化工機(jī)器之離心泵概述 -4121課件

化工機(jī)器之離心泵概述(ppt95頁(yè))化工機(jī)器之離心泵概述(ppt95頁(yè))1本章學(xué)習(xí)指導(dǎo)1本章學(xué)習(xí)的目的通過學(xué)習(xí)掌握工業(yè)上最常用的液體輸送機(jī)械離心泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及操作特性，以便根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，合理地選擇和正確地使用輸送機(jī)械，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠、安全的運(yùn)行。2本章應(yīng)掌握的內(nèi)容

本章應(yīng)重點(diǎn)掌握離心泵的工作原理、操作特性及其選型。3本章學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題在學(xué)習(xí)過程中，加深對(duì)流體力學(xué)原理的理解，并從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、安全地實(shí)現(xiàn)流液體輸送。本章學(xué)習(xí)指導(dǎo)1本章學(xué)習(xí)的目的2第一節(jié)泵的概述一、在石油化工工業(yè)中的地位：概念：輸送液體的機(jī)械叫做泵，泵的作用是為液體提供外加能量，提高液體的壓強(qiáng)，以便將液體由低處送往高處或送往遠(yuǎn)處。地位：占有極為重要的地位，是保證石油化工連續(xù)、安全生產(chǎn)的重要機(jī)器之一，應(yīng)用很廣泛。第一節(jié)泵的概述一、在石油化工工業(yè)中的地位：3二、泵的分類：1、按工作原理分：見書（第4頁(yè)）（1）葉片泵：借助于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使流體獲得能量。包括離心式、軸流式、混流式（2）容積式：利用活塞或轉(zhuǎn)子的擠壓使流體升壓以獲得能量。包括往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式輸送機(jī)械（3）流體作用式：依靠能量轉(zhuǎn)換原理以實(shí)現(xiàn)輸送流體任務(wù)。如噴射泵2、按泵的用途分：供料泵、循環(huán)泵、成品泵、高溫和低溫泵、廢液泵、特殊用泵等。二、泵的分類：4三、泵的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍離心泵主要適用于大中流量和中等壓力場(chǎng)合；往復(fù)泵主要適用于小流量和高壓場(chǎng)合；轉(zhuǎn)子泵和漩渦泵則適用于小流量和高壓的場(chǎng)合。其中離心泵具有適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用。三、泵的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍離心泵主要適用于大其5第二節(jié)離心泵的裝置及分類一、離心泵的裝置第二節(jié)離心泵的裝置及分類一、離心泵的裝置6包括葉輪和泵軸的旋轉(zhuǎn)部件

:平衡盤、推力盤、聯(lián)軸器、套筒、緊圈、固定環(huán)由泵殼、填料函和軸承組成的靜止部件：吸氣室、擴(kuò)壓器、彎道、回流器離心泵由兩個(gè)主要部分構(gòu)成：結(jié)構(gòu)

主要工作部件是葉輪和泵殼。葉輪通常是由5～7個(gè)弧形葉片和前、后圓形蓋板所構(gòu)成。葉輪用鍵和螺母固定在泵軸的一端。固定葉輪用的螺母通常采用左旋螺紋，以防反復(fù)起動(dòng)因慣性而松動(dòng)。

軸的另一端穿過填料箱伸出泵殼，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。泵殼呈螺線形，亦稱螺殼或蝸殼。包括葉輪和泵軸的旋轉(zhuǎn)部件:平衡盤、推力盤、聯(lián)軸器、套筒、緊7二、離心泵的分類：1、按葉輪吸入方式分：（1）單吸式離心泵：只有一個(gè)吸入口，應(yīng)用廣泛。Q=4.5~300m/h，H=8~150m（2）雙吸式離心泵：有兩個(gè)吸入口同時(shí)吸液。Qmax=2000m/h，H=10~110m2、按級(jí)數(shù)分類：（1）單級(jí)離心泵：只有一個(gè)葉輪，應(yīng)用廣泛，揚(yáng)程低。（2）多級(jí)離心泵：有兩個(gè)以上葉輪。一般為單吸式，H=100~650，Q=5~720m/h。3、按揚(yáng)程分類：低壓離心泵（H<20m)、中壓離心泵(h=20~100m)、高壓離心泵(H>100m)4、按泵的用途和輸送液體性質(zhì)分類：清水泵、泥漿泵、酸泵、堿泵、油泵、砂泵、低溫泵、高溫泵、屏蔽泵等。333二、離心泵的分類：3338第三節(jié)離心泵的基本原理一、離心泵的基本性能參數(shù)：

1.流量（Q）:離心泵在單位時(shí)間送到管路系統(tǒng)的液體體積，常用單位為L(zhǎng)/s或m3/h；2.揚(yáng)程（H）：離心泵對(duì)單位重量的液體所能提供的有效能量，其單位為m；應(yīng)當(dāng)注意，不要把揚(yáng)程和升揚(yáng)高度等同起來。用泵將液體從低處送到高處的高度，稱為升揚(yáng)高度。升揚(yáng)高度與泵的揚(yáng)程和管路特性有關(guān)，泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其升揚(yáng)高度值一定小于揚(yáng)程3.效率（）：由原動(dòng)機(jī)提供給泵軸的能量不能全部為液體所獲得，通常用效率來反映能量損失；4.軸功率（N）：

指離心泵的泵軸所需的功率，單位為W或kW。泵的軸功率N大于泵的有效功率N效5.允許吸上真空高度及允許汽蝕余量：后續(xù)第三節(jié)離心泵的基本原理一、離心泵的基本性能參數(shù)：9二、離心泵的工作原理：二、離心泵的工作原理：10泵殼內(nèi)必須先充滿液體，否則，易出現(xiàn)“氣縛”現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)：軸＋葉輪，旋轉(zhuǎn)離心力中心動(dòng)能高速離開葉輪外圍靜壓能葉片間液體:—液體被做功吸上原理：先將液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將液體甩向葉輪外緣，產(chǎn)生高的動(dòng)能，由于泵殼液體通道設(shè)計(jì)成截面逐漸擴(kuò)大的形狀，高速流體逐漸減速，由部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，即流體出泵殼時(shí)，表現(xiàn)為具有高壓的液體。在液體被甩向葉輪外緣的同時(shí)，葉輪中心液體減少，出現(xiàn)負(fù)壓（或真空），則常壓液體不斷補(bǔ)充至葉輪中心處。于是，離心泵葉輪源源不斷輸送著流體。何以得名離心泵，因?yàn)槿~輪旋轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生離心力，離心力產(chǎn)生高速度。

泵殼內(nèi)必須先充滿液體，原動(dòng)機(jī)：軸＋葉輪，旋轉(zhuǎn)離心力中11氣縛現(xiàn)象離心泵在啟動(dòng)前要灌滿液體，以排出泵內(nèi)的空氣。如果離心泵在啟動(dòng)前殼內(nèi)充滿的是氣體，則啟動(dòng)后葉輪中心氣體被拋時(shí)不能在該處形成足夠大的真空度，即：泵內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于液體，則產(chǎn)生的離心力小，不能將空氣甩出去，使泵殼內(nèi)形不成足夠的真空度，不能吸液。這樣槽內(nèi)液體便不能被吸上。這一現(xiàn)象稱為氣縛。。防止方法：（1）吸入管末端安裝單向底閥。底閥上裝有濾網(wǎng)。（2）啟動(dòng)前灌泵。氣縛現(xiàn)象離心泵在啟動(dòng)前要灌滿液體，以排出泵內(nèi)的空氣。防止方法12三、離心泵的理論揚(yáng)程先分析液體在葉輪中的流動(dòng)情況→再建立揚(yáng)程方程式→后分析其規(guī)律→得到管理（提高揚(yáng)程）的要點(diǎn)1.液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)情況及速度三角形為簡(jiǎn)化液體在葉輪內(nèi)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，作兩點(diǎn)假設(shè)：

