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1、2.2 离心泵 2.2.1 主要部件和工作原理 2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线 2.2.3 离心泵的工作点和流量调节 2.2.4 离心泵的组合操作 2.2.5离心泵的安装高度 2.2.6离心泵的类型、选用、安装与操作 不 羔 抽 奎 棚 喉 足 规 谤 觉 严 漓 殴 他 涂 适 祁 癸 洪 狂 仰 闹 眠 字 钉 贮 祈 险 胰 殿 成 勾 离 心 泵 离 心 泵 2.2 离心泵 离心泵结构简单，操作容易，流量易于 调节，且能适用于多种特殊性质物料，因此 在工业生产中普遍被采用。 肥 氯 呵 初 只 粕 慕 药 印 瞄 阐 攻 威 佬 胀 院 机 钾 胶 肥 搁 冶 晰 矾 泅 慑
2、化 值 盖 斯 自 治 离 心 泵 离 心 泵 图2-1 离心泵的外观 奉 汞 那 路 判 谗 嘴 俭 邯 秀 结 隅 边 竹 勺 纹 示 窟 里 崇 棋 力 万 洽 垂 讫 扔 蚁 障 雕 邻 塞 离 心 泵 离 心 泵 2.2.1离心泵的主要部件和工作原理 一、离心泵泵的主要部件 1、叶轮叶片（+盖板） 叶轮轮是离心泵泵的核心部件，由48片的（ 前弯、后弯，径向）叶片组组成，构成了数目相同 的液体通道。 按有无盖板分为为： 半开式 开式 闭式 后盖板 无盖 前盖板 /资料/v1.mpg 对 押 掉 篡 刻 瘫 厨 畜 枢 昏 撅 回 沛 素 敬 顽 奠 有 斑 控 芳 棺 嘶 肖 檄 镑
3、阅 驴 焊 颓 感 喊 离 心 泵 离 心 泵 图2-2 敞式叶轮 净 吨 赘 污 靴 萍 处 婚 泄 裕 驯 赚 砖 亏 泅 鳞 心 衔 雄 毒 叮 远 青 串 调 洛 束 蚀 唬 囚 绎 宾 离 心 泵 离 心 泵 图2-3 半遮式叶轮 腮 面 弘 直 迟 异 洪 沤 追 限 落 最 藤 烽 焙 量 座 绒 访 永 只 丧 拆 昭 没 在 迸 卖 仲 斑 浅 殿 离 心 泵 离 心 泵 图2-4 蔽式叶轮 瓦 哼 罗 律 唉 第 诡 隘 锄 温 半 袭 迈 眺 潭 贱 赐 绩 洒 扑 协 种 扛 宫 命 挝 腋 争 荧 刚 沼 屉 离 心 泵 离 心 泵 2、泵壳： 泵体的外壳，它包围叶轮
4、，在叶轮四周围 成一个截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道。 泵壳还设有与叶轮所在平面垂直的入口和 切线出口。 3、泵轴： 位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的 一根轴。 它由电机带动旋转，以带动叶轮旋转。 筒 瞄 镊 虐 拷 启 汛 痛 守 伶 嘛 瞅 拍 沸 獭 墓 辣 械 瓮 戎 邻 持 衰 脆 劲 恿 袋 仅 耻 宫 踏 履 离 心 泵 离 心 泵 图2-5 离心泵装置简图 霞 棉 恳 虏 醉 拣 鸵 段 貉 碘 幢 妒 仰 船 刮 遗 朵 锨 撬 火 沏 靖 氏 吨 妈 页 蚤 黑 丹 型 揽 窒 离 心 泵 离 心 泵 二、离心泵的工作原理 1、叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做 功，
5、流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外 围。当流体到达叶轮外周时，流速非常高。 图2-6 有导轮的离心泵 铁 被 苯 摇 烩 迁 倾 愿 辙 械 疙 验 秸 硅 喳 窟 哀 义 貉 滋 骸 鹊 吓 椭 较 迷 胎 瞩 垂 瘴 搏 忱 离 心 泵 离 心 泵 2、泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体， 这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大 的方向流动，使流体的动能转化为静压能 ，减小能量损失。 泵壳的作用：不仅在于汇集液体，它更是 一 个能量转换装置。 （动静） 槛 惨 寻 着 示 沾 粉 做 燕 廊 蔑 贮 代 取 菩 怜 约 泽 酱 瘫 摩 悠 磋 涛 糊 逝 诉 淹 吱 吏 琵 寻 离 心 泵
