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轴轴 流流 泵泵目目 录录n泵的分类泵的分类 n比转数与泵的类型及特性比转数与泵的类型及特性 n轴流泵的工作原理轴流泵的工作原理 n混流泵、轴流泵的特性及结构混流泵、轴流泵的特性及结构 n轴流泵的构造轴流泵的构造n潜水电机的保护潜水电机的保护一一 泵的分类泵的分类 泵的种类很多，按其作用原理可分为如下三大类：泵的种类很多，按其作用原理可分为如下三大类：叶片式泵 离心泵 单级（单吸、双吸、自吸、非自吸）多级（节段式、涡壳式）混流泵 涡壳泵、导叶式（固定叶片、可调叶片）轴流泵 固定叶片、可调叶片 容积式泵 往复泵（活塞式、柱塞式）蒸汽双作用（单缸、双缸）电动往复式 单作用、双作用（单缸、多缸）转子泵 螺杆式（单、双、三螺杆）；齿轮式（内啮合、外啮合）环流活塞式（内环流、外环流）；滑片式；凸轮式；轴向柱塞式；径向柱塞式 其他类型泵 射流泵；气体扬水泵；电磁泵；水轮泵等 二二 比转数与泵的类型及特性比转数与泵的类型及特性1.1.比转数比转数 泵的相似定律建立了几何相似的泵，在相似工况下，性能之泵的相似定律建立了几何相似的泵，在相似工况下，性能之间的关系。也就是说，如果泵性能参数之间存在着上述关系，泵间的关系。也就是说，如果泵性能参数之间存在着上述关系，泵是几何相似和运动相似的。但是用相似定律来判别泵是否几何是几何相似和运动相似的。但是用相似定律来判别泵是否几何相似和运动相似，既不方便，也不直观。相似和运动相似，既不方便，也不直观。在相似定律的基础上，可以推出对一系列几何相似的泵，性在相似定律的基础上，可以推出对一系列几何相似的泵，性能之间的综合数据。如果各泵的这个数据相等，则这些泵是几何能之间的综合数据。如果各泵的这个数据相等，则这些泵是几何相似和运动相似的，可以用相似定律换算性能之间的关系。这个相似和运动相似的，可以用相似定律换算性能之间的关系。这个综合数据就是比转数，也称比转速或简称比速，用综合数据就是比转数，也称比转速或简称比速，用n ns s表示。表示。n ns s=3.65nQ=3.65nQ1/21/2/H/H3/43/4我国规定计算我国规定计算n ns s的单位是：的单位是：Q Qm m3 3/s/s（对双吸泵取（对双吸泵取Q/2Q/2）；）；H Hm m（对双吸泵取单级扬程）；（对双吸泵取单级扬程）；n nr/minr/min。二二 比转数与泵的类型及特性比转数与泵的类型及特性2.2.关于比转数的说明关于比转数的说明 同同一一台台泵泵在在不不同同工工况况下下具具有有不不同同的的n ns s值值，作作为为相相似似准准则则的的n ns s是是指对应最高效率点工况下的值。指对应最高效率点工况下的值。比比转转数数是是根根据据相相似似理理论论推推得得的的，可可以以作作为为相相似似判判据据，即即是是说说几几何何相相似似的的泵泵在在相相似似的的工工况况下下n ns s值值相相等等。反反之之，一一般般说说来来n ns s值值相相等等的的泵泵，是是几几何何相相似似和和运运动动相相似似的的。但但不不能能说说n ns s相相等等的的泵泵就就一一定定几几何何形形状状相相似似。这这是是因因为为构构成成泵泵几几何何形形状状的的参参数数很很多多，譬譬如如说说同同是是n ns s=500=500的的泵泵可可以以做做成成轴轴流流式式的的，也也可可以以作作成成斜斜流流式式的的；同同是是n ns s=400=400的的泵泵可可以以作作成成涡涡壳壳式式，也也可可以以作作成成导导叶叶式式的的。