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轴流泵的结构和工作原理介绍

2023-01-11 00:00:00

轴流泵按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;按泵轴位置分为立式轴流泵卧式轴流泵。下面立式轴流泵厂家简单介绍常见立式轴流泵的结构和工作原理。


轴流泵的结构与工作原理

01 轴流泵的结构

轴流泵的主要部件有叶轮、泵轴、导叶、吸入管等,现分述如下。

(1)叶轮

叶轮的作用与离心泵一样,将原动机的机械能转变为流体的压力能和动能。它由叶片、轮毂和动叶调节机构等组成。叶片多为机翼型,一般为4~6片。轮毂用来安装叶片和叶片调节机构,有圆锥形、圆柱形和球形3种。小型轴流泵的叶片和轮毂铸成一体,叶片的角度不是固定的,也称固定叶片式轴流泵;中型轴流泵一般采用半调节式叶轮结构,即叶片靠螺母和定位销钉固定在轮毂上,叶片角度不能任意改变,只能按各销钉孔对应的叶片角度来改变,故称半调节式轴流泵;大型轴流泵一般采用球形轮毂,把动叶调节机构装于轮毂内,靠液压传动系统来调节叶片角度,故称动叶可调节式轴流泵。


(2)泵轴

对于大容量和叶片可调节的轴流泵,其轴均用优质碳素钢做成空心,表面镀铬,既可减轻轴的质量,又便于安装调节机构。


(3)导叶

轴流泵的导叶一般装在叶轮出口侧。导叶的作用是将流出叶轮的水流旋转运动转变为轴向运动,同时将部分动能转变为压能。


(4)吸入管

吸入管与离心泵吸入室的作用相同。中小型轴流泵多用喇叭形吸入管,大型轴流泵多采用肘形吸入流道。


02 轴流泵的工作原理

轴流泵的工作原理与离心泵不同,它是依靠叶轮旋转时对水流产生的升力而工作的。这种泵由于水流进叶轮和流出导叶都是沿轴向的,故称为轴流泵。

轴流泵是以空气动力学中机翼的升力理论为基础。当流体绕过翼型时,在翼型的首端点处分离成为两股流,它们分别经过翼型的上表面和下表面,然后同时在翼型的尾端汇合。由于沿翼型下表面的路程比上表面路程长一些,流体沿翼型下表面的流速要比沿翼型上表面流速大。相应地,翼型下表面的压力将小于上表面,流体对翼型有一个向下的作用力。同样,翼型对于流体也将产生一个反作用力,与此作用力大小相等、方向相反,作用在流体上。在此力作用下,水就被压升到一定的高度上去。


轴流泵的性能特点

与离心泵相比,具有下列特点:

(1)扬程随流量的减少而剧烈增大,Q—H曲线突增,主要原因是:流量较小时,在叶轮叶片的进口和出口处产生回流,水流多次重复得到能量,类似于多级加压状态,所以扬程急剧增大,从而造成轴功率增大的现象。

(2)Q—N曲线是陡降曲线。关死扬程(流量Q=0时)是额定值的1.5~2倍。因此,轴流泵启动时,应当在闸阀全开启的情况下启动电动机。

(3)Q—η曲线呈驼峰形,即效率工作的范围很小,流量在偏离设计工况点不远处效率就很快下降。根据轴流泵的这一特点,采取出口阀调解流量是不利的,一般只能采取改变叶片装置角或改变转速的方法来调节流量。

(4)轴流泵的叶轮一般浸没在液体中,因此不需考虑汽蚀,启动时也不需灌泵。

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