泵的基础知识PPT-1

1、 ( (图图) ) ( (图图) ) ( (图图) ) ( (图图) ) ( (图图) ) ( (图图) ) ( (图图) ) 泵的其它分类泵的其它分类 按泵轴位置按泵轴位置 卧式泵卧式泵 立式泵立式泵 按泵体位置按泵体位置 液下泵液下泵 深井泵深井泵 潜水泵潜水泵 管道泵管道泵 按用途按用途 增压泵增压泵 计量泵计量泵 比例泵比例泵 流程泵流程泵 汇流泵汇流泵 循环泵循环泵 成品泵成品泵 补给泵补给泵 化学反映泵化学反映泵 助剂注射泵助剂注射泵 图 图 图 图图 A. A. 泵流量泵流量(capacity)(capacity) 泵流量是单位时间内从泵排出并进入管路的液体体积。一般指的泵流量是

2、单位时间内从泵排出并进入管路的液体体积。一般指的 流量均为体积流量。用符号流量均为体积流量。用符号QQ表示，单位为表示，单位为mm3 3/h/h或或L/sL/s。 C C泵转速泵转速(rotating speed)(rotating speed) 泵转速是泵轴旋转的速度，即单位时间内泵轴旋转的次数。泵转速是泵轴旋转的速度，即单位时间内泵轴旋转的次数。 用符号用符号n n表示，单位表示，单位r/minr/min或或s s-1 -1。 3. 3. 基本参数基本参数 (Basic Performance Parameters) B. B. 扬程扬程(head)(head) 泵的扬程是单位质量液体通过

3、泵后的能量增值。其值等于泵的扬程是单位质量液体通过泵后的能量增值。其值等于 单位质量液体在泵出口处的能量减去泵进口处的能量。用符单位质量液体在泵出口处的能量减去泵进口处的能量。用符 号号H H表示，单位为表示，单位为mm。 式中 Pu 泵输出功率，W； 泵输送液体的密度kg/mkg/m3 3 ； Q泵流量；m3/s H扬程，m。 gQHPu D. D. 泵轴功率泵轴功率(brake power)(brake power)、泵输出功率、泵输出功率(output power)(output power) 泵轴功率通常指输入功率，即泵轴所接受的功率。用符号泵轴功率通常指输入功率，即泵轴所接受的功率。

4、用符号 PaPa表示，单位为表示，单位为W.W. 泵传递给输出液体的功率称为泵输出功率，又称为有效功率。泵传递给输出液体的功率称为泵输出功率，又称为有效功率。 它表示单位时间内泵输送出去的液体从泵中获得的有效能量。它表示单位时间内泵输送出去的液体从泵中获得的有效能量。 用符号表示，单位为用符号表示，单位为WW，用下式计算：，用下式计算： E. E. 泵效率泵效率(efficiency)(efficiency) 泵轴功率和输出功率之差是泵内的损失功率，其大小用泵效率来泵轴功率和输出功率之差是泵内的损失功率，其大小用泵效率来 计量。泵效率为泵输出功率与泵轴功率之比，用符号计量。泵效率为泵输出功率与

5、泵轴功率之比，用符号 表示，并表示，并 用小数或百分比表示，泵效率的表达式为用小数或百分比表示，泵效率的表达式为 F. F. 汽蚀余量汽蚀余量(net positive suction head)(net positive suction head) 泵入口处，单位质量液体所具有的超过该温度下饱和蒸汽压的富泵入口处，单位质量液体所具有的超过该温度下饱和蒸汽压的富 裕能量，这是反映泵吸入性能的主要参数，习惯用符号裕能量，这是反映泵吸入性能的主要参数，习惯用符号 h h 表示表示 ，单位为，单位为mm。国外称此为净正吸入压头，用。国外称此为净正吸入压头，用NPSHNPSH表示。最近已在表示。最近已

6、在 国内等效采用，被编入国家标准的有关部分。国内等效采用，被编入国家标准的有关部分。 %100 a u P P A.A.粘性系数粘性系数 流体层相互滑动的剪应力与剪切速度变化率的比例常流体层相互滑动的剪应力与剪切速度变化率的比例常 数，用下式表示：数，用下式表示： dy du 粘度粘度 PaPas s 剪应力剪应力 N/mN/m2 2 剪切速度变剪切速度变 化率，化率，1/s1/s B.B.运动粘度运动粘度 用下式表示的液体所固有的物理量用下式表示的液体所固有的物理量 运动粘度运动粘度 mm2 2/s /s 粘度粘度 N N s/m s/m2 2 密度密度 kg/mkg/m3 3 C.C.冲角

7、冲角 流体流入翼形的速度方向和翼弦形成的角。单位：度。流体流入翼形的速度方向和翼弦形成的角。单位：度。 D.D.失速失速 冲角过大时，液流在翼面或叶片表面上产生显著分离现象。冲角过大时，液流在翼面或叶片表面上产生显著分离现象。 E. E.汽蚀汽蚀 流动着的液体由于局部压力降低而产生气泡的现象。泵发流动着的液体由于局部压力降低而产生气泡的现象。泵发 生汽蚀时，在汽蚀部位会引起对机件的侵蚀，进一步发展生汽蚀时，在汽蚀部位会引起对机件的侵蚀，进一步发展 造成扬程下降，产生振动、噪声等。造成扬程下降，产生振动、噪声等。 F.F.喘振喘振 管路系统（包括泵）由于流量小而引起液流在泵内脱流管路系统（包括泵

8、）由于流量小而引起液流在泵内脱流 而形成的自振，表现为压力、流量周期性变化，泵和管而形成的自振，表现为压力、流量周期性变化，泵和管 路产生激烈振动和低沉噪声。路产生激烈振动和低沉噪声。 G.G.水锤（水击）水锤（水击） 管路系统（包括泵）由于流量急剧变化而引起的较大压力波动。管路系统（包括泵）由于流量急剧变化而引起的较大压力波动。 H.H.脱流脱流 接近物体表面的液流不是沿着物体表面流动而产生逆流或死接近物体表面的液流不是沿着物体表面流动而产生逆流或死 区的现象区的现象。 I. I.灌泵灌泵 启动前向泵内和吸入管内注如入液体。启动前向泵内和吸入管内注如入液体。 J. J.液封液封 在轴封部位注