同同一一低低比比转转数数泵泵叶叶轮轮可可以以用用6 6枚枚叶叶片片，也也可可以以用用7 7枚枚叶叶片片。上上述述这这些些几几何何不不相相似似的的泵泵，n ns s可可能能相相等等。但但是是对对于于同同一一种种形形式式泵泵而而言言，n ns s相相等等时时，要要想想使使泵泵的的性性能能好好，即即几几何何形形状状符符合合客客观观的的流流动动规规律律，其其几几何何形状相差不会很大，所以，一般说来是几何相似的。形状相差不会很大，所以，一般说来是几何相似的。二二 比转数与泵的类型及特性比转数与泵的类型及特性 比转数的因次是（比转数的因次是（m/sm/s2 2）3/43/4。比转数虽然是有因次数，但不影。比转数虽然是有因次数，但不影 响它作为相似判据的实质意义。对于几何相似的泵，在相似工响它作为相似判据的实质意义。对于几何相似的泵，在相似工 况下，用统一单位计算的况下，用统一单位计算的n ns s相等相等。3.3.比转数与叶轮形状和性能曲线形状的关系比转数与叶轮形状和性能曲线形状的关系(如下图如下图)对于图表的说明：对于图表的说明：.按按比比转转数数从从小小到到大大，泵泵分分为为离离心心泵泵、混混流流泵泵和和轴轴流流泵泵。低低比比转转数数泵泵意意味着高扬程小流量，高比转数泵意味着低扬程大流量。味着高扬程小流量，高比转数泵意味着低扬程大流量。低低比比转转数数叶叶轮轮窄窄而而长长，高高比比转转数数叶叶轮轮宽宽而而短短，D2/DjD2/Dj比比值值随随nsns增增加加而而减减小小。低低比比转转数数泵泵通通常常采采用用圆圆柱柱形形叶叶片片，高高比比转转数数叶叶轮轮进进口口边边宽宽，假假设设轴轴面面速速度度沿沿进进口口均均匀匀分分布布，因因进进口口边边各各点点的的u u值值不不同同，则则进进口口液液流流角角 1 1不同，为符合这种流动情况，应当作成扭曲叶片。不同，为符合这种流动情况，应当作成扭曲叶片。低低比比转转数数泵泵容容易易出出现现驼驼峰峰。这这是是因因为为一一方方面面低低比比转转数数泵泵内内流流速速高高，冲冲击击损损失失值值大大。另另一一方方面面，低低比比转转数数泵泵为为了了减减少少圆圆盘盘摩摩擦擦损损失失多多采采用用较较大大的的22角角以以减减小小外外径径D2D2（圆圆盘盘摩摩擦擦损损失失和和外外径径的的5 5次次方方成成正正比比），22角角大大，理理论论扬扬程程流流量量曲曲线线平平。高高比比转转数数混混流流泵泵和和轴轴流流泵泵，关关死死扬扬程程高高，且且在在曲曲线上出现拐点，其原因比较复杂，留在轴流泵章节中介绍。线上出现拐点，其原因比较复杂，留在轴流泵章节中介绍。二二 比转数与泵的类型及特性比转数与泵的类型及特性泵的类型 离心泵混流泵 轴流泵 低比转数 中比转数 高比转数 比转速ns 30ns80 80ns150 150ns300 300ns500 500ns1500 叶轮形状 尺寸比D2/Dj 3 2.3 1.81.4 1.21.1 1 叶片形状 圆柱形叶片 入口处扭曲 出口处圆柱形 扭曲叶片 扭曲叶片 轴流泵翼形 性能曲线形状 三三 轴流泵工作原理轴流泵工作原理 图图1(a)1(a)、（、（b b）分别为）分别为轴流泵外形和抽水原理示意轴流泵外形和抽水原理示意图，在叶轮上安装着图，在叶轮上安装着4 46 6个个扭曲形叶片，扭曲形叶片，叶轮上部装叶轮上部装有固定不动的导轮，其上有有固定不动的导轮，其上有导水叶片；下方为进水喇叭导水叶片；下方为进水喇叭管。