泵类基础知识.ppt

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1、泵类基础知识泵类基础知识泵泵离心泵，轴流泵，混流泵离心泵，轴流泵，混流泵叶片泵（透平泵）叶片泵（透平泵）容积式泵容积式泵往复泵：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵往复泵：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵回转泵：齿轮泵，螺杆泵，滑片泵回转泵：齿轮泵，螺杆泵，滑片泵 其他类型泵：其他类型泵：喷射泵，水锤泵，真空泵喷射泵，水锤泵，真空泵旋涡泵旋涡泵按吸入口:单吸、双吸泵按级数:单级、多级泵按支承:悬臂、双支撑泵离心泵按安装：立式泵、卧式泵其它：高速离心泵、屏蔽泵、磁力泵、耐酸（碱）泵叶片泵叶片泵比转数比转数 在设计制造泵时，为了将具有各种各样流量、扬程的水泵进行比较，将某一在设计制造泵时，为了将具有各种各样流量、扬程的水

2、泵进行比较，将某一台泵的实际尺寸，几何相似地缩小为标准泵，此标准泵应该满足流量为台泵的实际尺寸，几何相似地缩小为标准泵，此标准泵应该满足流量为75L/s，扬程为扬程为1m。此时标准泵的转数就是实际水泵的比转数。比转数是从相似理论中。此时标准泵的转数就是实际水泵的比转数。比转数是从相似理论中推出来的一个综合性有因次量的参数，它说明了流量、扬程、转数之间的相互推出来的一个综合性有因次量的参数，它说明了流量、扬程、转数之间的相互关系。表达式为关系。表达式为 Q流量（流量（m3/s），双吸泵取），双吸泵取 H扬程（扬程（m），多级泵取单级扬程；），多级泵取单级扬程；n转速转速(r/min)（1）同一台

3、泵在不同工况下具有不同的同一台泵在不同工况下具有不同的ns值，作为相似准则的值，作为相似准则的ns是指对应最高效率点工况是指对应最高效率点工况下的值。下的值。（2）比转数标志了流量、扬程、转速之间的关系，也决定了叶轮的制造形状。比转数标志了流量、扬程、转速之间的关系，也决定了叶轮的制造形状。（3）大流量、低扬程的泵，比转数大；小流量、高扬程的泵，比转数小。）大流量、低扬程的泵，比转数大；小流量、高扬程的泵，比转数小。（4）低比转数的水泵，叶轮出口宽度较小，随着比转数的增加，叶轮出口宽度逐渐增加，）低比转数的水泵，叶轮出口宽度较小，随着比转数的增加，叶轮出口宽度逐渐增加，这适应于大流量的情况。这

4、适应于大流量的情况。（5）离心泵比转数较低，零流量时轴功率小；混流泵和轴流泵比转数高，零流量时轴功率）离心泵比转数较低，零流量时轴功率小；混流泵和轴流泵比转数高，零流量时轴功率大；因此离心泵应关闭出口阀起动，混流泵和轴流泵应开启出口阀起动。大；因此离心泵应关闭出口阀起动，混流泵和轴流泵应开启出口阀起动。叶片泵叶片泵泵类基础知识泵类基础知识旋旋涡涡泵泵是是一一种种特特殊殊类类型型的的离离心心泵泵。旋旋涡涡泵泵主主要要由由叶叶轮轮和和泵泵体体组组成成。叶叶轮轮是是一一个个圆圆盘盘，四四周周由由凹凹槽槽构构成成的的叶叶片片呈呈辐辐射射状状排排列列(图图b)。叶叶轮轮旋旋转转过过程程中中泵泵内内液液体

5、体随随之之旋旋转转，且且在在径径向向环环隙隙的的作作用用下下多多次次进进入入叶叶片片并并获获得得能能量量。因因而而液液体体在在旋旋涡涡泵泵内内流流动动与与在在多多级级离离心心泵泵中中流流动动相相类似。泵的吸入口和排出口由与叶轮间隙极小的间壁分开。类似。泵的吸入口和排出口由与叶轮间隙极小的间壁分开。根根据据旋旋涡涡泵泵的的特特性性曲曲线线图图，其其特特点点是是：1压压头头随随流流量量增增大大而而大大幅幅度度下下降降，以以旁旁路路调节流量更为经济。调节流量更为经济。2轴轴功功率率随随流流量量的的增增大大而而减减小小，启启动动泵泵时时应全开出口阀门。应全开出口阀门。3由于在剧烈运动时进行能量交换，能

6、量由于在剧烈运动时进行能量交换，能量损失大，效率低，一般为损失大，效率低，一般为20%50。旋旋涡泵工作时液体在叶片间的运动是由于离心涡泵工作时液体在叶片间的运动是由于离心力作用，在启动前泵内也要灌满液体。力作用，在启动前泵内也要灌满液体。4 它适用于高压头，小流量且粘度小的液它适用于高压头，小流量且粘度小的液体，不适于输送含固粒的液体。体，不适于输送含固粒的液体。叶片泵叶片泵旋涡泵旋涡泵 往复泵是一种典型的容积式输送机械。往复泵是一种典型的容积式输送机械。1.主主要要部部件件：泵泵缸缸、活活塞塞、活活塞塞杆杆、吸吸入入阀阀和和排排出出阀阀(均均为为单单向向阀阀)。活活塞塞杆杆与与传传动动机机