9、入液体，以防止大气进入泵内。在轴封部位注入液体，以防止大气进入泵内。 K.K.暖泵暖泵 对于高温用泵，启动前对泵和管路进行加热。对于高温用泵，启动前对泵和管路进行加热。 L. L.预旋预旋 由于不正常的进口条件和不合理的吸入流道形状，在叶由于不正常的进口条件和不合理的吸入流道形状，在叶 轮进口前吸入管的某一位置处引起螺旋形液流的现象。轮进口前吸入管的某一位置处引起螺旋形液流的现象。 离心式离心式 通过由叶轮叶片进口边的外端所描绘的圆的通过由叶轮叶片进口边的外端所描绘的圆的 中心的水平面中心的水平面 往复式往复式 卧式卧式包含液缸中心线的水平面。包含液缸中心线的水平面。 立式立式包含行程中点（包

10、含行程中点（S/2S/2）的水平面。）的水平面。 叶轮外圆侧直接形成的具有蜗形的壳体。叶轮外圆侧直接形成的具有蜗形的壳体。 M.M.基准面基准面 （图）（图） NN. .蜗形体蜗形体 （图）（图） O.O.比转数比转数 判断动力型泵水力特征的相似准数，是一种泵分类的判断动力型泵水力特征的相似准数，是一种泵分类的 准则。用下式定义：准则。用下式定义： 4 3 2 1 65. 3 H nQ ns 比转数比转数 泵的转速泵的转速 r/minr/min 扬程，扬程，mm P.P.轴面轴面 通过轴心线的平面。通过轴心线的平面。 将叶轮流道用圆柱投影法投影在轴面上。将叶轮流道用圆柱投影法投影在轴面上。 R

11、.R.轴面截线轴面截线 流量流量mm3 3/s /s Q.Q.轴面投影轴面投影 （图图） 轴面与叶片的交线。轴面与叶片的交线。 （图图） 2 2、试说明柱塞泵、隔膜泵、螺杆泵分别属于什么类型，什么、试说明柱塞泵、隔膜泵、螺杆泵分别属于什么类型，什么 形式的泵，为什么？形式的泵，为什么？ 3 3、试说明自吸泵、旋涡泵、磁力驱动泵分别属于什么类型，、试说明自吸泵、旋涡泵、磁力驱动泵分别属于什么类型， 什么形式的泵，为什么？什么形式的泵，为什么？ 4 4、深井泵、液下泵，潜水泵的泵体与电机的位置各有什、深井泵、液下泵，潜水泵的泵体与电机的位置各有什 么不同？么不同？ 基准面：基准面： 柱塞式计量泵柱

12、塞式计量泵 双隔膜计量泵双隔膜计量泵 离心泵基本组成离心泵基本组成 双螺杆泵 三螺杆泵 饶性件泵叶轮饶性件泵叶轮 滑片泵结构滑片泵结构 内啮和外啮齿轮泵内啮和外啮齿轮泵 轴面投影轴面投影 平面投影平面投影 第二节第二节 离心泵典型结构与工作原理离心泵典型结构与工作原理 一、离心泵的工作原理一、离心泵的工作原理 二、离心泵的分类二、离心泵的分类 四、离心泵命名方式四、离心泵命名方式 七、离心泵的各种损失七、离心泵的各种损失 五、离心泵的性能参数及基本方程五、离心泵的性能参数及基本方程 六、有限叶片数对理论扬程的影响六、有限叶片数对理论扬程的影响 三、离心泵典型结构和主要零部件三、离心泵典型结构和

13、主要零部件 一、离心泵的工作原理一、离心泵的工作原理 按吸入方式按吸入方式 单吸单吸 双吸双吸 按级数按级数 单级单级 多级多级 按主轴方向按主轴方向 卧式卧式 立式立式 斜式斜式 按液体流出叶轮方向按液体流出叶轮方向 离心式离心式 轴流式轴流式 混流式混流式 旋涡式旋涡式 图 图图 图图 按叶片安装方法按叶片安装方法 可调叶片可调叶片 固定叶片固定叶片 按壳体剖分方式分按壳体剖分方式分 分段式分段式 中开式中开式 按泵体形式分按泵体形式分 蜗壳泵蜗壳泵 透平泵透平泵 筒式泵筒式泵 一些特殊结构的离心泵一些特殊结构的离心泵 潜水泵潜水泵 液下泵液下泵 管道泵管道泵 自吸式泵自吸式泵 屏蔽泵屏蔽

14、泵 图 三、离心泵典型结构和主要零部件三、离心泵典型结构和主要零部件 1、典型结构、典型结构 2、主要零部件、主要零部件 单级悬臂泵单级悬臂泵 1、典型结构、典型结构 单级双吸泵单级双吸泵 多级泵多级泵 立式泵立式泵 2、主要零部件、主要零部件： 吸吸 入入 室室 叶叶 轮轮 轴轴 压出室压出室 密封装置密封装置 轴向力平衡装置轴向力平衡装置 闭式（输送不含杂质的液体，效率高；造价高）闭式（输送不含杂质的液体，效率高；造价高） 半开式（输送易于沉淀或含有固体颗粒的液体）半开式（输送易于沉淀或含有固体颗粒的液体） 开式（输送沙浆、污水、含纤维液体；效率低，叶开式（输送沙浆、污水、含纤维液体；效率

