1-6 离心泵的相似原理及其应用
泵与压缩机简答题
一离心泵的工作原理？？？动力机通过泵轴带动叶轮旋转，充满叶片间流道中的液体随叶轮旋转；液体在离心力的作用下，以较大的速度和较高的压力，沿着叶片间的流道从中心向外缘运动；泵壳收集从叶轮中高速流出的液体并导向至扩散管，经排出管排出。
液体不断被排出，在叶轮中心形成真空，吸入池中的液体在压差的作用下，源源不断地被吸入进叶轮中心；泵形成连续的吸入和排出过程，不断地排出高压力的液体。
二离心泵的三种叶轮结构及、三种形式的叶片出口角。
闭式叶轮由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。
闭式叶轮一般用于清水泵。
半开式叶轮由后盖板、叶片及轮毂组成；半开式叶轮一般用于输送含有固相颗粒的液体。
开式叶轮由叶片及轮毂组成；开式叶轮一般用于含有输送固相颗粒较多的液体。
1）后弯式叶片—叶片向旋转方向后方弯曲，即β2k＜90°；2）径向式叶片—叶片出口沿半径方向，即β2k=90°；3）前弯式叶片—叶片向旋转方向前方弯曲，即β2k＞90°三离心泵的轴向力产生的原因、方向、消除或减小轴向力的措施。
离心泵的叶轮上要产生绐终指向泵的吸入口的轴向力轮左侧的压力小于作用在叶轮右侧的压力，叶轮上产生向左的轴向力。
1）开平衡孔：在叶轮后盖板上开一圈平衡孔，使前后盖板密封环内的压力基本相等，大部分轴向力可被平衡。
该方法一般用于单级离心泵。
2）采用双吸叶轮：液体从两边吸入，轴向力互相抵消。
3）叶轮对称安装：对多级泵，将叶轮背靠背或面对面地安装在一根泵轴上，轴向力互相抵消4）安装平衡管：用平衡管将多级泵的出口与进口连通。
即将高压区与低压区连通，从而平衡压力而降低轴向力５）安装平衡盘四离心泵的扬程、流量、各种功率、各种效率的基本概念及各参数的相关计算。
1）输出功率N—液体通过离心泵得到的功率，即离心泵实际输出的功率。
输出功率又叫离心泵的有效功率。
2）转化功率Ni—叶轮传递给液体的功率。
3）轴功率Na—泵的输入功率。
式中:Q—泵的实际平均流量，m3／s，可实际测量；H—泵的实际输出压头或有效压头，m液柱，可实际测量；ρ—被输送液体的密度，Kg／m3；Qi—泵的转化流量;Hi—泵的转化压头;η—离心泵的总效率。
1-6-离心泵的相似原理及其应用
c2 c 2 不变量 Fr gL gL
佛鲁德相似准 数
1-6 离心泵的相似原理及其应用
一、相似原理的基础知识
（2）黏滞力起主要作用
L 线性尺寸： L L
'
D2' D1' b1' b2' D' L D2 D1 b1 b2 D
' 对应角度： A A 1A ' 1A
阻塞系数：
'
2 A ' 2 A
尺寸缩放系数
叶片数目： Z ' Z
1-6 离心泵的相似原理及其应用
叶轮的几何相似和运动相似用图
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用
（3）动力相似 两泵对应点上同名力之比相等、方向相同。
Fg'
' F' Fp Fi ' Fc' f Fg F Fp Fi Fc
有 故
F F' FL Ne 2 2 ' '2 '2 2 L c Lc mc
1-6
离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用
（3）通用性能曲线
自学
1-6
离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 4．离心泵的比转数 相似定律分别表示几何相似泵的相似工况性能参数Q、 H、N和n之间的相似关系。 为表征叶片泵运转性能与叶轮几何特征的综合性能 参数Q、H、n，以便于分类设计，选择和系列研究，引入 比转数ns。
泵的工作原理及其应用
泵的工作原理及其应用工作原理泵是一种用于输送流体的机械设备，其主要工作原理是通过不断地产生低压和高压来产生流动。
泵通常由一个或多个旋转或摆动的叶片装置组成，当叶片旋转时，它们会通过切割、压缩或抽取的方式将流体推动到管道或系统中。
