离心泵的主要构件和工作原理

1、2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械12.2 离心泵离心泵(Centrifugal pump)离心泵离心泵电动机电动机2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械22.2 离心泵离心泵(Centrifugal pump)2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械32.2.1 离心泵的主要构件和工作原理离心泵的主要构件和工作原理叶轮：叶轮：迫使流体高速旋转，形成在中心引入低势能（低静压能）流体，在迫使流体高速旋转，形成在中心引入低势能（低静压能）流体，在外缘输出高势能（高静压能）外缘输出高势能（高静压能） 、高动能流体的工作环境。、高动能流体的工作环境。蜗壳：蜗

2、壳：流道逐渐扩大，将动能的一部分转化成势能（静压能）。流道逐渐扩大，将动能的一部分转化成势能（静压能）。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械4离心泵的能量形式转换过程离心泵的能量形式转换过程 原动机原动机轴轴叶轮旋转叶轮旋转叶片间液体叶片间液体旋转旋转受到离心力受到离心力中心中心外围外围液体被做功液体被做功流速减小部分流速减小部分动能转换动能转换 静压能静压能 呈呈高压态离开叶轮进入蜗壳高压态离开叶轮进入蜗壳动能动能 从电能到机械能形式的转换过程从电能到机械能形式的转换过程2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械5（1 1）叶轮叶轮叶片叶片（+ +盖板盖板）离心泵的

3、主要部件及作用离心泵的主要部件及作用2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械6（2 2）泵壳泵壳：液体的汇集与能量的转换液体的汇集与能量的转换（动动静静）（3 3）吸上原理与气缚现象吸上原理与气缚现象叶轮中心形成低压（因液体连续流动）叶轮中心形成低压（因液体连续流动）若泵内有气，若泵内有气， 则则 小，小，P Poutout小，小，泵入口压力泵入口压力P Pinin大，此处的真空度大，此处的真空度小小, , 液体不能吸上液体不能吸上气缚现象。气缚现象。因此，启动前需要灌泵，并且密封，防止空气吸入。因此，启动前需要灌泵，并且密封，防止空气吸入。液体以高压离开叶轮液体以高压离开叶轮（4

4、 4）轴封的作用轴封的作用（5 5）平衡孔的作用平衡孔的作用消除轴向推力消除轴向推力 )force lcentrifuga(outFP inoutPP2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械7（6 6）导轮的作用导轮的作用 减少能量损失减少能量损失2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械82.2.2 2.2.2 离心泵的性能参数离心泵的性能参数characteristic parameters与特性曲线与特性曲线离心泵的理论压头离心泵的理论压头叶片数叶片数 液体无环流液体无环流理想流体理想流体无能量损失无能量损失 VqctggbrgH 22221离心泵的基本方程离心泵的

5、基本方程r r叶轮半径；叶轮半径；叶轮旋转角速度；叶轮旋转角速度；q qV V泵的体积流量；泵的体积流量；b b叶叶片宽度；片宽度； 叶片装置角。叶片装置角。gcuH222cos vTqctggAuguH 22222 是是流流体体流流出出的的截截面面积积222Abr2 22ru 假设假设:2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械9旋转坐标：旋转坐标：wcuW为相对运动速度，为相对运动速度，u为切向速度，为切向速度，c为绝对速度为绝对速度。省略省略2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械10在一定的转速在一定的转速 n 下：下：090coso 2222222sinsin2

6、 wAwbrqv 反映泵本身在一定条件下，提供能量的额定能力。反映泵本身在一定条件下，提供能量的额定能力。是是流流体体流流出出的的截截面面积积2222Abr 面方向上的流速面方向上的流速是垂直于是垂直于222sinAw 2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械11在一定的转速在一定的转速 n 下：下：vTqctggAuguH 22222 特点：压头特点：压头HT与密度与密度无关。无关。 vTqfH 222nr2nDu u2 是外缘切向速度是外缘切向速度 VqctggbrgH 22221 22ru 是是流流体体流流出出的的截截面面积积2222Abr 面方向上的流速面方向上的流速是垂直

