轴流泵

第十章轴流泵第一节概述轴流泵属于叶片式泵，其基本理论大致与离心泵相同。

图10—1a是轴流泵叶轮，泵的过流部分如图10—1b所示，由吸人管、叶轮、导叶和出水管组成，图10—1c是轴流泵结构图。

叶轮上带有叶片，根据叶片是否可调，轴流泵分为：固定叶片式轴流泵——叶片固定不可调；半调节叶片轴流泵——停机拆下叶轮后可调节叶片角度；全调节叶片轴流泵——通过一套调解机构，泵在运行中可以自动调节叶片角度。

m3,比轴流泵属于低扬程、大流量泵型。

一般的性能范围为：扬程1～12 m；流量0.3～65s转数500～1600。

轴流泵主要用于农田排灌，此外还用在热电站中输送循环水，城市给水，船坞升降水位和作为船舶喷水推进器等用。

近年来，我国自行设计和制造的叶轮直径为1.1、2.8、3.0、3.1、4.5m的全调节叶片大型轴流泵先后投入运行。

在江苏、湖北等南方几省的排灌中起了很大的作用。

全国有 1.6m直径以上大型铀流泵500多台投入运行。

为了给南水北调等工程用大型轴流泵提供先进模型,原一机部曾组织有关单位,进行了模型研究，表10—1是规定的新水力模型性能参数。

第二节液体在叶轮中的运动分析液体在轴流泵叶轮内的运动，是一种复杂的空间运动。

任何一种空间运动都可以认为是三个互相垂直的运动的合成。

研究水流在轴流式叶轮中的运动时，为了方便起见，我们采用圆柱坐标系，。

其中：z——和泵的轴线重合；R——半径方向；u——圆周方向。

(f，u)zR下面我们研究轴流式叶轮中运动速度在三个坐标轴上的分量。

通常在分析和设计轴流泵叶轮时，提出了圆柱层无关性假设。

一． 圆柱层无关性假设液体质点在以泵轴线为中心线的圆柱面上流动，且相邻各圆柱面上的液体质点的运动互不相关。

即在叶轮的流域中，不存在径向分速度(0=r v )。

显然，圆柱面即是流面。

根据圆柱层无关性假设，可以把叶轮内复杂的运动，简化为研究圆柱面上的流动。

在叶轮内可以作出很多这种圆柱流面，每个流面上的流动可能不同，但研究的方法是相同的，因而只要研究透彻一个流面的流动，其它流面的流动也就类似地得到解决。

轴流泵原理
轴流泵是一种用来输送大量液体的设备，其工作原理是利用叶轮的旋转运动将液体以轴向流动的方式排出。

轴流泵主要由泵壳、叶轮、进出口管道和电机等组成。

当电机启动后，叶轮开始旋转，液体从进口管道进入泵壳，然后被叶轮的离心力推向轴向方向。

在叶轮旋转的过程中，液体的动能逐渐增加，同时泵壳内部的压力也逐渐增大。

当液体通过叶轮的作用力达到一定的压力之后，便从泵壳的出口管道排出。

排出的液体流动的速度与叶轮旋转的速度和叶轮的叶片形状有关。

通常情况下，轴流泵的叶轮采用扁平或带有弯曲叶片的设计，这样可以使得液体以更高的速度通过。

因为轴流泵是以轴向流动的方式输送液体，所以其输送能力相对较大，能够处理大量的液体。

同时，轴流泵的输送效率较高，能够实现较大流量的输送。

在工业生产中，轴流泵经常被用于排水、农田灌溉和河流调节等大量液体的输送工作。

总的来说，轴流泵是一种利用叶轮旋转产生的离心力，将液体以轴向流动方式输送的设备。

其工作原理简单而高效，广泛用于各个领域的液体输送任务中。

轴流泵结构设计轴流泵是一种常见的离心泵，其结构设计对于泵的性能和效率起着重要作用。

本文将就轴流泵的结构设计进行探讨。

一、轴流泵的结构组成轴流泵主要由泵体、叶轮、泵轴、轴承和密封装置等几个部分组成。

1. 泵体：泵体是轴流泵的外壳，通常由铸铁、钢板等材料制成。

泵体内部有进口口和出口口，用于流体的进出。

2. 叶轮：叶轮是轴流泵的核心部件，其转动将能量传递给流体，使之产生压力。

叶轮通常由铸铁、不锈钢等材料制成，外形呈叶片状。

3. 泵轴：泵轴是连接叶轮和电机的部件，其承受着叶轮的转动力和流体的压力。

泵轴通常由高强度的合金钢制成。