常见的泵主要根据其工作原理分为以下几种类型：1.轴流泵：通过轴线方向的推力移动流体，适用于大量流体的输送，如水泵。
2.蜗轮泵：通过蜗轮和蜗杆的转动将流体从一端推向另一端，适用于高压、高粘度的流体，如石油泵。
3.离心泵：通过离心力将流体从中心向外推送，适用于一般工业应用，如离心压缩机。
4.喉管泵：通过振动的喉管将流体推送出去，适用于高粘度流体的输送，如胶水泵。
应用泵在各个领域都有广泛的应用。
下面列举了一些常见领域的泵应用情况：1.水处理行业：泵在水处理行业中被广泛应用，用于供水、排水、净化和循环处理等方面。
例如，污水泵用于将废水从污水处理厂排放到下水道；给水泵用于将自然水源输送到城市供水系统。
2.石油和天然气行业：泵在石油和天然气行业中起着关键的作用。
例如，离心泵用于将原油从井口输送到炼油厂或储油罐；工艺泵用于加工过程中的压力和流体输送。
3.化工行业：泵在化工行业中广泛应用于液体输送、化学反应和储存。
例如，齿轮泵用于输送化学液体或颗粒；真空泵用于化学反应过程中的真空抽吸。
4.食品和饮料行业：泵在食品和饮料行业中主要用于液体输送和加工过程。
例如，离心泵用于输送饮料和果汁；螺杆泵用于输送高粘度食品原料。
5.造船工业：泵在造船工业中扮演着重要的角色，用于船舶的液体供应和排水。
例如，海水循环泵用于供应冷却水；舱泵用于排出船舶内部的进水。
泵在各个领域的应用都是为了实现流体的输送和处理，提高工业生产效率和产品质量。
随着科技的进步，泵的技术将会不断创新和发展，以适应不同行业的需求。
离心泵的工作原理及其应用
离心泵的工作原理及其应用1. 离心泵的工作原理•离心泵是一种常见的动力水泵，通过压缩、排放、流动等流体动力学原理将液体或气体从低压区域输送到高压区域。
•离心泵的主要部件包括：叶轮、泵壳、轴和密封装置等。
其中，叶轮是离心泵的核心部件，其通过旋转产生离心力，将流体推向出口。
•离心泵的工作原理可以简单描述为：液体或气体进入泵的中心，经过叶轮转动产生的离心力的作用下，被推向泵壳的出口，然后通过出口排出。
2. 离心泵的应用离心泵广泛应用于各个领域，其主要应用领域有：2.1 工业领域•离心泵在工业领域中常被用于液体输送和流体循环。
例如，离心泵可用于供水系统、冷却系统、加热系统、化工生产等工业流程中。
•离心泵可以输送各种液体，包括水、石油、煤炭化学工业中的各种溶液等。
2.2 建筑领域•离心泵在建筑领域中的应用非常广泛。
例如，离心泵可用于建筑给水系统、污水处理系统、空调循环系统等。
•离心泵可以输送大量的水，使得建筑物内部的水循环更加高效和稳定。
2.3 农业领域•离心泵在农业领域中被用于供水、灌溉和排水等方面。
例如，在农田灌溉中，离心泵可以将水从水源处输送到农田中，满足植物的水分需求。
•离心泵在农业领域中的应用可以提高农田的生产效率，保障农作物的健康生长。
2.4 供水与排水领域•离心泵在城市供水与排水领域中起到至关重要的作用。
例如，离心泵可以用于输送城市自来水、污水处理、雨水收集与排放等。
•离心泵可以提高供水与排水系统的效率，确保城市居民的日常用水和环境的清洁。
3. 离心泵的优势和特点•离心泵具有结构简单、体积小、重量轻、使用方便等优点。
•离心泵可以输送大量的液体或气体，具有较高的工作效率。
•离心泵的输出压力稳定，流量均匀，适用于长时间、连续运行。
•离心泵在输送液体或气体时，对输送介质的性质要求不高，适用性广泛。
4. 离心泵的维护和保养•离心泵在使用过程中需要定期进行维护和保养，以保证其正常运行和延长使用寿命。
•维护和保养内容包括：定期检查泵体和密封件是否正常、清洗过滤器和冷却系统、检查润滑油是否充足等。
泵与风机复习题及参考答案
《泵与风机》复习题一、填空题1 泵与风机在能量转换分析中，轴功率P sh，有效功率P e，内功率P i和原动机功率P g的大小关系为：P g＞P sh＞P i＞P e。
2 风机按照所产生的全压高低可分为通风机、鼓风机和压缩机三类。
3 叶片式泵与风机按照叶片对流体做功的原理不同，可以分为离心式、轴流式和混流式三种。
4 对于单级单吸离心式叶轮，进口圆周速度u1和出口圆周速度u2的大小关系为：u2＞u1。
