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泵/旋涡泵的研究现状和展望/高温泵

发布日期: 2011-07-28
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旋涡泵的研究现状和展望

旋涡泵是叶片泵的一种,zui早出现于1920年,由德国的西门和亨施公司制造,旋涡泵主要工作结构包括叶轮、泵体、泵盖,以及由他们所组成的环形流道。输送介质由吸入管进入流道,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。旋涡泵的工作原理、结构以及特性曲线等均与离心泵、轴流泵、混流泵等类型泵不同,(模温机泵)是一种小流量、高扬程的泵,其比转速Ns一般小于40。旋涡泵的工作流量zui小可到0.05L/s或更小;流量大的可达12L/s,所以可以在某些场合代替离心泵。当比转速Ns超过40时,因其效率远远低于离心泵,一般较少使用。

旋涡泵的分类和特点

旋涡泵按叶轮型式看分为开式和闭式,而目前已出现介于开式和闭式叶轮之间的叶轮。闭式叶轮叶片短,是在叶轮圆盘外缘上铣削沟槽形成的,叶轮的内半径等于流道的内半径,(木川泵)液体直接从吸入管道输送至流道中去,开式叶轮,叶片内半径小于流道内半径,液体从吸入管进入叶轮,经过叶片后进入流道,叶片较长。

叶轮型式与汽蚀有关,也与自吸能力及汽液混输的工作能力有关。按流道与排出口相对位置可分为开式流道旋涡泵、向心流道旋涡泵、闭式流道旋涡泵等。按流道与叶轮的相对位置可分为外围流道式旋涡泵、开式外围侧边流道旋涡泵和闭式边流道旋涡泵等。

旋涡泵特点

旋涡泵虽属于叶片泵的范畴,但其工作过程、结构以及特性曲线的形状等均与离心泵与其他类型泵相差较大。由于各国学者对旋涡泵工作原理的解释 不同。旋涡泵工作过程中,由于叶轮转动,(高温泵)造成叶轮内和流道内的液体都有圆周方向的运动,因而产生离心力,叶轮内液体的圆周速度大于流道内液体的圆周速度,即叶轮内液体离心力大,故形成轴向和径向漩涡,旋涡泵因此得名。

旋涡泵的设计理论

由于旋涡泵内部流动规律和工作原理还没有完全认识清楚,因此对旋涡泵设计方法没有准确的理论设计方法,而采取相似换算法、经验统计计算法和经验系数计算方法。20世纪60年代有学者提出旋涡泵H~Q扬程流量特性曲线接近于线性关系,研究发现旋涡泵的zui佳流量与流道面积成正比关系。

1988年有国外学者提出单轮双级旋涡泵,(热油泵)这对于提高旋涡泵的汽蚀性能以及综合性能理论意义。

由于旋涡泵的扬程随流量增加而下降较快,且扬程系数比离心泵要高很多,因此旋涡泵的工作范围很小。

针对旋涡泵的工作范围较小等问题,有学者提出并研制了高速旋涡泵,解决了以上问题,高速旋涡泵扬程可以达到200 m以上。这样也增加了旋涡泵的应用范围,与容易产生正斜率上升段的离心泵特性曲线相叠加,所得到的高速旋涡泵的特性曲线不会存在正斜率上升段,这样高速旋涡泵就根本不存在小流量不稳定等问题。

旋涡泵自产生到现在,由于其自身的特点越来越被人们重视,其应用范围正在从工业、农业扩展到航空航天、医疗等高科技产业中,但是由于对选旋涡泵的认识还不够全面,且结构变化多样,目前各类旋涡泵产品还存在噪音、性能差等问题,所以需要对旋涡泵进行更深入的研究分析,虽然国内外学者对旋涡泵的研究取得了一些成果,但是远远不够,(热水循环泵)这就需要运用现代科技手段,发展的流体力学理论对旋涡泵进行基础研究,分析解决旋涡泵中各种问题,提高旋涡泵的工程应用价值,为我国的现代化建设发挥不可代替的作用。可见,对旋涡泵的研究有着重要的意义。

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