Question

往复泵的流量

Answer 1

往复式泵在单位时间内所排出的液体量称为泵的流量。流量的计算单位常用以体积为单位，称为体积流量，以Q表示。往复泵在输送液体的过程中，其流量是变化的。但是变化规律是什么？影响流量变化的因素有哪些？只有明确了这些问题，理解了往复泵流量的特点，才能做到合理地选用这类泵。

1.理论平均流量

理论流量是指仅从水泵工作时其容积变化大小来讨论水泵的流量，而不考虑水泵有关元件由于制造中的原因，及水泵在实际工作中的各种不同情况等所造成泄漏而影响流量的因素。

由往复泵的工作原理可知，泵在单位时间内所排出的液体量是与活塞面积、活塞在液缸内移动的最大距离、活塞的往复次数有关。

设已知往复式单缸单作用泵的活塞截面积为F（cm²）、行程长度为S（cm），则活塞往返运动一次，泵所排出的液体体积应为V＝F·S（cm³）。若每一分钟活塞往复次数为n次，则每一分钟内泵所排出的液体体积应等于F·S·n（cm³/min）。所以单作用泵的平均流量理论值应为：

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式中：Q_tm为理论平均流量，mL/min；i为泵的缸数。

对于单缸双作用泵，活塞往返一次，泵排出液体两次。当活塞向左运动时，排出的液体量应为：V_左＝F·S（cm³）；而活塞向右运动时，排出的液体量为V_右＝（F-f）S（cm³）。式中f（cm²）为活塞杆截面积。所以双作用泵的理论平均流量为：

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例：已知BW-250/50型泵，其柱塞直径D＝75mm，柱塞行程S＝85mm，往复次数n＝160次/min，试求其理论平均流量Q_tm。

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将已知数据代入得

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2.流量的不均匀性

往复泵多采用曲柄连杆作传动机构。由理论力学可知，当曲柄作等角速度旋转时，活塞或柱塞的速度变化为正弦曲线。活塞在两个死点时，速度为零，加速度达最大值；在中间位置时，速度最大，加速度为零。由于柱塞面积F为一常数，因此，泵供水量与柱塞速度变化的规律一样，也即按正弦曲线规律变化。如图11-3a所示。由图可知，单作用往复泵的出水是极不稳定的。为了改善这种不均匀性，可将三个单作用往复泵互成120°用一根曲轴联结起来，组成一台三作用泵，当曲轴每转一圈，三个活塞（或柱塞）分别进行一次吸入和排出水体，其流量变化如图11-3c所示，出水比较均匀。

图11-3 往复泵出水量曲线图

双作用往复泵也称双动泵。在计算时要考虑到活塞杆的截面积f对流量的影响。当活塞每往复一次的时间内，双作用泵的理论出水量Q_T为：

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其出水量变化曲线图如图11-3b所示。为了尽可能使往复泵均匀地供水，以及减少管路内由于流速变化而造成流体的惯性力的作用，一般常在压水及吸水管路上装设密闭的空气室，借室内空气的压缩和膨胀作用，来达到缓冲的效果。