5 有限多叶片数时的理论能头H T与无限多叶片数时的理论能头的大小关系为：H T＞H T∞。
6 叶片式泵中应用最广的是离心泵，通常按照以下三种结构特点分类，按照工作叶轮的数量分为单级泵和多级泵；按照叶轮吸进液体的方式分为单吸泵和多吸泵；按照泵轴的布置方向分为卧式泵和立式泵。
7 离心通风机的叶片一般有6～64个，叶片按其结构形式可分为平板型、圆弧型和机翼型三种。
8 离心式通风机叶轮前盘的型式主要有直前盘、锥形前盘和弧形前盘三种。
9 离心式通风机的叶轮按叶片出口角可分为：前向式叶轮、径向式叶轮和后向式叶轮三种。
10 同一台泵或风机在相同的工况下，其全压效率和全压内效率的大小关系为：全压内效率＞全压效率11 泵吸入室位于叶轮进口前，其作用是把液体按一定要求引入叶轮，吸水室主要类型有圆锥管吸入室、圆环形吸入室和半螺旋形吸入室三种。
12 叶轮是离心式通风机的心脏部分，它的尺寸和几何形状对通风机的特性有着重大影响。
通常分为封闭式和开式两种，封闭式叶轮一般由前盘、后盘（中盘）、叶片和轮毂等组成。
13 单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能称为扬程（能头）。
14 离心式泵的主要过流部件是吸入式、叶轮和压出室。
15风机的全压减去风机出口截面处的动压是风机的静压。
二、问答题（包括简答题）1 画图说明泵扬程的计算公式，并说明各字母表示的意义。
2 简述离心式泵与风机的工作原理。
3 简述轴流式泵与风机的工作原理。
4 简述混流式泵与风机的工作原理。
泵和压缩机课件：1_1 离心泵的基本结构和工作原理
5
1.1㈣离心泵的主要工作参数
① 流量 Q ② 扬程 H ③ 转速 n ④ 功率 N
⑤ 效率η
⑥ 其他（Δhr、Hs、ns）
＠CUPC 2020/8/28
6
1.1 ㈣离心泵的主要工作参数
扬程的工程计算：两种情形
⑴ 在已知管路中输送一定的流量时，计算泵所需要的扬程。
泵给出的扬程（能头）H = 输送液体消耗的能头。
＠CUPC 2020/8/28
13
离心泵
1. 1 离心泵的基本结构和工作原理 1. 2 离心泵的基本方程式 1. 3 液体获得能头分析 1. 4 离心泵的汽蚀 1. 5 离心泵的性能曲线 1. 6 离心泵的相似原理及其应用 1. 7 输送粘液时离心泵性能曲线的换算 1. 8 离心泵的装置特性与工况调节 1. 9 离心泵的系列及选用 1.10 离心泵的主要零部件 1.11 离心泵的节能
并
Mo
dLo dt
QT c2r2 cos2 c1r1 cos1
HT
QT
QT c2r2 cos2 c1r1 cos1
HT r2 c2 cos2 r1 c1 cos
u r,
HT u2c2u u1c1u
HT
1 g
u2c2u u1c1u
J/kg m液柱
(1-7) (1-7a)
＠CUPC 2020/8/28
1. 按液体吸入叶轮方式
⑴ 单吸式泵 ⑵ 双吸式泵
2. 按叶轮级数
⑴ 单级泵：只有一个叶轮 ⑵ 多级泵：一轴上串有两个以上的叶轮
3. 按壳体剖分方式
⑴ 中开式泵：通过轴水平线水平分开（图1-3，p5），多为蜗壳 。 ⑵ 分段式泵：垂直于轴平面分开（图1-4，p6），导叶式。
离心泵的工作原理
1、离心泵的工作原理离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。
由于作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸入口液体池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
2、容积泵的工作原理（回转式）动力通过轴传给齿轮，一对同步齿轮带动泵叶作同步反向旋转运动，使进口区产生真口，降介质吸入，随泵叶的转动，将介质送往出口，继续转动，出口腔容积变小，产生压力（出口高压区）将介质输出。
由于容积泵转数较低、自吸能力较强、流动性能较差的高粘介质，有充分时间和速度充满空穴，所以，该类型泵适用于高粘介质。
泵内部密封面。
