消防泵，消防水泵吸水室，葉輪和壓水室的匹配對泵性能的影響

2020/01/23

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吸水室的設(shè)計(jì)

     吸水室指泵進(jìn)口法蘭到葉輪進(jìn)口的過流部分。吸水室的功能是把液體按要求的條件引人葉輪。吸水室中的速度較小，因而水力損失和壓水室相比要小得多.是吸水室中的流動(dòng)狀態(tài)，直接影響葉輪中的流動(dòng)情況，對泵的效率也有一定的影響，尤其對泵的汽蝕性能影響較大。對于低揚(yáng)程泵，損失的絕對位不大，但占揚(yáng)程比例較大，因而對效率的影響、比高揚(yáng)程泵相對要大得多。

     對吸水室的要求是:保證葉輪進(jìn)口有要求的速度場，如速度分布均勻，大小適當(dāng)，方向(環(huán)量)符合要求，水力損失最小。

下面簡單介紹吸水室的設(shè)計(jì)。

(1）直錐形吸水室

直錐形吸水室見圖9-58 （a)，結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)良。其中液體在直錐形收縮管中流動(dòng)，流速漸增，速度分布均勻，水力損失小，保證葉輪進(jìn)日有均勻的速度場。由于結(jié)構(gòu)限制，這種吸水室多用于單級懸臂式泵。

吸水室的設(shè)計(jì)

圖9一58 吸水室的形狀

吸水室進(jìn)口直徑Ds，通常取為

吸水室的設(shè)計(jì)

式中Dj——泵葉輪進(jìn)口直徑。

吸水室進(jìn)口直徑，也就是泵進(jìn)口法蘭處內(nèi)徑，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)直徑，通常吸人口的流速為3m/s左右。直錐形吸水室的長度，視泵的總體結(jié)構(gòu)而定，并無特殊要求。

(2)環(huán)形吸水室

環(huán)形吸水室是形狀和斷面積相同的吸水室，因結(jié)構(gòu)簡單對稱，常用于雜質(zhì)泵和多級泵，如圖9——58 (b)所示。

在環(huán)形吸水室中不能保證葉輪進(jìn)口具有軸對稱均勻的速度場。由圖可見，液體以突然擴(kuò)大的形式進(jìn)人環(huán)形空間，之后又以突然收縮的形式轉(zhuǎn)為軸向進(jìn)人葉輪.液體在此過程中的損失很大，且流動(dòng)不均勻。顯然，在上半部進(jìn)人葉輪的流速較下部大。另外。下半部液體從兩側(cè)向中間合攏，出現(xiàn)方向相反的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因而速度是很不均勻的。

環(huán)形吸水室設(shè)計(jì)要點(diǎn):

1)環(huán)形吸水室的進(jìn)口，即是泵的進(jìn)口，吸水室進(jìn)口直徑應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)直徑;

2)環(huán)形吸水室的斷面，環(huán)形吸水室的0一0斷面，認(rèn)為有一華流量流過，其他斷面的大小應(yīng)和0-0斷面相同。具體結(jié)構(gòu)形狀，根據(jù)泵的總體結(jié)構(gòu)確定。

在圖9一58 （b）所示環(huán)形吸水室下部加隔舌，能改善流動(dòng)均勻性。

(3準(zhǔn)螺旋形吸水室

環(huán)形吸水室從進(jìn)口向隔舌，面積逐漸適當(dāng)?shù)臏p小，可作成介于環(huán)形和半螺旋之間的準(zhǔn)螺旋形吸水室，準(zhǔn)螺旋形吸水室的水力性能優(yōu)于環(huán)形吸水室，圖9一59為AY油泵的吸人室水力圖。 

吸水室的設(shè)計(jì)

圖9一29）準(zhǔn)螺旋型吸水室

(4)半螺旋形吸水室

鑒于液體流過吸水室斷面的同時(shí)，有一部分液體進(jìn)入葉輪，斷面是從大到小逐漸變化，外壁是螺旋形的。平螺旋形吸水室和環(huán)形吸水室相比，有利于改善流動(dòng)條件，能保證在葉輪進(jìn)1.f得到均勻的速度場。

如圖9-60所示，半螺旋形吸水室的平面圖和軸面投影圖，通常以隔舌所在的斷面作為0斷面，軸面圖上表示廠各斷面的形狀和大小。平面圖的外形線是根據(jù)軸面圖外壁到軸線的跟離轉(zhuǎn)移到平面圖的相應(yīng)射線上畫出來的。吸水室斷面的一般變化情況如圖中所示，隔舌通常位于與水平線成45°處，有時(shí)增大到90°，對泵的性能影響不大，如果再

增加其夾角，性能變壞。

半螺旋形狀吸水室從0°(隔舌)起，順時(shí)針轉(zhuǎn)到360°各處的速度變化情況，由圖可 見，軸面速度um從0°到180°(8斷面)基本是均勻的;從180°到360°因液體從吸水室直接進(jìn)入葉輪，所以um值較大，但還是比較均勻的。液體旋轉(zhuǎn)速度、。在階舌處受到阻擋，其值等于0從0°到180°因隔舌的影響um，逐漸增加，過180°之后，液體直接進(jìn)人葉輪，um逐漸減小，到270°之后，因液體的旋轉(zhuǎn)方向相反，出現(xiàn)反方向的um運(yùn)動(dòng)?？梢妘m是不均勻的，盡管這樣，由于平螺旋形吸水室有穩(wěn)定液流的隔舌，并能造成一定的環(huán)量， 如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，水力性能并不次于直錐形吸水室。

葉輪和壓水室的匹配對泵性能的影響

(1)喉部面積對泵特性的影響

設(shè)任意形狀的渦室(圖9-5)喉部(近似為第8斷面)的平均流速u3，按自由旋渦理論(uur一const)可以寫成

葉輪和壓水室對泵性能的影響-

  如果渦室寬度B和r無現(xiàn)成的解析關(guān)系，可以利用圖解積分近似求解.當(dāng)斷面為方形時(shí)，則直接積分，因r2和r3相差不大，假設(shè)r3= r2，則

葉輪和壓水室對泵性能的影響

  對于導(dǎo)葉，設(shè)導(dǎo)葉喉部面積F3=a3b3，近似寫成r3=r2，則有

葉輪和壓水室對泵性能的影響-

  將式(9一2)的uu2代入基本方程 葉輪和壓水室對泵性能的影響

  為直接說明渦室兒何參數(shù)對泵特性的影響，進(jìn)一步簡化，設(shè)液體通過喉部的平均流速u3為

葉輪和壓水室對泵性能的影響-

  式中F3一一喉部面積;

   zd-—導(dǎo)葉葉片數(shù)，對渦室，zd=1

葉輪和壓水室對泵性能的影響

  式中r3一喉部中心到軸中心的距離。

  對于既定的泵，r3 ,F3,Zd為定值，上式寫成

葉輪和壓水室對泵性能的影響-

  改變F3,r3時(shí)，壓水室特性(理論揚(yáng)程H)的變化，如圖9--73所示。、