①葉輪內(nèi)葉片的數(shù)目為無窮多理性葉片，即葉片的厚度為無限薄，從而可以認(rèn)為液體質(zhì)點(diǎn)完全沿著葉片的形狀而運(yùn)動(dòng)，亦即液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片的外形相重合；②輸送的是理想液體，由此在葉輪內(nèi)的流動(dòng)阻力可忽略。

三、離心泵的理論揚(yáng)程1.液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)情況及速度三角形為13*相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度ω：它是以與液體一起作等角速度的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)為參照系，液體質(zhì)點(diǎn)沿葉片從葉輪中心流到外緣的運(yùn)動(dòng)速度，即相對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度ω。*絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度c：它是以固定于地面的靜止坐標(biāo)作為參照系的液質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，稱為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度用c表示。三者關(guān)系：

速度三角形如圖示：三個(gè)速度構(gòu)成了速度Δ，α表示c與u之間的夾角，β表示ω與u反方向延長(zhǎng)線之間的夾角，α，β稱為流動(dòng)角，其大小與葉輪的結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)余弦定理，則：液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪內(nèi)的速度有三個(gè)：*圓周運(yùn)動(dòng)速度u：葉輪帶動(dòng)液體質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的速度，*相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度ω：它是以與液體一起作等角速度的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)為參14若將c分解為徑向分量Cr和圓周分量Cu，則分別為：（得出的公式結(jié)論將在后面用） 則：2、離心泵的基本方程：

離心泵葉輪通過葉片傳給液體的能量與液體的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，即與速度三角形有關(guān)。對(duì)于理想液體通過理想葉輪時(shí)，按照基本能量方程中動(dòng)量矩定理可知，單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)系對(duì)某軸的動(dòng)量矩變化，等于在同一時(shí)間內(nèi)作用于該質(zhì)點(diǎn)系的所有外力對(duì)同軸的力矩，得出：符號(hào)下加角標(biāo)1者，指葉輪進(jìn)口的參數(shù)，加下角標(biāo)2者，指在葉輪出口的參數(shù)。

該方程即為離心泵基本方程，也稱歐拉方程。不僅適用于離心泵，且適用于離心式風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)，是離心機(jī)械通用的基本方程若將c分解為徑向分量Cr和圓周分量Cu，（得出的公式結(jié)論將在15對(duì)歐拉方程式的分析歐拉方程I式①在離心泵設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭，一般使α1＝90°（液體徑向進(jìn)入葉片間通道），cosα1＝0即液體進(jìn)入葉輪流到時(shí)無預(yù)旋歐拉方程I式又根據(jù)進(jìn)出口速度三角形，根據(jù)余弦定律，可推導(dǎo)出歐拉II式Hp（靜壓頭）Hc(動(dòng)壓頭)離心力的作用下葉輪旋轉(zhuǎn)所增加的靜壓頭葉片間通道面積逐漸加大使液體的相對(duì)速度減少所增加的靜壓頭液體流經(jīng)葉輪后所增加的動(dòng)壓頭（在蝸殼中其中一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能）Hp用于克服裝置中的流阻、液位差和反壓。要求Hp大于這三者之和。Hc表現(xiàn)為液流的絕對(duì)速度增加。要求Hc不宜過大，因?yàn)镠c大流阻大。對(duì)歐拉方程式的分析歐拉方程I式①在離心泵設(shè)計(jì)中，為提高理論壓16②根據(jù)速度三角形c2u=c2cosα2

=u2–cr2ctgβ2w2α2c2u2cr2c2uβ2將上兩式代入歐拉方程II式后，得：設(shè)葉輪的外徑為D2，葉輪出口處的寬度為b2，理論流量QT?=cr2A

，則：β2β2α2稱為離心泵的基本方程式②根據(jù)速度三角形c2u=c2cosα2=u2–cr173、有限葉片葉輪的理論揚(yáng)程實(shí)際葉輪的葉片是有限的，液體在兩葉片間流動(dòng)時(shí)，除沿葉片由內(nèi)向外流動(dòng)以外，還有軸向渦流，葉片間的流道越寬，渦流就越嚴(yán)重，由于渦流的影響，液體經(jīng)實(shí)際葉輪所獲得的理論揚(yáng)程小于實(shí)際揚(yáng)程，引入環(huán)流系數(shù)K：Ht=Kht∞K與葉片數(shù)目、葉輪外徑之比、葉片進(jìn)出口安裝角、葉片長(zhǎng)度及寬度、液體黏度等因素有關(guān)，一般在0.6~0.9，葉片數(shù)越多，K值越大。3、有限葉片葉輪的理論揚(yáng)程Ht=Kht∞K與葉片數(shù)目184、葉片離角對(duì)理論揚(yáng)程的影響?。┖髲澣~片（葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反）ⅱ）徑向葉片ⅲ）前彎葉片靜壓小、動(dòng)壓大、噪音大、效率低、能量轉(zhuǎn)換中損失大、適宜風(fēng)機(jī)工況。介于后彎葉片與前彎葉片之間。對(duì)葉片出口角β2的討論：靜壓大、動(dòng)壓小、噪音小、效率高、工作平穩(wěn)、不會(huì)過載。4、葉片離角對(duì)理論揚(yáng)程的影響?。┖髲澣~片（葉片彎曲方向與葉輪19比較以上三種情況:1)尺寸和n相同的離心泵，在Q相同時(shí)，β2（前彎）越大，H越高2)表面上，以用前彎葉片為宜,實(shí)際中，考慮到各種損失，多用后彎葉3)Ht與所運(yùn)送流體的性質(zhì)無關(guān)。1.揚(yáng)程主要取決于葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速泵的封閉揚(yáng)程(Q=0)的理論值為:Ht∞max=u2／g，

要提高H，必須增大D2或提高n，D2關(guān)系到泵的外廓和重量，n受限于泵的汽蝕性能。離心泵n一般不超過8000～10000r／min，單級(jí)泵的H通常不超過150m。2.離心泵的揚(yáng)程隨流量而變，并與葉片出口角有關(guān)（彎曲方向）。當(dāng)用徑向葉片，即β2=90時(shí),即H與Q無關(guān)；當(dāng)用后彎葉片，即β2<90’時(shí)，ctgβ2>0，Q增大則Ht減??；(水泵)當(dāng)用前彎葉片，即β2>90‘時(shí)，Q增大則Ht增加。（風(fēng)機(jī)）3、離心泵的理論揚(yáng)程與所輸送的液體的性質(zhì)無關(guān)。輸送不同流體時(shí)，因密度ρ不同，則所產(chǎn)生的吸排壓差△p=ρgH和功率P=ρgQH/η也是不同的如果泵內(nèi)是空氣，空氣密度僅為水的1／800左右，泵能在吸排口間造成的壓差就很小。例如H為100m的水泵，其排送空氣時(shí)達(dá)到同樣的H氣，此時(shí)，它只能在吸排口間產(chǎn)生1.268kPa的壓差，在大氣壓下這只能將水吸上約12.9cm高。根據(jù)上圖（葉片出口角對(duì)理論揚(yáng)程的影響）和揚(yáng)程方程式，我們可以得出以下結(jié)論：比較以上三種情況:1.揚(yáng)程主要取決于葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速根據(jù)上圖20四、離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：實(shí)際揚(yáng)程不能進(jìn)行精確計(jì)算，和理論值差異很大，在工程中確定離心泵的揚(yáng)程有兩種情況：1、管路系統(tǒng)所需實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：

2、實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：四、離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：21五、離心泵的性能曲線

離心泵的定速特性曲線：在既定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程、功率、效率等參數(shù)與流量的函數(shù)關(guān)系曲線稱之。通常，離心泵的特性曲線由制造廠附于泵的樣本或說明書中，是指導(dǎo)正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。1.H-Q曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系2.N-Q曲線：表示泵的軸功率與流量的關(guān)系