15、低，叶 片数可少到片数可少到2-4片）片） 材料：材料： 铸铁；青铜；钢铸铁；青铜；钢 叶轮在轴上的叶轮在轴上的 （1）叶轮：作功部件）叶轮：作功部件图图 安装方式安装方式 结构型式：结构型式： 离心泵转能装置离心泵转能装置-蜗壳与导叶蜗壳与导叶 蜗壳（螺旋形泵体）是单级泵转能装置，其形状蜗壳（螺旋形泵体）是单级泵转能装置，其形状 应使流体流过的损失小，并且断面逐渐扩大应使流体流过的损失小，并且断面逐渐扩大 （图图） 多级泵采用导叶，末级之后采用蜗壳。导叶是使多级泵采用导叶，末级之后采用蜗壳。导叶是使 液体按规定方向流动，或使它的部分速度转化为液体按规定方向流动，或使它的部分速度转化为 压力能

16、的具有叶片的零件。由正向导叶和反向导压力能的具有叶片的零件。由正向导叶和反向导 叶组成叶组成 导叶导叶 密封密封 内部泄漏内部泄漏 外部泄漏外部泄漏 内密封内密封 外密封外密封 外密封（轴封）外密封（轴封）： （结构简单、易于制造；用于普通水泵和一般化工泵；效（结构简单、易于制造；用于普通水泵和一般化工泵；效 果较差；泄漏量大，需经常更换填料，果较差；泄漏量大，需经常更换填料， ） （由垂直于主轴的两个光制的、精密的平面在弹性元件及密由垂直于主轴的两个光制的、精密的平面在弹性元件及密 封液体压力的作用下相互紧帖并作相对运动而构成的动密封封液体压力的作用下相互紧帖并作相对运动而构成的动密封 装置

17、。效果好；使用寿命长；造价高）装置。效果好；使用寿命长；造价高） （非接触式离心密封，输送高（低）温、易燃、易爆、（非接触式离心密封，输送高（低）温、易燃、易爆、 强腐蚀且含颗粒的液体）强腐蚀且含颗粒的液体） 填料密封填料密封 机械密封机械密封 副叶轮密封副叶轮密封 轴向力平衡轴向力平衡 开平衡孔开平衡孔平衡叶片平衡叶片双吸叶轮双吸叶轮 卸荷盘卸荷盘平衡盘平衡盘叶轮对称排列叶轮对称排列 单级：单级： 多级：多级： l 编制方法一律采用大写汉语拼音及阿拉伯数字编制方法一律采用大写汉语拼音及阿拉伯数字 泵吸入口径代号泵吸入口径代号 用英寸或用英寸或mm （轴流泵表示排出（轴流泵表示排出 口径）口径

18、） 基本结构特基本结构特 征用途，材征用途，材 料代号料代号 比转数代比转数代 号（缩小号（缩小 十倍）十倍） （1）6BA8A 6-泵进液口直径，通常以英寸为单位，换算成公制改位泵进液口直径，通常以英寸为单位，换算成公制改位25X6=150mm BA-单级单吸悬臂式离心泵单级单吸悬臂式离心泵 8-泵比转数除泵比转数除10所得的整数所得的整数 A-该泵用较小一级的叶轮该泵用较小一级的叶轮 若若A下方附有小体字下方附有小体字2，则表示该泵为第二次改型设计。，则表示该泵为第二次改型设计。 （2）2DA8X3 2-泵进液口直径，英寸泵进液口直径，英寸 DA- 分段多级离心泵分段多级离心泵 8-泵比转

19、数除泵比转数除10所得的整数所得的整数 3-叶轮级数叶轮级数 泵吸入口径代泵吸入口径代 号号 用英寸或用英寸或mm （轴流泵表示排（轴流泵表示排 出口径）出口径） 基本结构特基本结构特 征用途，材征用途，材 料代号料代号 扬程扬程 （1）2B31 2-泵进液口直径，泵进液口直径，2英寸英寸 B-单级单吸卧式悬臂式单级单吸卧式悬臂式 31-额定扬程额定扬程 基本结构特基本结构特 征用途，材征用途，材 料代号料代号 流量代号流量代号 扬程代号扬程代号 （1）B10025型离心泵型离心泵 B-单级单吸悬臂式离心泵单级单吸悬臂式离心泵 100-流量为流量为100m3/h 25-扬程为扬程为25m （2

20、）D4630X4多级离心泵多级离心泵 D-多级泵多级泵 46-流量为流量为46m3/h 30-每一级扬程为每一级扬程为30m 4-叶轮数（级数）叶轮数（级数） 我国已制定了与我国已制定了与ISO等效的国家标准，全名为等效的国家标准，全名为悬臂式悬臂式 离心泵型式和基本参数离心泵型式和基本参数，并且按，并且按ISO 设计了设计了IH型化工型化工 泵泵IB型化工泵，它的型号由三部分组成，依次分别代表型化工泵，它的型号由三部分组成，依次分别代表 泵的吸入口直径、排出口直径和叶轮名义直径。如：泵的吸入口直径、排出口直径和叶轮名义直径。如： 80-50-250。 图 理论流量 规定流量 设计流量 与泵流

21、量有关的其他流量参数 理论扬程 规定扬程 设计扬程 吸入扬程或吸入压头 排出扬程或排出压头 与扬程H有关的其他扬程参数 水力功率 机械损失功率 原动机输入功率 原动机配用功率 与功率有关的其他功率参数 容积效率 水力效率 机械效率 机组效率 与效率有关的其他效率参数 离心泵的性能参数 a理论流量理论流量 单位时间内流入泵工作元件的液体量单位时间内流入泵工作元件的液体量,用符号表示用符号表示,单位为单位为m3/s 1、与泵流量、与泵流量Q有关的其他流量参数有关的其他流量参数 b规定流量规定流量 这是用户使用泵所要求的泵体积流量，也就是用户与设计部门合这是用户使用泵所要求的泵体积流量，也就是用户与

22、设计部门合 同上所规定的流量。同上所规定的流量。 c设计流量设计流量 设计单位为了适应生产与用户的要求，往往根据需要和可能确定设计单位为了适应生产与用户的要求，往往根据需要和可能确定 设计泵所采用的流量，在设计和生产泵系列产品时尽可能满足社设计泵所采用的流量，在设计和生产泵系列产品时尽可能满足社 会需要。离心泵的流量是可变的，在离心泵铭牌上或样本中给出会需要。离心泵的流量是可变的，在离心泵铭牌上或样本中给出 的流量是指额定流量，即离心泵在这一流量运行时效率最高。离的流量是指额定流量，即离心泵在这一流量运行时效率最高。离 心泵尺寸就是根据这一特定的设计流量设计的。心泵尺寸就是根据这一特定的设计流

