水泵基本知识

水泵及水泵站

第二章水泵的基本知识1

泵的分类及用途2

离心泵的典型结构与分类、命名3

工作原理及基本方程式4

离心泵的吸入特性一汽蚀5

离心泵的性能6

相似理论的应用7

泵的选用1

泵的分类及用途1.1

泵的定义1.2

泵的分类1.3

适用范围1.1

水泵定义水泵是一种转换能量的机械，它通过工作体的运动，把外加的机械能传给被抽送的液体，使其能量增加，用来增压输送液体的机械。

电能机械能压能（势能）

泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。

泵是国民经济中应用最广泛、最普遍的通用机械，除了水利、电力、农业和矿山等大量采用外，尤以石油化工生产用量最多。而且由于化工生产中原料、半成品和最终产品中很多是具有不同物性的液体，如腐蚀性、固液两相流、高温或低温等，要求有大量的具有一定特点的化工用泵来满足工艺上的要求。这方面的技术发展产品开发一直是十分活跃的。城市给排水系统工艺基本流程：取水泵站净水输水泵站去用水点排出污水入田入江1.2

泵的分类叶片式泵(透平式泵)：离心泵轴流泵混流泵旋涡泵容积式泵往复泵：活塞泵柱塞泵隔膜泵回转泵：齿轮泵螺杆泵滑片泵其他类型泵：喷射泵水锤泵水轮泵真空泵气升泵另外，按压力分为低压泵（低于2MPa）中压泵（2-6MPa）高压泵（高于6MPa）按输送液体的性质可分为：清水泵、污水泵、泥浆泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、碱泵、冷油泵、热油泵、低温泵等。射流泵是依靠高速喷射出的工作流体，将需要输送的流体吸入泵内，并通过两种流体混合进行动量交换来传递能量；水锤泵是利用流动中的水被突然制动时产生的能量，使其中的一部分水压升到一定高度；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下，产生流动而实现输送；气体升液泵通过导管将压缩空气或其他压缩气体送至液体的最底层处，使之形成较液体轻的气液混合流体，再借管外液体的压力将混合流体压升上来。

IS型单吸离心泵

叶轮S型双吸离心泵ZLB型立式轴流泵叶轮1、固定式2、半调节叶轮1、低比速2、高比速混流泵离心泵轴流泵罗茨泵齿轮泵各种水泵特点：

1、往复泵的特点小流量、高扬程。

2、轴流泵、混流泵的特点大流量、低扬程。

3、离心泵的特点界于两者之间。水泵的发展趋势

1、大型化、大容量化特别是取水水泵和排水水泵2、高扬程、高转速 单级扬程已经达到1000m。3、系列化、通用化和标准化 按照通用标准

SLOW900-900单级双吸离心泵是专门为深圳自来水厂开发的大型泵。该泵泵体重6.3吨，泵盖重2.5吨，泵的总高度2.8m，进出水法兰间距2.8m，轴承档间距2.8m，进水法兰最大外径为1.23m，出水法兰最大外径为1.12m。魁岐排涝站厂房内的3台斜置轴流大型水泵1.3

适用范围4.2离心泵的典型结构与分类、命名4.2.1离心泵的典型结构4.2.2离心泵的分类4.2.3离心泵的命名方式2.1

离心泵的典型结构单级单吸式离心泵1.叶轮2.泵壳3.叶轮4.吸水管5.底阀6.压水管7.泵轴2.2

离心泵的分类可按使用目的、介质种类、结构型式等进行分类。这里主要介绍按结构型式作如下分类：(1)按流体吸入叶轮的方式：单吸式泵双吸式泵(2)按级数分类：单级泵多级泵(3)按泵体形式分类：蜗壳泵筒形泵(4)按主轴安放情况分类：卧式泵立式泵斜式泵A.单级单吸泵：泵有一只叶轮，叶轮上一个吸入口，一般流量范围为：5.5-300m3/h，H在8-150米，流量，扬程低。B.单级双吸泵：泵为一只叶轮，叶轮上二个吸入口。流量Q在120-20000m3/h，扬程H在10-110米，流量大，扬程低。C.单吸多级泵：泵为多个叶轮，第一个叶轮的排出室接着第二个叶轮吸入口，以此类推。流量小，扬程高。2.3

离心泵的命名方式水泵种类型号举例型号说明备注离心泵单级单吸离心泵IS100-65-200IS-单级单吸离心泵100-吸入口直径，mm65-排出口直径，mm200-叶轮直径，mmIS：国际标准单级双吸离心泵S500-59AS-单级单吸离心泵500-吸入口直径，mm59-水泵扬程A–第一次切削20Sh-6A20-吸入口直径，mmSh单级单吸离心泵6-比转速的1／103

工作原理及基本方程式3.1

离心泵的性能参数3.2

离心泵的工作过程3.3

基本方程式3.1

离心泵的性能参数流量扬程转速气蚀余量有效功率容积效率水力效率机械效率总效率1.流量是泵在单位时间内输送出去的液体量。单位是m³/s，用表示质量，单位是kg/s。2、扬程(总扬程)——水泵对单位重量(1kg)液体所作功，也即单位重量液体通过水泵后其能量的增值。用字母H表示，其单位为kg·m／kg，也可折算成被送液体的液柱高度(m)；3、轴功率——泵轴得自原动机所传递来的功率称为轴功率，以N表示。单位以kw表示。有效功率——单位时间内流过水泵的液体从水泵那里得到的能量叫做有效功率，以字母表示泵的有效功率为4、效率——水泵的有效功率与轴功率之比值，以η表示。电动机的功率

t：运行时间hη1：水泵的效率

η2：电机的效率

5、转速——水泵叶轮的转动速度，通常以每分钟转动的次数来表示，以字母n表示常用单位为r／min。

在往复泵中转速通常以活塞往复的次数来表示(次／min)例：某水厂取水泵站，供水量Q＝8.64×104m3／d，扬程H=30m；水泵及电机的效率均为70％，则该泵站工作10h其电耗值？3.2