4. 轴承：轴承支撑着泵轴的转动，使其能够平稳运行。

轴承通常采用滚动轴承或滑动轴承，能够承受较大的径向力和轴向力。

5. 密封装置：密封装置用于防止泵体与泵轴之间的泄漏，保证泵的正常运行。

常见的密封装置有填料密封、机械密封等。

二、轴流泵的结构设计考虑因素轴流泵的结构设计需要考虑以下几个因素，以保证泵的性能和效率：1. 叶轮的结构设计：叶轮的结构设计直接影响泵的流量和扬程。

合理的叶轮结构能够提高泵的效率，减小能量损失。

2. 泵体的结构设计：泵体的结构设计需要考虑流体的流动特性和泵的工作条件，以减小流体的阻力和能量损失。

3. 泵轴的结构设计：泵轴的结构设计需要考虑泵的工作条件和叶轮的转动力，以保证泵轴的强度和刚度，避免变形和断裂。

4. 轴承的选型和布置：轴承的选型和布置需要考虑泵轴的转速和载荷，以保证轴承的寿命和运行稳定性。

5. 密封装置的选择和设计：密封装置的选择和设计需要考虑泵体和泵轴之间的泄漏量和泄漏方式，以保证泵的密封性和安全运行。

三、轴流泵的结构设计优化方法为了提高轴流泵的性能和效率，可以采用以下优化方法：1. 优化叶轮结构：通过改变叶轮的叶片形状、叶片数量和叶片角度等参数，以提高叶轮的效率和流量。

2. 优化泵体结构：通过优化泵体的进口口和出口口的形状和尺寸，减小流体的阻力和能量损失。

轴流泵用途1. 引言轴流泵是一种常见的水泵类型，它能够将液体沿着轴线方向进行输送。

相比于其他类型的水泵，轴流泵具有一些独特的特点和优势。

本文将详细介绍轴流泵的用途，包括工业领域和农业领域。

2. 工业领域中的轴流泵应用2.1 污水处理污水处理是工业领域中最常见的轴流泵应用之一。

在污水处理厂中，大量废水需要被排放或处理。

轴流泵能够将污水从低处抽取到高处，并通过管道输送至下一个处理阶段。

由于其高效的输送能力和较低的能耗，轴流泵在污水处理过程中扮演着重要角色。

2.2 冷却系统在许多工业设备中，如发电厂、石油化工厂和钢铁厂等，都需要使用大量的冷却水来降低设备温度。

而冷却系统中通常使用到轴流泵来循环冷却水。

通过运行轴流泵，冷却水可以迅速流动并吸收设备产生的热量，从而保持设备的正常运行温度。

2.3 水利工程轴流泵在水利工程中也有广泛应用。

例如，在大型水坝中，轴流泵被用于排水工作。

当水位过高时，轴流泵能够将大量的积水快速抽离，确保大坝的安全性。

此外，在灌溉系统中，轴流泵也被用来提供足够的水源供应给农田。

2.4 石油行业在石油行业中，轴流泵被广泛应用于原油输送和炼油过程中。

原油在采集后需要通过管道输送至炼油厂进行加工。

这个过程中需要使用到大型的轴流泵来推动原油的流动。

此外，在炼油过程中，轴流泵也被用来输送各种原料和产物。

3. 农业领域中的轴流泵应用3.1 农田灌溉在农业领域中，灌溉是一项重要任务。

为了满足作物对水分需求，农民需要将水源输送到农田中。

轴流泵在这个过程中起到了关键作用。

它可以将水从水源（如河流、湖泊或井）抽取出来，并通过灌溉管道输送至农田，确保农作物的正常生长。

3.2 水产养殖轴流泵在水产养殖中也有广泛应用。

例如，在养鱼场中，轴流泵可以用来循环水体，提供氧气和营养物质给鱼类。

此外，在虾、蟹等水产养殖过程中，轴流泵也被用来提供足够的水流，以保持良好的水质和环境。

3.3 农业排涝在农田中，排涝是一项重要任务。

用以通常20米的叶两种的安流泵功率的轴适用厂大其正和负速旋一排轴流泵叶轮以消除液体的常是单级式，米以下。

轴流叶轮安装位置种结构。

大型安装角可使泵泵属于动力式率特性曲线在轴功率最大，用于低扬程、大型循环水泵设将此机翼正、负压力的如果流体不负压，即翼面如果将机翼旋转时，翼面排造成了液体轮装有2～7个的旋转运动，使少数制成双流泵一般为立置高出水面时型轴流泵的使泵在不同工况式泵中比转数在小流量区较因此泵在启动大流量的场泵。

