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

     吸水室指泵進口法蘭到葉輪進口的過流部分。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.是吸水室中的流動狀態，直接影響葉輪中的流動情況，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:保證葉輪進口有要求的速度場，如速度分布均勻，大小適當，方向(環量)符合要求，水力損失最小。

下面簡單介紹吸水室的設計。

(1）直錐形吸水室

直錐形吸水室見圖9-58 （a)，結構簡單，性能優良。其中液體在直錐形收縮管中流動，流速漸增，速度分布均勻，水力損失小，保證葉輪進日有均勻的速度場。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

吸水室進口直徑Ds，通常取為

吸水室的設計

式中Dj——泵葉輪進口直徑。

吸水室進口直徑，也就是泵進口法蘭處內徑，應采用標準直徑，通常吸人口的流速為3m/s左右。直錐形吸水室的長度，視泵的總體結構而定，并無特殊要求。

(2)環形吸水室

環形吸水室是形狀和斷面積相同的吸水室，因結構簡單對稱，常用于雜質泵和多級泵，如圖9——58 (b)所示。

在環形吸水室中不能保證葉輪進口具有軸對稱均勻的速度場。由圖可見，液體以突然擴大的形式進人環形空間，之后又以突然收縮的形式轉為軸向進人葉輪.液體在此過程中的損失很大，且流動不均勻。顯然，在上半部進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，因而速度是很不均勻的。

環形吸水室設計要點:

1)環形吸水室的進口，即是泵的進口，吸水室進口直徑應采用標準直徑;

2)環形吸水室的斷面，環形吸水室的0一0斷面，認為有一華流量流過，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）所示環形吸水室下部加隔舌，能改善流動均勻性。

(3準螺旋形吸水室

環形吸水室從進口向隔舌，面積逐漸適當的減小，可作成介于環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于環形吸水室，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

鑒于液體流過吸水室斷面的同時，有一部分液體進入葉輪，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形吸水室相比，有利于改善流動條件，能保證在葉輪進1.f得到均勻的速度場。

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，軸面圖上表示廠各斷面的形狀和大小。平面圖的外形線是根據軸面圖外壁到軸線的跟離轉移到平面圖的相應射線上畫出來的。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成45°處，有時增大到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，順時針轉到360°各處的速度變化情況，由圖可 見，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180°之后，液體直接進人葉輪，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。可見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u3，按自由旋渦理論(uur一const)可以寫成

葉輪和壓水室對泵性能的影響-

  如果渦室寬度B和r無現成的解析關系，可以利用圖解積分近似求解.當斷面為方形時，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

  為直接說明渦室兒何參數對泵特性的影響，進一步簡化，設液體通過喉部的平均流速u3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，上式寫成

葉輪和壓水室對泵性能的影響-

  改變F3,r3時，壓水室特性(理論揚程H)的變化，如圖9--73所示。、