3.η-Q曲線：表示泵的效率與流量的關(guān)系離心泵性能曲線可以用理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)定兩種方法繪制1、理論分析法：依據(jù)離心泵基本方程將揚(yáng)程、流量、功率、效率之間的關(guān)系繪制出來并研究討論性能參數(shù)之間變化規(guī)律的方法。稱為理論性能曲線，能夠定性得出參數(shù)之間的關(guān)系。但是離心泵內(nèi)部存在各種損失，使得實(shí)際與理論之間存在明顯差別；2、實(shí)驗(yàn)測(cè)定法：在實(shí)際應(yīng)用時(shí)均是利用實(shí)驗(yàn)的方法繪制離心泵的性能曲線，裝置如圖

五、離心泵的性能曲線離心泵的定速特性曲線：在既定22最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn)一、Q-H曲線：離心泵都用后彎葉片，其Q-H曲線趨勢(shì)下傾。由于葉片出口角的不同，曲線形狀可分為三類：平坦型、徒降型、駝峰型三種最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn)一、Q-H曲線：離心泵都用后彎葉片，其Q-23

1.陡降形(高比轉(zhuǎn)數(shù))

1)葉片出口角β較小，H變化時(shí)Q變化較小

2)用于H變動(dòng)又不希望Q變化的場(chǎng)合(艙底水泵壓載泵等)Q-HQ-ηQ-PQ-△hr

1.陡降形(高比轉(zhuǎn)數(shù))Q-HQ-ηQ-PQ-△hr24

2.平坦形(中低比轉(zhuǎn)數(shù)泵)

1）葉片出口角β稍大，H變化時(shí)Q變化較大

2)用于那些經(jīng)常需要調(diào)節(jié)Q而又不希望節(jié)流損失太大的場(chǎng)合(凝水泵、鍋爐給水泵)。

3.駝峰形

1）葉片出口角β較大

2）其Q一H曲線就比較平坦，而在小Q時(shí)撞擊損失又大，于是Q—H曲線就會(huì)出現(xiàn)駝峰。

3）有駝峰形Q—H曲線的泵，工作時(shí)可能發(fā)生喘振

4）應(yīng)盡量避免使用

5）適當(dāng)限制葉片出口角和葉片數(shù)，即可避免出現(xiàn)駝峰

2.平坦形(中低比轉(zhuǎn)數(shù)泵)25二、Q-N曲線向上傾斜，即軸功率隨Q增大而增加。

在Q=0時(shí)，軸功率最?。?5％～50％），這時(shí)泵的H(亦稱封閉揚(yáng)程)也不很高。泵關(guān)閉排出閥起動(dòng)電流較低，可減小電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，但封閉運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，效率為零，泵會(huì)發(fā)熱。

Q-HQ-ηQ-N二、Q-N曲線向上傾斜，即軸功率隨Q增大而增加。Q-HQ-η26三、由Q-η可以看出，泵在額定工況附近工作時(shí)，才具有較高的效率，因?yàn)轭~定工況即為設(shè)計(jì)工況，此時(shí)水流的撞擊損失較小。額定工況時(shí)的效率不低于最高效率的5%-8%。Q-HQ-ηQ-P三、由Q-η可以看出，泵在額定工況附近工作時(shí)，才具有較高的效27實(shí)際性能曲線的應(yīng)用：H-Q曲線是選擇和操作泵的主要依據(jù)；N-Q曲線是合理選擇原動(dòng)機(jī)功率和正常啟動(dòng)離心泵的依據(jù)Q-η曲線是檢查泵工作經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。實(shí)際性能曲線的應(yīng)用：28第八節(jié)

離心泵的主要零部件1-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；4-軸；5-密封環(huán)；6-葉輪螺母；7-止動(dòng)墊圈；8-軸蓋；9-填料壓蓋；10-填料環(huán)；11-填料；12-懸架軸承部件第八節(jié)離心泵的主要零部件1-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；4291、葉輪：是離心泵的主要部件，它安裝在泵軸上，當(dāng)泵軸在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，即帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將原動(dòng)機(jī)械的機(jī)械能傳給液體，使液體的動(dòng)能與靜壓能均有所增加。（1）構(gòu)成：葉片（+蓋板）6～12個(gè)葉片（前彎、后彎，徑向）流體通道（2）葉輪形狀：

閉式葉輪：前蓋板、后蓋板半開式：后蓋板開式：無蓋板

雙吸式：1、葉輪：是離心泵的主要部件，它安裝在泵軸上，當(dāng)泵軸在電動(dòng)機(jī)30（3）葉片形狀：圓柱形葉片（低比轉(zhuǎn)數(shù)用，便于制造）、扭曲性葉片（高比轉(zhuǎn)數(shù)用，可提高抗汽蝕性能，減少?zèng)_擊損失，提高效率）（4）葉輪材料：沒有特殊要求的：鑄鐵、鑄鋼；具有腐蝕性：青銅、不銹鋼、陶瓷、耐酸硅鐵、塑料等（3）葉片形狀：圓柱形葉片（低比轉(zhuǎn)數(shù)用，便于制造）、扭曲性葉31截面積逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道液體入口—中心2、泵殼：泵體的外殼，包圍葉輪出口—切線作用：泵殼的作用是將葉輪封閉在一定的空間，匯集由葉輪甩出來的液體，導(dǎo)向排出管路，并將液體的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，即增加液體的壓強(qiáng)。缺點(diǎn)：形狀不對(duì)稱，徑向壓力不均勻，易使軸彎曲3、導(dǎo)輪的作用—減少能量損失截面積逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道2、泵殼：泵體的外殼，包圍葉輪324、泵軸：垂直葉輪面，穿過葉輪中心軸封：旋轉(zhuǎn)的泵軸與固定的泵殼之間的密封。作用：防止高壓液體沿軸漏出或外界空氣漏入。為了防止泵內(nèi)液體從泵軸與泵殼之間的縫隙中漏出，就必須在這里設(shè)置密封裝置。通常把軸和泵體間的密封稱為軸封裝置。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封。

4、泵軸：垂直葉輪面，穿過葉輪中心軸封：旋轉(zhuǎn)的泵軸與固定的33為了防止泵內(nèi)液體從泵軸與泵殼之間的縫隙中漏出，就必須在這里設(shè)置密封裝置。通常把軸和泵體間的密封稱為軸封裝置。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封。填料：采用浸油或涂石墨的石棉繩。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但功率消耗大，且有一定程度的泄漏。5、密封裝置為了防止泵內(nèi)液體從泵軸與泵殼之間的縫隙中填料：346、密封環(huán)：盡可能減少葉輪與泵殼之間的內(nèi)泄漏和外泄漏，要求在泵殼和葉輪前蓋入口處安裝一個(gè)密封環(huán)。7、軸軸向力及其平衡裝置：在離心泵運(yùn)行過程中，由于液體是在低壓下進(jìn)入葉輪，而在高壓下流出，使葉輪兩側(cè)所受壓力不等，產(chǎn)生了指向入口方向的軸向推力，會(huì)引起轉(zhuǎn)子發(fā)生軸向振動(dòng)，產(chǎn)生磨損和振動(dòng)，因此應(yīng)設(shè)置軸向力平衡裝置，以便平衡軸向力。方法：?jiǎn)渭?jí)離心泵：1、葉輪上開平衡孔；2、采用雙吸葉輪；3、采用平衡管；4、采用平衡葉片多級(jí)離心泵：1、葉輪對(duì)稱布置；2、采用平衡鼓；3、平衡盤裝置6、密封環(huán)：盡可能減少葉輪與泵殼之間的內(nèi)泄漏和外泄漏，要求在35第四節(jié)離心泵的汽蝕一、離心泵產(chǎn)生汽蝕的原因及其危害（一）汽蝕原因：從整個(gè)吸入管路到泵的吸入口直至葉輪內(nèi)緣，液體的壓強(qiáng)是不斷降低的（形成壓差才有吸入能力，壓差越大，吸入能力越強(qiáng)）。研究表明，葉輪內(nèi)緣處的葉片背側(cè)K處是泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)。