当叶轮旋转时，水获得管。当叶轮旋转时，水获得能量经导水叶片流出。这种能量经导水叶片流出。这种泵由于水流进叶轮和流出导泵由于水流进叶轮和流出导叶都是沿轴向的，故称轴流叶都是沿轴向的，故称轴流泵。泵。三三 轴流泵工作原理轴流泵工作原理 轴流泵工作原理和离心泵不同，它是靠倾斜的翼形叶片所产生轴流泵工作原理和离心泵不同，它是靠倾斜的翼形叶片所产生的推力而扬水的。根据机翼理论，当翼形叶片为对称，同时其对称的推力而扬水的。根据机翼理论，当翼形叶片为对称，同时其对称轴和气流轴和气流v v的方向一致时的方向一致时 图图1-21-2（a a），它所受的力和气流方向相，它所受的力和气流方向相同，称之为阻力。但当其对称轴不在气流方向而成一角度同，称之为阻力。但当其对称轴不在气流方向而成一角度（称冲（称冲角），见图角），见图1-21-2（b b）或叶片形状不对称时）或叶片形状不对称时 图图1-21-2（c c），它所受的，它所受的力一般不在气流方向上而成某一夹角，它可分为两个分力。与气流力一般不在气流方向上而成某一夹角，它可分为两个分力。与气流方向一致的分力称阻力方向一致的分力称阻力D D；与气流方向垂直的分力称升力；与气流方向垂直的分力称升力L L。飞机飞。飞机飞行时，升力支持飞机的重量，阻力对飞行起阻碍作用，需要由螺旋行时，升力支持飞机的重量，阻力对飞行起阻碍作用，需要由螺旋桨产生的推力或喷出气体的反冲力加以克服，因此设计翼形时应尽桨产生的推力或喷出气体的反冲力加以克服，因此设计翼形时应尽力增大升力而减小阻力。力增大升力而减小阻力。升力的形成一方面由于倾斜叶片迫使流体改变方向，流体对叶升力的形成一方面由于倾斜叶片迫使流体改变方向，流体对叶片有一作用力；另一方面，片有一作用力；另一方面，当假设为等速平流的流体靠近叶片时，当假设为等速平流的流体靠近叶片时，由于叶形为上面的曲度大于下面，见图由于叶形为上面的曲度大于下面，见图1-21-2（c c），所以形成流线），所以形成流线三三 轴流泵工作原理轴流泵工作原理向上弯曲，导致叶片上面的流线间距缩小，下面流线间距增大，因向上弯曲，导致叶片上面的流线间距缩小，下面流线间距增大，因两流线间流量保持不变，则叶片上面流体流速大于下面，根据伯诺两流线间流量保持不变，则叶片上面流体流速大于下面，根据伯诺里方程式知，机翼上表面所受压力小于下表面，因此其合力指向上里方程式知，机翼上表面所受压力小于下表面，因此其合力指向上方。很显然，如果流体为水且静止，而叶片以匀速运动，也同样会方。很显然，如果流体为水且静止，而叶片以匀速运动，也同样会产生向上的升力。产生向上的升力。三三 轴流泵工作原理轴流泵工作原理 因轴流泵叶片是转动的，水流在叶道中为相对运动。进入叶轮因轴流泵叶片是转动的，水流在叶道中为相对运动。进入叶轮的速度的速度1 1和流出叶轮的速度和流出叶轮的速度 2 2（相对流速）不仅数值不等，而且（相对流速）不仅数值不等，而且方向也不同，如图方向也不同，如图1-31-3（a a）所示。我们取）所示。