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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吸水室的設計

     吸水室指泵進(jìn)口法蘭到葉輪進(jìn)口的過(guò)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。對于低揚程泵，損失的絕對位不大，但占揚程比例較大，因而對效率的影響、比高揚程泵相對要大得多。

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

下面簡(jiǎn)單介紹吸水室的設計。

(1）直錐形吸水室

直錐形吸水室見(jiàn)圖9-58 （a)，結構簡(jiǎn)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(chǎng)。由于結構限制，這種吸水室多用于單級懸臂式泵。

吸水室的設計

圖9一58 吸水室的形狀

吸水室進(jìn)口直徑Ds，通常取為

吸水室的設計

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)口法蘭處內徑，應采用標準直徑，通常吸人口的流速為3m/s左右。直錐形吸水室的長(cháng)度，視泵的總體結構而定，并無(wú)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，因結構簡(jiǎn)單對稱(chēng)，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(chēng)均勻的速度場(chǎng)。由圖可見(jiàn)，液體以突然擴大的形式進(jìn)人環(huán)形空間，之后又以突然收縮的形式轉為軸向進(jìn)人葉輪.液體在此過(guò)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。下半部液體從兩側向中間合攏，出現方向相反的旋轉運動(dòng)，因而速度是很不均勻的。

環(huán)形吸水室設計要點(diǎn):

1)環(huán)形吸水室的進(jìn)口，即是泵的進(jìn)口，吸水室進(jìn)口直徑應采用標準直徑;

2)環(huán)形吸水室的斷面，環(huán)形吸水室的0一0斷面，認為有一華流量流過(guò)，其他斷面的大小應和0-0斷面相同。具體結構形狀，根據泵的總體結構確定。

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，面積逐漸適當的減小，可作成介于環(huán)形和半螺旋之間的準螺旋形吸水室，準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。 

吸水室的設計

圖9一29）準螺旋型吸水室

(4)半螺旋形吸水室

鑒于液體流過(guò)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(chǎng)。

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(chǎng)各斷面的形狀和大小。平面圖的外形線(xiàn)是根據軸面圖外壁到軸線(xiàn)的跟離轉移到平面圖的相應射線(xiàn)上畫(huà)出來(lái)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(xiàn)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)針轉到360°各處的速度變化情況，由圖可 見(jiàn)，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(guò)180°之后，液體直接進(jìn)人葉輪，um逐漸減小，到270°之后，因液體的旋轉方向相反，出現反方向的um運動(dòng)?？梢?jiàn)um是不均勻的，盡管這樣，由于平螺旋形吸水室有穩定液流的隔舌，并能造成一定的環(huán)量， 如果設計得當，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

設任意形狀的渦室(圖9-5)喉部(近似為第8斷面)的平均流速u(mài)3，按自由旋渦理論(uur一const)可以寫(xiě)成

葉輪和壓水室對泵性能的影響-

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

葉輪和壓水室對泵性能的影響

  對于導葉，設導葉喉部面積F3=a3b3，近似寫(xiě)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(shuō)明渦室兒何參數對泵特性的影響，進(jìn)一步簡(jiǎn)化，設液體通過(guò)喉部的平均流速u(mài)3為

葉輪和壓水室對泵性能的影響-

  式中F3一一喉部面積;

   zd-—導葉葉片數，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(xiě)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(理論揚程H)的變化，如圖9--73所示。、