軸流泵的工作是以空氣動力學(xué)中機翼的升力理論為基礎(chǔ)的。其葉片與機翼具有相似形狀的截面,一般稱這類形狀的葉片為翼型。在風(fēng)洞中對翼型進行繞流試驗表明,當(dāng)流體繞過翼型時,在翼型的首端a點處分離成為兩股流,它們分別經(jīng)過翼型的上表面(即軸流泵葉片工作面)和下表面(軸流泵葉片背面),然后,同時在翼型的尾端曰點匯合。由于沿翼型下表面的路程要比翼型上表面路程長一些,因此,流體沿翼型下表面的流速要比沿翼型e表面流涑大.相應(yīng)地,翼型下表面的壓力將上表面,流體對翼型將有一個由上向下的作用力p。

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同樣翼型對于流體也將產(chǎn)生一個反作用力p7,此p’力的大小與p相等,方向由下向上,作用在流體上。具有翼型斷面的葉片,在水中作高速旋轉(zhuǎn)時,水流相對于葉片就產(chǎn)生了急速的繞流,如上所述,葉片對水將施以力p,在此力作用下,水就被壓升到一定的高度上去。從離心泵基本方程的推導(dǎo)過程可知,不論葉片形狀如何,方程的形式僅與進出口動量矩有關(guān),也即不管葉輪內(nèi)部的水流情況怎樣,能量的傳遞都決定于進出口速度四邊形,因此,此基本方程不僅適用于離心泵,同樣也適用于軸流泵、混流泵等一切葉片泵,故也稱葉片泵基本方程。

軸流泵的性能特點軸流泵與離心泵相比,具有下列性能特點:

(1)揚程隨流量的減小而劇烈增大,q―h曲線陡降,并有轉(zhuǎn)折點。其主要原因是,立式軸流工作示意流量較小時,在葉輪葉片的進口和出口處產(chǎn)生回流,水流多次重復(fù)得到能量,類似于多級加壓狀態(tài),所以揚程急劇增大。又回流使水流阻力損失增加,從而造成軸功率增大的現(xiàn)象,一般空轉(zhuǎn)揚程凰約為設(shè)計工況點揚程的1.5-2倍。

(2)q―n曲線也是陡降曲線,當(dāng)q=0(出水閘閥關(guān)閉時),其軸功率no=(1.2~1.4nd,nd為設(shè)計工況時的軸功率。因此,軸流泵啟動時,應(yīng)當(dāng)在閘閥全開情況下來啟動電動機,一般稱為“開閘啟動”

(3)q一n曲線呈駝峰形。也即高效率工作的范圍很小,流量在偏離設(shè)計工況點不遠處效率就下降很快。根據(jù)軸流泵的這一特點,采用閘閥調(diào)節(jié)流量是不利的。一般只采取改變?nèi)~片裝置角p的方法來改變其性能曲線,故稱為變角調(diào)節(jié)。大型全調(diào)式軸流泵,為了減小泵的啟動功率,通常在啟動前先關(guān)小葉片的p角,待啟動后再逐漸增大p角,這樣,就充分發(fā)揮了全調(diào)式軸流泵的特點。表示同一臺軸流泵,在一定轉(zhuǎn)速下,把不同葉片裝置角p時的性能曲線、等效率曲線以及等功率曲線等繪在一張圖上,稱為軸流泵的通用特性曲線。有了這種圖,可以很方便地根據(jù)所需的工作參數(shù)來找適當(dāng)?shù)娜~片裝置角,或用這種圖來選擇泵。

(4)在泵樣本中,軸流泵的吸水性能,一般是用氣蝕余量ahsv來表示的。氣蝕余量值由水泵廠氣蝕試驗中求得,一般軸流泵的氣蝕余量都要求較大,因此,其最大允許的吸上真空高度都較小,有時葉輪常常需要浸沒在水中一定深度處,安裝高度為負值。為了保證在運行中軸流泵內(nèi)不產(chǎn)生氣蝕,須認真考慮軸流泵的進水條件(包括吸水口淹沒深度、吸水流道的形狀等),運行中實際工況點與該泵設(shè)計工況點的偏離程度,葉輪葉片形狀的制造質(zhì)量和泵安裝質(zhì)量等。