扬程较高翼悬挂在流体的大小与翼形不动，而机翼面（机翼上面翼形的桨叶固面（螺旋桨下侧体(或气体）的轴个叶片，在圆使之变为轴向双级式。

流量立式，叶轮浸时，需要用真空用工况（主要况下保持在高数最高的一种较陡，故应避免动前必须先打合，如灌溉、高的轴流泵（体中，流体以形及迎角(翼背以相等速度在面）为负翼背定在转轴上侧）因负压而的流动。

这就轴流泵管形泵壳内旋向运动，并把范围很大，为浸没在水下面空泵排气引水要指流量）在效率区运行，比转数为免在这一不稳打开排出管路、排涝、船坞必要时制成双一定的速度流背与液流方向在流体中运动为正压。

在此，形成螺旋桨而有吸流作用就是轴流泵的泵简介旋转。

叶轮上把旋转运动的为180～360面，也有卧式水启动。

轴流在运行中常需。

小型泵的叶500～1600稳定的小流量路上的阀，以坞排水、运河双级）可供浅流过时，翼面向之倾角）以动时，则翼背此压力作用下桨，并使之不用，翼背因正的工作原理。

上部的泵壳上的动能转变为0万立方米/时式或斜式轴流泵流泵的叶片分需要作较大的叶片安装角一0。

泵的流量量区运行。

轴以减小启动功河船闸的水位浅水船舶的喷面发生负压，及流体速度背和翼面受到下机翼将获得不能沿轴向移正压而有排流 上装有固定导为压力能。

轴时；扬程一般泵。

小型轴流分固定式和可的变动，调节一般是固定的量-扬程、流量轴流泵在零流功率。

轴流泵位调节，或用喷水推进之用翼背发生正的大小有关。

到与前相同的得升力。

轴流泵为一种高比转数(500~1200)叶片泵，其流量大扬程低，流量大约在0.1~50米³/秒范围内，扬程一般低于25米;多数在4~15米。

液流在旋转翼形叶片作用下，产生沿轮轴轴向的运动。

又因它的叶片象螺旋桨，所以又叫做螺旋桨泵。

在轴流泵中，水的流动如同在螺旋表面上的运动一样，即一方面沿轴前进，另一方面还跟着叶轮旋转。

从叶轮中流出来的带有切向速度的旋转水流，如果直接进入管道，则这一部分旋转的动能就讲完全损失掉。

为此，需要消除液体的旋转运动，并把它的动能变换为压力能，达到提高水泵效率的目的，因此设有导叶。

导叶的数目一般比叶轮叶片的数目多一片或少一片。

而叶轮叶片数与比转数有关，低比转数轴流泵(ns=500~600)，叶片数Z=5~6;中比转数轴流泵(ns=800~900)，叶片数Z=4;高比转数轴流泵(ns>1000)，Z可取3片或2片。

对于可调节的轴流泵叶轮(即叶片可以转动)，Z>4时会造成转动机构上的困难。

导叶进口边与叶轮出口边之间的距离也有一定的要求，一般为0.1D,D为导叶直径;如果这个距离太小，轴流泵运行不稳定，如果距离太大，则又增大了水力损失。

轴流泵产生的理论水头，其方程式和离心泵的很相似，不过考虑到轴流泵出口与入口圆周速度相同，所以有：H∞=u2(v2u-v1u)/g如果叶轮入口没有预旋，则上式为：H∞= u2v2u/g理论流量为：QT=vF式中 v——液体在叶轮轴向的分速，米/秒;F——液体在出口处的横断面积，米²。

轴流泵工作时，也会发生汽蚀现象。

即在叶片背部压力降低到低于工作水温的饱和压力时，液体开始蒸发产生汽泡;汽泡沿流线进到压力较高的区域时，受压迅速收缩，产生水力冲击，并对叶片表面造成严重的剥蚀损坏。

当汽泡区域进一步扩大时，叶片背部则会完全被汽泡覆盖，这时汽泡的消灭不在叶片上而是在叶片背后，所以对叶片无剥蚀作用，但由于此时汽泡堵塞了叶片之间的通道，所以水泵的流量、压力、效率等均下降，并产生噪音和振动，破坏水泵正常工作。