23、量设计的。 qQQT 式中式中 为单位质量液体从泵的入口到出口消耗在泵中的能为单位质量液体从泵的入口到出口消耗在泵中的能 量头，也就是液体在泵中流过时所受到的摩擦损失压头及收缩量头，也就是液体在泵中流过时所受到的摩擦损失压头及收缩 、扩大、冲击等局部损失压头之和。、扩大、冲击等局部损失压头之和。 阻 hHHT 2、与扬程、与扬程H有关的其他扬程参数有关的其他扬程参数 a理论扬程理论扬程 叶轮给流经它的单位质量液体的能量，用符号叶轮给流经它的单位质量液体的能量，用符号H表示，单位为表示，单位为 m。因为液体流过泵时要消耗一定的能量来克服流经泵时的阻。因为液体流过泵时要消耗一定的能量来克服流经泵时

24、的阻 力，所以泵扬程总是小于理论扬程。即力，所以泵扬程总是小于理论扬程。即 b规定扬程规定扬程 用户与设计单位在合同单上规定流量时所要求的扬程。用户与设计单位在合同单上规定流量时所要求的扬程。 阻 h c设计扬程设计扬程 设计单位在设计泵时采用的扬程。设计单位在设计泵时采用的扬程。 d吸入扬程或吸入压头吸入扬程或吸入压头 吸液池液面到泵基准面之间的扬程。吸液池液面到泵基准面之间的扬程。 e排出扬程或排出压头排出扬程或排出压头 泵基准面到排液面之间的扬程。泵基准面到排液面之间的扬程。 a水力功率水力功率 单位时间内，叶轮给予液体的能量单位时间内，叶轮给予液体的能量 TTh HgQP 3、与功率有

25、关的其他功率参数、与功率有关的其他功率参数 水力功率水力功率W 液体密度液体密度kg/m3 理论流量理论流量m3/s 理论扬程理论扬程m b机械损失功率机械损失功率Pm 泵的各个运动部件机械摩擦损失耗费的功率。机械损失包括：泵的各个运动部件机械摩擦损失耗费的功率。机械损失包括： 泵轴在轴承内转动的摩擦损失；轴与轴封之间的摩擦损失；叶泵轴在轴承内转动的摩擦损失；轴与轴封之间的摩擦损失；叶 轮前后盖板和液体间发生的摩擦损失。轮前后盖板和液体间发生的摩擦损失。 机械损失功率机械损失功率Pm和水力功率之和为泵轴功率，即和水力功率之和为泵轴功率，即 hma PPP c原动机输入功率原动机输入功率 泵的原

26、动机所接受的功率，考虑到原动机本身的效率，原动机泵的原动机所接受的功率，考虑到原动机本身的效率，原动机 输入功率应大于泵轴功率。输入功率应大于泵轴功率。 d原动机配用功率原动机配用功率P 选用的原动机功率，选用的原动机功率，W。 泵的轴功率是选配原动机功率的依据。原动机一般为电泵的轴功率是选配原动机功率的依据。原动机一般为电 动机，因为考虑到电动机有超负荷的可能性，通常可按使动机，因为考虑到电动机有超负荷的可能性，通常可按使 用中最大流量下计算出来的轴功率，再考虑一个安全系数用中最大流量下计算出来的轴功率，再考虑一个安全系数 K作为所需电动机的功率，即原动机配用功率为作为所需电动机的功率，即原

27、动机配用功率为: a PKP a容积效率容积效率 泵的流量与理论流量之比为容积效率，说明泵漏损的程度，即泵泵的流量与理论流量之比为容积效率，说明泵漏损的程度，即泵 密封情况的好坏密封情况的好坏 对于离心泵，一般对于离心泵，一般=96%一一99%。 b水力效率水力效率 泵的扬程泵的扬程H与理论扬程与理论扬程HT之比，是衡量泵对流过它的液流阻力大之比，是衡量泵对流过它的液流阻力大 小的指标小的指标 对于离心泵一般对于离心泵一般80%一一92%。 Tv QQ/ Th HH / 4、与效率有关的其它效率参数、与效率有关的其它效率参数 c机械效率机械效率 水力功率与轴功率之比，是衡量泵的运动部件机械摩擦

28、损失大小水力功率与轴功率之比，是衡量泵的运动部件机械摩擦损失大小 的指标的指标 =94%-98% 因为泵效率因为泵效率 所以所以即泵效率是容积效率、水即泵效率是容积效率、水 力效率与机械效率的乘积，也就是说泵效率低于任何一个效率值力效率与机械效率的乘积，也就是说泵效率低于任何一个效率值 。 近代水泵的效率一般为近代水泵的效率一般为70%-90%。 ahm PP / m a u P P mhvm TTh mu gHQ QgH P P （二）离心泵基本方程二）离心泵基本方程 叶轮几何形状及表示方法叶轮几何形状及表示方法 液流在叶轮中流动的速度三角形液流在叶轮中流动的速度三角形 欧拉方程欧拉方程 i

29、ii uc 进口放大出口放大 m g cucu H uu T , 1122 样的。 g cc gg uu HT 222 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 l只要知道叶轮进出口的液体速度，即可计算只要知道叶轮进出口的液体速度，即可计算 出一千克流体与叶轮之间机械能转换的大小，出一千克流体与叶轮之间机械能转换的大小， 而不管叶轮内部的流动情况；而不管叶轮内部的流动情况； l只需将等式右边各项的进出口符号调换以下，只需将等式右边各项的进出口符号调换以下， 也适用于叶轮式的原动机如气轮机、燃气轮也适用于叶轮式的原动机如气轮机、燃气轮 机等。机等。 l适用任何气体和液体；适用任何气体和液体

