叶轮是离心泵的关键部件。叶轮安装在泵内,单级单吸离心泵并紧固在泵轴上,泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入与吸入管连接。液体经底阀和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口与排出管连接。在离心泵启动前,泵壳内灌满被输送的液体;启动后,启动后,叶轮由轴带动高速转动,叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量,以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中,液体由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分动能转变为静压能,最后以较高的压力流入排出管道,送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时,在叶轮中心形成了一定的真空,由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力,液体便被连续压入叶轮中。可见,只要叶轮不断地转动,液体便会不断地被吸入和排出。按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式三种。闭式叶轮适用于输送清洁液体;半闭式和开式叶轮适用于输送含有固体颗粒的悬浮液,这类泵的效率低。闭式和半闭式叶轮在运转时,离开叶轮的一部分高压液体可漏入叶轮与泵壳之间的空腔中,因叶轮前侧液体吸入口处压强低,故液体作用于叶轮前、后侧的压力不等,便产生了指向叶轮吸入口侧的轴向推力。该力推动叶轮向吸入口侧移动,引起叶轮和泵壳接触处的摩损,严重时造成泵的振动,破坏泵的正常操作。在叶轮后盖板上钻若干个小孔,可减少叶轮两侧的压力差,从而减轻了轴向推力的不利影响,但同时也降低了泵的效率。这些小孔称为平衡孔。按吸液方式不同可将叶轮分为单吸式与双吸式两种,单吸式叶轮结构简单,液体只能从一侧吸入。双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体,它不仅具有较大的吸液能力,而且基本上消除了轴向推力。根据叶轮上叶片上的几何形状,可将叶片分为后弯、径向和前弯三种,由于后弯叶片有利于液体的动能转换为静压能,故而被广泛采用。
离心泵是一种将机械能转化为流体能的机械装置,其工作原理基于离心力和动能原理。具体来说,当离心泵的电机启动时,电机的转子带动泵轴旋转,进而使泵壳和叶轮一起旋转。
当旋转的叶轮在其内部的泵腔中高速旋转时,离心力和叶轮的几何形状将液体从进口处吸入泵体,然后将其推入出口处。在这个过程中,液体的压力和速度都会增加,使其能够克服阻力和摩擦力,从而完成输送。
离心泵的主要工作原理是将机械能转化为流体能,因此其转速、流量、扬程等性能参数非常重要。为了确保离心泵的正常工作,需要根据具体的应用要求选择适合的型号和参数。
离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体,由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加被叶轮排出的液体经过出室大部分速度能转换成压力能然后沿排出管路送出去。这时,叶轮进口处侧因液体的排出而形成真空或低压,吸入池中液体在液面压力(大气压)的作用下,即被压入叶轮进口。于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
离心泵一般由电动机带动,在启动泵前,泵体及吸入管路内充满液体。当叶轮高速旋转时,叶轮带动叶片间的液体一道旋转,由于离心力的作用,液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘(流速可增大至15~25m/s),动能也随之增加。
当液体进入泵壳后,由于蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大,液体流速逐渐降低,一部分动能转变为静压能,于是液体以较高的压强沿排出口流出。与此同时,叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空,而液面处的压强Pa比叶轮中心处要高,因此,吸入管路的液体在压差作用下进入泵内。叶轮不停旋转,液体也连续不断的被吸入和压出。
由于离心泵之所以能够输送液体,主要靠离心力的作用,故称为离心泵。
离心泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。吸水室位于叶轮的进水口前面,起到把液体引向叶轮的作用;压水室主要有螺旋形压水室(蜗壳式)、导叶和空间导叶三种形式;叶轮是泵的最重要的工作元件,是过流部件的心脏,叶轮由盖板和中间的叶片组成。
离心泵工作前,先将泵内充满液体,然后启动离心泵,叶轮快速转动,叶轮的叶片驱使液体转动,液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去,同时叶轮从吸入室吸进液体,在这一过程中,叶轮中的液体绕流叶片,在绕流运动中液体作用一升力于叶片,反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于液体,这个力对液体做功,使液体得到能量而流出叶轮,这时液体的动能与压能均增大。
离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压,吸水池中的液体在液面压力(大气压)的作用下,被压入叶轮的进口,于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
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