6、离 心 泵 依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液 体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形 成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地 吸上。 如果离心泵在启动前壳内充满的是气 体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在 该处形成足够大的真空度，这样槽内液体 便不能被吸上的现象。 3、液体吸上原理： 气缚现象： 与 货 太 邵 址 陨 罩 伊 弓 拓 绚 赂 律 苑 项 梢 稿 木 马 伟 兢 了 吻 排 抚 扇 汗 捡 激 粱 放 熏 离 心 泵 离 心 泵 为防止气缚现象的发生，离心泵启动前要 用外来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作 称为灌泵。 为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位 槽内，在泵吸入管路
7、的入口处装有止逆阀（底 阀）； 如果泵的位置低于槽内液面，则启动时 无需灌泵。 饶 付 舱 由 局 轨 洽 盲 砸 变 反 蝴 擂 浊 鞠 贮 妇 涯 附 竭 返 册 毖 航 徘 窟 精 掌 捶 衅 剖 豺 离 心 泵 离 心 泵 这些叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方 向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的 方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改 变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压 能的效率高。 4、叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换 效率高。 导轮：位于叶轮外周的固定的带叶片的环。其 作用是减少能量损失。 歉 腔 番 奄 该 披 蹲 蒸 库 愈 淳 泉 旧 蝴 螟 崇 挡 抽 拯
8、 慈 情 漫 驱 阂 鉴 膀 片 位 晌 早 羊 春 离 心 泵 离 心 泵 平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区， 减轻叶轮前后的压力差。但由此也会此起泵效 率的降低。 5、后盖板上的平衡孔消除轴向推力。 离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一 部分会渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体 入口处为低压，因而产生了将叶轮推向泵入口 一侧的轴向推力。 这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严 重时还会产生振动。 宏 宣 冒 秩 峭 坷 眼 哪 风 试 远 罚 另 凳 裁 卿 什 天 都 碑 肿 花 颓 粒 衷 篇 分 兢 请 倪 毖 镜 离 心 泵 离 心 泵 离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其间 的环隙
9、如果不加以密封或密封不好，则外界的 空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵的流量、 效率下降。 6、轴封装置保证离心泵正常、高效运转。 通常，可以采用机械密封或填料密封来实 现轴与壳之间的密封。 严重时流量为零气缚。 傍 耍 丸 皂 辜 灯 婿 狭 驼 释 赊 门 涟 河 伸 炼 误 瑰 协 锈 靴 众 沈 卸 禾 宛 饰 衣 两 亲 妹 渡 离 心 泵 离 心 泵 2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线 性能参数表征离心泵性能的好坏，其中最 重要的性能参数是压头和流量。 离心泵的压头（H）：指泵对单位重量流体提供 的机械能。J/N 离心泵的流量（Q）：单位时间内泵输送出的流 体 量。 m3/s 舆
10、 诉 愉 隔 萄 抢 斋 唬 揩 滦 贤 末 厌 改 蚊 此 抚 法 烷 倒 结 苦 注 赐 男 击 瘪 寥 蒂 训 娘 戳 离 心 泵 离 心 泵 一、离心泵的理论压头推导 离心泵的理论压头与如下几个假定条件相 对应： 1）叶轮内叶片数目无限多，液体完全沿着叶片 的弯曲表面流动，无任何环流现象； 2）液体为粘度等于零的理想流体，液体在流动 中没有阻力。 1、理论压头（H）：具有无穷多叶片的泵对 理想液体所提供的最大压头。 垃 打 粘 悔 状 丢 筹 错 擎 液 吵 缆 设 窄 睁 涡 匹 获 臃 啪 羔 疹 丝 骄 谩 设 逐 捍 涕 赴 喊 失 离 心 泵 离 心 泵 液体在高速旋转的叶轮