30、； 六、有限叶片数对理论扬程的影响六、有限叶片数对理论扬程的影响 因此同一几何尺寸的泵，在同一流量及转速下工作时，因此同一几何尺寸的泵，在同一流量及转速下工作时， 其进出口速度三角形的底边其进出口速度三角形的底边U及高及高Cr虽然相同，但叶虽然相同，但叶 片数有限的实际叶轮给出的理论扬程小于叶片数无限片数有限的实际叶轮给出的理论扬程小于叶片数无限 的理想叶轮给出的扬程，即的理想叶轮给出的扬程，即:HT NPSH 式中式中NPSH为规定的允许汽蚀余量，它是由汽蚀试验为规定的允许汽蚀余量，它是由汽蚀试验 求出临界汽蚀余量，再加以适当的安全量求出临界汽蚀余量，再加以适当的安全量0.3m（有的（有的

31、用用0.5m）。即）。即 NPSH=(NPSH)c+0.3 临界汽蚀余量临界汽蚀余量(NPSH)c是在给定流量下第一级内引起的是在给定流量下第一级内引起的 第一级扬程或效率下降第一级扬程或效率下降(2+K/2)%时的时的NPSH值；值； 或在给定扬程下，在第一级内引起流量或效率下降或在给定扬程下，在第一级内引起流量或效率下降 (2+K/2)%时的时的NPSH值，单位为值，单位为m。 其中其中K为型式数。为型式数。 图为由泵的汽蚀试验得出的断裂特性（此图为由泵的汽蚀试验得出的断裂特性（此 时的时的(NPSH)c (NPSH)r ) NPSH与流量关系曲线与流量关系曲线 （4）汽蚀余量与吸上真空度

32、的关系）汽蚀余量与吸上真空度的关系 Hs= （NPSH）a g v g p g p sva 2 2 又知，当又知，当（NPSH）a=（NPSH）r时，便发生汽蚀。通过时，便发生汽蚀。通过 试验可确定允许汽蚀余量试验可确定允许汽蚀余量NPSH，这时便得到对应的，这时便得到对应的 Hs，即，即 Hs = g v g p g p sva 2 2 （NPSH） （5）计算允许安装高度）计算允许安装高度 0 0 NPSHh g pp z s v s 例：例： 用离心泵输送一种石油产品，已知该泵的允许汽蚀用离心泵输送一种石油产品，已知该泵的允许汽蚀 余量为余量为2.6m，该石油产品在输送温度下的饱和蒸汽压

33、为，该石油产品在输送温度下的饱和蒸汽压为 2.67X104Pa，密度为，密度为900kg/m3，吸入管路的阻力损失估计，吸入管路的阻力损失估计 为为1m，试确定泵的安装高度？，试确定泵的安装高度？ 解： 由上面公式，设液面为大气压，p0=9.81X104Pa mz s 47.46 .21 81.9900 1067.21081.9 44 0 为安全起见，泵的实际安装高度还应比算出为安全起见，泵的实际安装高度还应比算出 值再低一些，可取值再低一些，可取3.54m。 4、汽蚀比转数汽蚀比转数 （1）气蚀相似定律）气蚀相似定律 gg v NSPH r 2 2 2 )( 2 1 2 0 1 如果两台泵进

34、口部分的尺寸几何相似，工况又相似，模型 泵与实际泵之间满足以下关系： sh M rsh rM v v NSPH NSPH )( )( )( )( 2 1 2 2 0 1 2 1 2 2 0 1 在进口流动相似的条件下，相应的速度比值相等，阻力系 数也相等。所以 shMsh221 ; 1 sh M sh M sh M sh M sh M sh M nD nD u u v v v v v v 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 0 2 0 2 1 2 0 2 1 2 0 2 12 2 01 2 12 2 01 )( )( )( )( ) ( ) ( sh M rsh rM nD n

35、D NSPH NSPH 2 1 2 1 )( )( )( )( 即 ： 2 1 )( )( nD NSPH r （2）气蚀比转数）气蚀比转数 =常数 在相似工况下可有： 3 1 nD Q =常数 在上两式中，消去线性尺寸D1，两式合并，常数项用S表 示，经整理得 ： 4 3 )( r NSPH Qn S 而我国习惯上采用下式计算： 4 3 )( 62.5 r NSPH Qn C s n 对汽蚀比转数的几点说明对汽蚀比转数的几点说明： 1、汽蚀比转数与比转数的形式类似，并有类、汽蚀比转数与比转数的形式类似，并有类 似性质，在相似工况下，值应相等。它是由设似性质，在相似工况下，值应相等。它是由设

36、计工况下的计工况下的n、Q、NPSHr值计算而得的，值计算而得的， 值越大，泵的抗汽蚀性能越好。值越大，泵的抗汽蚀性能越好。 2、汽蚀比转数着重于叶轮进口部分（包括吸入室、汽蚀比转数着重于叶轮进口部分（包括吸入室 ）的相似条件，值的大小与泵的扬程无关，）的相似条件，值的大小与泵的扬程无关， 即和出口参数无关，所以汽蚀比转数又叫吸入比即和出口参数无关，所以汽蚀比转数又叫吸入比 转数。只要两台泵入口部分几何相似，即使出口转数。只要两台泵入口部分几何相似，即使出口 部分不相似，在相似工况下运行时，汽蚀比转数部分不相似，在相似工况下运行时，汽蚀比转数 也相等。因此，要提高泵的抗汽蚀性能，只要也相等。因

37、此，要提高泵的抗汽蚀性能，只要 研究入口部分的几何参数关系。研究入口部分的几何参数关系。 对汽蚀比转数的几点说明对汽蚀比转数的几点说明： 5、改善泵吸入性能的途径改善泵吸入性能的途径 （1）降低泵的必需汽蚀余量）降低泵的必需汽蚀余量 （2）提高吸入系统装置的有效汽蚀余量）提高吸入系统装置的有效汽蚀余量 （3）运行中可才采取的措施）运行中可才采取的措施 （4）采用耐汽蚀材料）采用耐汽蚀材料 （1）降低泵的必需汽蚀余量）降低泵的必需汽蚀余量 A 减小进口流速减小进口流速 B 改变叶片进口边位置和进口端形状改变叶片进口边位置和进口端形状 C 加装诱导轮加装诱导轮 D 超汽蚀泵超汽蚀泵 （2）提高吸入