内泻较小，所以泵的效率较高，可达 70 ％以上，同时可以达到高压输送介质，并且对粘度较小的介质也有良好的适应性。
3、离心泵的分类及各自的特点离心泵按其结构形式分为：立式泵和卧式泵，立式泵的特点为：占地面积少，建筑投入小，安装方便，缺点为：重心高，不适合无固定底脚场合运行。
卧式泵特点：适用场合广泛，重心低，稳定性好，缺点为：占地面积大，建筑投入大，体积大，重量重。
4、容积泵的分类及特点容积式泵分为往复式和回转式二大类，回转式容积泵与往复式容积泵相比，回转式泵没有吸、排液阀，不会向往复泵那样，因高粘度液体对阀门的正常工作有影响，泵效随粘度提高而快速降低。
而且在输送液体粘度提高时，泵转数的下降比往复泵小，因而，在输送高粘度液体或液体粘度变化较大时，采用回转式溶剂泵比采用往复式容积泵更为适宜。
回转式容积泵分：齿轮泵、旋转活塞泵、螺杆泵、和滑片泵等几类。
具有转数低、效率高、自吸能力强、运转平稳、部分泵可预热等特点，广泛用于高粘介质的输送。
缺点：占地面积大，建筑投入大，体积大，重量重。
5、泵的流量以及与重量的换算泵在单位时间内，实际输送液体的体积称为泵的流量，流量用 Q 表示，计量单位：立方米 / 小时（m3/h），升 / 秒（l/s）， L/s= 3.6 m3 /h= 0.06 m3 /min= 60L /min G=Q ρG 为重量ρ为液体比重例：某台泵流量 80m3/h ，介质的比重ρ为 780 公斤 / 立方米。
第一节 离心泵的工作原理和基本构造
第一节离心泵的工作原理和基本构造一、离心泵的工作原理我们可以作一个这样的实验向一个敞口圆筒内灌注一定高度的水，并使其做等速旋转这时圆筒内的水面呈从中心到边壁逐渐升高的旋转抛物面。
圆筒半径越大，水流旋转得越快则水面沿筒壁上升的高度就越大。
离心泵就是基于这一原理，利用叶轮旋转时对水产生的离心力来工作的。
图1所示为离心泵的工作原理示意图。
蜗壳型的泵壳内装有靠泵轴带动旋转的叶轮，泵壳的吸水口与泵的进水管相连，出水口与泵的出水管相接。
在开始抽水前，将泵内和进水管内灌满水（也可用真空泵或射流泵将泵体和进水管内抽成真空引水），以使叶轮旋转时能够产生足够的离心力。
之后，驱动动力机，当动力机通过泵轴带动叶轮高速旋转时，叶轮中的水随之旋转，在离心力的驱动下被甩出叶轮，汇集到泵壳内，流经扩散锥管减速增压后流入出水管道。
在水流被甩出叶轮的同时，叶轮进口处形成真空，与进水池水面形成压力差，进水池中的水便在大气压力的作用下，沿进水管流入叶轮。
叶轮不停的旋转，水流就源源不断地被吸入和甩出，形成水泵的连续抽水。
二、离心泵的分类离心泵的分类方法很多，根据常用的分类方法可将离心泵分为如下类型。
根据泵轴的装置方式可分为卧式泵和立式泵；根据水流进入叶轮的方式可分为单吸泵和双吸泵；根据轴上安装叶轮的个数可分为单级泵和多级泵。
现就各类离心泵的结构特点和性能范围分述如下：1. 单级单吸卧式离心泵其结构特点是水流从叶轮的一侧吸入，泵轴为卧式且轴上只有一个叶轮，叶轮固定在泵轴的一端，泵的进出水口互相垂直，其性能特点是流量小、扬程高。
老型号的B型和BA型单级单吸式离心泵已被国家标准规定为淘汰产品。
IS系列泵是我国水泵行业首批采用国际标准设计的单级单吸清水离心泵，其性能和规格均有较大扩展和改进。
该系列泵共有29种基本型号,51个规格,6种口径。
其性能范围是：流量6.3~400m3/h，扬程5~125m，配套电机功率0.55~110kw，转速有1450r/min和2900r/min两种。
离心泵的工作原理和性能特点
出Qt-Ph曲线。
流量为零时，功率最小，适合采用 封闭启动。大功率离心泵此时电机的启 动电流最小，对船舶电站冲击最小。
35～50%N额
Q
武汉理工大学 轮机工程系
第一节 离心泵的工作原理和性能特点
三、离心泵的定速特性曲线分析
3）效率－流量曲线
H
N
η
η-Q
N-Q
② HTœ与β2有关,即与叶片型式有关；
ⅰ）后弯叶片（叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反）
ⅱ）径向叶片