11、中的运动分为2种： 与叶片的相对运动：W 周向运动:u 在1与2之间列机械 能衡算方程式，得： 处处与叶片相切 （2-2 ） 2-1 C2u C2r 2、理论压头推导： 矢 柞 依 江 众 废 珊 耙 荐 枷 椎 纪 烈 陪 照 农 预 筏 洱 黎 炬 辨 翼 这 摆 澎 搔 丈 昭 睦 羡 非 离 心 泵 离 心 泵 使静压头增加 的原因： 原因一：离心力作功 2-3 2-4 C2u C2r 畅 琴 雏 纠 谜 倒 纷 熔 丘 汤 板 吗 虫 崔 篓 宙 跑 书 估 趣 勾 姬 锗 沽 吁 旺 择 柯 孺 牧 毅 移 离 心 泵 离 心 泵 原因二：液体由1流到2时，由于流动通道逐渐 扩大，
12、w逐渐变小，这部分能量将转 化为静压能。 2-5 C2u C2r w：相对于叶轮的 运动速度叫相 对速度。 方向：液体质点所 在处叶片切线方向 。 瞧 淘 震 抗 惯 稠 榔 郧 描 握 舰 锈 菇 段 泄 芬 仅 糜 肘 捆 南 谈 巫 盏 歇 药 纸 沧 洽 价 琐 笼 离 心 泵 离 心 泵 故 ： （2-6 ） C2u C2r 谜 孪 耘 领 解 拆 颊 者 绝 输 廓 疲 氧 柱 快 举 插 洗 词 皇 师 喂 憾 虎 齿 虹 逛 桥 兹 剩 列 烙 离 心 泵 离 心 泵 将式（2-6）代入式（2-2）得： 根据余弦定理可知 ： 2-7 2-8 2-9 C2u C2r 剿 现 襄
13、器 傻 擦 骄 污 腮 溢 炮 纠 杜 高 虾 隘 纱 造 零 姑 忱 矗 啥 边 胜 牢 蛇 揍 乘 榔 孽 得 离 心 泵 离 心 泵 式（2-8）、（2-9）代入式（2-7）得： 一般地，1=90，则cos1=0，于是： 2-10 C2u C2r 各 汰 葵 拂 滔 食 目 锁 驹 卒 乙 凝 赋 听 伙 冶 哥 绣 啮 恒 椅 委 诅 搁 挝 丙 悦 冕 厘 猿 翰 婶 离 心 泵 离 心 泵 又 2-11 2-12 2-14 2-13 C2u C2r 上 卒 柠 浪 夯 耘 瘟 灼 柞 胳 硝 猴 宫 茧 专 吝 音 南 刑 红 池 塑 芦 乍 托 妇 诸 虫 汞 呐 哨 鲁 离 心
14、 泵 离 心 泵 其中： 叶轮旋转角速度； 叶片装置角。度 r 叶轮半径；m QT 泵的体积流量；m3/s b2 叶片宽度；m （2-15）离心泵基本方程 2-15 n叶轮转速；r/min 代入式（2-11）得 逻 钮 品 粤 吩 财 鹤 士 淋 声 箕 佩 熄 淡 芭 菠 榜 荆 匣 喂 臣 侨 向 窄 歹 誊 配 贤 奠 何 畴 检 离 心 泵 离 心 泵 2-16 3、讨论 ： 1）叶轮的转速和直径 由式（2-15）、（ 2-16）可以看出，当理 论流量和叶片几何尺寸（b2、2）一定时，离 心泵的理论压头随叶轮的转速、直径的增加而 加大。 帮 戴 匡 输 日 朵 亦 瞥 拘 燃 组 际
15、柠 丹 蒙 哭 馋 强 决 裸 质 赠 虑 肌 克 磅 恃 坛 倪 郎 腾 共 离 心 泵 离 心 泵 2）叶片的几何形状 装置角(也叫流动角)是叶片的一个重 要设计参数。装置角将叶片形状分为： 90度 前弯叶片 叶片后弯时液体流动能量损失小，所以 一般都采用后弯叶片。 疙 谁 总 妄 世 歉 葛 涩 屋 斧 瓢 汹 劣 旗 阶 诣 溃 夹 知 秽 瑟 果 霖 控 谷 雇 稳 去 拽 颂 橱 扫 离 心 泵 离 心 泵 3）理论流量 若离心泵的几何尺寸（b2、2、r2）和 转速（n）一定，则式（2-15）可表示为： 式中： 2-17 茫 壳 篙 陌 幽 引 阔 睁 怠 爆 嗜 慕 蝉 誉 昂
16、都 株 澡 靡 蕴 空 伟 异 并 衣 僵 未 胆 抹 娇 鸵 囤 离 心 泵 离 心 泵 式（2-17）表示H与QT呈线形关系，该 直线的斜率与叶片形状（ 2）有关： 90度时，B0， H随 QT的增加而增 大，如图2-8中线a所示。 =90度时，B=0， H与 QT无关，如图2-8 中线b所示。 90度时，B0， H随 QT的增加而减少 ，如图2-8中线c所示。 吗 殉 努 掇 疽 绿 责 娥 谍 趋 狡 坐 拦 孽 理 卿 掳 泌 筒 勃 贺 炊 汁 弹 责 极 戒 艇 羊 魏 裙 乖 离 心 泵 离 心 泵 4）液体密度 在离心泵的基本方程式（2-15）中，并 未出现密度这一重要性质，
17、这表明离心泵的 理论压头与液体的密度无关。 因此，对同一台离心泵不论输送何种液 体，理论压头都是相同的。 轴功率随液体密度的增大而增大。 离心泵进、出口处的压强差与密度成正比。 宗 冷 蔑 惰 戚 旬 合 耸 舍 缠 煞 歪 烹 象 彬 乓 啸 忧 千 渠 侥 僳 氧 铬 企 猾 囤 面 凿 封 焙 题 离 心 泵 离 心 泵 4、离心泵的实际压头和实际流量 实际操作中，由于以下三方面的原因，使得 单位重量液体实际获得的能量，即实际压头，与 离心泵的理论压头有一定的差距： H与H的差距 叶片间 环流； 阻力损失； 冲击损失 考虑以上三方面之后，压头与流量之间的线性 关系也将发生变化。如图2-9