38、系统装置的有效汽蚀余量）提高吸入系统装置的有效汽蚀余量 A 合理确定几何安装高度及吸入管道流动损失合理确定几何安装高度及吸入管道流动损失 ss v a hz g pp NPSH 0 0 )( 为了减小流动损失，应尽可能减少吸入系统的附件，如弯头、阀门为了减小流动损失，应尽可能减少吸入系统的附件，如弯头、阀门 等；应合理低加大吸入管直径，以减小流速；同时应使管路尽可能等；应合理低加大吸入管直径，以减小流速；同时应使管路尽可能 缩短。缩短。 B 在吸入系统装一低速前置泵在吸入系统装一低速前置泵 （3）运行中可才采取的措施）运行中可才采取的措施 b. 泵在运行时，不要用吸入系统上的阀门调泵在运行时，

39、不要用吸入系统上的阀门调 节流量，因为这样会导致局部阻力增大，而降节流量，因为这样会导致局部阻力增大，而降 低（低（NPSH） a. 根据汽蚀相似定律知，必需汽蚀余量（根据汽蚀相似定律知，必需汽蚀余量（NPSH） 与转速的平方成正比。因此，泵在运行中，转与转速的平方成正比。因此，泵在运行中，转 速不应高于规定转速。速不应高于规定转速。 （4）采用耐汽蚀材料）采用耐汽蚀材料 在汽蚀不可避免的情况下，对叶轮或容易被汽蚀破在汽蚀不可避免的情况下，对叶轮或容易被汽蚀破 坏的地方采用耐汽蚀的材料，以提高泵的使用寿命。坏的地方采用耐汽蚀的材料，以提高泵的使用寿命。 脆性材料是最不耐汽蚀的，所以用铸铁作为泵

40、流道脆性材料是最不耐汽蚀的，所以用铸铁作为泵流道 的材料，一旦发生汽蚀就很快损坏；较细密和具有的材料，一旦发生汽蚀就很快损坏；较细密和具有 韧性的材料，如青铜、不锈钢等，抗汽蚀性能较好。韧性的材料，如青铜、不锈钢等，抗汽蚀性能较好。 泵在不稳定工况下工作泵在不稳定工况下工作 泵的性能曲线泵的性能曲线 2、离心泵运行工况的调节、离心泵运行工况的调节 管路特性曲线管路特性曲线 1、离心泵的运行特性、离心泵的运行特性 离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线 H-Q曲线曲线 N-Q曲线曲线 效率效率-Q曲线曲线 NPSHr-Q曲线曲线 管路的特性曲线管路的特性曲线 管路的特性曲线管路的特性曲线 H=Hst+

41、BV2 泵在不稳定工况下工作泵在不稳定工况下工作 离心泵运行工况的调节离心泵运行工况的调节 l改变装置特性曲线的调节改变装置特性曲线的调节 l启动程序启动程序 l运行中的注意事项运行中的注意事项 l启动前的准备工作启动前的准备工作 充水充水 暖泵暖泵 1. 离心泵相似理论 a. 相似条件 b. 相似定律 c. 2.相似理论在离心泵中的应用 3.改变叶轮外径对泵性能的影响 a.相似方法设计泵 b.换算不同转速下泵的性能曲线 c.作相似状态曲线和通用特性曲线 a.切割定律 b.切割状态曲线及切割高效工区 离心泵输送粘液时，由于液体粘度比水大，离心泵输送粘液时，由于液体粘度比水大， 泵流道内液体流动

42、情况改变，各处的液体流泵流道内液体流动情况改变，各处的液体流 速和压力重新分配，使泵的流量和扬程降低，速和压力重新分配，使泵的流量和扬程降低， 并使泵的效率剧烈下降，轴功率也有所变化。并使泵的效率剧烈下降，轴功率也有所变化。 二、输送粘性液体时离心泵的性能曲线二、输送粘性液体时离心泵的性能曲线 ,K , , HKH QKQ H Q 图图 思考：思考： 1、 什么是离心泵的性能曲线？说明每条曲线所表示的意什么是离心泵的性能曲线？说明每条曲线所表示的意 义和特点。义和特点。 2、什么是泵的相似定律、比例定律和切割定律？、什么是泵的相似定律、比例定律和切割定律？ 3、什么是比转数？为什么可用比转数对

43、泵进行分类？、什么是比转数？为什么可用比转数对泵进行分类？ 4、什么是气蚀现象？它对泵的工作有何危害，如何防止、什么是气蚀现象？它对泵的工作有何危害，如何防止 气蚀的发生？气蚀的发生？ 5、什么是有效气蚀余量，必需气蚀余量，允许气蚀余量、什么是有效气蚀余量，必需气蚀余量，允许气蚀余量 和临界气蚀余量？它们之间的关系？和临界气蚀余量？它们之间的关系？ 6、什么是泵的吸上真空度、安装高度？它们与气蚀余量、什么是泵的吸上真空度、安装高度？它们与气蚀余量 之间的关系如何？为什么吸上真空度有时需要进行修正？之间的关系如何？为什么吸上真空度有时需要进行修正？ 7、计算题、计算题 A 减小进口流速减小进口流

44、速 加大叶轮进口直径加大叶轮进口直径Do，使，使Vo减小减小 . 加大叶片进口宽度加大叶片进口宽度b2，使，使w1减小。减小。 增大前盖板曲率半径增大前盖板曲率半径 提高流道表面加工精度提高流道表面加工精度 采用双吸叶轮采用双吸叶轮 合理选取叶片进口冲角合理选取叶片进口冲角 叶轮进口采用强制预旋叶轮进口采用强制预旋 1、离心泵的运行特性、离心泵的运行特性 离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线 是选择和使 用泵的主要 依据，有“ 平坦”和“ 驼峰”状之 分，“驼峰 ”状易产生 不稳定现象 。 1、离心泵的运行特性、离心泵的运行特性 离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线 是合理选择原 动机功率和操 作起动

