì)使混合室的有效長(zhǎng)度縮短，不能充分進(jìn)行動(dòng)量交換，以使流束的大小時(shí)，又會(huì)使混合室的有效長(zhǎng)度縮短，不能充分進(jìn)行動(dòng)量交換，以使流束的流速更趨均勻，也同樣會(huì)使能量流速更趨均勻，也同樣會(huì)使能量(nngling)損失增加。最佳喉嘴距太大致可按損失增加。最佳喉嘴距太大致可按0.5m1/2選取，一般多在（選取，一般多在（0.52）d1范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 混合室的水力損失除混合室進(jìn)口損失、混合室摩擦損失外，最主要的是混合損失?；旌鲜业乃p失除混合室進(jìn)口損失、混合室摩擦損失外，最主要的是混合損失。它是速度相差很大的工

14、作流體和被引射流體在混合過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)量交換而引起的能量它是速度相差很大的工作流體和被引射流體在混合過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)量交換而引起的能量(nngling)損失，是噴射泵的主要能量損失，是噴射泵的主要能量(nngling)損失之一。損失之一。第35頁(yè)/共52頁(yè)第三十五頁(yè)，共52頁(yè)。示，示， um= GsGp第36頁(yè)/共52頁(yè)第三十六頁(yè)，共52頁(yè)。第37頁(yè)/共52頁(yè)第三十七頁(yè)，共52頁(yè)。第38頁(yè)/共52頁(yè)第三十八頁(yè)，共52頁(yè)。 對(duì)噴射泵來(lái)說(shuō)，泵的效率(xio l)是指同一時(shí)間內(nèi)被引射流體所能得到的能量（有效功率）與工作流體所失去的能量（輸入功率）之比。即結(jié)論：結(jié)論：（1 1）mm值較小時(shí)，泵的引射系數(shù)（流

15、量比）較小，但值較小時(shí)，泵的引射系數(shù)（流量比）較小，但所能達(dá)到的相對(duì)所能達(dá)到的相對(duì)(xingdu)(xingdu)壓差較高，故特性曲線比壓差較高，故特性曲線比較陡峭；而較陡峭；而mm值較大時(shí)，泵的引射系數(shù)較大，但其所值較大時(shí)，泵的引射系數(shù)較大，但其所能達(dá)到的相對(duì)能達(dá)到的相對(duì)(xingdu)(xingdu)壓差較小，故特性曲線比較壓差較小，故特性曲線比較平坦。平坦。 通常認(rèn)為通常認(rèn)為mm3 3屬高揚(yáng)程水噴射泵，屬高揚(yáng)程水噴射泵，mm7 7屬低揚(yáng)屬低揚(yáng)程水噴射泵，程水噴射泵，m=3m=37 7屬中揚(yáng)程水噴射泵。屬中揚(yáng)程水噴射泵。第39頁(yè)/共52頁(yè)第三十九頁(yè)，共52頁(yè)。（2 2）噴射泵的效率很低。噴

16、射泵雖不存在機(jī)械損失和容積損）噴射泵的效率很低。噴射泵雖不存在機(jī)械損失和容積損失，但其水力損失（包括噴嘴損失、混合室進(jìn)口損失、混合室失，但其水力損失（包括噴嘴損失、混合室進(jìn)口損失、混合室摩擦損失、混合損失和擴(kuò)壓室損失）很大。摩擦損失、混合損失和擴(kuò)壓室損失）很大。 m m值不同值不同(b tn(b tn) )的噴射泵，其最佳工況的效率及的噴射泵，其最佳工況的效率及各部分損失所占的比例也不同各部分損失所占的比例也不同(b tn(b tn) )。 m m值小的泵值小的泵 因其引射的流體流量較小，混合損失也就因其引射的流體流量較小，混合損失也就相對(duì)較小，但流體在混合室和擴(kuò)壓室中的流速較大，故混合室相對(duì)

