泵內存在著許多間隙,而目間隙兩端的壓力不同,因此,液體通過間隙從高壓側向低壓側泄漏。于是,從泵內獲得一定能量的液體,并沒有完全輸送出去,而以節流損失的形式將能量損失掉。
泵內的泄漏部位,因泵的結構不同而異,一般發生在下列地方:葉輪密封環、級間密封環、平衡軸向力裝置等。
葉輪密封環的泄漏量q1(圖20-16)
圖20一16 密封環處的壓力差
式中Fm——密封環間隙的過流斷面面積,
Hm——間隙兩端的壓力降;
b——密封環間隙;
u——流量系數。
(1)確定密封環間隙的壓力降hm
假定泵腔內的液體以w/2旋轉,其壓力按拋物線規律分布。
由液體平衡微分方程
因質量力為離心力,則
由軸向力計算部分已知
則密封環間隙處水頭h1
另外.斯捷潘諾夫建議hm按下式計算
hm也可以近似按ns:的范圍選取,當 其中H是葉輪的揚程。
(2)確定密封環間隙b對于大型泵(Q>0.5m3/s)
對于小型泵
(3)確定流量系數u
1)平直密封環的阻力系數由進口阻力系數51附面層,沿程阻力系數λL/2b和出口損失系數(通常為1)組成,即
式中η密封環間隙進口圓角系數,一般取0.5~0.9,即51=0. 25~0. 45,大泵取大值,小泵取小值。
由此
λ和間隙中流動的雷諾數及表面粗糙度有關。縫隙中的流動,一般位于阻力平方區,λ值和雷諾數無關,可取λ=0.04~0.06.
λ值也可以根據雷諾數Re和相對粗糙度,借用圓管摩擦系數圖表查得。
相對粗糙度為
式中b——密封環間隙;
ks——絕對粗糙度,對光滑表面,ks=0. 005 mm
雷諾數
式中u一泄漏速度;
um——密封環處的圓周速度;
,U'vZ+} 2
——間隙中液體相對速度;
v ——運動赫性系數。
速度需求出q才能確定,因此計算Re時,可先假定(即假定幾值求q,進而求u),進行逐次逼近計算。
密封間隙長度L
2)齒形密封環的流量系數計算方法與上述相同,在結構每增加一個小齒,則增加一個進口阻力系數0.561η,和出口阻力系數a1即
式中L——間隙為b的密封間隙長度。
a1 , b1,由表20-2選取。
表20-2 齒形密封的a1和b1
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