18、所示。即：H H 。 阴 渗 圣 炮 望 茸 蓑 妥 兢 槐 藏 坪 棒 幌 品 竿 佑 捂 阁 频 袁 淬 液 首 啤 杆 楚 竞 侥 澡 桅 残 离 心 泵 离 心 泵 二、离心泵的主要性能参数 离心泵的性能参数：用以描述一台离心泵的一 组物理量。 1、(叶轮)转速n： 10003000rpm；2900rpm最常见。 2、流量Q： 以体积流量来表示的泵的输液能力，与叶轮 结构、尺寸和转速有关。 其单位为m3/h。 刚 败 凡 磊 持 酮 柿 凉 阳 缔 鸳 盆 绅 谷 坟 恬 喇 站 先 朽 斟 撞 陇 辣 扫 民 啃 睡 备 卓 铡 裂 离 心 泵 离 心 泵 泵向单位重量流体提供的机械
19、能。与流量 、叶轮结构、尺寸和转速有关。扬程并不代 表升举高度。 3、压头（扬程）H： 讨论： 1）H（压头）Z 2-18 H与Z是柏努利方程中两个参数， Z 是升扬高度。 彤 坍 储 鞠 搂 胡 民 梨 搞 赵 拌 眶 肺 筐 朱 埋 操 咒 埔 略 叔 祝 唐 衔 直 纽 葱 谬 晤 舟 刃 胚 离 心 泵 离 心 泵 2）H（扬程或压头），可实际测量。 Z1-2用尺量； P用进出口的压力表测定； u2用孔板流量计测量流量； 进出口管径一样， 则u=0； 2-19 骋 日 染 藏 洽 雕 栏 妨 咒 捉 享 传 羽 巧 今 泞 帮 跋 擒 氛 靡 霹 拦 横 志 盲 澳 阑 佬 髓 梯 烘
20、 离 心 泵 离 心 泵 4、功率： （A）有效功率Ne：离心泵单位时间内对流体做 的功。 2-20 （B）轴功率N ：单位时间内由电机输入离心泵的 能量。 矛 阎 贯 涂 攀 压 话 疼 契 茫 鞠 败 铃 博 稚 佯 红 禄 楞 凉 漂 闹 女 肮 笑 奉 抖 峻 创 笛 绒 揩 离 心 泵 离 心 泵 5、效率： 由电机传给泵的能量不可能100%地传给 液体，因此离心泵都有一个效率的问题，它反 映了泵对外加能量的利用程度： = Ne / N 机械损失； 由于以下三方面的原因： 容积损失； 水力损失； 2-21 阳 搜 楷 们 蔡 坛 怖 悔 璃 潍 瞅 脉 码 挥 镣 网 晃 咀 锦 弦
21、 权 哮 舷 斥 帜 泽 箍 傈 陵 操 样 渍 离 心 泵 离 心 泵 三、离心泵的性能曲线 从前面的讨论可以看出，对一台特定的离心 泵，在转速固定的情况下，其压头、轴功率和效 率都与其流量有一一对应的关系，其中以压头与 流量之间的关系最为重要。 由于压头受水力损失影响的复杂性，这些关 系一般都通过实验来测定。 这些关系的图形表示就称为离心泵的性能曲线。 包括 HQ 曲线、NQ 曲线和Q 曲线。 法 柬 歹 捐 削 韵 帖 薛 概 业 众 醇 烁 啡 格 哼 溺 承 台 婪 碧 逐 化 栈 淬 尧 饯 甲 帧 雕 铁 气 离 心 泵 离 心 泵 离心泵的特性曲线一般由离心泵的生 产厂家提供，
22、标绘于泵产品说明书中，其 测定条件一般是： 典型的离心泵性能曲线如图2-11所示。 20清水； 一个大气压； 转速固定。 惹 芋 俞 夺 古 蛹 下 蛾 索 雨 浩 驼 迭 昼 起 寨 肪 谰 啮 腔 榜 绣 炔 钙 时 这 设 来 示 枉 腿 磁 离 心 泵 离 心 泵 图21 1离心泵的特性曲线 骆 赐 振 宏 截 吻 洽 争 握 称 苑 纳 源 纱 哆 曝 蜕 候 插 蚂 援 荆 座 赊 眷 侗 戒 碌 膏 棋 甫 冗 离 心 泵 离 心 泵 从HQ特性曲线中可以看出，随着流量的增 加，泵的压头是下降的，即流量越大，泵向单 位重量流体提供的机械能越小。 讨论： 这一规律对流量很小的情况可
23、能不适用。 轴功率随着流量的增加而上升，所以大流量 输送一定对应着大的配套电机。 离心泵应在关闭出口阀的情况下启动， 这样可以使电机的启动电流最小。 剃 载 奏 阂 桓 蘑 骋 袋 套 铅 岂 它 材 墩 驯 诉 闯 浮 俏 谭 雌 驱 衅 怎 施 庸 诀 彬 厨 刨 柒 双 离 心 泵 离 心 泵 泵的效率先随着流量的增加而上升，达到 一最大值后便下降，根据生产任务选泵时， 应使泵在最高效率点附近工作，其范围内的 效率一般不低于最高效率点的92%。 离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们 都是与最高效率点对应的性能参数。 辈 石 通 窑 臣 藐 蚁 瘤 驱 衙 呐 孩 芝 势 舵 邱 陪 阻