ⅲ）前弯叶片
武汉理工大学 轮机工程系
第一节 离心泵的工作原理和性能特点
二、离心泵的压头方程式
2.离心泵的扬程方程式
3) 对离心泵基本方程式的讨论：
③与流量之间的关系 前弯式叶片
直叶式叶片
④与输送的液体性质无关（公式中无
cos α2 u1c1 cos α1 g
u2c2u u1c1u g
欧拉方程II式
①在离心泵设计中，为提高理论压头，一般使α1＝90° （液体径向进入叶片间通 道），cosα1＝0
HT
u2c2 cos α2 g
u2c2u g
欧拉方程II式
武汉理工大学 轮机工程系
第一节 离心泵的工作原理和性能特点
β2
β2
u2
α2 β2
将上两式代入欧拉方程II式后，得：
武汉理工大学 轮机工程系
第一节 离心泵的工作原理和性能特点
二、离心泵的压头方程式
2.离心泵的扬程方程式
2）对欧拉方程II式的分析(续）
称为离心泵的基本方程式
w2 β2
c2
α2
β2
u2
武汉理工大学 轮机工程系
离心泵基础知识工作原理
离心泵基础知识工作原理在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大多是液体或气体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，在这个过程中需要输送这些液体或气体，为这些工艺过程提供所需的压力和流量，输送液体的动设备习惯上称之为泵类；输送气体的动设备习惯上称之为压缩机类。
泵与压缩机有很多的种类，按照泵与压缩机的工作原理可以分为速度式与容积式，在速度式中，又可以分为叶片式与喷射式，叶片式又可以分为离心式、混流式、轴流式，最常见的是离心式；容积式可以分为回转式与往复式，往复式本可以分为活塞式与隔膜式。
一、离心泵1.离心泵的工作原理叶轮安装在泵壳2内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。
泵壳中央有一液体吸入管4与吸入管5连接。
液体经底阀6和吸入管进入泵内。
泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。
在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。
在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。
在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。
液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。
可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。
2. 气缚现象当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。
从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。
为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或防碍泵的正常操作。
3. 离心泵的结构3.1 泵壳泵壳有轴向剖分式和径向剖分式两种。
大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的，多级泵径向剖分壳体一般为环形壳体或圆形壳体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1-6 离心泵的相似原理及其应用
一、相似原理的基础知识
1．相似条件 流动过程相似就是指流体流经几何相似的机器时，其任何对 应点的同名物理量的比值相等。
保证流体流动相似，必须满足几何相似、运动相似、动 力相似和热力相似。
讨论中，两台进行比较的机器分别称为模型机和原型机， 并在参数的右上角加撇号来表示模型机的参数
模化范围内，液体流动自动满足动力相似的要求。