7、械械相相连连，带带动动活活塞塞在在泵泵缸缸内内作作往往复复运运动动。活活塞塞与与阀阀门门间间的的空空间间称称为为工作室。工作室。2.工作原理工作原理单动泵：单动泵：活塞一侧装有吸入阀和排出阀活塞一侧装有吸入阀和排出阀活活塞塞自自左左向向右右移移动动时时，排排出出阀阀关关闭闭，吸吸入入阀阀打打开开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。活活塞塞由由右右向向左左移移动动，吸吸入入阀阀关关闭闭而而排排出出阀阀开开启启，将将液液体体以以高高压压排排出出。活活塞塞移移至至左左端端，则则排排液液完完毕毕，完完成成了了一一个个工工作作循循环环，周周而而复复始始实实现现了了送送液

8、液目目的的。因因此此往往复泵是依靠其工作容积改变对液体进行做功。复泵是依靠其工作容积改变对液体进行做功。在在一一次次工工作作循循环环中中，吸吸液液和和排排液液各各交交替替进进行行一一次次，其其液液体体的的输输送送是是不不连连续续的的。活活塞塞往往复复非非等等速速，故故流流量量有有起伏。起伏。Q容积式泵容积式泵往复泵往复泵泵类基泵类基础知识础知识活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀和排出阀的活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀和排出阀的往复泵。往复泵。活活塞塞自自左左向向右右移移动动时时，工工作作室室左左侧侧吸吸入入液液体体，右侧排除液体。右侧排除液体。活活塞塞自自右右向向左左移移动动时时，工工作作室室右右侧侧

9、吸吸入入液液体体，左侧排除液体。左侧排除液体。即即活活塞塞无无论论向向那那一一方方向向移移动动，都都能能同同时时进进行行吸液和排液，流量连续，但仍有起伏。吸液和排液，流量连续，但仍有起伏。Q为为此此采采用用三三台台双双动动泵泵并并联联工工作作，其其送送液液量量较较均均匀匀。每每个个泵泵连连接接曲曲柄柄角角度度相相差差120O。Q泵类基础知识泵类基础知识由于往复泵的工作原理和操作调节等与离心泵不同，它具有如下特点：由于往复泵的工作原理和操作调节等与离心泵不同，它具有如下特点：(1)往往复复泵泵的的流流量量只只与与泵泵缸缸的的尺尺寸寸和和冲冲程程、活活塞塞的的往往复复次次数数有有关关，而而与与泵泵

10、的的压头、管路等无关。压头、管路等无关。理论上单动泵的流量：理论上单动泵的流量：QTASnr双动泵的流量：双动泵的流量：QT(2A-a)S nr式中：式中：QT 往复泵理论流量，往复泵理论流量，m3/s；A 活塞截面积，活塞截面积，m2；a 活塞杆截面积，活塞杆截面积，m2；S 活塞的冲程活塞的冲程(在泵缸内移动的距离在泵缸内移动的距离)，m；nr 活塞往复频率，活塞往复频率，1/s。实际上，由于泄漏，吸入和排出阀启闭不及时等原因，实际流量小于理论实际上，由于泄漏，吸入和排出阀启闭不及时等原因，实际流量小于理论流量。流量。实际流量：实际流量：Q=VQT V容积效率容积效率(2)往往复复泵泵的的

11、压压头头与与泵泵的的几几何何尺尺寸寸、流流量量无无关关，而而由由泵泵缸缸的的机机械械强强度度和和原原动动机机的的功功率率所所决决定定。只只要要泵泵缸缸强强度度许许可可，理理论论上上压压头头可可达达无无限限大大，其其特特性性曲曲线线为为QT常数。常数。(3)由由于于往往复复泵泵的的低低压压是是靠靠工工作作室室容容积积扩扩张张造造成成的的，因因此此启启动动时时无无需需灌灌液液，即即往往复复泵泵具具有有自自吸吸能能力力。往往复复泵泵的的吸吸上上真真空空度度亦亦随随外外界界大大气气压压、液液体体输输送送条条件件而异，故其安装高度有一定限制。而异，故其安装高度有一定限制。(4)流量调节不能用排出管路上的

12、阀门，而应采用旁路调节或改变活塞的冲程流量调节不能用排出管路上的阀门，而应采用旁路调节或改变活塞的冲程和往复次数实现。和往复次数实现。(5)因往复泵的排液能力只与活塞位移有关，与因往复泵的排液能力只与活塞位移有关，与管路无关，这种泵称为正位移泵。因此在启动管路无关，这种泵称为正位移泵。因此在启动泵时必须打开阀门，以防泵或管路损坏。泵时必须打开阀门，以防泵或管路损坏。（6）主要用于小流量，高压强的场合，输送）主要用于小流量，高压强的场合，输送高粘度液体时效果比离心泵好。不能用于腐蚀高粘度液体时效果比离心泵好。不能用于腐蚀性流体及有固体粒子的悬浮液的输送。性流体及有固体粒子的悬浮液的输送。实际上是

