叶片泵与风机原理复习参考
C?5.62nq/4NPSH3r
可知、转速n和汽蚀基本参数NPSH r及C有确定的关系。如得不到满足，将发生汽蚀。
对既定的泵汽蚀比转数C值为定值，转速增加、流量增加、则NPSH r增加。当该值大于装置汽蚀余量NPSHa时，泵将发生汽蚀。可见。对于既定的泵，转速越低越不容易发生汽蚀。
按汽蚀条件确定泵转速的方法是：选择C(或σ)，给定装置汽蚀余量NPSHa或根据给定的装置条件计算NPSHa。根据NPSHa，按NPSHc n?/4C?NPSH3r5.62nq 12.2 计算比转数ns，确定泵的水力方案 在确定比转数时应考虑下列国素： (1) ns＝120~210区间内，泵的效率最高，ns<60时的泵效率显著下降； (2)采用单级叶轮，ns过大时可考虑改为双吸式； (3)泵特性曲线的形状也和ns大小有关； (4)比转数ns和泵的级数有关，级数越多，ns越大。卧式泵一般不超过10级，深井泵和潜水泵级数多达几十至几百级。 13. 基于一元理论的轴面投影图的绘制 叶轮各部的尺寸确定之后，可画出叶轮轴面投影图。画图时，最好选择ns相近，性能良好的叶轮图作为参考，考虑设计泵的具体情况加以改进。轴面投影图的形状十分关键，应经过反复修改，力求光滑通畅。同时应考虑到：1)前后盖板出口保持一段平行或对称变化：2)流道弯曲不应过急，在轴向结构允许的条件下，以采用较大的曲率半径为宜。 13.1 检查轴面流道过水断面变化情况 画好轴面投影图之后，应检查流道的过水断面变化情况(图7一l 2)。图中的曲线AEB和各轴面流线相垂直，是过水断面形成线，其作法如下：在轴面投影图内，作两流线的内切圆，切点为A、B。将A、B与圆心O连成三角形AOB。把三角形高OD分为OE、EC、CD三等分。过E点且和轴面流线相垂直的曲线AEB是过水断面的形成线。其长度b用软尺量得，也可近似按下式计算 b?式中 s ——内切圆弦AB长度； 2(s?p) 3 31 叶片泵与风机原理复习参考 p——内切圆半径。 过水断面形成线的重心近似认为和三角形AOB的重心重合(C点), 重心半径为Rc。因为轴面液流过水断面必须与轴面流线垂直，液体从叶轮四周流出，所以轴面液流的过水断面是以过水断面形成线为母线绕轴线旋转一用所形成的抛物面。其面积按下式计算 F?2?Rcb 值得说明的是，所得面积是形成线上各点轴面液流的过水断面积，面不是重心或圆心处的面积。形成线在有的情况下是直线，这时b是直线长度，Rc是圆心点的半径。如低比转数泵叶轮出口的过水断面为F?2?R2b2。 沿流道求出—系列过水断面积之后，便可作出过水断面积沿流道中线(内切圆圆心的连线)的变化曲线，该曲线应当是平直或光滑的线。考虑汽蚀性能，一般是进口部分凸起的曲线。曲线形状不良，应修改轴面投影形状，直到满足要求为止。 14. 轴向力产生的原因，平衡方法（平衡盘平衡轴向力的原理） 14.1产生轴向力的原因及计算方法 泵在运转中，转子上作用着轴向力，该力将拉动转子轴向移动。因此，必须设法消除或 平衡此轴向力，方能使泵正常工作。泵转子上作用的轴向力，由下列各分力组成： 1．叶轮前、后盖板不对称产生的轴向力，此力指向叶轮吸入口方向，用A1表示； 2．动反力，此力指向叶轮后面，用A2表示； 3．轴台、轴端等结构因素引起的轴向力，其方向视具体情况而定，用4．转子重量引起的轴向力，与转子的布置方式有关，用A4表示； 5．影响轴向力的其它因素。 A3表示； 14.2 平衡方法参看教科书P43-P44 15. 吸水室、压水室作用，类型及特点 32 叶片泵与风机原理复习参考 这部分参看教科书P36-P40 16. 填料、机械密封原理及特性（可参看教科书P41-P42） 16.1 填料密封 填料密封是把软填料塞入填料函内，用压盖压紧、靠轴或轴套外表面与填料内表面的柱面来密封。 16.2 机械密封 一、机械密封的原理及分类 1．机械密封的原理 机械密封是靠一对相对运动的环的端面A(一个固定、另一个与轴一起旋转，见图9—2)互相贴合形成的微小轴向间隙起密封作用，这种装置称为机械密封。 机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中液体的压力和压紧元件的压力使动环端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。 