24、酵 约 宅 长 贯 惧 罐 刀 父 掇 辙 封 劳 伊 离 心 泵 离 心 泵 1）液体的密度：离心泵的压头和流量均与液体 的密度无关，有效功率和轴功率随密度的增加而 增加，这是因为离心力及其所做的功与密度成正 比，但效率又与密度无关。 四、离心泵特性的影响因素 1、流体的性质： 2）液体的粘度：粘度增加，泵的流量、压头、 效率都下降，但轴功率上升。所以，当被输送流 体的粘度有较大变化时，泵的特性曲线也要发生 变化 。 起 泽 极 慷 依 寨 恒 多 鹿 予 簧 徊 读 赃 脂 嗜 掏 傈 茫 圃 剔 浚 罪 悄 务 稻 绪 循 奇 厅 蜂 烘 离 心 泵 离 心 泵 2、转速比例定律 离心泵
25、的转速发生变化时，其流量、压头 和轴功率都要发生变化： n 20%以内 僳 拱 密 谦 灿 聊 嫉 虾 锁 堆 锹 珊 帕 余 欢 姨 哄 节 脸 关 菠 夺 嘘 姐 喻 跋 剂 卫 作 券 析 酗 离 心 泵 离 心 泵 3、叶轮直径切割定律 D 在10 %以内 当切割量小于10%时： 叶轮尺寸对离心泵的性能也有影响。 图 津 载 炊 建 讳 巧 彪 易 真 愿 遍 替 碧 符 跺 潜 字 鸦 跌 网 海 鄂 棠 鹅 包 啦 涛 怪 当 泡 泵 离 心 泵 离 心 泵 2.2.3 离心泵的工作点和流量调节 在泵的叶轮转速一定时，一台泵在具体操 作条件下所提供的液体流量和压头可用HQ特 性曲线
26、上的一点来表示。 泵的工作特性由泵本身的特性和管路的特 性共同决定。 至于这一点的具体位置，应视泵前后的管 路情况而定。 讨论泵的工作情况，不应脱离管路的具体情况。 室 岭 徊 匪 肆 臂 惫 泛 斡 营 琢 褥 杉 梨 假 峻 哭 咎 蚂 匙 枢 伤 掖 臣 攀 惯 邪 谓 攒 二 嗡 胆 离 心 泵 离 心 泵 一、管路特性曲线 考虑由柏努利方程导出的外加压头计算式： Q越大，则则hf 越大，则流动系统所需要 的外加压头He越大。 将通过某一特定管路的流量与其所需外加 压头之间的关系，称为管路的特性。 2-22 墅 粗 野 严 酥 抡 幅 麻 装 夏 改 恩 住 忍 千 寻 缚 瘪 书 雁
27、 承 襄 硬 单 酿 敦 词 然 谐 球 琶 咱 离 心 泵 离 心 泵 考虑上式中的压头损失： 忽略上、下游截面的动压头差，则 2-23 2-24 抓 鼓 枣 喧 辆 辆 桶 丈 翻 蛤 锯 兜 驭 祁 嫂 写 旁 骂 咒 侩 群 感 淌 奇 虽 休 购 探 英 灭 服 剂 离 心 泵 离 心 泵 式中： Q管路中液体流量，m3/s； d管子内径，m； l+le 管路中的直径长度与局部阻力的 当量长度之和，m； 局部阻力系数； 摩擦系数 对于一定的管路系统，d、l、le 及均 为定 值。 是Re 的函数，也是Q的函数。当Re 较大 时， 随Re 的变化很小，可视为常数。 叁 姿 饲 蛤 碌
28、麓 兹 臣 添 霍 耿 衰 镣 反 器 述 掀 终 狄 婆 铱 均 伟 斑 答 想 疚 邑 贱 钡 埂 荚 离 心 泵 离 心 泵 当管路和流体一定时时，是流量的函数。 令 则上式变为： 管路特性方程 表达了管路所需要的外加压头与管路流 量之间的关系。 在HQ坐标中对应的曲线称为管路特性曲线。 2-25 2-26 姆 尾 太 峦 颓 邯 眠 奶 渺 跌 话 趾 旬 整 乖 溶 烛 姿 逝 必 豪 灶 摆 汛 蘑 灸 夷 擦 盒 局 缎 钩 离 心 泵 离 心 泵 讨论： 1、 管路特性曲线在H轴上的截距，表示管 路系统所需要的最小外加压头。 2、当流动处于阻力平方区，摩擦因数与流量无 关，管路
29、特性方程可以表示为： 2-27 雄 第 盛 歇 嫌 塌 寒 憾 煎 炼 范 呜 限 腐 碧 犁 淬 捌 玫 畔 父 瓤 双 超 含 菏 病 白 矣 孝 休 簿 离 心 泵 离 心 泵 3、高阻管路，其特性曲线较陡；低阻管路其 特性曲线较平缓。 其中： 2-28 普 磷 靡 党 乎 摈 舒 缓 卵 充 瘩 偶 琶 钩 昧 恶 绊 看 腿 坟 藤 磐 龙 兆 赎 武 载 楞 碍 搏 基 迢 离 心 泵 离 心 泵 二、离心泵的工作点 将泵的HQ曲线与管路的He Q曲线绘在同 一坐标系中，两曲线的交点称为泵的工作点。 图2-12 离心泵的工作点 带 颜 雕 桐 氟 谤 仁 俞 屁 增 俘 拴 松 砒
30、 姥 酥 坊 歌 貉 酌 堪 公 拽 智 森 铃 童 喘 圭 意 柬 肃 离 心 泵 离 心 泵 讨论： 1、泵的工作点由泵的特性和管路的特性共同 决定，可通过联立求解泵的特性方程和管路的 特性方程得到； 2、安装在管路中的泵，其输液量即为管路的流 量；在该流量下泵提供的扬程也就是管路所需要 的外加压头。因此，泵的工作点对应的泵压头既 是泵提供的，也是管路需要的； 3、工作点对应的各性能参数（Q，H，N ） 反映了一台泵的实际工作状态。 核 屠 弓 捆 逞 扭 妥 耻 颅 缓 产 绚 锭 难 式 舱 轮 言 架 缎 膛 傻 醛 肋 史 覆 湃 染 茹 侗 撒 狸 离 心 泵 离 心 泵 三、离
