离心泵的工作原理.doc

离心泵
——离心泵工作原理与主要性能参数
1、教学重点:
(1)离心泵工作原理;
(2)离心泵的扬程。
2、解决方法:
以学生已有的物理知识(离心力)和生活经验为切入点,并结合多媒体技术的特点,建立师生共同参的课堂交流过程。
离心泵的主要部件
图1-8-1 离心泵外观图1-8-2 叶轮
叶轮(impeller)
叶轮有以下三种类型
图1-8-3 叶轮的类型
叶轮上有6-12片后弯叶片,是使液体能量增加的部件。
泵壳(pump body)
泵壳为蜗壳形,内有逐渐扩大的通道。其作用为将叶轮封闭在一定的空间,以便叶轮引进并排出液体,并将液体的大部分动能转化为静压能。
图1-8-4 离心泵的结构
工作原理
举例一:下雨天旋转手中的雨伞,雨伞表面水的运动情况。



图1-8-5 离心泵工作原理示意图
举例二:在一内盛水的圆形桶中,在木棒用力搅拌下, 由于水的黏性关系,水便以很高的速度在桶内旋转,结果产生水面中间凹下,边缘上升的现象,如图1-8-5(1)所示。
原因:水在旋转时产生离心力,此力将旋转中的水抛向四周,但由于四周有桶壁阻拦,水只能沿壁上升,使动压头转化为静压头,若加快搅动,可以得到很高的H。
为使上述能量得到利用,可将桶密闭,内装几个旋转叶片,在桶中央及周围各装一水管,当转动叶片后,水有中央水管吸上,由周围水管流出。这即为离心泵的工作原理。
离心泵的工作原理:
上述水桶为泵壳所取代代替,木棒(或叶片)为叶轮所替代,人力为电动机所代替(见图1-8-4)。
1. 当电动机带动叶轮告诉旋转时,充满在泵体内的液体在离心力作用下,从叶轮中心抛向叶轮外缘。在此过程中,液体提高了静压能,并由于流速增大,动能增加;
2. 液体从叶轮流进泵壳,液体的流道逐渐扩大,流速逐渐降低,其中部分动能转化为静压能,使液体静压能进一步提高,最终一较高的静压强流入压出管道;
3. 泵内液体由于离心力作用,从叶片中心向外缘抛出时,中心(即叶轮进水口的周围)形成低压区,在吸入端液面(贮槽液面)和泵吸入口之间的压差作用下,液体就经吸入管进入泵内。只要叶轮不停地转动,液体就能连续不断地从叶轮中心吸入,并能以一定的压强连续不断地排出,实现输送的目的。
注意:
1. 离心泵在启动前应灌泵
——使泵体内和吸入管路内充满被输送的液体。
原因:离心泵能输送液体,主要靠离心力的作用,而离心力的大小与叶轮的直径、叶轮的转速及液体的密度有关。叶轮直径越大、转速越高、流体的密度越大,产生的离心力也越大。若启动前,泵内存在空气,因空气的密度远小于液体的密度,产生的离心力很小,叶轮中心所形成的低压不足以形成吸上液体所需要的真空度,此时泵虽启动,但不能输送液体,这种现象称为气缚,表明泵无自吸能力。则离心泵在启动前应灌泵。
2. 若离心泵的吸入口位于贮槽液面上方时,在吸入管路的进口处应安装带滤网的底阀。
离心泵的主要性能参数
流量qV
指单位时间泵输送到管路系统的液体体积,m3×s-1,又称泵的送液能力。
其大小取决于泵的结构、尺寸(主要为叶轮直径和叶片宽度)、转速及所输送液体的黏度等。
压头(又称为扬程)H/e
指单位重量