45、泵的依 据，按需流量 变化范围中的 最大规律再加 上一定的安全 余量，选择原 动机功率。起 动泵应关闭排 出管路上的调 节阀，可以减 小启动电流， 保护电机 1、离心泵的运行特性、离心泵的运行特性 离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线 是检查泵工作经 济性的依据，尽 可能在高效区工 作。通常效率最 高点为额定点， 也是设计工况点 。目前取最高效 率以下5%-8%范 围内所对应的工 况为高效工作区 1、离心泵的运行特性、离心泵的运行特性 离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线 是检查泵工作是 否发生气蚀的依 据。通常是按最 大流量下的 NPSHr，考虑安 全余量及吸入装 置的有关参数确 定泵的安装高度 。

46、 a.转速调节转速调节 b.切割叶轮外径调节切割叶轮外径调节 c.改变前置导叶叶片角度的调节改变前置导叶叶片角度的调节 d.改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节 e.泵的串联或并联调节泵的串联或并联调节 l暖泵暖泵 输送高温液体的泵，如电厂的锅炉给水泵，在输送高温液体的泵，如电厂的锅炉给水泵，在 启动前必须先暖泵。这是因为给水泵在启动时，高启动前必须先暖泵。这是因为给水泵在启动时，高 温给水流过泵内，使泵体温度从常温很快上升到温给水流过泵内，使泵体温度从常温很快上升到 100200，这会引起泵内外和各部件之间的温差，这会引起泵内外和各部件之间的温差， 若没有足够长的

47、传热时间和适当控制温升的措施，若没有足够长的传热时间和适当控制温升的措施， 会使泵各处膨胀不均，造成泵体各部分变形、磨损、会使泵各处膨胀不均，造成泵体各部分变形、磨损、 振动等振动等。 l泵转子的不平衡，结构刚度或旋转轴的同心度差，泵转子的不平衡，结构刚度或旋转轴的同心度差， 都会引起泵产生振动。因此在泵运转时，用测振器在都会引起泵产生振动。因此在泵运转时，用测振器在 轴承上检查振幅是否符合规定。轴承上检查振幅是否符合规定。 l为了保证泵的正常运转，叶轮的径向跳动和为了保证泵的正常运转，叶轮的径向跳动和 端面跳动不能超过规定的数值，否则会影响端面跳动不能超过规定的数值，否则会影响 转子不平衡，

48、产生振动。转子不平衡，产生振动。 A. 几几何何相相似似 几几何何相相似似是是指指模模型型泵泵和和实实物物泵泵对对应应点点的的几几何何尺尺寸寸成成比比例例， 比比值值相相等等， 各各对对应应角角相相等等 （包包 括括叶叶片片数数z、叶叶片片安安装装角角 1A 和和 2A 阻阻塞塞系系数数都都相相等等） 。即即 1 1 1 2 2 1 1 i D D b b D D D D sh M sh M sh M sh M ； shAMA11 ， shAMA22 ； shM zz； shM 式式中中， M D、 sh D模模型型泵泵与与实实物物泵泵的的任任一一线线性性尺尺寸寸； 1 i缩缩放放比比例例。

49、返回 B. 运运动动相相似似 又又称称流流动动相相似似，它它是是指指模模型型泵泵和和实实物物泵泵各各对对应应点点的的速速度度方方向向相相同同，大大小小成成 比比例例，比比值值相相等等，对对应应角角相相等等。即即流流体体在在各各对对应应点点的的速速度度三三角角形形相相似似，即即 c sh M sh M sh M sh M i u u c c c c 2 2 1 1 2 2 1 1 ； sh M shsh MM n n i nD nD 1 ； shAMA22 ， shAMA11 ； 式式中中， M n、 sh n模模型型泵泵与与实实物物泵泵的的转转速速； 1 i速速度度相相似似常常数数。 C. 动

50、动力力相相似似 动动力力相相似似是是指指模模型型泵泵和和实实物物泵泵相相对对应应的的各各种种同同名名力力的的方方向向相相同同，大大小小成成比比例例，比比值值相相 等等。流流体体在在泵泵中中流流动动主主要要受受到到以以下下四四种种力力的的作作用用：惯惯性性力力、粘粘性性力力、压压力力、重重力力。即即 sh M sh M sh M sh M G G P P F F I I ； 式式中中，I流流体体的的惯惯性性力力； F流流体体的的粘粘性性力力； P流流体体的的压压力力； G流流体体的的重重力力。 返回 A. 流流量量相相似似定定律律 已已知知泵泵的的流流量量 vrvr cbDcFQ 222222

51、两两台台泵泵工工况况相相似似时时，其其流流量量之之比比值值为为 VMMMrMM Vshshshrshsh M sh cbD cbD Q Q 2222 2222 由由式式 shsh MM sh M nD nD c c ，由由式式 shM ， 代代入入上上式式得得 VMM Vshsh M sh M sh n n D D Q Q 3 )( 上上式式为为流流量量相相似似定定律律，它它说说明明几几何何相相似似的的泵泵，在在相相似似的的工工况况下下运运行行时时，其其流流量量与与几几何何尺尺寸寸 的的三三次次方方、转转速速的的一一次次方方、容容积积效效率率的的一一次次方方成成正正比比。 返回 B. 扬程相似

52、定律扬程相似定律 已知泵的扬程已知泵的扬程 h u hT g cu HH 22 两台泵工况相似时，其扬程之比值为两台泵工况相似时，其扬程之比值为 bMMuM hshshush M sh cu cu H H 22 22 将式将式 shsh MM sh M nD nD c c 的关系代入上式，得的关系代入上式，得 hM hsh M sh M sh M sh n n D D H H 22 )()( 上式为扬程相似定律，它说明几何相似的泵，在相似工况下运行时，其扬程与几何尺寸的上式为扬程相似定律，它说明几何相似的泵，在相似工况下运行时，其扬程与几何尺寸的 平方、转速的平方、平方、转速的平方、水力效率的