13、柱塞泵，其结构特点实际上是柱塞泵，其结构特点四借弹性薄膜将被输送液体与四借弹性薄膜将被输送液体与活柱隔开，从而使得活柱和泵活柱隔开，从而使得活柱和泵缸得以保护。缸得以保护。隔膜左侧与液体接触的部分均隔膜左侧与液体接触的部分均由耐腐蚀材料制造或涂一层耐由耐腐蚀材料制造或涂一层耐腐蚀物质；隔膜右侧充满水或腐蚀物质；隔膜右侧充满水或油。当柱塞作往复运动时，迫油。当柱塞作往复运动时，迫使隔膜交替地向两侧弯曲，将使隔膜交替地向两侧弯曲，将被输送液体吸入或排出。弹性被输送液体吸入或排出。弹性薄膜采用耐腐蚀橡胶或金属薄薄膜采用耐腐蚀橡胶或金属薄片制成。片制成。适于：定量输送剧毒、易燃、适于：定量输送剧毒、易

14、燃、易爆、腐蚀性液体和悬浮液。易爆、腐蚀性液体和悬浮液。容积式泵容积式泵往复泵往复泵隔膜泵隔膜泵计计量量泵泵是是往往复复泵泵的的一一种种形形式式，它它的的传传动动装装置置是是通通过过偏偏心心轮轮把把电电机机的的旋旋转转运运动动变变成成柱柱塞塞的的往往复复运运动动。偏偏心心轮轮的的偏偏心心距距是是可可调调的的，用用来来改改变变柱柱塞塞的的冲冲程程，这这样样就就可可以以达达到到严严格格地地控控制制和和调调节节流流量量的的目目的的。计计量量泵泵通通常常用用于于要要求求精精确确而而且且便便于于调调整整的的场场合合，特特别别适适用用于于几几种种液体以一定配比的输送场合。液体以一定配比的输送场合。容积式泵

15、容积式泵往复泵往复泵计量泵计量泵容积式泵容积式泵往复泵往复泵计量泵计量泵齿齿轮轮泵泵也也是是正正位位移移泵泵的的一一种种，如如图图。泵泵壳壳内内的的两两个个齿齿相相互互啮啮合合，按按图图中中所所示示方方向向转转动动。在在泵泵的的吸吸入入口口，两两个个齿齿轮轮的的齿齿向向两两侧侧拨拨开开，形形成成低低压压将将液液体体吸吸入入。齿齿轮轮旋旋转转时时，液液体体封封闭闭于于齿齿穴穴和和泵泵壳壳体体之之间间，被被强强行行压压至至排排出出端端。在在排排出出端端两两齿齿轮轮的的齿齿相相互互合合拢拢，形形成成高高压压将将液液体体排出。排出。齿轮泵产生较高的压头但流量齿轮泵产生较高的压头但流量小，用于输送粘稠液

16、体及膏状小，用于输送粘稠液体及膏状物，但不能输送含固体颗粒的物，但不能输送含固体颗粒的悬浮液。悬浮液。容积式泵容积式泵回转泵回转泵齿轮泵齿轮泵由泵壳和一根或几根螺杆构成。由泵壳和一根或几根螺杆构成。一根螺杆：螺杆和泵壳形成的空隙排送液体。一根螺杆：螺杆和泵壳形成的空隙排送液体。两根螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆老排送液体。两根螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆老排送液体。容积式泵容积式泵回转泵回转泵螺杆泵螺杆泵特点：特点：压头高，效率高，噪音压头高，效率高，噪音小。适于在高压下输送小。适于在高压下输送粘稠性液体。粘稠性液体。流量调节流量调节旁路旁路(回回流装置流装置)调节。调节。容

17、积式泵容积式泵回转泵回转泵水环式泵水环式泵其它泵其它泵蒸汽喷射泵蒸汽喷射泵屏屏蔽蔽泵原理和原理和结构构特点：特点：屏屏蔽蔽电泵的的电动机和机和泵构构成一成一个个整体。定子的整体。定子的内内表面和表面和转子的外表面有非子的外表面有非导磁性的耐腐磁性的耐腐蚀金金属属薄板密封薄板密封焊接，使定子接，使定子绕组和和转子子铁芯芯与与输送液体完全隔送液体完全隔开开，不不会会受到受到输送液的浸送液的浸蚀。另外，叶另外，叶轮与与转子装在一根子装在一根轴上，由上，由电机前后机前后2个个轴承支撑。整承支撑。整个个转子体浸子体浸没没在在输送液中，送液中，没没有接液部有接液部与与外界外界贯通的通的转动零部件，因而是一

18、零部件，因而是一种种绝对无泄漏的无泄漏的结构构。屏蔽泵轴向力自动平衡装置屏蔽泵轴向力自动平衡装置原理：在叶轮后盖板处采用双口环结构，通过增大口环直径减小轴向力。1为双口环，双口环的内圈和外圈是通向压力平衡室的节流装置，2为后盖板与其后面的部件形成的轴向间隙压力腔。3为平衡孔，它是通向压力平衡腔的控制阀，转子轴向位置的改变将改变阀开启程度，从而影响平衡腔压力，例如当转子向左端（吸入口方向)偏移时，阀开启程度加大，平衡孔过流量加大，平衡腔压力降低，作用在叶轮后盖板上的压力减小，而前盖板处的压力不变，这时形成一个向右的合力，使转子返回平衡位置。反之，转子向右（电机方向）偏移，阀开启程度减小，平衡腔的