压紧元件产生的压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙B、静环与压盖的间隙C的作用。同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。缓冲在机械密封中是不可忽略的因素，因为轴上受有残余轴向力、径向力及其它外力，而产生径向振动和轴向窜动，密封元件对此起弹性缓冲作用，从而保护了两端面的良好接触。 2．机械密封的优缺点 机械密封的优缺点，见表9—9。 表9—9 机械密封的优缺点 种类 项目 泄漏量 极少 寿命 长 几乎不漏,一般泄漏量为0.01～10(ml/h) 一般能连续运转1～2年，或更长时间 轴的磨损 几乎没有 调正 不要 自动进行调整，便于自动化运转 要 需经常压紧填料压盖，否则泄 漏量增大 功率损失 小 摩擦面积小，摩擦系数亦小，功率损失的为填料密封的耐振性 好 11~。 310机械密封 优点 多 填料密封 缺点 一般泄漏量为300~1200(ml/h) 短 要定期更换填料和轴（轴套） 轴（或轴套）局部（动环密封圈处）有轻微磨损 有 轴（轴套）有磨损 大 填料与轴的摩擦面积大，摩 擦系数亦大，功率损失大。 坏 在一般泵中，径向跳动大于0.07~0.08(mm)时，泄漏 33 叶片泵与风机原理复习参考 增加 装置长度 适用范围 短 广 不需要调整空间 目前已达到 转数（n）17000(r/min) 温度（t）?190~?430(?C) 压力（p）300(kg/cm) 轴径（d）270（mm） pv值：2000（kg.m/cm.s） 22长 窄 需要调整空间 pv≤2300~1000(kg.m/cm.s) 为减小泄漏，要尽量减小pv值 结构 复杂 安装 稍难 更换 不方便 缺点 零件多，要求精度高 简单 优点 零件少，要求精度低。 容易 需要拆开一部分或全部机器 方便 不需拆开机器 17. 翼型参数，升力、阻力系数，圆柱层无关性假设分析 17.1 翼型及其特性 1．翼型几何参数(图10—12) 骨线——翼型上下两边中点的连线；翼弦——通过翼型后端点D和冀型中线与前端的 图10—12 翼型几何参数 图10—13 绕流液体对翼型的作用力 图10—11 平板直列叶栅的修正系数 交点C的连线，l称为弦长；厚度——在垂直弦线方向翼型上下边间的距离，用?表示；相对厚度——厚度和弦长之比，用表示???l，其中的?通常指最大厚度；拱度——翼型骨 h表示，其中的h通l常指最大相对拱度；空气动力冲角——绕流翼型不产生环量的来流方向与弦间的夹角，用i表示；冲角——无穷远来流(未受翼型扰动)方向与弦间的夹角，用??表示；曲率角——翼型末端中线的切线与弦线间的夹角，用?表示。 线与弦线间的炬离，用h表示；相对拱度——拱度与弦长之比，用h? 34 叶片泵与风机原理复习参考 2．翼型动力特性 当实际液体绕流单翼时，在翼型上产生作用力R(图10—13)，将该力分解为两个互相垂直的力： Py——升力(垂直于来流方向) Px——阻力(平行于来流方向) 升力和阻力可分别用下式计算 22v?v?F Px?Cx1?F Py?Cy1?（1022—8） 式中 v?——无穷远来流速度(未受翼型影响的速度)； ?——绕流翼型液体的密度； ； F——机翼的最大投影面积（弦长与机翼宽度的乘积） Cy1——单翼的升力系数； Cx1——单翼的阻力系数。 Cx1、Cy1的大小和翼型几何参 数、来流的冲角及雷诺数有关。对 每一种翼型，这些系数值均可通过风洞试验确定，并将试验结果画成Cx1（Cy1）与冲角的关系曲线，称为翼型的动力特性曲线(图l0—l4a)。因此，每种翼型均带有本身的特性曲线。 有 时 将 Cy1?f(??)和 称Cx1?f(??)曲线综合为一条曲线，为翼型的极线图，曲线上的每一点注有 对应的冲角??，每种翼型也均有本身的极线图(图10—14b)。升力系数Cy1和阻力系数Cx1比值最大的区域称为最高质量区，设计时所选用的冲角,最好位于最高质量区，以提高泵的效率。台力与升力之间的夹角?(图10—13)称为升 图10—14 翼型的动力特性 a)翼型动力特性曲线 b)翼型极线图 35