53、一次方成正比。水力效率的一次方成正比。 返回 C. 功功率率相相似似定定律律 已已知知泵泵的的功功率率 hVm a gQHgQH P 两两台台泵泵工工况况相相似似时时，其其功功率率之之比比值值为为 hshvshmshMMM hMVMmMshshsh aM ash HQ HQ P P 将将流流量量相相似似定定律律和和扬扬程程相相似似定定律律代代入入上上式式得得 msh mM M sh M sh M sh aM ash n n D D P P 35 )()( 上上式式为为功功率率相相似似定定律律，它它说说明明几几何何相相似似的的泵泵，在在相相似似的的工工况况下下运运行行时时，其其功功率率与与几几何

54、何尺尺寸寸 的的五五次次方方、转转速速的的三三次次方方、流流体体密密度度的的一一次次方方、机机械械效效率率的的一一次次方方成成正正比比。 返回 4 3 65. 3 H Qn ns 式中各量的单位与国际上使用的式中各量的单位与国际上使用的 * s n的单位相同，但这是一种有量纲的比转数，的单位相同，但这是一种有量纲的比转数， 而且前面乘以而且前面乘以 3.65。 式中式中 Q泵的流量，泵的流量，sm / 3 ；H泵的扬程，泵的扬程，m；n泵的转速，泵的转速，min/r； s n比转数，比转数， 4 3 2 )( s m 。 返回 经经验验证证明明，当当模模型型泵泵与与实实物物泵泵的的转转速速和和

55、几几何何尺尺寸寸相相差差不不大大时时，两两泵泵的的机机械械效效率率、容容积积效效 率率、水水力力效效率率均均相相等等，即即 vshmsh 、 vMvsh 、 hMhsh 。得得泵泵的的相相似似定定律律： M sh M sh M sh aM ash M sh M sh M sh M sh M sh M sh n n D D P P n n D D H H n n D D Q Q 35 22 3 )()( )()( )( 返回 3 1 1 )(i M sh sh M sh M n n Q Q D D M sh sh M sh M n n H H D D 2 1 1 )(i 相似方法设计泵相似方法设

56、计泵：模型换算法：模型换算法 将实物泵设计成模型泵，便于进行模型试验，或按照选定将实物泵设计成模型泵，便于进行模型试验，或按照选定 的高效模型泵设计实物泵。的高效模型泵设计实物泵。设计步骤设计步骤为：为： 1、按给定的参数（、按给定的参数（Q、H、n）计算所设计泵的）计算所设计泵的ns。 2、选择性能良好的模型泵，此模型泵与所设计泵的、选择性能良好的模型泵，此模型泵与所设计泵的ns应相等或相近。应相等或相近。 3、按设计泵和模型泵的参数、按设计泵和模型泵的参数Q、H、n计算所方比例计算所方比例i1。 4、按照、按照Dsh=DM/i1计算设计泵的各尺寸。算得的计算设计泵的各尺寸。算得的i1是不同

57、的，一般选是不同的，一般选 用其中较大的值。用其中较大的值。 5、有了设计泵的各尺寸，即可绘制设计图，并根据模型泵的性能、有了设计泵的各尺寸，即可绘制设计图，并根据模型泵的性能 曲线换算成设计泵的性能曲线。曲线换算成设计泵的性能曲线。 换算不同转速下泵的性能曲线换算不同转速下泵的性能曲线 3 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 n n P P n n H H n n Q Q a a 比例定律：比例定律： Q2=Q1 1 2 n n H2=H1 2 1 2 n n 3 1 2 n n Pa2=Pa1 M sh M sh M sh aM ash M sh M sh M sh M s

58、h M sh M sh n n D D P P n n D D H H n n D D Q Q 35 22 3 返回 返回 改变叶轮外径对泵性能的影响改变叶轮外径对泵性能的影响 切割定律切割定律 4 2 2 2 2 2 2 22 22 2 2 2 22 2 2 222 2 2 2 22 22 )( ;)( ;)( D D gQH HgQ P P D D c c H H D D cD cD cbD cbD cF cF Q Q a a r r r r r r 低比转数泵低比转数泵 3 2 2 2 2 2 2 2 22 22 )( ;)( ; D D P P D D H H D D cF cF Q

59、Q a a r r 高比转数泵高比转数泵 切割定律切割定律 离心泵叶轮的最大允许切割量离心泵叶轮的最大允许切割量 min22 DD 2 min22 DD 比转数比转数60120200300350 0.200.150.110.090.07 返回 ,K , , HKH QKQ H Q 动力泵动力泵 容积泵容积泵 轴流泵轴流泵 旋涡泵旋涡泵 往复泵往复泵 转子泵转子泵 螺杆泵螺杆泵 齿轮泵齿轮泵 滑片泵滑片泵 自吸泵自吸泵 磁力驱动泵磁力驱动泵 侥性件泵侥性件泵 原理与结构原理与结构 特点特点 流量调节流量调节 分类分类 典型结构典型结构工作原理工作原理 特点及应用场合特点及应用场合 特性特性 原理

60、与结构原理与结构 特点特点 应用场合应用场合 工作特性工作特性 计量泵计量泵 转子泵有静止的泵壳和旋转的转子组成，没有吸转子泵有静止的泵壳和旋转的转子组成，没有吸 入和排出阀，靠泵体内的转子与液体接触的一侧入和排出阀，靠泵体内的转子与液体接触的一侧 将能量以静压力形式作用于液体，并借旋转转子将能量以静压力形式作用于液体，并借旋转转子 的挤压作用排出液体，同时在另一侧流出空间，的挤压作用排出液体，同时在另一侧流出空间， 形成低压，使液体连续的吸入。形成低压，使液体连续的吸入。 转子泵压头较高，流量通常较小，排液均匀，适用转子泵压头较高，流量通常较小，排液均匀，适用 于输送粘度高，具有润滑性，但不