2023学年完整公开课版认识离心泵

认识离心泵目录1、离心泵的结构2、离心泵的工作原理3、离心泵的主要性能参数与特性曲线4、离心泵的安装5、离心泵的操作认识离心泵（一）离心泵的结构1、结构

由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。

叶轮紧固于泵轴上。泵轴与电机相连，可由电机带动旋转。认识离心泵

吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，并在吸入管底部装一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，与排出管路相连，装有调节阀。（1）叶轮a)叶轮的作用

将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。b)叶轮的分类

根据结构闭式叶轮开式叶轮

半闭式叶轮

叶片的内侧带有前后盖板，适于输送干净流体，效率较高。没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物。只有后盖板，可用于输送浆料或含固体悬浮物的液体，效率较低。认识离心泵按吸液方式

单吸式叶轮

双吸式叶轮液体只能从叶轮一侧被吸入，结构简单。相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起，可以从两侧吸入液体，具有较大的吸液能力，而且可以较好的消除轴向推力。

认识离心泵2）泵壳

泵壳的作用

汇集液体，作导出液体的通道；使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。

导叶轮为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动的带有叶片的圆盘，称为导叶轮。导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳的通道内平缓的改变方向，使能量损失减小，使动能向静压能的转换更为有效。认识离心泵3）轴封装置：泵轴与泵壳之间的密封填料密封机械密封2、离心泵的类型类型结构特点用途清水泵IS型单级单吸式。泵体和泵盖都是用铸铁制成。特点是泵体和泵盖为后开门结构型式，优点是检修方便，不用拆卸泵体、管路和电机应用最广，用来输送清水以及物理、化学性质类似于水的清洁液体。D型多级泵，可达到较高的压头，如图1-33所示要求的压头较高而流量并不太大的场合sh型双吸式离心泵，叶轮有两个入口，故输送液体流量较大，如图1-34所示输送液体的流量较大而所需的压头不高的场合耐腐蚀泵（F型）特点是与液体接触的部件用耐腐蚀材料制成，密封要求高，常采用机械密封装置FH型（灰口铸铁）FG型（高硅铸铁）FB型（铬镍合金钢）FM型（铬镍钼钛合金钢）Fs型（聚三氟氯乙烯塑料）输送酸、碱等腐蚀性液体油泵(Y型)有良好的密封性能。热油泵的轴密封装置和轴承都装有冷却水夹套输送石油产品杂质泵（P型）叶轮流道宽，叶片数目少，常采用半敞式或敞式叶轮。有些泵壳内衬以耐磨的铸钢护板。不易堵塞，容易拆卸，耐磨PW型（污水泵）PS型（砂泵）PN（泥浆泵）输送悬浮液及粘稠的浆液等屏蔽泵无泄漏泵，叶轮和电机联为一个整体并密封在同一泵壳内，不需要轴封装置。缺点是效率较低，约为26～50％。常输送易燃、易爆、剧毒及具有放射性的液体液下泵(EY型)液下泵经常安装在液体贮槽内，对轴封要求不高，既节省了空间又改善了操作环境。其缺点是效率不高。适用于输送化工过程中各种腐蚀性液体和高凝固点液体。（二）离心泵的工作原理离心泵的工作过程：开泵前，先在泵内灌满要输送的液体（灌泵）。

开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，并以很高的速度（15-25m/s）流入泵壳。

认识离心泵

在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排出口流入排出管道。泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。

离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力，因此称为离心泵。认识离心泵认识离心泵

气缚离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚”。离心泵开启前灌泵是为了防止气缚。

为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于开停车和调节流量。认识离心泵（三）．离心泵的主要性能参数与特性曲线

1、离心泵的性能参数

1）离心泵的流量

指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，单位为m3/h。又称为泵的送液能力。2）离心泵的压头泵对单位重量的液体所提供的有效能量，以H表示，单位为m。又称为泵的扬程。认识离心泵离心泵的压头取决于：泵的结构（叶轮的直径、叶片的弯曲情况等）