我们取1 1和和2 2 向量的平均值向量的平均值做为叶轮中水流的方向做为叶轮中水流的方向 图图1-31-3（b b），于是根据上述机翼绕流理论，于是根据上述机翼绕流理论，水流作用在叶片上的合力水流作用在叶片上的合力R R在在方向的分力为阻力方向的分力为阻力D D，在垂直，在垂直方方向的分力为升力向的分力为升力L L，根据叶栅理论可用下式表之，根据叶栅理论可用下式表之 D DC Cx xA2/2A2/2 L LC Cy yA2/2A2/2式中式中Cx,CyCx,Cy分别为阻力系数和升力系数分别为阻力系数和升力系数,当叶片一定时当叶片一定时,主要和冲角有关；主要和冲角有关；A A 叶片的平面投影面积叶片的平面投影面积;水的密度。水的密度。三三 轴流泵工作原理轴流泵工作原理 根据作用力等于反作用原理，轴流泵叶片给流经其上的水一个根据作用力等于反作用原理，轴流泵叶片给流经其上的水一个大小相等、方向相反的作用力大小相等、方向相反的作用力RR图图1-31-3（c c）,即即RRR R，RR在圆周在圆周方向的分力方向的分力R uR u是使水在叶轮中绕轴旋转的力，是使水在叶轮中绕轴旋转的力，而分力而分力R zR z则是使则是使水沿泵轴上升的推力。水沿泵轴上升的推力。四四 混流混流泵泵、轴轴流流泵泵的特性及的特性及结结构构 混流泵从外形、结构上介于离心泵和轴流泵之间。混流泵从外形、结构上介于离心泵和轴流泵之间。混流泵内液体混流泵内液体流动时斜向流出叶轮，即液体的流动方向相对叶轮既有径向速度，流动时斜向流出叶轮，即液体的流动方向相对叶轮既有径向速度，也有轴向速度。也有轴向速度。混流泵的性能与和离心泵比较，扬程低一些，而流混流泵的性能与和离心泵比较，扬程低一些，而流量大一些；与轴流泵比较，扬程高一些，流量小一些。混流泵的性量大一些；与轴流泵比较，扬程高一些，流量小一些。混流泵的性能曲线形状也是介于离心泵和轴流泵之间，对于高扬程混流泵，其能曲线形状也是介于离心泵和轴流泵之间，对于高扬程混流泵，其流量与扬程、流量与功率的相互关系变化规律接近于离心泵，在使流量与扬程、流量与功率的相互关系变化规律接近于离心泵，在使用上，可采用关闭阀门启动。对于低扬程混流泵，性能参数之间的用上，可采用关闭阀门启动。对于低扬程混流泵，性能参数之间的变化规律接近于轴流泵，在使用上不宜采用关阀启动，而应该开阀变化规律接近于轴流泵，在使用上不宜采用关阀启动，而应该开阀启动，这时功率比较小，电动机不容易被烧毁。启动，这时功率比较小，电动机不容易被烧毁。混流泵按其结构型式可分为蜗壳式和导叶式两种。蜗壳式混流泵混流泵按其结构型式可分为蜗壳式和导叶式两种。蜗壳式混流泵有卧式和立式两种，目前生产和使用比较广泛的是卧式，立式多用有卧式和立式两种，目前生产和使用比较广泛的是卧式，立式多用于大型泵。蜗壳式混流泵的结构与单级单吸离心泵相似。导叶式混于大型泵。蜗壳式混流泵的结构与单级单吸离心泵相似。导叶式混流泵的外形和结构与轴流泵相近，分卧式和立式两种。流泵的外形和结构与轴流泵相近，分卧式和立式两种。四四 混流混流泵泵、轴轴流流泵泵的特性及的特性及结结构构 图示为单级、单吸、蜗壳图示为单级、单吸、蜗壳混流泵，适用于输送清水或物混流泵，适用于输送清水或物理及化学性质类似于水的其他理及化学性质类似于水的其他液体（包括轻度污水）。被输液体（包括轻度污水）。被输送介质温度不超过送介质温度不超过5050，用于，用于农田排灌、市政工程、工业过农田排灌、市政工程、工业过程水处理、电厂输送循环水、程水处理、电厂输送循环水、城市给排水等多种领域。城市给排水等多种领域。导叶式潜水混流式泵，适导叶式潜水混流式泵，适用于抽送清水或轻度污水，输用于抽送清水或轻度污水，输送介质温度不超过送介质温度不超过5050。