19、压力升高，而前盖板上的压力仍然不变，叶轮处产生一个向左(入口端)的合力，削弱转子的偏移趋势。作用：因流量变化或介质密度、粘度变化而使轴向力发生变化，转子组件位移也会发生变化，但因轴向力自动平衡的作用，转子会在新的位置达到平衡，从而扩大了屏蔽泵的工作范围，增强了屏蔽泵对不同介质、不同工况的适应性。由泵体、隔离套及连接部件组成能够承受压力的屏蔽密封腔体。在密封腔体的外由泵体、隔离套及连接部件组成能够承受压力的屏蔽密封腔体。在密封腔体的外部有一个旋转的永磁场，并通过磁场的作用，带动密封腔体内部的磁性转子部件部有一个旋转的永磁场，并通过磁场的作用，带动密封腔体内部的磁性转子部件同步旋转，而密封腔体内部

20、的转子部件带动叶轮实现对流体的作功。同步旋转，而密封腔体内部的转子部件带动叶轮实现对流体的作功。磁力泵磁力泵泵类基础知识泵类基础知识泵类基础知识泵类基础知识静止部分：静止部分：泵壳（蜗壳）、轴承箱转动部分转动部分(转子转子)：轴、叶轮、联轴器、并帽、键、平衡盘（鼓）、止推盘、轴套密封密封：内部：口环；外部：轴封（填料、机械密封、干气密封）轴承轴承：径向轴承、止推轴承。轴承轴承联轴器联轴器轴轴口环口环机械密封机械密封叶轮叶轮键键轴承箱轴承箱泵壳泵壳并帽并帽键键出口法兰出口法兰入口法兰入口法兰泵类基础知识泵类基础知识泵类基础知泵类基础知识识泵类泵类基础基础知识知识叶轮叶轮轴轴泵类基础泵类基础知识知

21、识1)叶轮：叶轮：做功元件做功元件。闭闭式式叶叶轮轮：叶叶片片两两侧侧带带有有前前后后两两块块盖盖板板，液液体体在在两两叶叶片片间间通通道道内内流流动动时时无无倒流现象，适于输送较清洁的流体，输送效率高。倒流现象，适于输送较清洁的流体，输送效率高。半半开开(闭闭)式式叶叶轮轮：吸吸入入口口一一侧侧无无前前盖盖板板，适适于于输输送送含含小小颗颗粒粒的的溶溶液液，输输送送效率低。效率低。开式叶轮：开式叶轮：没有前后盖板。适于输送含大颗粒的溶液，效率低没有前后盖板。适于输送含大颗粒的溶液，效率低。单吸式叶轮：单吸式叶轮：结构简单，液体只能从叶轮一侧被吸人。结构简单，液体只能从叶轮一侧被吸人。双吸式叶

22、轮：双吸式叶轮：同时从叶轮两侧对称地吸入液体。不仅具同时从叶轮两侧对称地吸入液体。不仅具有较大的吸液能力，而且可基本上消除轴向推力。有较大的吸液能力，而且可基本上消除轴向推力。平衡孔平衡孔泵类基础知识泵类基础知识亦亦称称为为蜗蜗壳壳、泵泵体体。叶叶轮轮在在泵泵壳壳内内沿沿着着蜗蜗形形通通道道逐逐渐渐扩扩大大的的方方向向旋旋转转，愈愈接接近近液液体体的的出出口口，流流道道截截面面积积愈愈大大。液液体体从从叶叶轮轮外外周周高高速速流流出出后后，流流过过泵泵壳壳蜗蜗形形通通道道时时流流速速将将逐逐渐渐降降低低，因因此此减减少少了了流流动动能能量量损损失失，且且使使部部分分动动能能转转换换为为静静压压

23、能能。所所以以泵泵壳壳不不仅仅是是汇汇集集由由叶叶轮轮流流出出的的液液体体的部件，而且又是一个转能装置。的部件，而且又是一个转能装置。对分段式多级泵，为了使结构简单紧凑，每级叶轮和下一级叶轮对分段式多级泵，为了使结构简单紧凑，每级叶轮和下一级叶轮之间的能量转换采用导叶之间的能量转换采用导叶(导轮导轮)结构，导叶有径向导叶和流道式导叶结构，导叶有径向导叶和流道式导叶两种，径向导叶流动性能稍差，流道式导叶流动性能较好，但制造两种，径向导叶流动性能稍差，流道式导叶流动性能较好，但制造困难。离心油泵与一般分段多级泵多用径向式导叶，而分段多级高困难。离心油泵与一般分段多级泵多用径向式导叶，而分段多级高压

24、热油泵则用流道式导叶。压热油泵则用流道式导叶。3)导叶导叶(导轮导轮)径向式导叶（正反导叶）径向式导叶（正反导叶）泵类基础知识泵类基础知识在在泵泵轴轴伸伸出出泵泵壳壳处处，转转轴轴和和泵泵壳壳间间存存有有间间隙隙，在在旋旋转转的的泵泵轴轴与与泵泵壳壳之之间间的的密密封封，称称为为轴轴封封装装置置。其其作作用用是是防防止止高高压压液液体体沿沿轴轴泄泄漏漏，或或者者外外界界空空气气以以相相反反方方向向漏漏入入。常常用用的的有有填填料料密密封封和和机机械械密密封封,干气密封干气密封正在推广使用。正在推广使用。填填料料密密封封装装置置：由由填填料料函函壳壳、软软填填料料和和填填料料压压盖盖构构成成，软

