水泵及水泵站课件 合肥工业大学土木与水利学院
Mo=
dL dt
2，外力矩M与功率N之间的关系： ? ∵W=F·S或dW=F·dS=F·Rdθ ? 而:M=F·R, ∴ dW=M·dθ
N=
dW dt
= M d θ dt
= M·ω
3，叶轮中液体的动量矩与功率： 首先用叶轮中的一个流槽来分析：
设在t=t0时刻，叶轮某一流槽中的液流处于abcd位置，经过一个很短的时间dt后，该部分液流的位置发生了变化，移动到了efgh处。 在t=t0时，该部分液体质点所具有的动量矩为Labcd 在t=t0+dt时，该部分液体质点所具有的动量矩为Lefgh 则：dL= Lefgh –Labcd =Lefab-Lghcd
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而：Lefab=dm·C2×R2=dm·C2·R2·cosа2 =dm·C2u·R2
Lghcd= dm·C1×R1=dm·C1·R1·cosа1 =dm·C1u·R1
则：dL= Lefab-Lghcd= dm·C2u·R2- dm·C1u·R1 =dm(C2u·R2- C1u·R1)
把整个叶轮的所有流槽的相加起来就得到整个叶轮在dt时间后的动量矩变化：
∑dL= ∑dm(C2u·R2- C1u·R1) 等式两边同除以dt:
∑dL dt
=
=
∑dm dt
(C2u·R2- C1u·R1)
ρ∑dV (C·R1) 2uR2- C1u·
dt
=ρQT(C2u·R2- C1u·R1)
按动量矩定理，动量矩对时间的导数等于所有外力所做的功： 即： M=ρQT(C2u·R2- C1u·R1) 等式两边再同乘以角速度ω可以得到：
Mω==ρQT(C2u·R2- C1u·R1)ω=Nh 而：
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N h ? ? QTHT
代入化简后得到：
1HT??u2C2u?u1C1u?g其中，QT为叶轮的理论流量 HT为叶轮的理论扬程
该式即是叶片泵的基本议程式。该式表明叶片泵的理论扬程只与叶轮出口处以及叶轮进口处的速度矢量有关，而与液体的种类无关
2.4.3基本方程式的讨论
（1）为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，离心泵在设计时常取α＝ 90°，既Ｃ１u=0 则此时有：
１
HTu2C2u?g表明离心泵的理论扬程只与叶轮出口处的速度矢量有关。 （2）由于
n?D2u2?60 则增加转速(n)相加大轮径(D2)，可以u2增大，从而提高水泵的扬程。 (3)离心泵的理论扬程与液体的容重无关
但当输送不同容重的液体时，水泵的扬程相同,但水泵所消耗的功率将是不同的。
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2.4.4基本方程式的修正 恒定流假设： 基本满足。
均匀流假设：由于存在“反旋现象”，流速分布不均，须进行修正：
HTHT'?1?p理想液体假设：对于实际液体，由于有内摩阻，存在水力损失：
HTH??hHT'??h1?pηh——水力效率; p——修正系数。
§ 2.5 离心泵装置的总扬
2.5.1离心泵装置 水泵装置如图所示： 包括有： 吸水管路系统 水泵
动力设备及传动设备 出水管路系统
吸水管路（进水管路）与出水管路由 管道与管道附件（阀门、弯头、管道 渐缩管、渐放管等）组成。
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水泵装置也称抽水装置。
水泵的装置效率是指整个抽水装置的效率,由水泵效率、动力机效率、传动效率、管路效率等组成。
装置效率反映了整个抽水系统对能量的利用程度，是最值得关注的。
2.5.2 水泵装置的总扬程
在后面的讨论学习中会经常用到一些压力或者压强的概念。和大家一起复习一下：
1， 绝对压强（力）：以没有气体存在的绝对真空状态作为压力零点 2， 相对压强（力）：以一个工程大气压力为压力零点 3， 1工程大气压力=1kg/cm2=9.8N/cm2=10mH2O 4， 1标准大气压力=1.033kg/cm2=10.33mH2O
5， 真空：当某处的绝对压力小于一个大气压力时，即认为该处存
在真空。真空值Pv=Pa - P 真空度=Pv/Pa*100% （1）总扬程的表达式一
设水泵进口断面1-1的断面比能为E1 水泵出口断面2-2的断面比能为E2 则水泵的扬程： H=E2-E1 即： 也即：
2v2p1v12H?z2???(z1??)?2g?2gp2H?(z2?z1)?p2?p120
?2v2?v12?2g