水系统中的离心式和轴流式水泵匹配计算

在空调的供、回水系统中输送冷、热媒水和冷却水的系统中，普遍使用的水泵是离心式和轴流式两种。

（一）离心式水泵

1.离心式水泵的基本结构　离心式水泵的基本结构如图2-10所示。

水泵的叶轮一般是由两个圆形盖板组成，盖板之间有若干片变曲的叶片，叶片之间的槽道为过水的叶槽，如图2-11所示。

2.离心式水泵的工作过程　离心式水泵叶轮的前盖板上有一个圆孔，即叶轮的进水口，它装在泵壳的吸水口内，与水泵吸水管路连通。离心泵在起动之前，要先用水灌满泵壳和吸水管道，然后起动电动机带动叶轮和水做高速旋转运动。此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压力管道，由压力管道而输入管网中去。与此同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，集水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管源源不断地被吸入到泵壳内，又受到叶轮的作用被甩出，进入压力管道形成了离心泵的连续输水过程。

图2-10 离心式水泵的基本结构

1—泵壳 2—泵轴 3—叶轮 4—吸水管 5—压水管 6—底阀 7—闸阀 8—灌水漏斗 9—泵座

图2-11 离心式水泵的叶轮

1—前盖板 2—后盖板 3—叶片 4—叶槽 5—吸水口 6—轮毂 7—泵轴

（二）轴流式水泵的基本结构

轴流式水泵的外形很像一根水管，泵壳直径与吸水口直径差不多，既可垂直安装（立式）和水平安装（卧式），也可倾斜安装（斜式），较为方便。轴流式水泵主要由以下部件组成。

1.吸入管　轴流式水泵的吸入管，一般采用流线形的喇叭管或做成流道形式。

2.叶轮　叶轮可分为固定式、半调式和全调式三种。

固定式轴流泵其叶片与轮体毂铸成一体，其特点是叶片安装角度不能调节。

半调式轴流式水泵的叶片是用螺母固定在轮毂体上，在叶片的根部上刻有基准线，而在轮毂体上刻有几个相应的安装角度的位置线，在使用过程中，如工况发生变化需要进行调节时，可把叶轮卸下来，将螺母松开转动叶片，使叶片的基准线对准轮毂体上的某一要求的位置线，然后再把螺母拧紧，装好叶轮即可。

3.导叶　轴流式水泵中导叶的作用就是把叶轮中向上流出的水流旋转运动变为轴向运动。导叶是固定在泵壳上不动的，水流经过导叶时就消除了旋转运动，把旋转的动能变为压力能。

4.轴与轴承　泵轴是用来传递转矩的。在大型轴流泵中，为了在轮毂体内布置调节、操作机构，泵轴常做成空心轴，里面安置调节操作油管。

5.密封装置　轴流式水泵出水弯管的轴孔处需要设置密封装置，通常采用压盖填料型的密封装置。(www.xing528.com)

6.轴流水泵的工作原理　轴流水泵的叶片在水中做高速旋转时，水流相对于叶片就产生了急速的绕流，叶片对水产生作用力，在此作用力下，水就被压升到一定高度上。轴流式水泵的特点是流量大、低扬程，一般扬程在4～15m。

（三）水泵的基本参数

1.扬程　水泵所输送的单位重量的流体，从进口到出口的能量增值，称为水泵的扬程。用符号H表示，单位为m。

2.流量　水泵在单位时间内所输送的流体量，用符号Ｑ表示，单位为m³/S或m³/H。

3.功率　又称轴功率，是指水泵的输入功率，即电动机传到水泵轴上的功率，用符号N_E表示，单位为kW。

4.水泵的输出功率　又称为有效功率，用符号N表示，单位为kW。它表示在单位时间内流体从泵所获得的实际能量，其值等于重量流量和扬程的乘积，即

式中，γ为被输送流体的容重，单位为kN/m³；Ｑ为水泵输送的流体流量，单位为m³/S；H为水泵的扬程，单位为m。

（四）水泵与制冷压缩机的匹配计算

1.冷却水流量的确定计算　制冷系统的冷却水流量一般可按产品样本提供的数据选取或用下列公式进行计算：

式中，Ｑ为压缩机制冷量，单位为kW。

冷冻水的流量一般可按产品样本提供的数据选取或用下列公式进行计算：

2.水系统管道管径的计算　在中央空调系统中，水系统的管径可按下式计算：

式中，L为所求管段的水流量，单位为m³/H；Ｖ为所求管段允许的水流速，单位为m/S；D为管道直径，单位为mm。

流速的确定：当管径D在100～250之间时，流速推荐值为1.5m/S；当管径小于DN100时，流速推荐值为1.0m/S；当管径大于DN250时，流速可加大。