旋涡泵的工作原理?
一、旋涡泵的工作原理
旋涡泵靠旋转叶轮对液体的作用力,在液体运动方向上给液体以冲量来传递动能以实现输送液体的泵。叶轮为一等厚圆盘,在它外缘的两侧有很多径向小叶片。在与叶片相应部位的泵壳上有一等截面的环形流道,整个流道被一个隔舌分成为吸、排两方,分别与泵的吸、排管路相联。泵内液体随叶轮一起回转时产生一定的离心力,向外甩入泵壳中的环形流道,并在流道形状的限制下被迫回流,重新自叶片根部进入后面的另一叶道。因此,液体在叶片与环形流道之间的运动迹线,对静止的泵壳来说是一种前进的螺旋线;而对于转动的叶轮来说则是一种后退的螺旋线。旋涡泵即因液体的这种旋涡运动而得名。液体能连续多次进入叶片之间获取能量,直到最后从排出口排出。旋涡泵的工作有些像多级离心泵,但旋涡泵没有像离心泵蜗壳或导叶那样的能量转换装置。旋涡泵主要是通过多次连续作功的方式把能量传递给液体,所以能产生较高的压力。在能量传递过程中,由于液体的多次撞击,能量损失较大,泵的效率较低,一般为20~50%。旋涡泵只适用于要求小流量(1~40米3/时)、较高扬程(可达250米)的场合,如消防泵、飞机加油车上的汽油泵、小锅炉给水泵等。旋涡泵可以输送高挥发性和含有气体的液体,但不应用来输送粘度大于7帕·秒的较稠液体和含有固体颗粒的不洁净液体。
二、旋涡泵缺点
1.效率较低,最高不超过55%,大多数旋涡泵的效率在20-40%,因此妨碍了它向大功率方向发展。
2.旋涡泵的汽蚀性能较差。
3.旋涡泵不能用来抽送粘性较大的介质。因随着液体粘性的增加,泵的扬程和效率会急剧降低,介质的粘度限制在114 厘沲之内。
4.旋涡泵叶轮和泵体之间的径向间隙和轴向间隙的要求较严给加工和装配工艺带来一定困难。
5抽送的介质只限于纯净的液体。当液体中含有固体颗粒时,就会因磨损引起轴向和径向的间隙增大而降低泵的性能或导致旋涡泵不能工作。
三、旋涡泵优点
1.旋涡泵体积小、重量轻的特点在船舶装置中具有极大的优越性。
2.具有自吸能力或借助于简单装置来实现自吸。
3.具有陡降的扬程特性曲线,因此,对系统中的压力波动不敏感。
4.某些旋涡泵可实现汽液混输。这对于抽送含有气体的易挥发的液体和汽化压力很高的高温液体具有重要的意义。
5.旋涡泵结构简单、铸造和加工工艺都容易实现,某些旋涡泵零件还可以使用非金属材料,如塑料、尼龙模压叶轮等。
<p>旋涡泵有的又叫涡流泵、再生泵等。由于它是靠叶轮旋转时使液体产生旋涡运动的作用而吸人和排出液体的,所以称为旋涡泵。目前,一般旋涡泵的流量为0.2~27m3/h。</p>
<p> 一般旋涡泵的工作原理</p>
<p> 当原动机通过轴带动在泵内叶轮旋转时,液体由吸人口进入流道,受到旋转叶轮的离心力作用,被摔向四周环形流道内,使液体在流道内转动。因每一个液体质点都受到离心力的作用,叶轮内侧液体受离心力的作用大,而在流道内液体受离心力的作用小,由于两者所受的离心力大小不同,因而引起液体作纵向旋涡运动。液体依靠纵向旋涡在流道内周而复始地流经叶片间的通道多次(图1-35)。液体每经过一次叶片问通道,扬程就增加一次,最后将液体压出排出El。液体排出后,叶片间通道内便形成局部真空,液体就不断从吸入口进入叶轮,并重复上述运动过程。就这样旋涡泵一面吸人液体,一面排出液体,从而不断地工作。</p>
<p> 从一般旋涡泵的工作原理可以看出,它好像多级离心泵的作用一样,每一个叶片通道相当于一级,液体每通过通道一次,能量就增加一次,因此,一般旋涡泵的扬程比离心泵在相等叶轮直径下大2~5倍,所以它是一种高扬程、小流量的泵。它与同样性能的离心泵相比,旋涡泵的体积小、重量轻;它与相同扬程的容积泵相比,尺寸更小得多,结构也简单得多。所以一般旋涡泵具有结构简单、紧凑、体积小、重量轻、造价低等优点。</p>
<p></p>
多级泵其实也是一种离心泵,它是将两个或两个以上具有相同功能的离心泵组合在一起。在流体通道结构上表现为级的出水口和二级的进水口相通,呈现串联结构,构成了多级离心泵。
多级泵的输出水压可能非常大,它是一种离心泵,并且还依靠叶轮的旋转来获得离心力,从而进行输送。当气体密度达到机械真空泵的工作范围时,将其抽出,从而逐渐获得高真空。多级泵依靠泵腔容积的变化来实现吸,压缩和排气,因此它也是一种可变容积的离心泵。
当多级离心泵电动机驱动轴上的叶轮高速旋转时,由于叶轮的流动,叶轮中填充的液体会沿着叶片之间的流动路径从叶轮的中向叶轮周围抛出,压力和速度同时增加,并通过导向壳的流道被引导到下级叶轮。这样,所有的叶轮和导向壳都相继流过,进一步增加了液体的压力能量。在逐步堆叠每个叶轮之后,获得一定的扬程。