當(dāng)泵的吸入口的壓力小于或等于吸液條件下被輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，吸入的液體會(huì)發(fā)生沸騰蒸發(fā)，形成大量汽泡。當(dāng)汽泡被甩到外周后，被液流帶入葉輪內(nèi)由于壓力升高而迅速冷凝為液體由于凝結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生瞬間真空，體積急劇減小，造成周圍液體高速?zèng)_擊該點(diǎn)，產(chǎn)生劇烈的水擊，造成對(duì)泵殼內(nèi)壁的沖擊、同時(shí)伴隨電化學(xué)腐蝕。這一綜合過程統(tǒng)稱為“汽蝕現(xiàn)象”。即：液體汽化→氣泡凝結(jié)→高壓水擊→電化學(xué)腐蝕。第四節(jié)離心泵的汽蝕一、離心泵產(chǎn)生汽蝕的原因及其危害36癥狀：噪聲大、泵體振動(dòng)，流量、壓頭、效率都明顯下降。后果：高頻沖擊加之高溫腐蝕同時(shí)作用使葉片表面產(chǎn)生一個(gè)個(gè)凹穴形成點(diǎn)蝕，嚴(yán)重時(shí)成海綿狀而迅速破壞，嚴(yán)重影響泵的使用壽命。還使泵的性能下降等。防止措施：把離心泵安裝在恰當(dāng)?shù)母叨任恢蒙?，確保泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)處的靜壓超過工作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓pv。葉輪氣蝕位置：癥狀：葉輪氣蝕位置：37①泵的安裝高度過高，即吸入高度過高。②吸入管匯不合理，阻力太大。如:管路太細(xì)、彎頭、閘閥多等。③液面壓力太低。④液體溫度高或易揮發(fā)液體。⑸防止汽蝕的充要條件：泵吸液的必要條件：

泵正常工作的充分和必要條件：⑷造成汽蝕的主要原因：①泵的安裝高度過高，即吸入高度過高。⑷造成汽蝕的主要原因38二泵的汽蝕余量、安裝高度液體被吸入泵內(nèi)是由于：即：

克服吸入管阻力損失，推動(dòng)液體進(jìn)入泵內(nèi)。從液面A到泵葉輪吸入口S建立伯努利方程：二泵的汽蝕余量、安裝高度39上式：稱為汽蝕余量（有效汽蝕余量）

NPSHa

：從葉輪吸入口壓力Ps

到飽和蒸汽壓Pt之間的范圍寬度加上流動(dòng)動(dòng)能影響，被稱為汽蝕余量或有效汽蝕余量，用：NPSHa表示。汽蝕余量的意義：標(biāo)志泵抗汽蝕性能的好壞，它與吸入管特性和液體的汽化壓力有關(guān)；與泵本身無關(guān)。離心泵的臨界氣蝕余量（NPSH)c1、允許汽蝕余量2、允許汽蝕余量的應(yīng)用：計(jì)算泵允許安裝高度上式：離心泵的臨界氣蝕余量（NPSH)c1、允許汽蝕余量40泵的安裝高度計(jì)算前面導(dǎo)出公式：安裝高度：則：需用幾何安裝高度：由于泵樣本上給出的[△h]是以293K的清水為介質(zhì)測(cè)定的，如果所輸?shù)囊后w為石油或類似石油產(chǎn)品，操作溫度較高時(shí)，則必須校正[△h]：

其中查圖1-21查取泵的安裝高度計(jì)算由于泵樣本上給出的[△h]是以241（二）離心泵的允許吸上真空度Hs值的大小與泵的結(jié)構(gòu)、流量、被輸送液體的性質(zhì)及當(dāng)?shù)卮髿鈮旱纫蛩赜嘘P(guān)。通常由泵的制造工廠在98.1kPa下，用20℃液體為介質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。若輸送其他液體，或操作條件與上述的實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行換算，即若以輸送液體的液柱高度來計(jì)算離心泵入口處的最高真空度，則此真空度稱為離心泵的允許吸上真空度，以Hs來表示，即為保證不發(fā)生汽蝕允許吸上真空高度的應(yīng)用：（二）離心泵的允許吸上真空度Hs值的大小與泵的結(jié)構(gòu)42三、防止汽蝕的措施兩種方法：改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸。設(shè)計(jì)吸入管及吸入條件。

（一）改進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)形式或尺寸⑴增大泵吸入口直徑及葉輪葉片入口寬度和結(jié)構(gòu)。⑵采用前置誘導(dǎo)輪，提高葉輪進(jìn)口處吸入壓力。⑶采用雙吸式葉輪，使進(jìn)口截面增大，流速減小。⑷合理設(shè)計(jì)葉片進(jìn)口角度，減小流動(dòng)損失。⑸采用抗汽蝕的材料，如不銹鋼、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻合金等。三、防止汽蝕的措施43

前置誘導(dǎo)輪：化工機(jī)器之離心泵概述(_4121課件44前置誘導(dǎo)輪前置誘導(dǎo)輪45（二）合理設(shè)計(jì)吸入管及吸入條件

⑴降低泵安裝高度，縮短吸入管線。⑵用大直徑吸入管，去掉閘閥、彎頭等，減少吸入管阻力。⑶增大液面壓力，采用倒灌方式或其它灌注形式。（二）合理設(shè)計(jì)吸入管及吸入條件46第六節(jié)離心泵性能曲線的換算泵的生產(chǎn)部門所提供的離心泵特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速和常壓下，以常溫的清水為工質(zhì)做實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。若所輸送的液體性質(zhì)與此相差較大時(shí)，泵的特性曲線將發(fā)生變化，應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行換算。一、轉(zhuǎn)速改變時(shí)性能曲線的換算：（一）比例定律：同一臺(tái)泵，轉(zhuǎn)速不同時(shí)泵的性能參數(shù)計(jì)算：轉(zhuǎn)速<20％，η不變（二）通用性能曲線：n變，η變將一臺(tái)泵的各種轉(zhuǎn)速繪在同一張圖上，并將Q-H曲線上效率相同的各點(diǎn)連接成曲線，可得到通用曲線，說明泵的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，選擇泵的轉(zhuǎn)速。第六節(jié)離心泵性能曲線的換算泵的生產(chǎn)47二、葉輪切割時(shí)性能曲線換算一般泵在高效點(diǎn)工作，即A點(diǎn),q,H。若實(shí)際供液系統(tǒng)長(zhǎng)期在B點(diǎn)工作，即q`H`。解決方法：①泵轉(zhuǎn)速n改變，泵性能曲線下降。②切割葉輪，使葉輪外徑減小。

三.黏度的影響

液體粘度的改變將直接改變其在離心泵內(nèi)的能量損失，因此，H—Q、N—Q、—Q曲線都將隨之而變。當(dāng)液體運(yùn)動(dòng)粘度

γ>2010-8m2/s時(shí)，離心泵的性能則需按下式進(jìn)行換算，即

Qˊ=KQQHˊ=KHH

ηˊ=Kηη葉輪切割的目的：①滿足工況要求。②擴(kuò)大泵工作范圍，確定泵譜。切割條件：切割量不能太大小于±20%

二、葉輪切割時(shí)性能曲線換算三.黏度的影響液體粘度的48第六節(jié)離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)一、離心泵在管路上的工作及流量調(diào)節(jié)1.管路特性曲線液體流過既定的管路時(shí)，它所需的壓頭H與流量之間的函數(shù)關(guān)系：Z(pdr-psr)/ρgHQ管路阻力增加→阻力曲線變陡靜壓頭增加→靜壓線上移可用一條拋物線表示，K表示拋物線的斜率第六節(jié)離心泵的運(yùn)轉(zhuǎn)一、離心泵在管路上的工作及流量調(diào)節(jié)1.管49（二）離心泵的工作點(diǎn)當(dāng)泵安裝在一定管路系統(tǒng)中的離心泵工作時(shí)，泵輸出的流量即為管路流量、泵提供的壓頭即為管路所要求的壓頭。泵的特性曲線與管路特性曲線有一交點(diǎn)a點(diǎn)，該交點(diǎn)稱為離心泵的工作點(diǎn)。泵與管路聯(lián)合工作，遵守質(zhì)量守恒和能量守恒原理。穩(wěn)定工況：q泵=q管H泵=H管