机泵一体的结构，可潜入水中运行，故可。机泵一体的结构，可潜入水中运行，故可用于水位变化大，扬程较高的工况，适用于城市排水、市政建设、用于水位变化大，扬程较高的工况，适用于城市排水、市政建设、工矿、船坞升降水位以及水位涨落大的江湖地区农田排灌之用。工矿、船坞升降水位以及水位涨落大的江湖地区农田排灌之用。五五 轴流泵的构造轴流泵的构造 轴流泵就叶片固定方式和调节方法可分为固定式、半调节式和轴流泵就叶片固定方式和调节方法可分为固定式、半调节式和全调节式。图全调节式。图1-241-24为半调节式立式轴流泵结构图，它由叶轮，进水为半调节式立式轴流泵结构图，它由叶轮，进水喇叭管，导水叶片、出水弯管和轴密封机构等主要部件组成。导水喇叭管，导水叶片、出水弯管和轴密封机构等主要部件组成。导水叶片间的流道呈扩散形，使从叶轮流出的水由斜向导为轴向流入出叶片间的流道呈扩散形，使从叶轮流出的水由斜向导为轴向流入出水弯管。这样一方面消除水旋转所产生的能量损失，同时也将水流水弯管。这样一方面消除水旋转所产生的能量损失，同时也将水流的一部分动能转换为压能，从而提高了水泵的效率。为防止运行时的一部分动能转换为压能，从而提高了水泵的效率。为防止运行时泵轴的摆动，一般在轴的上、下端设置两个导（向）轴承。其材质泵轴的摆动，一般在轴的上、下端设置两个导（向）轴承。其材质多采用水润滑的橡胶或尼龙制成，当泵抽取混水时，为防止泥沙对多采用水润滑的橡胶或尼龙制成，当泵抽取混水时，为防止泥沙对轴承和轴的磨损，应由专门的清水系统进行润滑，以延长其使用寿轴承和轴的磨损，应由专门的清水系统进行润滑，以延长其使用寿命。叶轮上的叶片可根据所需流量和扬程大小调节其安放的角度，命。叶轮上的叶片可根据所需流量和扬程大小调节其安放的角度，当需要调节时，将固定于轮毂上的叶片调节螺母松脱，转动叶片到当需要调节时，将固定于轮毂上的叶片调节螺母松脱，转动叶片到所需倾角即可。所需倾角即可。五五 轴流泵的构造轴流泵的构造 全调节式叶轮是通过一套油压调全调节式叶轮是通过一套油压调节机构来改变叶片的安装角，不需停节机构来改变叶片的安装角，不需停机即可进行，机构较复杂，多用于大机即可进行，机构较复杂，多用于大型轴流泵站中。型轴流泵站中。固定式叶轮轴流泵是一种小型轴固定式叶轮轴流泵是一种小型轴流泵（叶轮直径一般在流泵（叶轮直径一般在250mm250mm以下），以下），叶片和轮毂浇铸为一整体，其结构简叶片和轮毂浇铸为一整体，其结构简单，扬程低（单，扬程低（2 25m5m）,流量较小（流量较小（100100600m600m3 3/h/h），适用于河、渠两岸），适用于河、渠两岸平坦地形的小型提水灌溉和排水。平坦地形的小型提水灌溉和排水。潜水电机的保护潜水电机的保护潜水电机的保护一般是由电泵内部传感器来协调完成的，下面就是潜水电机的保护一般是由电泵内部传感器来协调完成的，下面就是潜水电泵内部传感器的功能表潜水电泵内部传感器的功能表。控制电缆芯线编号 1-8 2-8 3-8 5-8 6-7 传感器名称 绕组温度测温元件 接线盒内漏水电极 电机内漏水电极 油室内漏水电极 轴承温度传感器 正常状态电阻值 0 断开 断开 33K 正向80K反向 功能 定子线圈超温保护温度高于135动作后4K 接线盒发生泄漏电阻R0 电机内腔发生0泄漏电阻R 水进入油中达10，油水混合液阻值33K 集成块测温元件ADM-590 传出成正比的毫安级电量信号 谢谢谢谢观观 看看