延展回答:
旋涡泵是叶片式泵的一种。在原理和结构方面,它与离心式和轴流式泵不一样,由于它是靠叶轮旋转时使液体产生旋涡运动的作用而吸入和排出液体的,所以称为旋涡泵。旋涡泵主要组成部件有叶轮、泵体、泵盖以及它们所组成的环形流道,旋涡泵叶轮不同于离心泵叶轮,它是一种外轮上带有径向叶片的圆盘。液体由吸入管进入流道,并经过旋转的叶轮获得能量,被输送到排出管,完成泵的工作过程。
旋涡泵的比转数通常在6~50之间。它是一种小流量、高扬程的泵,适宜输送黏度不大于5°E、无固体颗粒、无杂质的液体或气液混合物。其流量范围在0.18~45
m³/h,单级扬程可达250
m左右。旋涡泵通常在石油、化工部门,特别是化学纤维、医药、化肥和小型锅炉给水等方面应用较多。
闭式旋涡泵的叶片和流道形式较多。一般矩形截面流道流量较大,但扬程和效率较低。而半圆形截面流道,扬程和效率较高,但流量较小。因此中、低比转数旋涡泵多采用半圆形截面流道,而中、高比转数旋涡泵多采用矩形截面流道。叶片形状应用最广的是径向直叶片,在低比转数旋涡泵中也有采用后弯角叶片。
旋涡泵的主要工作部分是叶轮和泵体的流道。叶轮与泵体及泵盖之间的空腔构成流道,叶轮旋转时,由于叶轮中运动液体的离心力Fu,大于流道中运动液体的离心力F,两者之间产生一个方向垂直于轴承并指向流道纵长方向的环形旋转运动,称为纵向旋涡。
旋涡泵的工作原理是,叶轮旋转时,液体按叶轮的旋转方向沿着流道流动,流入叶轮叶片间的液体,受叶片的推动,与叶轮一起运动,因而其圆周分速度可认为与叶轮的圆周速度相等,由此产生离心力,离心力大小与圆周速度的平方成正比。由于叶片间的液体与泵流道内液体的圆周速度不同,两者之间产生一个方向垂直于轴面并指向流道纵长方向的环形旋转运动,称为纵向旋涡,如图3所示。在纵向旋涡的作用下,液体从吸入至排出的过程中可以多次地流入叶轮和从叶轮中流出,它每流入叶轮一次,就获得一次能量,当它从叶轮流至流道时,与流道中运动的液体相混合,在混合过程中产生动量交换,使流道中的液体能量增加。
在纵向旋涡的作用下,液体从吸人至排出的整个过程中可以多次反复进入叶轮和从叶轮中流出(类似液体在多级离心泵内的流动),而它每流人叶轮一次,即获得一次能量交换。当它从叶轮流至流道时,就和流道中运动的液体相混合,由于两股液流速度不同,在混合过程中产生动量交换,使流道中的液体能量得到增加。
旋涡泵主要依靠纵向旋涡的作用来传递能量。当流量减小时(小流量工况),流道内液体的运动速度减小,纵向旋涡作用增强,液体流经叶轮的次数增多,使泵的扬程提高流量增大时,情况相反,因此旋涡泵特性呈陡降形。由于液体7昆合时产生较大的撞击损失,所以旋涡泵的效率较低。
蒸汽锅炉,压力一般大于0.8MPa都要用多级泵,但是小流量给水的锅炉(<1t/h)有的是用旋涡泵。因为这种泵流量小,但扬程较高。锅炉工作压力大于0.8MPa,流量大于4t/h,别无选择,就是多级泵。小于这个参数可以选用单级离心泵。
泵是输送流体或使流体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体,也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。
泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。除按工作原理分类外,还可按其他方法分类和命名。
①动力式泵,又叫叶轮式泵或叶片式泵,依靠旋转的叶轮对液体的动力作用,把能量连续地传递给液体,使液体的动能(为主)和压力能增加,随后通过压出室将动能转换为压力能,又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。
②容积式泵,依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化,把能量周期性地传递给液体,使液体的压力增加至将液体强行排出,根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。
③其他类型的泵,以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合,进行动量交换以传递能量;水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量;电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。