17、較小，但流體在混合室和擴(kuò)壓室中的流速較大，故混合室摩擦損失、擴(kuò)壓室損失要大一些，其效率曲線比較陡峭，高效摩擦損失、擴(kuò)壓室損失要大一些，其效率曲線比較陡峭，高效區(qū)較窄。區(qū)較窄。 m m值較大的泵值較大的泵 由于被引射的流體流量較大，混合損失由于被引射的流體流量較大，混合損失較大，但其它損失相對(duì)小些，效率曲線比較平坦。較大，但其它損失相對(duì)小些，效率曲線比較平坦。 對(duì)應(yīng)不同對(duì)應(yīng)不同(b tn(b tn) )的引射系數(shù)，存在不同的引射系數(shù)，存在不同(b (b tntn) )的最佳的最佳m m值，采用最佳值，采用最佳m m值的泵效率值的泵效率最高，能達(dá)到的最高，能達(dá)到的相對(duì)壓差也最大。相對(duì)壓差也最大。第

18、40頁(yè)/共52頁(yè)第四十頁(yè)，共52頁(yè)。 在圖下部由虛線所畫(huà)出的包絡(luò)線，即表示水射水泵在不同引射系數(shù)下采用最佳在圖下部由虛線所畫(huà)出的包絡(luò)線，即表示水射水泵在不同引射系數(shù)下采用最佳(zu ji)m(zu ji)m值時(shí)所能達(dá)到的最高效率。值時(shí)所能達(dá)到的最高效率。 m = 3 m = 35 5的水射水泵可達(dá)到的效率較高，其中以的水射水泵可達(dá)到的效率較高，其中以m = 4m = 4的水射水泵在的水射水泵在u = 1u = 1時(shí)的效率最高。時(shí)的效率最高。 表表5 51 1給出幾種給出幾種mm值不同的泵的效率及各項(xiàng)功率損失在總輸入功率中所占的百分比。值不同的泵的效率及各項(xiàng)功率損失在總輸入功率中所占的百分比。第

19、41頁(yè)/共52頁(yè)第四十一頁(yè)，共52頁(yè)。 水射水泵(shubng)的實(shí)測(cè)無(wú)因次特性曲線（圖示泵的m值為6.25 ）表明，當(dāng)泵所造成的揚(yáng)程比h降低到一定程度后，泵的流量比u就不再增加，同時(shí)效率也急劇下降，這時(shí)泵的流量比稱為臨界流量比（或臨界噴射系數(shù)），用ucr表示。相應(yīng)的揚(yáng)程比稱臨界揚(yáng)程比，用hcr表示。 上述現(xiàn)象表明尺寸既定的噴射上述現(xiàn)象表明尺寸既定的噴射泵存在泵存在(cnzi)(cnzi)相應(yīng)的極限過(guò)流能相應(yīng)的極限過(guò)流能力。實(shí)踐表明，水射水泵即使長(zhǎng)力。實(shí)踐表明，水射水泵即使長(zhǎng)期在臨界揚(yáng)程比下工作，仍很平期在臨界揚(yáng)程比下工作，仍很平穩(wěn)，并無(wú)汽蝕破壞產(chǎn)生。穩(wěn)，并無(wú)汽蝕破壞產(chǎn)生。第42頁(yè)/共52頁(yè)第四十二頁(yè)，共52頁(yè)。（3 3）當(dāng)其它條件不變時(shí)，如吸入壓力）當(dāng)其它條件不變時(shí)，如吸入壓力PsPs降低降低，則揚(yáng)程比，則揚(yáng)程比h h增大，這時(shí)流量比增大，這時(shí)流量比u u減小，即吸入減小，即吸入流量流量QSQS減小。反之亦然。減小。反之亦然。 m m值較大的泵，壓力參數(shù)變化對(duì)泵流量的影值較大的泵，壓力參數(shù)變化對(duì)泵流量的影響較大。響較大。第43頁(yè)/共52頁(yè)第四十三頁(yè)，共52頁(yè)。量損失，因此，射流泵的傳能效率較低。量損失