25、软填填料料为为浸浸油油或或涂涂石石墨墨的的石石棉棉绳绳，将将其其放放入入填填料料函函与与泵泵轴轴之之间间，将将压压盖盖压压紧紧迫迫使使它它产产生变形达到密封。生变形达到密封。泵类基础知识泵类基础知识机械密封装置机械密封装置：由装在由装在泵轴上随之转动的动环和泵轴上随之转动的动环和固定在泵壳上的静环组成，固定在泵壳上的静环组成，两环形端面由弹簧力使之两环形端面由弹簧力使之紧贴在一起达到密封目的。紧贴在一起达到密封目的。动环用硬质金属材料制成，动环用硬质金属材料制成，静环一般用浸渍石墨或酚静环一般用浸渍石墨或酚醛塑料等制成。醛塑料等制成。机械密封的性能优良，使机械密封的性能优良，使用寿命长。当部件

26、的加工用寿命长。当部件的加工精度要求高，安装技术要精度要求高，安装技术要求比较严格，价格较高。求比较严格，价格较高。用于输送酸、碱、盐、油用于输送酸、碱、盐、油等密封要求高的场合。等密封要求高的场合。泵类基础知识泵类基础知识轴向力的产生轴向力的产生泵类基础知识泵类基础知识a）采用双吸叶轮）采用双吸叶轮 b）开平衡孔（或接平衡管）开平衡孔（或接平衡管）c）平衡叶片（平衡筋）平衡叶片（平衡筋）泵类基础知识泵类基础知识a）叶轮对称布置）叶轮对称布置 b）平衡鼓）平衡鼓 c）自动平衡盘）自动平衡盘 d）平衡盘和平衡）平衡盘和平衡鼓组合。鼓组合。平衡板平衡板泵类基泵类基础知识础知识2)流量流量Q：m3h

27、，与泵的结构尺寸（叶轮直径和宽度）、转速、管路情况有关。，与泵的结构尺寸（叶轮直径和宽度）、转速、管路情况有关。泵类基础知识泵类基础知识3）压压头头（扬扬程程）H：m，泵泵对对单单位位重重量量的的液液体体所所提提供供的的有有效效能能量量。与与泵泵的的结构尺寸、转速、流量等有关。结构尺寸、转速、流量等有关。对于一定的泵和转速，压头与流量间有一定的关系。对于一定的泵和转速，压头与流量间有一定的关系。1)转速：转速：叶轮在单位时间内旋转圈数，叶轮在单位时间内旋转圈数，r/min。在泵的入口和出口间列柏努利方程，以单位重量流体为基准：在泵的入口和出口间列柏努利方程，以单位重量流体为基准：转速、流量、压

28、头、轴功率和效率、气蚀余量等。转速、流量、压头、轴功率和效率、气蚀余量等。2.1主要性能参数主要性能参数:无限多叶片理论扬程出口圆周速度；叶片出口安装角；出口处因叶片厚度引起通道面积减少的系数、出口处叶轮直径、宽度=90时，称为径向叶片，是一条水平直线。90时，称为径向叶片，是一条向上直线。4)效率效率指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需功率之比，称为泵的指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需功率之比，称为泵的总效率，用总效率，用表示，无因次，其值恒小于表示，无因次，其值恒小于100%。它的大小反映泵在工作时能量。它的大小反映泵在工作时能量损失的大小，泵的效率与泵的大小、类型、制造精

29、密程度、工作条件等有关，损失的大小，泵的效率与泵的大小、类型、制造精密程度、工作条件等有关，由实验测定。由实验测定。离心泵的能量损失主要包括：离心泵的能量损失主要包括：(1)容积损失：容积损失：由于泵的泄漏、液体的倒流等所造成，使得部分获得能量的高由于泵的泄漏、液体的倒流等所造成，使得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出量减少浪费的能量。容积损失用容积效率压液体返回去被重新作功而使排出量减少浪费的能量。容积损失用容积效率V表示。表示。(2)机械损失：机械损失：由于泵轴与轴承间、泵轴与填料间、叶轮盖板外表面与液体间的由于泵轴与轴承间、泵轴与填料间、叶轮盖板外表面与液体间的摩擦等机械原因

30、引起的能量损失。机械损失用机械效率摩擦等机械原因引起的能量损失。机械损失用机械效率m表示。表示。(3)水力损失：水力损失：由于液体具有粘性，在泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生碰由于液体具有粘性，在泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生碰撞、导致旋涡等引起的局部能量损失。水力损失用水力效率撞、导致旋涡等引起的局部能量损失。水力损失用水力效率h表示。表示。总效率：总效率：=vmh一般：小泵：一般：小泵：=5070；大泵：；大泵：90（4）轴功率）轴功率指泵轴转动时所需要的功率，亦即电机提供的功率，用指泵轴转动时所需要的功率，亦即电机提供的功率，用N表示，单表示，单位位kW。由于能量损失，轴功率必大于有效功率，即

31、。由于能量损失，轴功率必大于有效功率，即N=Ne/We流体接受的功流体接受的功ms质量流量质量流量泵的轴功率与泵的结构、尺寸、流量、压头、转速等有关。泵的轴功率与泵的结构、尺寸、流量、压头、转速等有关。例例：采采用用图图示示装装置置测测定定离离心心泵泵的的性性能能。泵泵的的吸吸入入和和排排出出管管内内径径分分别别为为100mm和和80mm，两两测测 压压 口口 间间 垂垂 直直 距距 离离 为为 0.5m，泵泵 的的 转转 速速 为为2900rpm,用用20清清水水作作为为介介质质时时测测定定，数数据据为为：流流量量15l/s，泵泵出出口口处处表表压压2.55105Pa，进进口口处处真真空空度