轴流泵的工作原理与结构
轴流泵是一种常见的离心泵，其主要工作原理是通过叶轮和泵壳之间
的相对运动将液体从进水口吸入并排出到出水口。

轴流泵的结构包括泵壳、叶轮、导流器、轴承、密封装置等组成。

泵壳是轴流泵的主要外壳，其内部形状呈圆柱形或锥形，导向水流的
方向。

泵壳上设有进水口和出水口。

叶轮是轴流泵的核心部件，其形状呈圆盘形，中心有一个或多个叶片。

叶轮一般由铸铁、不锈钢等材料制成。

液体通过叶轮的旋转运动，从进水
口进入泵壳并被推入泵壳。

导流器是安装在叶轮上的一种装置，它的作用是引导进入叶轮的液体
沿着叶轮的箭头方向旋转，增加液体的流速和动能。

轴承是支撑叶轮的关键组件，它负责承受叶轮的重力和旋转力，并确
保叶轮的稳定运转。

轴承一般由滑动轴承或滚动轴承构成。

密封装置主要用于防止泵内液体的泄漏或进入泵外部。

常见的密封装
置有填料密封、机械密封等。

1.液体从进水口进入泵壳，经过导流器的引导，进入叶轮。

2.叶轮开始旋转，液体随之旋转，增加动能和流速。

3.旋转的液体被叶轮推入泵壳，并进一步增加动能。

4.液体在泵壳内不断旋转，并沿轴心方向向前移动。

5.液体到达出水口时，通过出水口排出泵外。

总的来说，轴流泵通过叶轮的旋转运动，将液体带动并加速流动，从而实现了液体的输送和排出。

它的主要特点是流量大、扬程低，适用于输送大量液体的场合，如农田灌溉、排水、排污等。

轴流泵与离心泵原理
轴流泵和离心泵都属于离心泵，但它们的工作原理有所不同。

轴流泵的工作原理是通过叶轮和泵壳之间的形状设计，使流体在轴向方向上产生流动。

当轴流泵启动时，叶轮将流体沿着轴线方向推动，从而产生静压力和动压力，将流体推离轴线。

叶轮上的叶片的角度和形状决定了流体的流动方向和速度。

轴流泵主要适用于处理大流量、低扬程的情况。

离心泵的工作原理是通过叶轮的旋转，将流体从中心向外推动，产生离心力。

离心力将流体从进口处带入叶轮，并通过高速旋转的叶轮将流体推向泵壳的出口。

离心泵通常具有多个叶片，这些叶片的形状和角度可根据需要进行调整，以控制流体的流速和压力。

离心泵主要适用于处理中小流量、较高扬程的情况。

总的来说，轴流泵和离心泵都是通过高速旋转的叶轮将流体推动起来，但轴流泵主要通过轴向流动来推动流体，而离心泵主要通过离心力来推动流体。

两者适用的工况不同，可以根据具体需求选择使用哪种泵。

潜水轴流泵工作原理
潜水轴流泵是一种特殊类型的轴流泵，它可以在液体中直接进行工作。

其工作原理如下：
1. 泵体结构：潜水轴流泵由电机、轴封、轴承和泵体组成。

电机和轴封通常位于上部，而轴承和叶轮位于下部。

2. 电机驱动：电机通过电缆与电源相连，将电能转化为机械能，驱动泵体内部的叶轮旋转。

3. 轴封保护：泵体上部的轴封起到密封作用，防止液体进入电机内部，保护电机免受液体腐蚀。

4. 叶轮工作：电机转动后，轴上的叶轮也开始旋转。

叶轮的形状与一般轴流泵的叶片形状类似，通常为弯曲或直角形状。

5. 液体进出：叶轮旋转时，它会将周围液体吸入叶轮，并通过轴心线方向的中心孔排出。

因此，泵体的上部和下部都设置有进出液体的口。

6. 轴承支撑：轴承位于泵体的下部，支撑叶轮和泵体的重量。

它具有耐磨性和耐腐蚀性，以确保叶轮的顺畅旋转。

7. 泵体结构：潜水轴流泵通常采用不锈钢或铸铁材质制成，以确保其耐腐蚀性和耐用性。

总体来说，潜水轴流泵通过电机驱动叶轮旋转，并利用轴流原
理将液体从一侧吸入并从另一侧排出。

它适用于需要大流量和低扬程的场合，如提水站、排水系统和农田灌溉等。