几何参数对泵性能的影响

　　叶片数z

　　叶片数对泵的扬程、效率、汽蚀性能都有一定的影响。

　　选择叶片数的依据为：

　　一方面考虑尽量减少叶片的排挤和表面的摩擦; 另一方面使叶轮流道具有足够的长度。以保证液流的稳定性和叶片对液体的充分作用。

　　随着z的增多，叶片对液体的作用增强，流动滑移减弱，泵的扬程增加。

　　右图表示了同一个泵体中叶片数对扬程曲线的影响，叶片数越少，最优工况扬程和效率越低，扬程曲线越陡。

　　叶片出口安放角

　　叶片出口安放角是泵重要几何参数之一，对性能影响很大，在一定范围内，随着

的增大，在相同流量工况下，扬程增加。

　　因此，增大叶片出口角，减小叶轮外径是提高低比速离心泵效率的有效措施之一。

　　改变叶片出口安放角后的速度三角形如下图所示。出口安放角增大后，圆周方向的分速度

增大，在一定范围内，泵的扬程将提高。

　　出口安放角通常取值范围为：15度-40度。

　　根据国外研究结果表明：比转速中等的离心泵叶片出口安放角取27度可以获得较优的性能。

　　改变出口安放角后的出口速度三角形和扬程变化

　　下图表示了减少叶片数、降低叶片曲率，同时增大b2和减小叶片出口安放角有可能最优工况流量不变。

　　叶轮出口宽度

　　改变叶片出口宽度是扩大泵的性能范围通常采用的方法之一。出口宽度b2改变时对泵性能的影响，可从以下分析得知。根据据流量公式

　　式中 Q-流量，m3/s;

-叶轮外径，m; -叶片出口宽度，m; -水泵的容积效率，%; -出口处叶片的排挤系数; -流体出口速度的轴面分速度，m/s。

　　从上式可知，当其他条件不变时，b2和v2m成反比，即出口宽度b2的变化将引起轴面分速度v2m发生变化，而v2m的变化将直接影响水泵的性能。

　　如下图所示，当b2增大到b2′时，则v2m将降低至v2m′，同时v2u增大至v2u′，泵的扬程增大。

　　同时可见，若保持出口面积不变，加大叶片出口宽度b2，可适当地减小D2，从而可以减小圆盘摩擦损失，提高泵的效率。

　　改变出口宽度后的出口速度三角形和理论扬程变化

　　下图表示了当叶轮直径和出口角不变时，叶片出口宽度对b2最优工况的影响。

　　叶轮外径

　　叶轮外径也是泵的主要参数之一。从理论扬程特性曲线公式

　　可以看出：叶轮外径直接影响扬程。但是，叶轮外径的大小对圆盘摩擦损失有重要的影响。叶轮圆盘摩擦损失与外径D2的关系可以由下式表示

　　式中 Δhm3-圆盘摩擦损失，kW; K-圆盘摩擦系数;

-流体密度，kg/m3; D2-叶轮外径，m; n-转速，r/min。

　　从上式可以看出圆盘摩擦损失Δhm3与外径D2的五次方成正比。可见，减小叶轮外径能够降低叶轮的圆盘摩擦损失，使效率有所提高。

　　压水室形状

　　通常ns<50的旋流泵可采用环形压水室，ns大的泵应采用准螺旋形压水室。在压水室设计一章将详细讲解。

　　叶轮外径和壳体的间隙e

　　该间隙对泵的性能有很大影响。间隙小时，液体直接和壳壁相撞击，损失增加，泵的扬程和效率下降，但间隙过大也会形成附加的环流损失，使泵性能下降。

　　推荐使用范围：e/D2=0.1~0.2