转速n

流量Q，如何确定转速一定时，泵的压头与流量之间的关系呢？实验测定认识离心泵H的计算可根据3、2两截面间（两点的分别用b、c表示）的柏努利方程：

离心泵的压头又称扬程。必须注意，扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。

3）离心泵的效率

离心泵输送液体时，通过电机的叶轮将电机的能量传给液体。在这个过程中，不可避免的会有能量损失，也就是说泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常用效率η来反映能量损失。这些能量损失包括：容积损失:由泵的内泄引起水力损失：由液体在泵壳和叶轮内流向、流速的不断改变和产生冲击和摩擦而引起。机械损失：由泵轴与轴承、泵轴与填料之间或机械密封的动静环之间的摩擦损失以及液体与叶轮的盖板之间的摩擦损失引起泵的效率反应了这三项能量损失的总和，又称为总效率。与泵的大小、类型、制造精密程度和所输送液体的性质有关

4）轴功率及有效功率轴功率：

电机输入离心泵的功率,用N表示，单位为J/S,W或kW有效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Ne表示

轴功率和有效功率之间的关系为：有效功率可表达为

轴功率可直接利用效率计算例1-132.影响离心泵性能的主要因素1）液体密度的影响

离心泵的流量

与液体密度无关。

离心泵的压头

与液体的密度无关

H～Q曲线不因输送的液体的密度不同而变。泵的效率η不随输送液体的密度而变。

离心泵的轴功率与输送液体密度有关。认识离心泵2）粘度的影响

当输送的液体粘度大于常温清水的粘度时，泵的压头减小泵的流量减小泵的效率下降泵的轴功率增大

泵的特性曲线发生改变，选泵时应根据原特性曲线进行修正当液体的运动粘度小于20cst（厘池）时，如汽油、柴油、煤油等粘度的影响可不进行修正。3）转速对离心泵特性的影响

当液体的粘度不大且泵的效率不变时，泵的流量、压头、轴功率与转速的近似关系可表示为：——比例定律

4）叶轮直径的影响

若切削使直径D2减小的幅度在20%以内，效率可视为不变，此时有：---------切割定律3、离心泵的特性曲线

离心泵的H、η

、N都与离心泵的Q有关，它们之间的关系由确定离心泵压头的实验来测定，实验测出的一组关系曲线：

H～Q、η～Q、N～Q

——离心泵的特性曲线注意：特性曲线随转速而变。各种型号的离心泵都有本身独自的特性曲线，但形状基本相似，具有共同的特点。

1）H～Q曲线：表示泵的压头与流量的关系，离心泵的压头普遍是随流量的增大而下降（流量很小时可能有例外）2）N～Q曲线：表示泵的轴功率与流量的关系，离心泵的轴功率随流量的增加而上升，流量为零时轴功率最小。离心泵启动时，应关闭出口阀，使启动电流最小，以保护电机。3）η～Q曲线：表示泵的效率与流量的关系，随着流量的增大，泵的效率将上升并达到一个最大值，以后流量再增大，效率便下降。

离心泵在一定转速下有一最高效率点。离心泵在与最高效率点相对应的流量及压头下工作最为经济。与最高效率点所对应的Q、H、N值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标明的就是指该泵在运行时最高效率点的状态参数。

注意：在选用离心泵时，应使离心泵在该点附近工作。一般要求操作时的效率应不低于最高效率的92%。（四）离心泵的选用离心泵的选用，通常可按下列原则进行：1．确定离心泵的类型根据被输送液体的性质和操作条件确定离心泵的类型，如液体的温度、压力，粘度、腐蚀性、固体粒子含量以及是否易燃易爆等都是选用离心泵类型的重要依据。2．确定输送系统的流量和扬程输送液体的流量一般为生产任务所规定，如果流量是变化的，应按最大流量考虑。根据管路条件及柏努利方程，确定最大流量下所需要的压头。3．确定离心泵的型号根据管路要求的流量Q和扬程H来选定合适的离心泵型号。在选用时，应考虑到操作条件的变化并留有一定的余量。选用时要使所选泵的流量与扬程比任务需要的稍大一些。如果用系列特性曲线来选，要使（Q，H）点落在泵的Q～H线以下，并处在高效区。若有几种型号的泵同时满足管路的具体要求，则应选效率较高的，同时也要考虑泵的价格。4．校核轴功率当液体密度大于水的密度时，必须校核轴功率。5．列出泵在设计点处的性能，供使用时参考。（四）离心泵的安装