离心泵的工作过程启动前先用水充满泵壳和吸水管道然后开动电机，离心泵依靠旋转叶轮把液体甩出。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去。这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。

3.3

基本方程式旋转叶轮传递给单位重量液体的能量，亦称理论扬程。常使用如下公式计算Ht。ηh——水力效率;p——修正系数。有水力损耗，实际扬程3.3水泵装置的设计扬程（1）基本计算公式:HST：水泵的静扬程（mH2O）Σh：水泵装置管路中水头损失之总和（mH2O）4

离心泵的吸入特性一汽蚀4.1

气蚀发生的机理及危害4.2

气蚀余量4.3

提高离心机抗气蚀性能的措施（1）气蚀发生的机理4.1

气蚀发生的机理及危害（2）气蚀发生的危害汽蚀是水力机械的特有现象，它带来许多严重的后果。a．汽蚀使过流部件被剥蚀破坏；b．汽蚀使泵的性能下降；c．汽蚀使泵产生噪音和振动。4.2

气蚀余量有效汽蚀余量是指液流自吸液罐(池)经吸入管路到达泵的吸入口后，Pv高出汽化压力所富余的那部分能量头，用表示泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用米标注，用（NPSH）r。吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。

4.3

提高离心机抗气蚀性能的措施(1)提高离心泵本身抗汽蚀的性能①改进泵的吸入口至叶轮叶片入口附近的结构设计。②采用前置诱导轮，如图所示。③采用双吸式叶轮。④设计工况采用稍大的正冲角。⑤采用抗汽蚀的材料。(2)提高进液装置汽蚀余量的措施①增加泵前储液罐中液面上的压力，如图所示②减小泵前吸上装置的安装高度。③将吸上装置改为倒罐装置，如图所示④减小泵前管路上的流动损失（1）泵的特性曲线5

离心泵的运行特性

6

比转数

(1)什么是比转数(2)比转数的计算式

(3)气蚀比转数(4)比转数的应用比转数是用来判别离心泵工况的相似准数。2.8.３相似准数—比转数(ns)１、模型泵：在最高效率下，当有效功率Nu＝735.5W(1HP)，扬程Hm＝1m，流量m3／s。这时该模型泵的转数，就叫做与它相似的实际泵的比转数ns

。一组水泵叶轮的设计性能相同，只是尺寸不同，那么比转数相同。用比转数ns可对叶片泵进行分类。按水泵的相似原理分为若干相似泵群，在每组中用一台标准模型泵做代表，用它的主要参数反映这组形似泵共同特性和叶轮构造。将模型泵的Hm＝1m，Qm＝0.075m3／s代入

注：(1)Q和H是指水泵最高效率时的流量和扬程，也即水泵的设计工况点。

(2)比转数ns是根据所抽升液体的容重γ＝1000kg／m3时得出的。

(3)Q和H是指单吸、单级泵的流量和扬程。

(4)比转数不是无因次数，它的单位是“r／min”。

2、对比转数的讨论

(1)比转数(ns)反映实际水泵的主要性能。当转速n一定时，ns越大，水泵的流量越大，扬程越低。

ns越小，水泵的流量越小，扬程越高。

(2)叶片泵叶轮的形状、尺寸、性能和效率都随比转数而变的。用比转数ns可对叶片泵进行分类。要形成不同比转数ns，在构造上可改变叶轮的外径(D2)和减小内径(D0)与叶槽宽度(b2)。7泵的高效工作范围考虑运行的经济性，要求泵应在较高效率范围内工作。通常规定以最高效率下降Δη为界，中国规定Δη

＝5%～8%，一般取Δη＝7%。性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。8

泵的选用8.1

泵的选用原则及分类8.2

选用方法及步骤8.1

泵的选用原则及分类（1）选用原则（2）各种泵的使用范围（3）选用分类（1）选用原则根据所输送的流体性质选择不同用途、不同类型的泵。流量、扬程必须满足工作中所需要的最大负荷。从节能观点选泵，一方面要尽可能选用效率高的泵，另一方面必须使泵的运行工作点长期位于高效区之内。为防止发生汽蚀，要求泵的必须汽蚀余量NPSHa小于装置汽蚀余量NPSHa。按输送工质的特殊要求选泵。所选择的泵应具有结构简单、易于操作与维修、体积小、重量轻、设备投资少等特点。当符合用户要求的泵有两种以上的规格时，应以综合指标高者为最终选定的泵型号。（2）各种泵的使用范围（3）选用分类a．按性能要求选用在泵的运行过程中，扬程变化大的，选用扬程曲线斜率大的混流泵、轴流泵较适宜；流量变化大的宜选用扬程曲线平缓、压力变化小的离心泵。如果考虑吸水性能，则流量相同、转速相同的条件下，双吸泵较为优越。选用立式泵，并把叶轮部位置于水下，对防止汽蚀是有利的。b．按工作介质选用粘性介质输送含气液体的输送低温液化气的输送含固体颗粒液体的输送不允许泄漏液体的输送腐蚀性介质的输送8.2

选用方法及步骤(1)泵的两种实际选择方法(2)泵的选择步骤a．利用“泵型谱”选择b．利用“泵性能表”选择将所需要的流量qv和扬程H画到该型式的系列型谱图上，看其交点M落在哪个切割工作区四边形中，即可读出该四边形内所标注的离心泵型号。如果交点M不是恰好落在四边形的上边线上，则选用该泵后，可应用切割叶轮直径或降低工作转速的方法改变泵的性能曲线，使