32、度2.67104Pa，电电机机功功率率6.2kW(电电机机效效率率93%)。解：在转速为解：在转速为2900rpm下下泵的流量：泵的流量：Q1510-3360054m3/h泵的压头：泵的压头：在在真真空空表表和和压压强强表表所所在在截截面面1-1与与2-2间间列列柏柏努利方程，努利方程，以单位重量流体为基准以单位重量流体为基准:其中：其中：(Z2-Z1)0.5m，p22.55105Pa(表表)，p1-2.67104Pa(表表)，Hf0轴功率：N=6.2.935.77kW效率：故该泵主要性能为：Q=54m3h，H=29.5m,N=5.77kW，=75.2%,n=2900rpm1122在在图图示示

33、的的系系统统中中，若若贮贮槽槽与与高高位位槽槽液液面面维维持持恒恒定定，在在1-1截面与截面与2-2截面间列柏努利方程：截面间列柏努利方程：2.2 管路特性曲线管路特性曲线He=K+GQe2 称为管路特性方程，它反映在特定的管路中，液体所需压头称为管路特性方程，它反映在特定的管路中，液体所需压头(He)与流量与流量(Qe)的关系。这种关系只与管路的布置条件有关，而与的关系。这种关系只与管路的布置条件有关，而与泵的性能无关。将其关系标绘在泵的性能无关。将其关系标绘在HQ坐标图上，即为管路特性曲坐标图上，即为管路特性曲线，为一抛物线型。线，为一抛物线型。泵类基础知识例例2用离心泵向密闭容器输送清水

34、，管路情况如图。贮槽用离心泵向密闭容器输送清水，管路情况如图。贮槽A和密闭容和密闭容器器B内液面恒定，位差内液面恒定，位差20m。管路系统为：管径。管路系统为：管径1144mm，管长，管长(包包括所有局部阻力的当量长度括所有局部阻力的当量长度)150m，密闭容器内表压，密闭容器内表压9.81104Pa，流动，流动在阻力平方区，管道摩擦系数在阻力平方区，管道摩擦系数0.016，输水量，输水量45m3/h。求：。求：(1)管路特性方程；管路特性方程；(2)泵的升扬高度与扬程；泵的升扬高度与扬程；(3)泵的轴功率泵的轴功率(效率为效率为70，水的密度，水的密度1000kg/m3)解：解：(1)(2)

35、泵的升扬高度与扬程泵的升扬高度即Z，值为20m。泵的扬程由管路特性方程计算：(3)泵的轴功率泵类基础知识泵类基础知识当转速一定时当转速一定时 H、N、与与Q的关系曲线的关系曲线 最高效率点为工作点最高效率点为工作点最高效率点为工作点最高效率点为工作点HQ曲曲线线代代表表的的是是在在一一定定转转速速下下流流体体流流经经离离心心泵泵所所获获得得的的能能量量与与流流量量的的关关系系，是是最最为为重重要要的的一一条条特特性性曲曲线线。图图示示为为后后弯式叶片。弯式叶片。在一定转速下，泵的轴功率随输在一定转速下，泵的轴功率随输送流量的增加而增大，流量为零送流量的增加而增大，流量为零时，轴功率最小。时，轴

36、功率最小。关闭出口阀启动离心泵，关闭出口阀启动离心泵，启动电流最小。启动电流最小。泵类基础知泵类基础知识识QQHH泵特性曲线泵特性曲线泵特性曲线泵特性曲线管路特性曲线管路特性曲线管路特性曲线管路特性曲线工作点工作点工作点工作点离心泵的工作点：泵的扬程曲线离心泵的工作点：泵的扬程曲线(H Q线线)与管路特性曲线与管路特性曲线(HL Q 线线)的交点的交点(a 点点)。离心泵的调节离心泵的调节工工厂厂操操作作中中经经常常要要遇遇到到对对离离心心泵泵及及其其管管路路系系统统进进行行调调节节以以满满足足工工艺艺上上对对流流体体的的流流量量和和压压头头的的要要求求，实实际际上上这这对对应着改变泵的工作点

37、位置。应着改变泵的工作点位置。1）改变管路特性曲线：）改变管路特性曲线：改改变变管管路路流流动动阻阻力力（如如阀阀门门开开度度），管管路路由由 a 上上移移至至 a，流流量量由由 V 减减少少为为V。特特性性曲曲线线将将发发生生相相应应的的变变化化。关关小小阀阀门门，管管路路阻阻力力增增加，管路特性曲线由加，管路特性曲线由 1 移至移至 1，工作点，工作点 该调节方法的主要优点是操作简单，但管路上阻力损失该调节方法的主要优点是操作简单，但管路上阻力损失大且可能使泵的工作点位于低效率区，因此多在调节幅度大且可能使泵的工作点位于低效率区，因此多在调节幅度不大但需经常调节的场合下使用。不大但需经常调