1、汽蚀现象

当贮槽液面上的压强一定时，吸上高度越高，则泵入口压强越小，当叶轮入口压强降至输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体就会部分汽化，产生的大量汽泡随液体进入高压区时，又被周围的液体压粹，而重新凝结为液体。在汽泡凝结时，气泡处形成真空，周围的液体以极大的速度冲向汽泡中心。这种极大的冲击力可使叶轮和泵壳表面的金属脱落，形成斑点、小裂缝，称为汽蚀。汽蚀发生时，泵体因受冲击而发生振动，并发出噪音；因产生大量汽泡，使流量、扬程下降，严重时不能工作。认识离心泵——气蚀余量定义式2、汽蚀余量

为防止汽蚀现象发生，在离心泵入口处液柱的静压头与动压头之和必须大于液体在操作温度下的饱和蒸汽压头的一个最小值。离心泵的气蚀余量

值也是由生产泵的工厂通过实验测定的认识离心泵贮槽液面0-0’与入口处1-1’两截面间列柏努利方程若贮槽上方与大气相通，则P0即为大气压强Pa

3、离心泵的允许吸上高度

离心泵的允许吸上高度又称为允许安装高度，指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离，以Hg表示。认识离心泵离心泵的实际安装高度离心泵的实际安装高度应小于允许安装高度，一般比允许值小0.5～1m。Δh与Hg

的关系——允许吸上高度的计算式例1-14练习9.11作业：11认识离心泵各种类型泵的比较

类型离心泵往复泵旋转泵旋涡流体作用泵流量1.均匀2.量大3.流量随管路情况而变化1.不均匀2.量不大3.流量恒定1.比较均匀2.量小3.流量恒定1.均匀2.量小3.流量随管路情况而变化1.量小2.间断排送扬程1.一般不高2.对一定的流量只有一定的扬程1.较高2.对一定的流量可有不同的扬程，由管路系统确定1.较高2.对一定的流量有不同的扬程，由管路系统确定1.较高2.对一定的流量只有一定的扬程扬程不宜高，愈高效率愈低效率1.最高为70%左右2.在设计点最高，偏离愈远，效率愈低1.在80%左右2.对于不同的扬程，效率仍保持较大值1.在60%~90%2.扬程高时泄漏大使效率降低在25%~50%一般仅15%~20%结构1.简易、价廉、安装容易2.高速旋转，可直接与电动机相连3.同一流量体积小4.轴封装置要求高，不能漏气1.零件多，结构复杂2.震动甚大，不可快速，安装较难3.体积大占地多4.需吸入排出活门5.输送腐蚀性液体时，结构更复杂1.没有活门2.可与电动机直接连接3.零件较少，但制造精度要求较高1.结构简单，紧凑，具有较高的吸入高度2.高速旋转，可直接与电动机相连3.叶轮和泵壳之间要求间隙很小4.轴封装置要求高，不漏气1.无活动部分2.简单操作1.有气缚现象开车前要充液，运转中不能漏气2.维护、操作方便3.可用阀很方便地调节流量4.不因管路堵塞而发生损坏现象1.零件多，易出故障，检修麻烦2.不能用出口阀而只能用支路阀调节流量3.扬程流量改变时能保持高效率1.检修比离心泵复杂，比往复泵容易2.调节流量不能用出口阀，而只能用支路阀调节1.功率随流量的减小而增大，开车时应将出口阀打开2.只能用支路阀调节流量1.有的是间歇操作2.流量难调节适用范围输送腐蚀性或悬浮液，对粘度大的流体不适用，一般流量大而扬程小高扬程、小流量的清洁液体高扬程、小流量，特别适于输送油类等粘性液体特别适用与流量小而扬程较高的液体，但不能输送污秽的液体间歇地输送腐蚀性液体（五）离心泵的操作一、操作方法

1、管路特性曲线

管路特性曲线

:流体通过某特定管路时所需的压头与液体流量的关系曲线。

在截面1-1´与

2-2´

间列柏努