穩(wěn)定工況點(diǎn)為：A點(diǎn)。此時(shí)的壓頭、流量：HA、qA。（二）離心泵的工作點(diǎn)當(dāng)泵安裝在一定管路系統(tǒng)中的離心泵50（三）離心泵的工況調(diào)節(jié)1、改變掛暴露特性曲線的流量調(diào)節(jié)：（1）.出口管路節(jié)流調(diào)節(jié)即改變離心泵出口管路上調(diào)節(jié)閥門開度改變管路特性曲線，特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便、靈活，普遍采用；能量損失大。改變泵的特性改變管路特性改變工作點(diǎn)改變流量改變出口閥開度----管路特性斜率關(guān)小出口閥le（局部阻力）H，Q管特線變陡工作點(diǎn)左上移開大出口閥leH，Q管特線變緩工作點(diǎn)右下移（三）離心泵的工況調(diào)節(jié)改變泵的特性改變管路特性改51（2）旁路調(diào)節(jié)：改變管路特性曲線。排出管接一支路，用于泄流。支路管開啟時(shí)，系統(tǒng)流量被泄掉。

此時(shí)：H↓、q↑特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便；不經(jīng)濟(jì)。2、改變離心泵性能曲線的流量調(diào)節(jié)：n泵H-qV曲線上移工作點(diǎn)右上移，H，qV（1）改變泵的工作轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速--改變泵的特性特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、效率高，但需調(diào)速機(jī)構(gòu)或更換電機(jī)。（2）.切割葉輪改變泵的特性曲線。葉輪被切小，性能曲線向下平移。當(dāng)：D2↓，H↓、q↓特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性好，滿足穩(wěn)定工作點(diǎn)需要；葉輪切割后不能恢復(fù)。AB（2）旁路調(diào)節(jié)：改變管路特性曲線。排出管接一支路，用于泄流。52二、離心泵的串聯(lián)與并聯(lián)（一）串聯(lián)工作：常用于提高泵的揚(yáng)程、增加輸送距離等情況離心泵并聯(lián)和串聯(lián)，將組合安裝的離心泵視為一個(gè)泵組，泵組的特性曲線或稱合成特性曲線，據(jù)此確定泵組工作點(diǎn)。同一流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單泵壓頭之和，據(jù)此作出串聯(lián)泵合成特性曲線串聯(lián)泵的流量大于一臺(tái)單泵的流量，小于兩臺(tái)單泵的流量串聯(lián)后的揚(yáng)程低于泵單獨(dú)工作時(shí)的2倍，流量卻大于單泵工作流量，原因是由于串聯(lián)后H提高了，但管路裝置沒變，多余的能量使流速加快，流量增加。但泵的啟動(dòng)和停泵按順序見書29頁(yè)二、離心泵的串聯(lián)與并聯(lián)離心泵并聯(lián)和串聯(lián)，將組合安裝的53（二）并聯(lián)工作：當(dāng)使用一臺(tái)泵流量不能滿足要求，或要求輸送流量變化范圍大，又要求在高效范圍內(nèi)工作時(shí)，采用兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)泵并聯(lián)工作，滿足流量變化要求。同一壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單泵流量的兩倍，據(jù)此作出合成特性曲線并聯(lián)泵的流量大于一臺(tái)單泵的流量，小于兩臺(tái)單泵的流量因?yàn)椴⒙?lián)后流量增加而使管路阻力增加，這就要求每臺(tái)泵都提高它的揚(yáng)程來克服這個(gè)增加的阻力損失，相應(yīng)的流量就減小。（二）并聯(lián)工作：當(dāng)使用一臺(tái)泵流量不能滿足要求，或要求輸送流量54并串聯(lián)的選擇高阻管路：串聯(lián)泵低阻管路：并聯(lián)泵并串聯(lián)的選擇高阻管路：串聯(lián)泵低阻管路：并聯(lián)泵55三、離心泵的操作離心泵的運(yùn)行運(yùn)行前準(zhǔn)備工作：（1）檢查泵出、入口管線上的閥門、法蘭地腳螺栓、聯(lián)軸器、溫度計(jì)和壓力表等。（2）檢查泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，先盤車，聽是否有雜音，看是否靈活。（3）打開入口閥，排出泵體內(nèi)的氣體，給泵內(nèi)充滿所要輸送的液體，再關(guān)死出口閥。（4）往泵的油箱加好潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。（5）給冷卻水，打開壓力表，看是否靈敏。（6）檢查安全設(shè)備如對(duì)輪罩、接地線等。（7）對(duì)熱油泵看預(yù)熱情況，使泵體溫度不能低于界質(zhì)溫度的40度。（8）與各有關(guān)崗位、有關(guān)單位聯(lián)系好。做好啟動(dòng)準(zhǔn)備。三、離心泵的操作離心泵的運(yùn)行運(yùn)行前準(zhǔn)備工作：（1）檢查泵出、56正常啟動(dòng)：（1）準(zhǔn)備工作經(jīng)檢查正常后可啟動(dòng)泵。啟動(dòng)后應(yīng)注意電流表，泵轉(zhuǎn)向，壓力表，泄漏等情況，一切正常后再慢慢打開出口閥。（未打開出口閥前泵運(yùn)轉(zhuǎn)不得超過3分鐘，否則液體在泵內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)后溫度升高，液體汽化會(huì)產(chǎn)生抽空等現(xiàn)象。）（2）檢查泵的軸承溫度不得大于65度，電機(jī)溫度不得大于70度（3）可用泵出口閥門調(diào)節(jié)流量（4）觀察出口壓力表、電流表的波動(dòng)情況（5）檢查泵的運(yùn)行、振動(dòng)、泄漏情況。（6）檢查泵冷卻水的供應(yīng)情況，潤(rùn)滑油液面的變化情況。（7）打封油的泵，封油壓力至少高出泵出口壓力0.05-0.1MPa.（8）對(duì)于長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的泵，要定期更換潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，保證泵在良好的潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。離心泵的停運(yùn)：（1）慢慢關(guān)死出口閥門。（2）切斷電源后關(guān)入口閥，壓力表閥。（3）熱油泵，待泵體溫度降低后停冷卻水和封油。（4）在冬季，對(duì)停下來的泵要放掉泵內(nèi)液體，并采取必要的防凍措施。（5）定時(shí)檢查、盤車。正常啟動(dòng)：（1）準(zhǔn)備工作經(jīng)檢查正常后可啟動(dòng)泵。啟動(dòng)后應(yīng)注意電57離心泵的切換：（1）做好起動(dòng)泵前的各種準(zhǔn)備后，打開入口閥，引入液體。（2）啟動(dòng)后，待泵的轉(zhuǎn)速、聲音、泵體壓力等正常后再開出口閥（3）泵的流量正常，壓力平穩(wěn)時(shí)關(guān)閉運(yùn)行泵的出口閥。（4）停電后按停泵要求做好善后工作。（5）盡量減少因切換泵造成的流量、壓力的波動(dòng)，維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。（6）檢查起動(dòng)泵的泄漏、潤(rùn)滑等情況。離心泵的切換：（1）做好起動(dòng)泵前的各種準(zhǔn)備后，打開入口閥，引58離心泵常見故障離心泵常見故障59化工機(jī)器之離心泵概述(_4121課件60第七節(jié)離心泵的選擇一、離心泵的型號(hào)表示法：二、離心泵的類型：清水泵

用于輸送物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的清潔液體。最簡(jiǎn)單的清水泵為單級(jí)單吸式，系列代號(hào)為“IS”，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖，若需要的揚(yáng)程較高，則可選D系列多級(jí)離心泵。若需要流量很大，則可選用雙吸式離心泵，其系列代號(hào)為“Sh”。防腐蝕泵

當(dāng)輸送酸、堿等腐蝕性液體時(shí)應(yīng)采用耐腐蝕泵。耐腐蝕泵所有與液體介質(zhì)接觸的部件都采用耐腐蝕材料制作。離心耐腐蝕泵有多種系列，其中常用的系列代號(hào)為F。油泵