38、节的场合下使用。离心泵的调节离心泵的调节2）改变泵）改变泵 HV 特性曲线：特性曲线：改变叶轮转速改变叶轮转速将将叶叶轮轮转转速速由由 n 调调节节 n 到到或或 n，根根据据离离心心泵泵的的比比例例定定律律式式，泵泵的的 H-V 曲线会有相应的改变。曲线会有相应的改变。随随转转速速增增加加或或减减少少、泵泵的的 H-V 特特性性曲曲线线上上移移或或下下移移，工工作作点点相相应应移移动动到到a 或或 a，流流量量与与压压头头发发生生相相应应改改变变而而并并不不额额外外增增加加管管路路阻阻力力损损失失，离心泵仍在高效区工作。离心泵仍在高效区工作。该该调调节节方方法法能能量量利利用用率率更更高高，

39、随随着着电电机机变变频频调调速速技技术术的的推推广广，在在大大功功率率流体输送系统中应用越来越多。流体输送系统中应用越来越多。离心泵的调节离心泵的调节3）改变泵）改变泵 HV 特性曲线：特性曲线：改变叶轮直径改变叶轮直径 将叶轮转速由将叶轮转速由 D1 改改到到D2，根，根据离心泵的切割定律，泵的据离心泵的切割定律，泵的 H-V 曲线会有相应的改变。曲线会有相应的改变。M2Q2HQQ1M1D1D2D1 D2缺点：流体调节范围有限、不方便，难以做到连续调节，调节缺点：流体调节范围有限、不方便，难以做到连续调节，调节不当会降低泵的效率。一般很少采用。不当会降低泵的效率。一般很少采用。离心泵的并联和

40、串联离心泵的并联和串联 有有大大幅幅度度调调节节要要求求时时，可可以以采采取取多多泵泵组组合合安安装装的的方方式式。将将组组合合安安装装的的离离心心泵泵视视为为一一个个泵泵组组，根根据据并并联联或或串串联联工工作作的的规规律律，可可以以作作出出泵泵组的特性曲线（或称合成特性曲线），据此确定泵组的工作点。组的特性曲线（或称合成特性曲线），据此确定泵组的工作点。并并联联操操作作：泵泵在在同同一一压压头头下下工工作作，泵泵组组的的流流量量为为该该压压头头下下各各泵泵对对应应的流量之和。的流量之和。与与单单台台泵泵在在同同一一管管路路中中的的工工作作点点1相相比比，并并联联管管组组不不仅仅流流量量增增

41、加加，压压头头也也随随之之有有所所增增加加，因因为为管管路路阻阻力力损失增加。损失增加。同一管路系统中并联泵组同一管路系统中并联泵组的的输输液液量量并并不不能能达达到到两两台台泵泵单独工作时的输液量之和。单独工作时的输液量之和。QQQ并HH1H并2离心泵的并联和串联离心泵的并联和串联串串联联操操作作：泵泵送送流流量量相相同同，泵泵组组的的扬扬程程为为该该流流量量下下各各泵泵的的扬程之和。扬程之和。与与同同一一管管路路中中单单台台泵泵工工作作点点1相相比比，串串联联泵泵组组不不仅仅提提高高了了扬扬程程，同同时时还还增增加加了了输输送送量量。正正因因为为如如此此，在在同同一一管管路路系系统统中中串

42、串联联泵泵组组的的扬扬程程不不能能达达到到两两台台泵泵单单独独工工作作时时的的扬扬程程之和。之和。泵类基础知识泵类基础知识 离离心心泵泵的的特特性性曲曲线线是是在在一一定定转转速速下下，以以常常温温清清水水进进行行测测定定而而得得到到的的。使使用用时时若若输输送送液液体体的的性性质质或或其其它它条条件件与与测测定定条条件件不不同同时时，可可导导致泵的性能发生变化，这时就需进行相应的换算。致泵的性能发生变化，这时就需进行相应的换算。1)液体密度的影响液体密度的影响离离心心泵泵的的压压头头、流流量量均均与与液液体体的的密密度度无无关关，故故泵泵的的效效率率亦亦不不随随而而改改变变，但但泵泵的的轴轴

43、功功率率随随密密度度不不同同而而变变化化，应应重重新新进进行行计计算算。化化工工机机器器安安装工程施工与验收规范装工程施工与验收规范中用水试运时，如工作介质比水密度大，应核算轴功率。中用水试运时，如工作介质比水密度大，应核算轴功率。2)液体粘度的影响液体粘度的影响当当被被输输送送液液体体的的粘粘度度大大于于常常温温下下清清水水的的粘粘度度时时，由由于于叶叶轮轮、泵泵壳壳内内流流动动阻阻力力的的增增大大，致致使使泵泵的的压压头头、流流量量都都要要减减小小，效效率率下下降降，而而轴轴功功率率增增大大。一一般般当当液液体体的的运运动动粘粘度度2010-6m2/s时时，离离心心泵泵的的性性能能按下式进

44、行换算：按下式进行换算：Q=CQQ；HCHH；C，CQ，CH，C称为离心泵的流量，压头和效率换算系数，可查图。称为离心泵的流量，压头和效率换算系数，可查图。问：当液体粘度改变时，对泵的性能有何影响？问：当液体粘度改变时，对泵的性能有何影响？答：与清水相比，当输入介质的粘度增大时，泵答：与清水相比，当输入介质的粘度增大时，泵的性能变化如下：的性能变化如下：（1）泵流量减小；）泵流量减小；（2）泵扬程降低；）泵扬程降低；（3）泵轴功率增加，效率降低；）泵轴功率增加，效率降低；（4）泵所需的允许汽蚀余量增大。）泵所需的允许汽蚀余量增大。由此看出，流体粘度对泵性能有较大影响，对于由此看出，流体粘度对泵

