離心泵的基本方程式
時間：2012/10/8 來源：浙江揚子江泵業有限公司
離心泵基本方程式從理論上表達了泵的壓頭與其結構、尺寸、轉速及流量等因素之間的關系，它是用于計算離心泵理論壓頭的基本公式。
離心泵的理論壓頭是指在理想情況下離心泵可能達到的大壓頭。所謂理想情況是：1、葉輪為具有無限多葉片的理想葉輪，因此液體質點將完全沿著葉片表面流動，不發生任何環流現象；2、被輸送的液體是理想液體，因此無粘性的液體在葉輪內流動時不存在流動阻力。這樣，離心泵的理論壓頭就是具有無限多葉片的離心泵對單位重量理想液體所提供的能量。
液體通過葉輪的流動 基本方程式的推導 基本方程式的討論
液體通過葉輪的流動
液體質點沿著軸向以絕對速度C進入葉輪，在出口處進行分解得：圓周速度為U2，相對速度W2，兩者的合速度即為液體在葉輪出口處的絕對速度C2。
由三個速度所組成的矢量圖，稱為速度三角形。根據速度三角形可確定各速度間的數量關系。由余弦定律得知：
w12=c12+u12-2c1u1cosα1 （2—1）
w22=c22+u22-2c2u2cosα2 （2—1a）
離心泵基本方程式可由離心力作功推導，也可根據動量理論求得。
△M=QTρ（c2R2cosα2-c1R1cosα1）
ω△M=HT∞QTρg
★∴HT∞ =（u2c2cosα2-u1c1cosα1）/g (2—5)
此式即為離心泵基本方程。在離心泵設計中，使α1=900，則cosα1=0，可提高理論壓頭。
將（2-5）作進一步的變換可以說明離心泵的工作原理，（2-1，2-1a）代入（2-5）：
★HT∞ =（u22-u12）/2g+（w12-w22）/2g+（c22-c12）/2g (2—5)
（u22-u12）/2g——液體隨葉輪旋轉增加的靜壓頭；
（w12-w22）/2g——流道擴大，絕對速度轉換的靜壓頭；
（c22-c12）/2g——動壓頭（有部分在泵殼轉為靜壓頭）。
理論流量可表示為在葉輪出口處的液體徑向速度和葉片末端圓周出口面積之乘積，即QT=cr2πD2b2 （2—6）
由出口的速度三角形：
（cu2=）c2cosα2=u2-cr2ctgβ2
再由HT∞ =（u2c2cosα2-u1c1cosα1）/g 
提高理論壓頭：
HT∞ =（u2c2cosα2）/g （α1=90o）
合并以上三式得：
其中：u2=πD2n/60
上式表示離心泵的理論壓頭HT與理論流量QT、葉輪的轉速n和直徑D2、葉片的幾何形狀之間的關系。下面分別討論各項影響因素。
1、葉輪的轉速和直徑
當QT、β2、b2、一定時，n↑D2↑ 則：HT∞↑
2、葉片的幾何形狀
根據流動角β2的大小，可將葉片形狀分為后彎、徑向和前彎葉片
三種：
|
葉片 |
條件 | 形狀 |
備注 |
| 前彎葉片 | β2>900 ctgβ2<0 HT∞>(u2)2/g |
 |
產生的理論壓頭大 |
| 徑向葉片 | β2=900 ctgβ2=0 HT∞=(u2)2/g |
 |
|
| 后彎葉片 | β2<900 ctgβ2>0 HT∞<(u2)2/g |
 |
實際上離心泵多采用的一種葉片 |
左圖為不同β2下靜壓頭Hp和動壓頭Hc的比例關系。
其中后彎葉片產生的靜能/動能比大，能損小。
所以，為提高離心泵的經濟指標，通常離心泵采用后彎葉片
3、理論流量
若離心泵的幾何尺寸（D2、b2、β2）和轉速（n）一定，則：
上圖表示了HT∞與QT的線性關系，斜率隨著β2變，后彎葉片的HT∞--QT的關系曲線稱為離心泵的“理論特性曲線”。
實際生產中，A、葉片時有限的，液體流動時會產生與流動方向不一致的“軸向渦流”→H↓；B、實際流體與葉輪、泵殼等流道上的元件間不可避免的能量損失→H↓；C、泵內各種泄漏損失：高壓液體的部分回流、平衡孔的回流液、軸封處的泄漏→Q↓。
于是，離心泵的H--Q線常須通過實驗來測定。
還應指出，離心泵的壓頭H與所輸送液體的密度ρ無關，但泵出口處液體的壓強與密度ρ成正比。為了清楚地了解離心泵的工作情況，往往在泵的吸入口附近安裝一個真空表（有時為壓力表）；在排出管的調節閥前安裝一個壓力表。當調節流量是，測壓表的指針隨之變化。
感謝您訪問我們揚子江泵業的網站www.yzddyq.cn，如有任何水泵疑問我們一定會盡心盡力為您提供優質的服務。
- 下一篇：噴淋泵的工作原理
- 上一篇：單相潛水泵特點及用途