用于輸送石油產(chǎn)品，油泵系列代號(hào)為Y。因油類液體具有易燃、易爆的特點(diǎn)，因此對(duì)此類泵密封性能要求較高。輸送200℃以上的熱油時(shí)，還需設(shè)冷卻裝置。雜質(zhì)泵

用于輸送懸浮液及稠厚的漿液等，其系列代號(hào)為P，又可分為污水泵、砂泵、泥漿泵等。這類泵的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉輪上葉片數(shù)目少，葉片間流道寬，有的型號(hào)泵殼內(nèi)還襯有耐磨材料。第七節(jié)離心泵的選擇一、離心泵的型號(hào)表示法：清水泵611-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；4-軸；5-密封環(huán)；6-葉輪螺母；7-止動(dòng)墊圈；8-軸蓋；9-填料壓蓋；10-填料環(huán)；11-填料；12-懸架軸承部件1-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；4-軸；5-密封環(huán)；6-葉輪螺62

（1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭液體的輸送量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，選泵時(shí)應(yīng)按最大流量考慮。根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努力方程計(jì)算在最大流量下管路所需的壓頭。（2）選擇泵的類型與型號(hào)首先應(yīng)根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，然后按已確定的流量Qe和壓頭He從泵的樣本或產(chǎn)品目錄中選出合適的型號(hào)。顯然，選出的泵所提供的流量和壓頭不見得與管路要求的流量Qe和壓頭He完全相符，且考慮到操作條件的變化和備有一定的裕量，所選泵的流量和壓頭可稍大一點(diǎn)，但在該條件下對(duì)應(yīng)泵的效率應(yīng)比較高，即點(diǎn)（Qe、He）坐標(biāo)位置應(yīng)靠在泵的高效率范圍所對(duì)應(yīng)的H-Q曲線下方。型號(hào)選出后，應(yīng)列出該泵的各種性能參數(shù)。（3）核算泵的軸功率離心泵的選擇若輸送液體的密度大于水的密度時(shí)，可按核算泵的軸功率。（1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭離心泵的選擇若輸送液體的63第九節(jié)其他類型泵一、往復(fù)泵：容積式泵，其對(duì)液體作功的主要運(yùn)動(dòng)部件是做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞或柱塞，亦可分別稱為活塞泵或柱塞泵。（一）結(jié)構(gòu)及工作原理主要結(jié)構(gòu)：動(dòng)力端：曲軸、連桿、十字頭、軸承、機(jī)體。液力端：缸套、活塞、活塞桿、缸蓋、進(jìn)排閥、填料函、空氣包等。第九節(jié)其他類型泵一、往復(fù)泵：容積式泵，其對(duì)液體作功的主要運(yùn)64活塞往復(fù)一次稱為一個(gè)工作循環(huán)，因此往復(fù)泵的工作循環(huán)只有吸入和排出兩個(gè)過程，上下止點(diǎn)的間距稱為活塞的行程或沖程用S表示。活塞往復(fù)一次稱為一個(gè)工作循環(huán)，因此往復(fù)泵的工作循環(huán)只有65化工機(jī)器之離心泵概述(_4121課件66（二）往復(fù)泵的性能特點(diǎn)及流量調(diào)節(jié)往復(fù)泵的流量V(m3/s)可按下式計(jì)算往復(fù)泵不能采用調(diào)節(jié)出口閥的方法進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，因?yàn)殛P(guān)閉出口閥，會(huì)因排出壓力激增而造成電機(jī)過載或泵的損壞。因此，若在往復(fù)泵出口安裝調(diào)節(jié)閥，不僅不能調(diào)節(jié)流量，若操作不當(dāng)使出口閥完全關(guān)閉則會(huì)使泵壓頭劇增，損壞設(shè)備。1、往復(fù)泵通常采用旁路流程調(diào)節(jié)流量，如圖增加旁路，并未改變泵的總流量，只是使部分液體經(jīng)旁路又回到泵進(jìn)口，從而減小了主管路系統(tǒng)的流量。2、改變活塞行程法：改變曲柄銷的位置，可進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，廣泛應(yīng)用。3、改變活塞往復(fù)次數(shù)：利用塔輪、變速箱等改變曲柄轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量。（二）往復(fù)泵的性能特點(diǎn)及流量調(diào)節(jié)往復(fù)泵的流量V(m3/s)可67這種調(diào)節(jié)方法有功耗損失，經(jīng)濟(jì)性差。這種調(diào)節(jié)方法有功耗損失，經(jīng)濟(jì)性差。68（三）往復(fù)泵的空氣室裝置空氣室的作用

往復(fù)泵由于活塞的變速運(yùn)動(dòng)，造成吸、排液體時(shí)Q和吸、排P波動(dòng)。

1)不適合于要求流量均勻的場(chǎng)合，

2)惡化了原動(dòng)機(jī)的工作條件，

3)引起管路振動(dòng)，降低了裝置和儀表的工作可靠性。

4)吸排壓力的劇烈波動(dòng)還可能造成活塞和液流的暫時(shí)脫離，引起液擊；而且使泵的吸入性能變差，限制了泵轉(zhuǎn)速的提高。

裝設(shè)空氣室是往復(fù)泵減小Q和P波動(dòng)的常見措施。

空氣室是一個(gè)充有空氣的容器，裝在泵的吸入或排出口附近，分別稱為吸入空氣室和排出空氣室。

（三）往復(fù)泵的空氣室裝置空氣室的作用69空氣室的工作原理裝空氣室后，空氣室和泵之間的Q仍然不均勻，但空氣室之外的吸排管路Q比較均勻。減少了液流的慣性水頭，使泵的p波動(dòng)大為減輕。

工作過程空氣室中的氣體體積是變化的，因此，空氣室Pch也是變化的，管路中的Q不可能絕對(duì)均勻。只要空氣室中氣體體積足夠大,流量脈動(dòng)或壓力脈動(dòng)率就可降低到允許范圍，不可能完全消除。

船用往復(fù)泵常裝設(shè)排出空氣室。吸入端一般無需裝設(shè)吸入空氣室。只要壓力波動(dòng)不致使吸入真空度超過允許吸上真空度?？諝馐业墓ぷ髟?/p>

工作過程空氣室中的氣體體積是變化的，

船70二、計(jì)量泵：計(jì)量泵也稱定量泵或比例泵。計(jì)量泵是一種可以滿足各種嚴(yán)格的工藝流程需要，流量可以在0-100%范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)，用來輸送液體（特別是腐蝕性液體）一種特殊容積泵。因調(diào)解泵缸容積，從而達(dá)到調(diào)解流量的目的，進(jìn)行計(jì)量。（一）柱塞式計(jì)量泵：N形曲軸調(diào)解1、泵缸：一般為單作用柱塞式往復(fù)泵2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：一般采用電動(dòng)機(jī)，采用蝸輪蝸桿或齒輪減速機(jī)構(gòu)3、調(diào)解機(jī)構(gòu)：一般采用柱塞行程調(diào)解機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)二、計(jì)量泵：計(jì)量泵也稱定量泵或比例泵。計(jì)量泵是一種可以滿足各71（二）隔膜泵（二）隔膜泵72隔膜泵用彈性金屬薄片或耐腐蝕性橡皮制成的隔膜將活柱與被輸送液體隔開，與活柱相通的一側(cè)則充滿油或水。當(dāng)活柱往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，迫使隔膜交替向兩側(cè)彎曲，將液體吸入和排出。用于輸送易燃、易爆、有毒、貴重及具有腐蝕性的液體，也可輸送含有懸浮雜質(zhì)的液體。隔膜泵用彈性金屬薄片或耐腐蝕性橡皮制成的隔膜73三、轉(zhuǎn)子泵：該泵中無閥門部件，僅有泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，依靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作用，進(jìn)行吸入和排出液體。（一）齒輪泵

三、轉(zhuǎn)子泵：該泵中無閥門部件，僅有泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，依靠轉(zhuǎn)子74齒輪泵是泵殼和一對(duì)相互嚙合的齒輪，兩個(gè)齒輪在泵的吸入口脫離嚙合，形成低壓區(qū)，液體被吸入并隨齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)被強(qiáng)行壓向排出端。在排出端兩齒輪又相互嚙合形成高壓區(qū)將液體擠壓出去。齒輪泵是泵殼和一對(duì)相互嚙合的齒輪，兩個(gè)齒輪在75吸入和排出