两泵相似条件： 几何相似、运动相似 符合上述条件的泵称为相似泵！
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 2．离心泵的相似定律 相似定律研究两台相似泵性能参数之间的关系。 (l）流量关系
' ' ' ' Q ' D2b2 2 c2 rv' Q D2b2 2 c2 rv
若
L' 1 ，ν' ν L 5
c' 5 c 1
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 然而，离心泵内，液流Re>105，惯性力的影响大大超过粘 滞力，粘滞力可忽略，此时流动状态即流速分布已不再随 Re而变化，即流动处于自动模化状态，摩擦阻力系数λ 与
Re无关。
因此，即使两示的Re 数不等，但只要Re 数都牌自动
L 线性尺寸： L L
'
D2' D1' b1' b2' D' L D2 D1 b1 b2 D
' 对应角度： A A ' 1A 1A
阻塞系数： 叶片数目：
'
Z' Z
2 A ' 2 A
尺寸缩放系数
1-6 离心泵的相似原理及其应用
' H' 2 n L ( ) 2 H n
相似定律
N' n' 3 5 L ( ) N n
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 3．比例定律与相似抛物线 （1）比例定律
比例定律是相似定 律在同一台泵上转 速改变后的应用
Q' n' 3 L Q n
H n 2 ( ) 2 L H n
两泵动力相似
Ne Ne '
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用
判别准数
影响小 可忽略
Fr：弗鲁德相似准数 Re：雷诺相似准数
关键、决定性相似准数 被决定的相似准数
唯一准数 充要条件
Eu：欧拉相似准数 M：马赫相似准数
实际上，在离心泵中要保持 Re 对应相等是困难的。
Re ' L' c' Re Lc '
1-6
离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 （1）比转数表达式 根据相似定律：
H n 2 ( ) 2 L H n
' N' 5 n 3 L ( ) N n
1-6
离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用
（3）通用性能曲线
自学
1-6
离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 4．离心泵的比转数 相似定律分别表示几何相似泵的相似工况性能参数Q、 H、N和n之间的相似关系。 为表征叶片泵运转性能与叶轮几何特征的综合性能 参数Q、H、n，以便于分类设计，选择和系列研究，引入 比转数ns。
或
牛顿相似准数
FL F ' L' ' / 2 不变量 2 mc mc
F F' ‘ ' / 2 不变量 2 2 L c Lc
代入
m L3
动力相似牛顿相似准数 一定相等；牛顿相似准 数相等，一定动力相似
令
Ne
F FL L2 c 2 mc 2
1-6 离心泵的相似原理及其应用
雷诺相似准数
1-6 离心泵的相似原理及其应用
一、相似原理的基础知识
（3）压力起主要作用
F p pL2
代入
Ne
F FL L2 c 2 mc 2
pL2 p L 2 2 2 L c L 2 c 2
即
p p 不变量 Eu 2 2 c c
离心泵流动 几何相似，进口运动相似，雷诺数
相似的条件
马赫数和绝热指数 离心压缩机 的相似条件
对应相等
黏性可压缩流体的定常流动，起决定作用的相似准数是雷诺数、
几何相似，进口运动相似，雷诺数、 马赫数、绝热指数对应相等。
1-6
离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 1．离心泵的相似条件 两泵通流部分对应线性尺寸L之比相等、对应 （1）几何相似 角度相等、叶片数相等。
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 （3）功率相似