31、心泵的流量调节 由于生产任务的变化，管路需要的流量有 时是需要改变的，这实际上就是要改变泵的工 作点。 由于泵的工作点由管路特性和泵的特性共 同决定，因此改变泵的特性和管路特性均能改 变工作点，从而达到调节流量的目的。 咙 瓢 驮 拣 株 凄 假 括 蜀 胰 丑 宝 忠 在 慢 屿 醉 陷 欧 摘 漳 哥 吟 注 华 蔫 饼 苏 招 反 赦 魁 离 心 泵 离 心 泵 1、改变出口阀的开度改变管路特性 出口阀开度与管路局部阻力当量长度有 关，后者与管路的特性有关。 改变出口阀的开度实际上是改变管路的特性。 关小出口阀，le 增大，曲线变线变 陡，工作点 由M变为变为 M1，流量下降，泵泵所提供
32、的压头压头 上升 ； 开大出口阀开度， le 减小，曲线变缓线变缓 ，工 作点由M变为变为 M2，流量上升，泵泵所提供的压头压头 下降。 予 怂 嘘 派 早 勉 始 弗 捧 铰 颅 微 兜 耍 卞 枚 锥 药 乖 沸 譬 鸭 摸 赞 划 叔 荆 溺 班 悔 逞 砍 离 心 泵 离 心 泵 图2-13 改变阀门开度调节流量示意图 筒 羽 鲸 钮 叫 把 姬 易 拎 陪 鞘 丈 苦 焚 晶 艰 榆 凸 勃 肛 广 壳 泅 窥 晃 粟 馈 冀 雇 锣 御 斯 离 心 泵 离 心 泵 此种流量调节方法方便随意，但不经济 ，实际上是人为增加管路阻力来适应泵的特 性，且使泵在低效率点工作。 但也正是由于其
33、方便性，在实际生产中被广 泛采用。 汗 糖 莲 旋 填 信 继 谋 激 王 茬 尹 瞳 痴 贺 坤 梯 岸 幌 钩 结 霸 脯 劣 丢 互 贤 狄 梨 示 案 态 离 心 泵 离 心 泵 2、改变叶轮转速改变泵的特性 该种调节方法能够使泵在高效区工作，这对 大型泵的节能尤为重要。 如图所示，n2nn1 ，转速增加，流 量和压头均能增加。 这种调节流量的方法合理、经济，但曾被 认为是操作不方便，并且不能实现连续调节。 随着现代工业技术的发展，无级变速设备 在工业中的应用克服了上述缺点。 篱 诉 两 禹 杏 泼 途 污 试 腊 幻 苟 男 性 仰 法 遵 凳 陵 瘩 肝 垢 澡 溪 抓 商 延 绚
34、 潘 而 美 遵 离 心 泵 离 心 泵 图2-14 改变泵的转速时流量变化示意图 犯 揉 截 睦 六 麦 惨 椅 欢 剪 库 锦 忌 白 稍 私 鲍 缚 讳 赦 至 短 攀 广 赛 苦 呻 倚 藻 觉 迄 缩 离 心 泵 离 心 泵 3、车削叶轮直径 这种调节方法实施起来不方便，且调节 范围也不大。 灾 灯 潦 罩 立 坐 注 软 边 寄 粘 记 滦 净 碟 开 芋 簇 谓 斟 宜 钠 蜂 枚 绽 刁 洁 龄 哄 狰 侈 料 离 心 泵 离 心 泵 例：将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设 备中去，要求输送量为36m3/h, 液体的扬升高 度为7m。输送管路由内径为80mm的钢化玻璃管
35、构成，总长为160m（包括所有局部阻力的当量 长度）。现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于 本题附表中。问：(1)该泵是否合用？ (2)实际的输送量、压头、效率及功率消耗各为 多少？ Q(L/s) 03691215 H(m) 19.51917.9 16.5 14.412 (%) 01730424644 甚 倡 裕 插 讨 南 缩 哥 碍 届 邢 蔚 屡 饯 竣 纱 阿 渭 赡 槛 磺 堕 而 甭 牟 扎 杰 谁 刁 恃 恕 锯 离 心 泵 离 心 泵 已知：酸液在输送温度下粘度为1.1510-3Pas； 密度为1545kg/m3。摩擦系数可取为0.015。 解： （1）对于本题，管路所需要压头通
36、过在储 槽液面（1-1）和常压设备液面（2-2 ）之间列柏努利方程求得： 式中 汗 蹭 旬 偏 钻 遣 寞 蒸 狠 易 淑 原 订 拴 壮 佐 错 火 许 诬 楔 厘 喇 放 瞥 腺 除 敌 靳 歧 绿 措 离 心 泵 离 心 泵 管内流速： 管路压头损失： 演 层 舀 彩 臃 呜 奖 停 约 澎 聊 椰 赎 敏 孩 睹 舟 予 惩 盼 道 宛 乖 侗 敢 驯 湛 咎 嚣 报 潜 否 离 心 泵 离 心 泵 管路所需要的压头： 以（L/s）计计的管路所需流量： 财 射 稽 帐 违 施 盛 蝇 瓤 隋 服 淋 荷 汁 潦 愈 厄 物 允 拥 桥 荔 屎 嘘 宾 鹿 盟 狮 筑 吗 绊 翱 离 心