1.圖示方向回轉(zhuǎn)時(shí)，齒C退出嚙合，其齒間容積V增大，壓力p降低，液體在吸入液面上的壓力p作用下，經(jīng)吸入口流入2.隨著齒輪回轉(zhuǎn)，吸滿液體的齒間轉(zhuǎn)過吸入腔，沿殼壁轉(zhuǎn)到排出腔3.當(dāng)重新進(jìn)入嚙合時(shí)，齒間的液體即被輪齒擠出結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.普通齒輪泵如果反轉(zhuǎn)，吸排方向相反（采用對(duì)于齒輪連心線不對(duì)稱布置的卸荷槽的齒輪泵不允許反轉(zhuǎn)使用）2.由于嚙合緊密，齒頂和端面間隙都小，液體不會(huì)大量漏回吸入腔3.磨擦面較多，只用來排送有潤(rùn)滑性的油液。吸入和排出76KCB型油泵結(jié)構(gòu)，主要由泵體、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、機(jī)械密封、安全閥和側(cè)板等組成。裝安全閥是為了防止排出管因堵塞等原因使排出壓力過高，產(chǎn)生事故，起到過載保護(hù)作用。KCB型油泵結(jié)構(gòu)，主要由泵體、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、機(jī)械密封、77齒輪泵的困液現(xiàn)象1.外齒輪泵一般采用漸開線(involute)齒形2.為轉(zhuǎn)運(yùn)平穩(wěn)，要求齒輪的重迭系數(shù)ε大于13.由于重迭系數(shù)ε大于1，所以在部分時(shí)間內(nèi)相鄰兩對(duì)齒會(huì)同時(shí)處于嚙合狀態(tài)，形成一個(gè)封閉空間，使一部分油液困在其中，而這封閉空間的容積又將隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化(先縮小，然后增大)，從而產(chǎn)生困油現(xiàn)象。齒輪泵的困液現(xiàn)象1.外齒輪泵一般采用漸開線(involu78（當(dāng)封閉容積V減小時(shí)，液體受擠壓而壓力P急劇升高，油液將從縫隙中強(qiáng)行擠出）：

1)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)；

2)使軸承受到很大的徑向力；

3)功率損失增加；

4)容積效率降低（而當(dāng)封閉容積V增大時(shí)，壓力p下降，析出氣泡）

5)對(duì)泵的工作性能和使用壽命都有害危害危害79(設(shè)法在封閉容積V變小時(shí)使之和排出腔溝通，而在封閉容積V增大時(shí)和吸入腔溝通):開卸對(duì)稱荷槽:

1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工，且對(duì)稱布置，泵正、反轉(zhuǎn)時(shí)都適用，因此被廣泛采用。

2）對(duì)稱卸荷槽還不十分完善（還有噪音和振動(dòng)）不對(duì)稱卸荷槽：

1）兩個(gè)卸荷槽同時(shí)向吸入側(cè)移過適當(dāng)距離

2）延長(zhǎng)了Va和排出腔相通的時(shí)間

3）推遲了Vb和吸入腔相通的時(shí)間,Vb中可能出現(xiàn)局部真空，但不十分嚴(yán)重

這種卸荷槽能更好地解決困油問題，能多回收一部分高壓液體，泵不允許反轉(zhuǎn)使用。

采用卸荷槽后困油現(xiàn)象影響大大減輕。排除(設(shè)法在封閉容積V變小時(shí)使之和排出腔溝通，而在封閉容801．有一定的自吸能力，能形成一定程度的真空，泵可裝得比滑油液面高。排送氣體時(shí)密封性差，故自吸能力不如往復(fù)泵。

應(yīng)注意：

1）齒輪泵摩擦部位較多

2）間隙較小

3）線速度較高

4）起動(dòng)前齒輪表面必須有油，不允許干轉(zhuǎn)。2．理論流量Qt是由工作部件的尺寸和轉(zhuǎn)速n決定的，與排除壓力Pd無關(guān)。3．額定排出壓力Pd與工作部件尺寸、n無關(guān)，Pd取決于泵的密封性能和軸承承載能力，為防泵過載，一般應(yīng)設(shè)安全閥。

4.流量連續(xù)，有脈動(dòng)

外嚙合齒輪泵σQ在11％～27％范圍內(nèi)，噪聲較大。齒數(shù)Z越少，σQ越大。內(nèi)齒輪泵σQ較小，約為1％～3％，噪聲也較小。5．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。

1）工作部件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

2）無泵閥

3）允許采用較高轉(zhuǎn)速n，通?？膳c電動(dòng)機(jī)直聯(lián)

4）與同樣Q的往復(fù)泵相比，尺寸、重量小

5）易損件少，耐撞擊．工作可靠6．磨擦面較多用于排送不含固體顆粒并具有潤(rùn)滑性的油類。齒輪泵的特點(diǎn)1．有一定的自吸能力，能形成一定程度的真空，泵可裝得比滑油液81這是一臺(tái)等待出廠的齒輪泵，進(jìn)出口呈水平方向。這是一臺(tái)等待出廠的齒輪泵，進(jìn)出口呈水平方向。82（二）螺桿泵：容積式轉(zhuǎn)子泵（二）螺桿泵：容積式轉(zhuǎn)子泵83螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿與泵殼上的內(nèi)螺紋、或螺桿與螺桿相互嚙合將液體沿軸向推進(jìn)，最終由排出口排出。典型結(jié)構(gòu)

1.由缸套，主,動(dòng)螺桿組成。

2.主、從動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)向相反。

3.各嚙合螺桿之間以及螺桿與缸套間的間隙很小，在泵內(nèi)形成多個(gè)彼此分隔的容腔

1)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下部容腔V增大，吸入液體，然后封閉。

2)封閉容腔沿軸向上升

3)新的吸入容腔又在吸入端形成。

4)一個(gè)接一個(gè)的封閉容腔上移，液體就不斷被擠出。

4.螺桿反轉(zhuǎn)，則吸、排方向相反。

種類：?jiǎn)温輻U；雙螺桿；三螺桿（單吸式；雙吸式）

單螺桿泵結(jié)構(gòu)：螺桿和襯套組成液力端。螺桿材料：鋼；合金鋼。襯套材料：橡膠。雙螺桿和三螺桿泵結(jié)構(gòu)：一根主動(dòng)螺桿，其余為從動(dòng)螺桿。全部螺桿材料皆為鋼或合金鋼制造，螺桿為螺旋線形狀，分單頭或雙頭螺旋線。工作原理：主動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，襯套或從動(dòng)螺桿嚙合出密封空間，液體在密封腔內(nèi)隨螺旋線向排除口擠壓移動(dòng)，最后以高壓排出。螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)的螺84化工機(jī)器之離心泵概述(_4121課件85螺桿泵的特點(diǎn)螺桿泵的優(yōu)點(diǎn)：1．沒有困油現(xiàn)象，流量和壓力均勻，故工作平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)較少。2．軸向吸入，沒有離心力的影響，吸入性能好。三螺桿泵允許吸上真空高度可達(dá)8m水柱；。單螺桿泵可達(dá)8.5m水柱。高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，故流量范圍大。三螺桿泵的Q一般在0.6—750m3／h之間，非密封型雙螺桿泵已有1200m3／h。單螺桿泵由于采用橡膠泵缸，轉(zhuǎn)速一般不超過1500r／min，一般流量較小，目前多為0.3—40m3／h。3．三螺桿泵受力平衡和密封性能良好ηv高，允許的工作壓力P高，可達(dá)20MPa。單螺桿泵和非密封型雙螺桿泵額定排出壓力不宜太高。4.對(duì)所輸送的液體攪動(dòng)少