7、于是垂直于222sinAw 2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械12说明：说明：（1 1）装置角装置角：90度度 前弯叶片前弯叶片 q qV V H 90度度 后弯叶片后弯叶片q qV V H （线性规律）（线性规律） = 90度度 径向叶片径向叶片 H 与与 q qV V 无关无关（2 2）实际生产中采用）实际生产中采用后弯叶片后弯叶片 90度度 流动能量损失小流动能量损失小 b b、r r、 H （3 3）理论压头理论压头H (或或HT)与流体的性质与流体的性质、无关无关（4 4）H（即（即He）与与H 的差距的差距 叶片间环流叶片间环流；阻力损失阻力损失；冲击损失冲击损失

8、2 2c2c2 2c2 2c2 VqctggbrgH 22221 sincos ctg2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械13 PgPH T若泵启动时泵体内是空气，泵启动后产生的压头为一定值，但因空气密度小，若泵启动时泵体内是空气，泵启动后产生的压头为一定值，但因空气密度小，造成的压差或泵吸入口的真空度很小，不能将液体吸入泵内。造成的压差或泵吸入口的真空度很小，不能将液体吸入泵内。“气缚气缚”现象。现象。2 2c22v2222TsincosqgAuguH 2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械14hm/3Qm/HTHeH(1)叶片之间的环境：与叶片数、流体粘度叶片

9、之间的环境：与叶片数、流体粘度有关，与流量几乎无关。有关，与流量几乎无关。（2）阻力损失（摩擦损失）：约与流量的）阻力损失（摩擦损失）：约与流量的平方成正比。平方成正比。（3）冲击损失：流体以绝对速度）冲击损失：流体以绝对速度c2进入蜗进入蜗壳，虽部分转化为静压能，但亦存在着明显壳，虽部分转化为静压能，但亦存在着明显的能量损失。装置角的能量损失。装置角是按照所设计泵的额是按照所设计泵的额定流量确定的，若泵在额定流量下工作，冲定流量确定的，若泵在额定流量下工作，冲击损失最小，若泵偏离额定流量工作，冲击击损失最小，若泵偏离额定流量工作，冲击损失增大。损失增大。在一定的转速在一定的转速 n 下：下：

10、vTqctggAuguH 22222 vTqfH 直线关系直线关系1、泵的有效压头、泵的有效压头H与与H 的差距的差距叶片间环流叶片间环流；阻力损失阻力损失；冲击损失冲击损失2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械15TH容积损失：容积损失：压头损失：压头损失：主要由流体摩擦阻力损失造成。主要由流体摩擦阻力损失造成。灌泵后，关闭阀灌泵后，关闭阀门，在流量等于门，在流量等于零时启动。零时启动。主要性能参数主要性能参数 characteristic parametersaeNN 效率小于效率小于100%原因有容积损失、原因有容积损失、压头损失和机械损失。压头损失和机械损失。影响到泵的效

11、率影响到泵的效率2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械16离心泵内液体漏回现象离心泵内液体漏回现象2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械17离心泵的主要性能参数总结离心泵的主要性能参数总结（1 1）( (叶轮叶轮) )转速转速n n：10003000rpm；2900rpm常见常见（2 2）( (体积体积) )流量流量q qV V: :m3/s， 叶轮结构、尺寸和转速叶轮结构、尺寸和转速（3）压头（扬程）压头（扬程）H H（H He e）：）：1N流体通过泵获得的机械能。流体通过泵获得的机械能。J/N, m与流量、叶轮结构、尺寸和与流量、叶轮结构、尺寸和n有关有关。H