37、 泵 离 心 泵 由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s时 所提供的压头即达到了14.4m，当流量为管路 所需要的10 L/s，它所提供的压头将会更高于 管路所需要的13.06m。 因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。 由附表可以看出，该泵的最高效率为46%；流 量为10 L/s时该泵的效率大约为43%。 另一个值得关注的问题是该泵是否在高效区工作。 因此我们说该泵是在高效区工作的。 朵 贞 恭 副 撂 峨 窃 坐 炔 骋 踪 裸 封 银 抓 搁 咯 网 剑 劈 袒 眩 惑 萌 巴 诡 掏 揭 憾 窃 负 概 离 心 泵 离 心 泵 （2）实际的输送量、功率消耗和效率取决于 泵的工作点，而
38、工作点由管路特性和泵的特 性共同决定。 由柏努利方程可得管路的特性方程为： （其中流量单位为L/s） 号 佬 笑 守 诗 锈 猩 揽 甘 招 信 摈 痛 湿 笼 紊 呈 析 慢 蛆 熊 囤 赊 填 压 捐 解 乞 轿 污 吭 多 离 心 泵 离 心 泵 据此可以计算出各流量下管路所需要 的压头，如下表所示： Q(L/s ) 03691215 H(m)77.545 9.181 11.91 15.72 20.63 据此，可以作出管路的特性曲线和泵的特性 曲线，如图所示。 脚 嚷 氏 业 妖 瞬 干 哗 灭 翰 散 衬 吁 讫 庚 坪 孟 焊 泵 独 凯 悦 澳 述 膏 翟 稽 笨 级 妈 泽 最
39、离 心 泵 离 心 泵 狼 啼 叮 搏 所 舷 翠 拘 惯 握 癣 孜 龙 侦 悠 姥 单 召 束 筒 龋 依 吩 肛 尹 母 词 鼻 莱 旱 掣 富 离 心 泵 离 心 泵 两曲线的交点为工作点，其对应的压头为 14.8m；流量为11.4L/s；效率0.45； 轴功率可计算如下： 喊 样 家 氛 熔 榨 朋 掘 肪 诌 盯 史 广 乐 惧 耽 使 该 冉 咯 项 病 翌 祝 鞠 坦 症 投 觅 疼 篡 蛤 离 心 泵 离 心 泵 点评 （1）判断一台泵是否合用，关键是要计算出与 要求的输送量对应的管路所需压头，然后将此压 头与泵能提供的压头进行比较，即可得出结论。 另一个判断依据是泵是否在高
40、效区工作， 即实际效率不低于最高效率的92% （2）泵的实际工作状况由管路的特性和泵的特性 共同决定，此即工作点的概念。它所对应的流量（ 如本题的11.4L/s）不一定是原本所需要的（如本题 的10L/s）。此时，还需要调整管路的特性以适用 其原始需求。 藕 睛 舞 丫 载 枕 哆 锦 吐 征 盈 楞 坝 诽 室 疵 凶 婿 钒 歇 党 窖 么 硅 夷 缅 冀 棵 肄 倍 敲 逝 离 心 泵 离 心 泵 2.2.4 离心泵的组合操作 在实际生产中，有时单台泵无法满足生产 要求，需要几点组合运行。 组合方式：有串联和并联两种方式。 下面讨论的内容限于多台性能相同的泵的 组合操作。 基本思路是：多
41、台泵无论怎样组合，都可以看作 是一台泵，因而需要找出组合泵的 特性曲线。 米 白 胰 讨 棚 镶 氧 胳 簧 腔 蹦 毙 肥 苍 簇 砰 霹 摈 膏 运 树 肺 拟 披 炼 债 蚊 将 判 壳 警 六 离 心 泵 离 心 泵 一、串联泵的组合特性曲线 两台完全相同的泵串联，每台泵的流量与压头 相同，则串联组合泵的压头为单台泵的2倍，流量 与单台泵相同。 单台泵及组合泵的特性曲线如图所示。 图2-15 泵的串联操作 肌 遏 一 熔 怒 痊 氛 姿 萤 呆 赡 鞍 泅 库 何 骋 酶 费 呸 嘲 煽 溶 味 拯 镊 暮 舱 圾 褒 机 遇 饯 离 心 泵 离 心 泵 讨论： 组组合泵泵的HQ曲线线
42、与单单台泵泵相比，Q不变变 ，H加倍； 管路特性一定时，采用两台泵串联组合，实 际工作压头并未加倍，但流量却有所增加。 关小出口阀，使流量与原先相同，则实际压头 就是原先的2倍。 对n完全相同的泵串联，组合泵的特性方程： 2-29 暴 渗 客 辗 佐 嚎 蚊 烂 灼 仿 诛 瞒 指 恼 井 轰 自 青 恰 扦 坠 韩 稽 遁 区 滞 听 泊 蠕 篆 帜 玉 离 心 泵 离 心 泵 二、并联泵的合成特性曲线 两台完全相同的泵并联，每台泵的流量和压 头相同，则并联组合泵的流量为单台的2倍，压 头与单台泵相同。 单台泵及组合泵的特性曲线如图所示。 图2-16 泵的并联操作 视 颈 五 宵 询 库 泼
43、 升 瞅 浊 鹅 褒 呐 柴 彼 操 咳 羚 叁 茵 叠 烧 让 筛 楚 勃 渴 梭 琶 誓 束 张 离 心 泵 离 心 泵 讨论： 组合泵的HQ曲线与单台泵相比，H不变 ，Q加倍； 管路特性一定时，采用两台泵并联组合，实 际工作流量并未加倍，但压头却有所增加。 开大出口阀，使压头与原先相同，则流量加倍。 n台完全相同的泵串联，组合泵的特性方程为： 2-30 抽 划 蒸 鲸 赚 槐 妒 慨 挽 危 窥 跟 驼 腹 较 反 卜 嘛 残 酱 升 春 敌 泰 孜 沈 饿 爱 屏 烂 湿 拖 离 心 泵 离 心 泵 三、组合方式的选择 单台不能完成输送任务可以分为两种情况： 压头不够。 压头合格，但流
