康勇版过程流体机械41泵

4.泵精品资料重点(zhòngdiǎn)讲：离心泵

（CentrifugalPump)主要内容：1、离心泵的结构2、离心泵的理论计算3、离心泵的吸入特性4、离心泵的性能及调节5、相似(xiānɡsì)理论，其他泵精品资料4.1概述泵——用来输送液体的叶轮机械。即把机械能转换为液体能的叶轮机械。（一）泵的种类离心式叶轮式——轴流式混流式旋涡式

泵往复式：活塞泵；柱塞泵；隔膜泵容积式——回转式：齿轮泵；螺杆泵；滑片泵；罗茨泵；滚动活塞泵；摇摆转子泵；…….

其他类型：喷射泵；震动泵；水锤泵；真空泵；酸蛋……泵的种类很多，应用面很广，属于通用机械。泵应用范围：水利、农业、化工、石油、采矿、造船、城市、环保、医药、卫生、军事、交通、各类厂矿(chǎngkuàng)等。其中离心泵占95%以上。精品资料混流泵离心泵精品资料轴流泵精品资料精品资料旋涡泵精品资料射流(shèliú)泵精品资料水锤(shuǐchuí)泵精品资料真空泵酸蛋软管(ruǎnɡuǎn)泵精品资料4.1.1离心泵（一）.离心泵的工作原理叶轮(yèlún)泵与离心式压缩机工作原理相同。工作原理：靠叶轮(yèlún)的高速旋转，由叶片拨动液体旋转，使液体产生离心力，离心力使液体产生动能和压能，实现机械能向液压能（液力能）的转化。吸入原理：叶轮(yèlún)中心被吸空后，形成真空，液体在外界大气压力的作用下，推动液体沿吸入管进入泵轮。精品资料（二）.离心泵的特点优点：⑴排量大、平稳均匀。⑵结构简单、紧凑，尺寸小，重量轻。⑶易损件少，检修、管理和使用方便。⑷可与高速电机直接驱动，速度(sùdù)越高，压头越高。⑸容易实现多级，满足高压头。如：高压水泵：11级，H=2300m电动潜油离心泵：180、201、330、453、526级，H=2000~3500m。精品资料缺点：⑴不适应小流量工况。⑵同功率下没有(méiyǒu)往复式泵的压力高。⑶输送高粘度、含砂、杂质液体的问题多。⑷泵吸入管与泵腔内需要灌满液体后启动。

如：高速泵：n=10000r/min,单级扬程：H=1150mn=25000r/min,单级扬程：H=1760m精品资料（三）离心泵的分类(fēnlèi)1.按叶轮数目分：⑴单级泵：悬臂式单叶轮结构。⑵多级泵：2~526个叶轮。2.按吸入方式分：⑴单吸式：一个吸入口。⑵双吸式：二个吸入口。3.按扬程分（压力分）：⑴低压泵：H<20m水柱（p<0.2MPa)。⑵中压泵：H=20~160m水柱（p=0.2~1.6MPa)。⑶高压泵：H>160m水柱（p>1.6MPa)。4.按用途分：清水泵、污水泵、酸泵、减泵、热油泵、稠油泵……5.其他：卧式泵、立式泵、斜式泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵、潜水泵等。精品资料精品资料（四）离心泵的主要结构

普通离心泵结构：泵壳—蜗壳—轴—叶轮(yèlún)—盘根密封—吸入管—排出管—轴支架。精品资料（1）.叶轮：闭式叶轮——清水泵半开式叶轮——污水泵、稠油泵、砂泵、高速(ɡāosù)泵、部分流泵开式叶轮——轴流泵。双吸叶轮——双吸清水泵。精品资料（2）.密封装置：①叶轮与壳体吸入口之间：平接密封环式（属于内泄漏）迷宫式密封环式②泵壳与轴之间：填料密封式。石棉(shímián)绳填料；石墨浸石棉(shímián)填料。（属于外泄漏）机械密封。端面动、静环接触式密封。内装式；外装式

精品资料精品资料（3）.轴向力平衡装置轴向力的产生：由于吸入口压力(yālì)p1与叶轮出口压力(yālì)p2不同。p1<<p2叶轮盖板前后形成一个轴向力：轴向力会引起轴窜动、叶轮磨损。

精品资料常见轴向力平衡方式：单级泵：⑴平衡孔：叶轮后盖钻几个孔，使中心处压力相等。⑵平衡管：叶轮背部(bèibù)中心与泵吸入口用管子联同，使压力相等。⑶叶轮后盖径向筋板（小叶片）：把背部(bèibù)液体打走，形成真空。多级泵：⑴叶轮背靠背排列：如双吸式叶轮。⑵自动平衡盘：自动调节轴向压力，达到平衡。⑶平衡鼓：无磨损，有泄漏。⑷平衡盘与平衡鼓组合：泄漏少，能自动平衡轴向力。精品资料（4）.离心泵的命名(mìngmíng)