12、 Hz z（4 4）轴功率轴功率N N（P Pa a）：）：单位时间单位时间原动原动机输入泵轴的能量机输入泵轴的能量有效功率有效功率P Pe e：单位时间液体获得的能量单位时间液体获得的能量gqHP Vee 2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械18（5 5）效率）效率 100%容积损失容积损失，水力损失，机械损失水力损失，机械损失离心泵的性能曲线测定离心泵的性能曲线测定HqVNqVqV厂家实验测定厂家实验测定产品说明书产品说明书2020 C C清水清水泵的效率：泵的效率：efficiency（1）容积效率：流量损失）容积效率：流量损失V0.850.95（2）水力效率：压头损失）

13、水力效率：压头损失k=0.80.9（3）机械效率：机械部件之间的摩擦）机械效率：机械部件之间的摩擦j0.960.99泵的总效率：泵的总效率： V k jaePP 2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械19 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 (characteristic curves)轴轴NeH hm/3Vqkw/aN%/ m/eH离心泵的操作：离心泵的操作：1）灌泵并保持密封，防止气缚现象；）灌泵并保持密封，防止气缚现象；2）在最小流量下启动。）在最小流量下启动。3）在出口管路上安装流量调节阀门。在出口管路上安装流量调节阀门。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械

14、20在某一转速在某一转速 n 下下gqHPVee aP点时的轴功率点时的轴功率同时测得该流量同时测得该流量aePP n2MMPMa 扭矩扭矩通过最简单的管路反映通过最简单的管路反映泵的有效压头。泵的有效压头。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械21轴功率轴功率 Pa gqHPVea nn2 vveeqqHHDDqqvv 2eeDDHH 3 DDPPaa叶轮直径叶轮直径 D22 vveeqqnnHH2 vveeqqHH)() ()(22常数常数KqHqHVeVe 转速为转速为n的泵特性曲线上的每一点均可用这一方法转换至转速为的泵特性曲线上的每一点均可用这一方法转换至转速为n的曲线

15、上相对的曲线上相对应的点。因此，可得到新转速下的泵特性曲线。应的点。因此，可得到新转速下的泵特性曲线。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械22泵的转速泵的转速 n 变化后，泵实际特性曲线方程式如何变换？变化后，泵实际特性曲线方程式如何变换？例：某一台泵，当转速为例：某一台泵，当转速为 n1=1480r/min 时，时，2Ve3 .404 .38qH min/m,m3Ve qH将转速变化为将转速变化为 n2=1700r/min 后，泵的特性曲线方程式如何？后，泵的特性曲线方程式如何？解：解：根据比例定律根据比例定律1212nnqqvv 21221212 vveeqqnnHH 21

16、221212123 .404 .38 vvvvveeqqqqqHH2222223 .407 .503 .40148017004 .38vveqqH 1 , eHhmqV3,m,He1n2 , eH2n2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械23思考题：离心泵的压头是指（思考题：离心泵的压头是指（ ）A流体的升举高度；流体的升举高度；B 流体动能的增加；流体动能的增加；C流体静压能的增加；流体静压能的增加；D 单位流体获得的机械能。单位流体获得的机械能。解：根据实际流体的机械能衡算式解：根据实际流体的机械能衡算式H=(Z2-Z1)+(P2-P1)+(u22-u12)/2g+Hf离心泵

17、的压头可以表现为流体升举一定的高度（离心泵的压头可以表现为流体升举一定的高度（Z2Z1）、增）、增加一定的静压能（加一定的静压能（P2P1）/g、增加一定的动能、增加一定的动能 (u22-u12)/2g 以以及用于克服流体流动过程中产生的压头损失及用于克服流体流动过程中产生的压头损失Hf 。但。但A、B、C的说法都不全面。离心泵的压头是泵施加给单位牛顿流体的机的说法都不全面。离心泵的压头是泵施加给单位牛顿流体的机械能械能J（J/Nm)。故答案。故答案D正确。正确。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械24第第2讲：讲：2.2.3 离心泵的工作点；离心泵的工作点；离心泵的串联操作；