45、性能有较大影响，对于粘度过大的油品，由于其流动性很差，不宜使用粘度过大的油品，由于其流动性很差，不宜使用离心泵输送，一般粘度大于离心泵输送，一般粘度大于650厘池时，应选用往厘池时，应选用往复泵或齿轮泵。复泵或齿轮泵。泵类基础知识泵类基础知识 当当液液体体粘粘度度不不大大且且假假设设泵泵的的效效率率不不变变，泵泵的的转转速速变变化化小小于于20%时时，泵泵的的流流量量、压压头头、轴轴功功率率与与转转速速的的近近似似关关系可按系可按比例定律比例定律进行计算：进行计算：4）叶轮直径的影响）叶轮直径的影响 当当转转速速不不变变而而减减小小叶叶轮轮直直径径时时，泵泵的的流流量量、压压头头、轴轴功功率率

46、与与叶叶轮轮直直径径的的关关系系可可按按切切割割定定律律进进行行计计算算(叶叶轮轮直直径径变化变化20%)：泵类基础知识泵类基础知识气蚀现象气蚀现象 离离心心泵泵通通过过旋旋转转的的叶叶轮轮对对液液体体做做功功，使使液液体体机机械械能能增增加加，在在随随叶叶轮轮的的流流动动过过程程中中，液液体体的的速速度度和和压压强强是是变变化化的的。通通常常在在叶叶轮轮入入口口处处压压强强最最低低，压压强强愈愈低低愈愈容容易易吸吸液液。但但是是当当该该处处压压强强小小于于或或等等于于输输送送温温度度下下液液体体的的饱饱和和蒸蒸汽汽压压时时(ppv)液液体体将将部部分分汽汽化化，形形成成大大量量的的蒸蒸汽汽泡

47、泡。这这些些气气泡泡随随液液体体进进入入叶叶轮轮后后，由由于于压压强强的的升升高高将将受受压压破破裂裂而而急急剧剧凝凝结结，气气泡泡消消失失产产生生的的局局部部真真空空，使使周周围围的的液液体体以以极极高高的的速速度度涌涌向向原原气气泡泡处处，产产生生相相当当大大的的冲冲击击力力，致致使使金金属属表表面面腐腐蚀蚀疲疲劳劳而而受受到到破破坏坏。由由于于气气泡泡产产生生、凝凝结结而而使使泵泵体体、叶叶轮轮腐腐蚀蚀损损坏坏加加快快的的现现象象，称为气蚀。称为气蚀。危害：危害：气蚀现象发生时，将使泵体振动发出噪音；金属材料损坏气蚀现象发生时，将使泵体振动发出噪音；金属材料损坏加快，寿命缩短；泵的流量、

48、压头等下降。严重时甚至出现断流，加快，寿命缩短；泵的流量、压头等下降。严重时甚至出现断流，不能正常工作。为避免气蚀现象发生，必须在操作中保证泵入口处不能正常工作。为避免气蚀现象发生，必须在操作中保证泵入口处的压强大于输送条件下液体的饱和蒸汽压，这就要求泵的安装高度的压强大于输送条件下液体的饱和蒸汽压，这就要求泵的安装高度不能太高，应有一限制。不能太高，应有一限制。离心泵产生汽蚀的原因：离心泵产生汽蚀的原因：低压、高温、带气低压、高温、带气（1）水池液位过低，泵的安装高度过高；流速和吸入管路上的阻力太大；）水池液位过低，泵的安装高度过高；流速和吸入管路上的阻力太大；（2）被输送的介质温度过高；）

49、被输送的介质温度过高；（3）有气体被吸入：吸入管道、法兰密封不好，有空气进入。）有气体被吸入：吸入管道、法兰密封不好，有空气进入。离心泵防止汽蚀的措施离心泵防止汽蚀的措施(1)采用双吸叶轮。采用双吸叶轮。(2)采用诱导轮；采用诱导轮；(3)增大泵入口的通流面积，降低增大泵入口的通流面积，降低叶轮的入口速度。叶轮的入口速度。(4)、减少吸入管路阻力。、减少吸入管路阻力。(5)降低泵的安装高度、提高泵的降低泵的安装高度、提高泵的入口压力。入口压力。(6)降低泵的入口温度。降低泵的入口温度。(7)降低泵的转速；降低泵的转速；(8)采用耐汽蚀破坏的材料制造泵采用耐汽蚀破坏的材料制造泵的过流部分元件。的

50、过流部分元件。诱诱导导轮轮泵类基础知识为防止气蚀现象的发生，应使叶片入口处最低压强大于输送温为防止气蚀现象的发生，应使叶片入口处最低压强大于输送温度下液体的饱和蒸汽压。但在实际操作中，不易测出最低压强的位度下液体的饱和蒸汽压。但在实际操作中，不易测出最低压强的位置，而往往是测泵入口处的压强，然后在考虑一安全量，即为泵入置，而往往是测泵入口处的压强，然后在考虑一安全量，即为泵入口处允许的最低绝对压强，以口处允许的最低绝对压强，以p1表示。习惯上常把表示。习惯上常把p1表示为真空度，表示为真空度，并以被输送液体的液柱高度为计量单位，称为允许吸上真空度，以并以被输送液体的液柱高度为计量单位，称为允许