如：IS25030A150D60×55Y57A↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑吸入口直径(zhíjìng)mm扬程m第一次切割吸口直径mm多级泵扬程m级数吸口直径英寸单级单吸泵精品资料单级单吸清水(qīnɡshuǐ)离心泵IS——国际标准号如：IS50—32—12550——泵入口直径；32——泵出口(chūkǒu)直径；125——泵叶轮直径精品资料精品资料精品资料4.1.2.离心泵的主要性能参数主要参数：q、H、N、η、n（1）流量q：定义：泵在单位时间(shíjiān)内输送出去的液体量。体积流量：有效流量（排出流量）单位：理论流量（吸入流量）单位：质量流量:单位：吸入流量：式中：∑q——单位时间(shíjiān)内泵的泄漏量（内、外泄漏）精品资料（2）扬程H定义：每单位重量液体从叶轮上所获得的有效能量。用液柱高度表示的称扬程：H单位：米，m用压力表示的称为压头（能量头）：p单位：MPa，

液体重度：泵的出口扬程，即泵的实际扬程为：H由伯努利方程(fāngchéng)：理论扬程：Ht=H+∑hhyd式中：∑hhyd——泵内液体摩擦阻力损失和冲击损失的总和。精品资料（3）功率(gōnglǜ)N泵的功率(gōnglǜ)N通常指泵轴上的输入功率(gōnglǜ)，即：轴功率(gōnglǜ)、铭牌功率(gōnglǜ)、额定功率(gōnglǜ)。①轴功率(gōnglǜ)N定义：单位时间内原动机传递给泵主轴上的功。N=Ni+Nm=Ne/η式中：Nm—机械损失功率(gōnglǜ)，包括机械摩擦损失和轮阻损失②有效功率(gōnglǜ)：Ne泵的输出功率(gōnglǜ)，即单位时间内泵出口液体所获得的能量。精品资料上式中各参数：扬程：H—m，流量(liúliàng)：qv—压力：p—MPa密度：ρ—，重力加速度：g=9.81③内功率Ni：也叫：水力功率、叶轮功率。单位时间内叶轮传给液体的能量。精品资料NiNeN精品资料（4）效率泵内效率分为：容积效率ηv、水力效率ηhyd、机械效率(jīxièxiàolǜ)ηmec。泵的总效率：①容积效率ηv：衡量泵泄漏所造成的能量损失。精品资料②水力效率ηhyd：衡量(héngliáng)泵内液体沿程摩擦和冲击所造成的能力损失。③机械效率ηm：衡量(héngliáng)泵内机械摩擦和轮阻所造成的能量损失。精品资料（5）转速n泵主轴转速，即叶轮的转速。直联电机时，泵转速及为电机转速。常用电机：n=1800~2900r/min(转/分，rpm）（6）允许汽蚀余量〔NPSH〕衡量泵吸入性能的抗汽蚀能力，用来标定(biāodìnɡ)泵的安装高度。精品资料4.1.3离心泵的基本(jīběn)方程式(一).泵叶轮(yèlún)进、出口速度三角形(1).进出口速度三角形c1=u1+w1w1u1c1β1α1C1rC1u精品资料进口(jìnkǒu)速度矢量和：C1=u1+w1式中：——叶片厚度对断面影响系数。取=0.9~0.95。q——理论流量（设计流量）。精品资料叶轮(yèlún)上的速度：精品资料(2).叶轮(yèlún)出口速度三角形

C2=u2+w2精品资料（二）.离心泵的基本方程——欧拉方程式利用动量矩定理(dìnglǐ)推导出基本方程式——欧拉方程式。

欧拉涡轮方程表述了叶轮对单位重量液体所作的功。

精品资料（1）理论流量下无限多叶片(yèpiàn)扬程：（额定流量下）液体进入叶轮无预旋、无冲击，沿叶道径向进入叶轮。由出口速度三角形：理论扬程：精品资料（2）有限叶片的理论(lǐlùn)扬程考虑叶片厚度造成叶道内产生轴向涡流，使周向分速度减小。根据斯陀道拉公式得：精品资料泵出口扬程(yángchéng)（有效扬程(yángchéng)）：

泵内流动损失：

水力效率：精品资料

（三）.工程(gōngchéng)中测定泵有效扬程

泵的理论扬程(yángchéng)Ht是叶轮上的扬程(yángchéng)，即叶轮实际输给液体的能量。泵出口扬程(yángchéng)（泵有效扬程(yángchéng)）：H=Ht-hhydhhyd——泵内流动阻力损失。

当水力效率和泵内流动阻力损失hhyd不知道或无法测定时，可在泵的进出口安装压力表，用压力表读书来计算出泵的有效扬程(y