18、离心泵的串联操作；离心泵的并联操作。离心泵的并联操作。2.2.4 离心泵的汽蚀现象、汽蚀余量及安装高度。离心泵的汽蚀现象、汽蚀余量及安装高度。第第2章章 流体输送机械流体输送机械（6学时）2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械25由工作点读出的流量由工作点读出的流量 qv 、压头、压头 He 就是管道中实际的流量，流就是管道中实际的流量，流体在此流量下，实际所得到的有效压头。体在此流量下，实际所得到的有效压头。 duty point2veBqAH 21212VeKqgPPZZH 2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械26工作点工作点(duty point)的求法：的

19、求法：（1）图解法；）图解法；（2）解析法。）解析法。 2V421212e8qgddlgPPZZH 2VeBqAH 注意两个方程式中注意两个方程式中 qv 的单位一定要一致，一般都统一到的单位一定要一致，一般都统一到 m3/s2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械272. 流量调节流量调节 （即改变泵的工作点）（即改变泵的工作点）调节出口阀门的开度，改变管路的特性曲线调节出口阀门的开度，改变管路的特性曲线 2v421212eqgddl8gPPZZH 调节泵的转速，改变泵的特性曲线调节泵的转速，改变泵的特性曲线优点：调节简便优点：调节简便.灵活灵活缺点：能耗缺点：能耗2 vveeq

20、qHH 21221212123 .404 .38 vvvvveeqqqqqHH2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械28注意：泵特性曲线因转速变化发生了移动。若求转速变化后的注意：泵特性曲线因转速变化发生了移动。若求转速变化后的工作点，还必须结合管路的特性曲线工作点，还必须结合管路的特性曲线。2VVee qqHH 2V1212eKqgPPZZH 2 vveeqqHH)() ()(22常数常数KqHqHVeVe 2VeKqH 等效率方程等效率方程2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械29例：例： 某输水管路中，离心泵在转速为某输水管路中，离心泵在转速为n=2900r/

21、min时的特性曲线方程为时的特性曲线方程为2525VqH 管路特性方程为管路特性方程为210VkqH qV的单位为的单位为m3/min试求试求：1）k=2.5时的工作点（时的工作点（qVA、HA）; 2)将阀门关小，使得将阀门关小，使得k=5时的工作点（时的工作点（qVB、HB）; 3）阀门开度由）阀门开度由k=2.5关小到关小到k=5，流量由，流量由qVA减小到减小到qVB ，管路阻力损失，管路阻力损失增加了多少？增加了多少？4) 如果改变泵的转速，将流量调整到如果改变泵的转速，将流量调整到qVB ，管路能量消耗如何变化？，管路能量消耗如何变化？ 5）若不采用改变阀门开度，而是采用改变转速的

22、方法，使得流量由）若不采用改变阀门开度，而是采用改变转速的方法，使得流量由qVA减小到减小到qVB ，则转速应调整到多少？，则转速应调整到多少？6）比较：由流量）比较：由流量qvA减小到减小到qvB时，时，调整阀门开度与调整泵的转速，调整阀门开度与调整泵的转速，能量消耗的差异是多少？能量消耗的差异是多少？2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械30解：解：1）泵特性曲线方程泵特性曲线方程2525VqH 管路特性曲线方程（此时管路特性曲线方程（此时 k=2.5)25 . 210VqH 联立（联立（1）、（）、（2）得）得（1）（2）hmmqVA/8 .84min/41. 133 )(