h v m
QH N
代入
' ' ' Q' D2 3 n ' v' 3 n v ( ) L Q D2 n v n v
' ' H' 2 n 2 h L ( ) H n h
' ' N ' ' H ' Q ' 5 n 3 m L ( ) ' ' N n m HQ
nm= 2900rpmη =65.2%
1-6
离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用
p点工作转速:
或 效 率: 功 率:
np
Qp Qm
nm 2685 rpm
np
Hp Hm
n m 2685 rpm
相似工况点效率近似
p m 65.2%
Q p H p 1000 13.89 10 3 451 .2 Np 9.61k w 1000 p 1000 0.65
1-6 离心泵的相似原理及其应用
一、相似原理的基础知识 (l）几何相似 两机通流部分对应的线性尺寸之比等于尺寸比例常数，
对应的角度相等 。
L L L
A A
1-6 离心泵的相似原理及其应用
一、相似原理的基础知识 (2）运动相似 对应点流体的同名速度方向角相等，速度比值等于
速度的比例常数 。
一、相似原理的基础知识 合外力是指重力、黏滞力、压力和弹性力，要得到完 全的动力相似是非常困难。研究时，抓住主要作用力，忽 略其他较次要的力。 （1）重力起主要作用
c2 c 2 不变量 Fr gL gL
佛鲁德相似准 数
1-6 离心泵的相似原理及其应用
一、相似原理的基础知识
（2）黏滞力起主要作用
二、相似原理在离心泵中的应用
1．离心泵的相似条件 （2）运动相似 两泵对应点上同名速度的比值相等、方向角相等。
c' 同名速度： c c
u1' u2' c1' c2' w1' w2' c u1 u2 c1 c2 w1 w2
方向角：
1' 1 , 2' 2 1' 1 , 2' 2
Qa1 n1 Qa 2 n 2
H a1 n ( 1 )2 H a2 n2
相似工况点
H a1 H a 2 H a 2 2 K a 常数 2 Qa1 Qa 2 Qa
H a K a Qa2
H b K bQ式
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用
c c c
时间比 例常数 加速度 比例常数
c
t L ' C t
运动相似表现 为速度相似
a ' c 2 a c a t L
1-6 离心泵的相似原理及其应用
一、相似原理的基础知识 (3）动力相似 对应点上作用的同名力的方向相同，作用力的比值
等于力的比例常数 。
H2—Q2
A1（Qa1，Ha1） B1（Qb1，Hb1） C1（Qc1，Hc1）
A2（Qa2，Ha2） B2（Qb2，Hb2） C2（Qc2，Hc2）
H2 (
n1 2 ) H1 n2
变速后H-Q曲线的换算和 相似抛物线
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用 （2）相似抛物线 泵连续改变转速时，相似工况点移动的轨迹曲线。 A1、A2、A3、…… B1、B2、B3、……
N n 5 ( ) 3 L N n
' '
'
'
n1 n2
Q1 n 1 Q2 n2
L 1
H1 n1 2 ( ) H 2 n2
N1 n ( 1 )3 N2 n2
比例定律 表达式
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用
例：H1—Q1
Q2 n1 Q1 n2
1-6 离心泵的相似原理及其应用
二、相似原理在离心泵中的应用
相似泵
' ' Q' 3 n v L Q n v
' ' v' v， h v， m m
' Q' 3 n L Q n
' ' H' 2 n 2 h L ( ) H n h
' ' N' 5 n 3 m L ( ) ' N n m
Q v QT vD2 b2 2 c2 r
' ' ' Q' D2 3 n ' v' 3 n v ( ) L Q D2 n v n v