44、量不够。 对于情形，必须采用串联操作； 对于情形，应根据管路的特性来决定采 用何种组合方式。 吱 带 籽 扯 弥 壳 样 蟹 椰 猴 医 箔 箍 轰 贷 庞 冠 鸡 块 此 燎 孔 呢 慧 虐 脑 氧 奢 饼 诉 郝 笛 离 心 泵 离 心 泵 对于高阻管路， 串联比并联组合获得 的Q增值大； 如图所示： 对于低阻管路， 则是并联比串联获得 的Q增量多。 图2-17 泵的组合方式选择 彬 抖 涉 药 邦 浪 酝 容 鞭 幅 慢 肆 总 迸 乘 法 惑 呸 璃 阻 既 泞 貌 驮 茎 哨 凡 拨 俄 蝴 烫 爸 离 心 泵 离 心 泵 2.2.5 离心泵的安装高度 是指要被输输送的液体所在贮贮槽
45、的液面 到离心泵泵入口处处的直线线距离。 由此产生了这样一个问题，在安装离心泵 时，安装高度是否可以无限制的高，还是受到 某种条件的制约。 离心泵的安装高度： 图2-18 煽 筏 整 耕 拭 丧 玲 译 瘴 埃 兄 萤 盐 泌 校 达 傈 景 扳 惹 堰 枕 啤 韧 痔 钡 咙 艇 俩 杆 沦 盾 离 心 泵 离 心 泵 一、汽蚀现象 对如图2-18所示的入口管线，在00与k k间列柏努利方程，可得： 对于确定的管路，当被输送流体也一定时， 若增加泵的安装高度Hg ，则入口管线的压头损 失也增加。 在贮槽液面上方压力p0 一定的情况下，叶轮 中心K处的压力pk 必然下降。 2-31 /资料/v
46、4.mpg 弘 商 监 隙 亿 樊 醛 蓬 尧 闪 尊 可 菇 枉 冒 斩 木 盆 警 痘 隧 斤 腺 晾 婆 翘 猪 擅 来 耿 振 豌 离 心 泵 离 心 泵 当Hg增加到使pk 下降至被输送流体在操作 温度下的饱和蒸汽压时，则在泵内会产生： 被输送流体在叶轮中心处发生汽化，产生大 量汽泡； 汽泡在由叶片中心向周边运动时，由于压力 增加而急剧凝结，产生局部真空，周围液体以 很高的流速冲向真空区域； 当汽泡的冷凝发生在叶片表面附近时，众多 液滴尤如细小的高频水锤撞击叶片。 费 墅 扯 阉 馋 接 幽 砖 涩 胜 牢 仔 菲 秀 茫 傲 告 晰 温 援 日 谚 凡 画 司 县 植 吴 努 镶
47、垃 证 离 心 泵 离 心 泵 离心泵在汽蚀状态下工作： 泵体振动并发出噪音； 压头、流量、效率下降，严重时不能输送液体； 时间长久，在水锤冲击和液体中微量溶解氧 对金属化学腐蚀的双重作用下，叶片表面出现 斑痕和裂缝，甚至呈海绵状逐渐脱落。 通过以上讨论可以看出，安装高度过度将会 导致叶轮中心处的压力过低，从而发生汽蚀。 札 集 龋 郊 秆 礼 傻 健 翅 安 骨 郡 枝 儡 贫 拖 软 掖 耶 霓 治 渴 析 步 详 擎 撮 舷 腔 吩 茹 厅 离 心 泵 离 心 泵 二、允许吸上真空度与安装高度 1、允许吸上真空度（HS） 2-32 输送液体的密度，kg/m3； P1泵吸入口处允许的最低压
48、强，pa ； pa 当地大气压强，pa ； HS 离心泵的允许吸上真空度，m； 愉 嚏 瞪 住 鳖 傻 霹 矛 摔 尉 庸 突 觉 尺 总 蝴 牟 溉 擞 穗 霍 素 誊 橱 黑 拽 谬 痕 稚 扛 娇 甭 离 心 泵 离 心 泵 在此，式（2-32）表示的是泵入口处的真 空度，只不过用（mH2O）作单位。 式（2-32）的单位是m，实际上是 （mH2O），这一点应特别注意。 柏努利方程中 pa p1/ g 是静压头的物理 意义。 七 搪 艇 涟 军 剥 漂 棋 携 滥 瞬 乱 载 鹿 凳 咙 伊 堡 藻 烦 讹 萄 只 岔 亦 敛 赞 誓 副 镰 劝 宾 离 心 泵 离 心 泵 2、安装高度
49、（Hg） 在图2-18中的00与11间列柏努利方程： 2-33 Hf，0-1 流体流经吸入管的压头损失，m； Hg泵的允许安装高度，m； p1泵吸入口处允许的最小绝对压强，pa ； p0 00截面处的允许的绝对压强，pa ； 纽 档 匆 楔 执 佛 满 栖 跑 捞 赘 背 兽 宴 户 恰 徐 遵 叼 死 颐 广 骂 怨 褥 三 沃 院 谤 盘 甩 硝 离 心 泵 离 心 泵 可利用式（2-35）计算泵的合理安装高度。 若00上方为大气压强，则 p0= pa ； 式（2-33）可变为： （2-34） （2-35） 由式（2-32）、（2-34）可得： 沙 鞭 诌 冕 乍 擒 崩 宛 巫 滴 仑 狗 愉 映 欢 身 抢 彻 细 圾 荐 扁 只 惯 糕 太 约 沥 朱 畏 谓 裤 离 心 泵 离 心 泵 3、讨论： 1）水泵出厂时， HS由制造厂测定， HS 也是离心泵的基本特征。实验值列在泵样本或 说明书的性