23、152柱柱OHmHA 2） 管路特性曲线方程（此时管路特性曲线方程（此时 k=5)2510VqH （3）联立（联立（1）、（）、（3）得）得hmmqVB/5 .73min/22. 133 )(5 .172柱柱OHmHB 3）阀门开度由阀门开度由k=2.5关小到关小到k=5，流量由，流量由qVA减小到减小到qVB ，管路阻力损失增加了多少？管路阻力损失增加了多少？即管路特性曲线不变，通过改变转速改变泵的特性曲即管路特性曲线不变，通过改变转速改变泵的特性曲线，将工作点由线，将工作点由A点移动到点移动到C点。点。OmH5 . 2155 .17HH2AB 4) 如果改变泵的转速，将流量调整到如果改变泵

24、的转速，将流量调整到qVB ，管路能量消耗如何变化？，管路能量消耗如何变化？min/m22. 1qq3VBvC 将将代入代入25 . 210VqH （2）中，得）中，得)(8 .132柱柱OHmHC OmH2 . 1158 .13HH2AC 即即在原来的阀门开度下，即在原来的阀门开度下，即k=2.5时，输送流量时，输送流量为为qVC=qVB 时，管路所需要的压头为时，管路所需要的压头为HC2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械31利用相等效率下的比例定律：利用相等效率下的比例定律：122122122HHnnqqVV )(222211常数常数KqHqHVV 2VKqH 该式称为离心

25、泵在一定范围内不同转速下的等效率方程。该式称为离心泵在一定范围内不同转速下的等效率方程。方法方法1：等效率方程：等效率方程2 .92 VCCqHKm2 .16min/m33. 1DD3VD Hq点：点：得得VDVCDCqqnn rpm2660DCDC QQnn22 . 9VqH 42525VqH 15）若不采用改变阀门开度，而是采用改变转速的方法，使得若不采用改变阀门开度，而是采用改变转速的方法，使得流量由流量由qVA减小到减小到qVB ，则转速应调整到多少？，则转速应调整到多少？2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械321n2n离心泵在转速为离心泵在转速为n1=2900r/mi

26、n时的特性曲线方程为时的特性曲线方程为211525VqH 方法方法2：根据比例定律，得到离心泵改变转速为：根据比例定律，得到离心泵改变转速为n2时的特性曲线方程时的特性曲线方程 2122121212525 VVVVVqqqqqHH222122525VqnnH （4）5）若不采用改变阀门开度，而是采用改变转速的方法，使得若不采用改变阀门开度，而是采用改变转速的方法，使得流量由流量由qVA减小到减小到qVB ，则转速应调整到多少？，则转速应调整到多少？管路特性曲线不变，通过改变转速改变泵的特管路特性曲线不变，通过改变转速改变泵的特性曲线，将工作点由性曲线，将工作点由A点移动到点移动到C点。点。将将

27、C点坐标点坐标代入（代入（4）式）式得到：得到：min/m22. 13VBVC qq)OH(m8 .132C柱柱 Hmin/r26732 n2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械33如果改变泵的转速，将流量调整到如果改变泵的转速，将流量调整到qVB ，即，即在原来的阀门开度下，即在原来的阀门开度下，即k=2.5时，时，输送流量为输送流量为qVB 时，管路所需要的压头为时，管路所需要的压头为HC)OH(m8 .132C柱柱 H如果关小阀门将流量调整到如果关小阀门将流量调整到qvB ,管路所需要的压头为管路所需要的压头为HB)OH(m7 . 32CB柱柱 HH6）比较：由流量）比较：

28、由流量qvA减小到减小到qvB时，调整阀门开度与调整泵的转时，调整阀门开度与调整泵的转速，能量消耗的差异是多少？速，能量消耗的差异是多少？调整到同样的流量调整到同样的流量,调整阀门开度与调整泵的转速，能量消耗调整阀门开度与调整泵的转速，能量消耗的差异是的差异是)OH(m5 .172B柱柱 H2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械342022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械352022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械36两台相同泵的组合，如何根据单台泵的特性曲线方程式写出组合两台相同泵的组合，如何根据单台泵的特性曲线方程式写出组合泵的特性曲线方程式？泵的特性

29、曲线方程式？2v4ee2q102 . 740HH 并并单单并并并联：并联：例：某台泵的特性曲线方程为例：某台泵的特性曲线方程为2V4e102 . 740qH He的单位为的单位为m ，qv的单位为的单位为m3/s)q102 . 740(2H2H2v4ee单单单单串串串联：串联： 2v4eq102 . 72402H 串联：串联：2v4eq4102 . 740H 并联：并联：单单串串串联串联vvqq: 2qq:vv并并单单并联并联 2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械371）2）3）串串H并并H2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械3821212)(veKqgPPZZ

30、H 管路特性不变，则此时流量将（）管路特性不变，则此时流量将（）A增大增大B减少减少C不变不变D不确定不确定AB点，其中任何一条特性曲线发生变化，点，其中任何一条特性曲线发生变化，均会引起工作点的变动，现泵及其转均会引起工作点的变动，现泵及其转速不变，故泵的特性曲线不变。将管速不变，故泵的特性曲线不变。将管路的特性曲线方程式列出路的特性曲线方程式列出),( VqHBA2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械39思考：对于上题，若仍然保持原流量，应采取什么措施？思考：对于上题，若仍然保持原流量，应采取什么措施？ 改变的是什么特性曲线？改变的是什么特性曲线？12AB2022-5-23第

31、 2 章 流 体 输 送 机 械40例例1：用离心泵敞口水池中的水送往一敞口高位槽，高位槽液：用离心泵敞口水池中的水送往一敞口高位槽，高位槽液面高出水池液面面高出水池液面5m,管径为管径为50mm。当泵出口管路中阀门全开。当泵出口管路中阀门全开（0.17）时，泵入口管中真空表读数为）时，泵入口管中真空表读数为52.6KPa,泵出口管泵出口管中压力表读为中压力表读为155.9KPa 。已知该泵的特性曲线方程。已知该泵的特性曲线方程He=23.1-1.43105q2v 式中：式中：He的单位为的单位为m；qv的单位为的单位为m3/s.试求：试求：（1）阀门全开时泵的有效功率；）阀门全开时泵的有效功

32、率； （首先找出此时的工作点）（首先找出此时的工作点）（2）当阀门关小（）当阀门关小（ 80）时，其他条件不变，流动状态处）时，其他条件不变，流动状态处在阻力平方区，则泵的流量为多少？在阻力平方区，则泵的流量为多少？（寻找新的工作点）（寻找新的工作点）真真空空表表压压力力表表2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械41解解：（：（1）忽略出口管压力表接口与入口管真空表接口垂直高度）忽略出口管压力表接口与入口管真空表接口垂直高度差，自真空表接口管截面至压力表接口管截面列机械能衡算式。差，自真空表接口管截面至压力表接口管截面列机械能衡算式。并且忽略此间入口管与出口管段的流体阻力损失。并

33、且忽略此间入口管与出口管段的流体阻力损失。真真空空表表压压力力表表2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械422022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械43例例2：现需用两台相同的离心泵将河水送入一密闭的高位槽，高：现需用两台相同的离心泵将河水送入一密闭的高位槽，高位槽液面上方压强为位槽液面上方压强为1.5at(表压强），高位槽液面与河水水面之表压强），高位槽液面与河水水面之间的垂直高度为间的垂直高度为10m，已知整个管路长度为，已知整个管路长度为50m(包括全部局部阻包括全部局部阻力当量长度），管径均为力当量长度），管径均为50mm，直管阻力摩擦系数，直管阻力摩擦系数0

34、.025。单泵的特性曲线方程为单泵的特性曲线方程为He=50-1.0106qv2(式中式中He的单位为的单位为m;qv的的单位为单位为m3/s)。试通过计算比较：该两台泵如何组合所输送的水流。试通过计算比较：该两台泵如何组合所输送的水流量更大？量更大？2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械44根据管路特性曲线，流量大，同时所根据管路特性曲线，流量大，同时所需压头亦大。是因为管路中流量大，需压头亦大。是因为管路中流量大，流速大，流体的压头损失亦大，则所流速大，流体的压头损失亦大，则所需泵提供的压头亦要大。需泵提供的压头亦要大。为了明显的发挥组合泵能够增加为了明显的发挥组合泵能够增加

35、流量，增加压头的优势，对于低流量，增加压头的优势，对于低阻管路，并联优于串联；对于高阻管路，并联优于串联；对于高阻管路，串联优于并联。阻管路，串联优于并联。若采用串联，联立方程（若采用串联，联立方程（1）（）（3）得）得 qv串串=5.710-3(m3/s)若采用并联，联立方程（若采用并联，联立方程（2）（）（3）得）得 qe并并=6610-3(m3/s)因此，应采用泵的并联方式。因此，应采用泵的并联方式。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械45汽蚀现象汽蚀现象 cavitations phenomena汽蚀现象汽蚀现象当汽蚀现象发生时，当汽蚀现象发生时，泵的扬程明显减小。泵的

36、扬程明显减小。gPgudlguZgPZ 2222002022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械46 kfkcHguNPSH1 ,22)(流量大，临界汽蚀余量大。流量大，临界汽蚀余量大。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械47cfvgNPSHHgPgPH)(10,0max 5.0)(5.010,0max cfvgNPSHHgPgPH mNPSHr5 .0)(再再加加上上的的基基础础上上实实际际安安装装泵泵时时，在在 尽量大一些，尽量大一些，数值数值为了使得为了使得gH3.安装要求安装要求：吸入管径常大于压出吸入管径常大于压出管径管径吸入管不装调节阀吸入管不装调节阀实际安

37、装高度实际安装高度HgHg最大允许安装高度最大允许安装高度Hg为为2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械48 k1 ,f2kc2)(HguNPSH k1 ,f2kr2)(HguNPSH gvHpt必须为负值。必须为负值。安装高度安装高度，此时，此时若输送沸腾状态的液体若输送沸腾状态的液体gvHpP 0Hg例例1：分析离心泵的安装高度：分析离心泵的安装高度Hg与所输送流体温度之与所输送流体温度之间的关系。间的关系。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械49例：用某型号离心泵将水由贮槽输送至高位槽，已知在工作转例：用某型号离心泵将水由贮槽输送至高位槽，已知在工作转速下泵

38、的特性方程为速下泵的特性方程为H=45-0.15qv2 ，式中，式中H的单位为的单位为m，qv的单的单位为位为m3/h。贮槽和高位槽的直径分别为。贮槽和高位槽的直径分别为8m与与5m。输水初时，两。输水初时，两槽间的垂直高度差为槽间的垂直高度差为20m，两液槽间用长，两液槽间用长200m（包括全部局部（包括全部局部阻力的当量长度）的阻力的当量长度）的3.5mm的钢管相连。管路中的摩擦的钢管相连。管路中的摩擦因数为因数为0.025。贮槽与高位槽的容量足够，且忽略因液位变化而。贮槽与高位槽的容量足够，且忽略因液位变化而引起的阻力损失的变化。试求：引起的阻力损失的变化。试求：（1）初始输水量；）初始

39、输水量；（2）完成）完成100m3输水任务所需要的时间。输水任务所需要的时间。m201122解：（）即确定初始的工作点解：（）即确定初始的工作点初始时的管路特性方程：初始时的管路特性方程： gudlguugppzzH22221221212 2v2v422102. 0360081. 905. 014. 305. 0200025. 082qqgudl 2v15. 045qH 2v102. 020qH h/m96. 93v0 q解解得得：2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械50m201122xh（）设在开始输水后的某时刻（）设在开始输水后的某时刻t，贮槽液面下降了，贮槽液面下降了x，

40、同时，同时，高位槽液面上长了高位槽液面上长了h，管内流速为，管内流速为u，则有，则有hx225484 xh56. 2 uthtx22205. 04dd54dd84 在某时刻在某时刻t，贮槽液面至高位槽液面列机械，贮槽液面至高位槽液面列机械能衡算方程式能衡算方程式 gudlguugppzzH22221221212 2v102. 0)(56. 220qxxH 2v15. 045qH 2v2v102. 0)(56. 22015. 045qxxq xq1 .142 .99v xtx1 .142 .99dd842 即即：反映了反映了x与与t的关系。的关系。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机

41、 械51m201122xhxtx1 .142 .99dd842 即即：反映了反映了x与与t的关系。的关系。当完成总输水量当完成总输水量100m3时，贮槽液位时，贮槽液位x为为m41. 1841002 xh52. 7d1 .142 .9984d41. 1020 xxtt （）定态；（）拟定态处理方法。（）定态；（）拟定态处理方法。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械52第第3讲：讲：2.2.5 离心泵的选型参数；离心泵的操作。离心泵的选型参数；离心泵的操作。2.3 往复泵往复泵2.3.1 往复泵的构造、工作原理和性能参数；往复泵的构造、工作原理和性能参数；2.3.2 往复泵的操作

42、。往复泵的操作。2.5 气体输送机械气体输送机械离心式风机的选型参数。离心式风机的选型参数。第第2章章 流体输送机械流体输送机械（6学时）2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械532.2.5离心泵的类型与选用离心泵的类型与选用1.类型类型清水泵清水泵耐腐蚀泵耐腐蚀泵油泵油泵2.选用选用步骤：步骤：定性选型：根据泵的工作条件，如腐蚀性、潜水等；定性选型：根据泵的工作条件，如腐蚀性、潜水等；生产要求生产要求 qv值，计算管路所需要的值，计算管路所需要的He ，选定泵的具体型号；，选定泵的具体型号；计算泵的允许安装高度；计算泵的允许安装高度；计算功率，再配电机。计算功率，再配电机。20

43、22-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械54 例例2-3 如图所示，需要安装一台离心泵，将流量如图所示，需要安装一台离心泵，将流量45m3/h 、温度、温度20oC的河水输送到敞口高位槽，高位槽水面高出河水水面的河水输送到敞口高位槽，高位槽水面高出河水水面10m ，管路总长度管路总长度15m 。试选一台离心泵，并确定泵的安装高度。试选一台离心泵，并确定泵的安装高度。2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械55解：解：hmQ/453 sPamkgCo 3310005. 1,/2 .99820 时，水的时，水的选管内流速选管内流速u=2.5m/s,估算管内径估算管内径muQd0

44、8. 043600 mmdmm5 .8045 .88 的的水水煤煤气气管管，内内径径选选 smdQu/46. 2436002 51097. 1 du0043. 0 d 028. 0 )(43. 8222OHmgudllHef 截面截面1-1至截面至截面2-2之间列机械能方程式之间列机械能方程式mHZZHfe43.1812 根据根据Q、He数值选择泵，数值选择泵，IS80-65-125 , 其允许汽蚀余量其允许汽蚀余量mh5 . 30 . 3 kPaPCvo335.220 时时，水水的的mHf47.4: 吸吸入入管管中中 mhHgPgPHfvg63. 15 . 00 接讲往复泵2022-5-23第 2 章 流 体 输 送 机 械56例例2：选泵的设计型问题：选泵的设计型问题分馏塔分馏塔解吸塔解吸塔储罐储罐m37m5m3012345Pa105P44 Pa102 . 1P65 Pa105P41 h/kg6400mh/kg10800m53h43h m5Hm6Hm2H53f43f31f 管内流动时的动压管内流动时的动压头很小，可以忽略。头很小，可以忽略。设泵的效率为设泵的效率为60%，求泵的轴功率。求泵的轴功率。3m/kg710 2022-5-23第 2 章 流