水力損失可忽略不計(jì)，適于輸送不宜攪拌的液體，適用的粘度范圍也很寬。單、雙螺桿泵還可輸送非潤(rùn)滑性和含固體雜質(zhì)的液體。5．零部件少，相對(duì)重量和體積小，磨損輕，維修工作少，使用壽命長(zhǎng)。1.螺桿軸向尺寸較長(zhǎng)，剛性較差。2.加工和裝配要求較高。3.三螺桿泵的價(jià)格較高，但雙和單螺桿泵低于往復(fù)泵。螺桿泵的缺點(diǎn)螺桿泵的特點(diǎn)螺桿泵的優(yōu)點(diǎn)：1.螺桿軸向尺寸較長(zhǎng)，剛性較差。86螺桿泵的使用場(chǎng)合

三螺桿泵常用作:1）主機(jī)的滑油泵2）燃油泵以及貨油泵3）液壓泵單螺桿泵多用作:1）油水分離器的污水泵2）廢物焚燒爐的輸送泵3）糞便輸送泵、渣油泵、污油泵(sludgepump)4）也可作海水泵和甲板沖洗泵等雙螺桿泵:

除做各種油泵外，也可做壓載泵、消防泵、衛(wèi)生水泵和鍋爐給水泵等。螺桿泵的使用場(chǎng)合三螺桿泵常用作:87四、旋渦泵

這是等待出廠的旋渦泵。旋渦泵外觀上與離心泵差不多，里面的葉輪結(jié)構(gòu)是不同的。流體入口不是在葉輪中心處位置，而是與出口成對(duì)稱的泵殼邊緣。四、旋渦泵這是等待出廠的旋渦泵。旋渦泵外觀上與離心泵88化工機(jī)器之離心泵概述(_4121課件89工作原理特殊類型的離心泵葉輪－開有凹槽的圓盤：引水道葉輪旋轉(zhuǎn)，凹槽內(nèi)液體被做功。在引水道和凹槽間往反多次，被多次做功。葉片使液體在離心力作用下，形成旋渦流，同時(shí)在葉片作用下向排除口推進(jìn)，最后排除液體。工作原理特殊類型的離心泵葉輪－開有凹槽的圓盤：引水道葉輪旋轉(zhuǎn)90特點(diǎn)（1）壓頭和功率隨流量增加下降較快。因此啟動(dòng)時(shí)應(yīng)打開出口閥，改變流量時(shí)，旁路調(diào)節(jié)比安裝調(diào)節(jié)閥經(jīng)濟(jì)。（2）在葉輪直徑和轉(zhuǎn)速相同的條件下，旋渦泵的壓頭比離心泵高出2~4倍，適用于高壓頭、小流量的場(chǎng)合。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，且可采用各種耐腐蝕的材料制造。（4）輸送液體的粘度不宜過大，否則泵的壓頭和效率都將大幅度下降。（5）輸送液體不能含有固體顆粒。特點(diǎn)（1）壓頭和功率隨流量增加下降較快。因此啟動(dòng)時(shí)應(yīng)打開出口91閉式旋渦泵閉式葉輪（有20～60個(gè)徑向短葉片）。閉式葉輪-指其葉片部分設(shè)有中間隔板。泵體和泵蓋以小間隙緊貼葉輪，形成等截面的環(huán)形流道4。流道占大半圓周，兩端順徑向外延形成吸、排口，隔舌6將流道吸、排隔開，這種兩端(或一端)直通吸、排口的流道稱為開式流道。閉式旋渦泵必須配用開式流道。結(jié)構(gòu)閉式旋渦泵閉式葉輪（有20～60個(gè)徑向短葉92當(dāng)葉輪回轉(zhuǎn)時(shí)，液體一起回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力縱向旋渦：葉輪中液體的u要比流道中的u大，甩出，進(jìn)人流道，迫使流道中液體向心流動(dòng)，再?gòu)娜~片根部進(jìn)入葉間，依靠縱向旋渦的作用來傳遞能量?？v向旋渦越強(qiáng)，液體進(jìn)入葉輪的次數(shù)越多，H越高，縱向旋渦的強(qiáng)弱取決于葉輪內(nèi)液體和流道內(nèi)液體的離心力之差。受縱向旋渦流動(dòng)阻力影響，與葉片和流道形狀及葉片數(shù)有關(guān)。當(dāng)葉輪回轉(zhuǎn)時(shí)，液體一起回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力93計(jì)算題1.1某離心泵輸送清水，流量為，揚(yáng)程為32m，試計(jì)算有效功率是多少？若已知泵的效率為71%，則泵的軸功率是多少？計(jì)算題1.1某離心泵輸送清水，流量為941.2有一臺(tái)丟失銘牌的單級(jí)離心泵，從配套電機(jī)銘牌上得知電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1450r/min；測(cè)得葉輪外徑D2=224mm，試估算這臺(tái)離心泵可以產(chǎn)生的實(shí)際揚(yáng)程值。（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，對(duì)水或與水相近的液體，絕對(duì)速度在圓周方向的分速度近視等于圓周速度的一半，即C2u=u2/2.）解：先求出葉輪的圓周速度u2:

1.2有一臺(tái)丟失銘牌的單級(jí)離心泵，從配套電機(jī)銘牌上得知電機(jī)95化工機(jī)器之離心泵概述(ppt95頁(yè))化工機(jī)器之離心泵概述(ppt95頁(yè))96本章學(xué)習(xí)指導(dǎo)1本章學(xué)習(xí)的目的通過學(xué)習(xí)掌握工業(yè)上最常用的液體輸送機(jī)械離心泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及操作特性，以便根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，合理地選擇和正確地使用輸送機(jī)械，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠、安全的運(yùn)行。2本章應(yīng)掌握的內(nèi)容

本章應(yīng)重點(diǎn)掌握離心泵的工作原理、操作特性及其選型。3本章學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題在學(xué)習(xí)過程中，加深對(duì)流體力學(xué)原理的理解，并從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、安全地實(shí)現(xiàn)流液體輸送。本章學(xué)習(xí)指導(dǎo)1本章學(xué)習(xí)的目的97第一節(jié)泵的概述一、在石油化工工業(yè)中的地位：概念：輸送液體的機(jī)械叫做泵，泵的作用是為液體提供外加能量，提高液體的壓強(qiáng)，以便將液體由低處送往高處或送往遠(yuǎn)處。地位：占有極為重要的地位，是保證石油化工連續(xù)、安全生產(chǎn)的重要機(jī)器之一，應(yīng)用很廣泛。第一節(jié)泵的概述一、在石油化工工業(yè)中的地位：98二、泵的分類：1、按工作原理分：見書（第4頁(yè)）（1）葉片泵：借助于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使流體獲得能量。包括離心式、軸流式、混流式（2）容積式：利用活塞或轉(zhuǎn)子的擠壓使流體升壓以獲得能量。包括往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式輸送機(jī)械（3）流體作用式：依靠能量轉(zhuǎn)換原理以實(shí)現(xiàn)輸送流體任務(wù)。如噴射泵2、按泵的用途分：供料泵、循環(huán)泵、成品泵、高溫和低溫泵、廢液泵、特殊用泵等。二、泵的分類：99三、泵的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍離心泵主要適用于大中流量和中等壓力場(chǎng)合；往復(fù)泵主要適用于小流量和高壓場(chǎng)合；轉(zhuǎn)子泵和漩渦泵則適用于小流量和高壓的場(chǎng)合。其中離心泵具有適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用。三、泵的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍離心泵主要適用于大其100第二節(jié)離心泵的裝置及分類一、離心泵的裝置第二節(jié)離心泵的裝置及分類一、離心泵的裝置101包括葉輪和泵軸的旋轉(zhuǎn)部件

:平衡盤、推力盤、聯(lián)軸器、套筒、緊圈、固定環(huán)由泵殼、填料函和軸承組成的靜止部件：吸氣室、擴(kuò)壓器、彎道、回流器離心泵由兩個(gè)主要部分構(gòu)成：結(jié)構(gòu)

主要工作部件是葉輪和泵殼。葉輪通常是由5～7個(gè)弧形葉片和前、后圓形蓋板所構(gòu)成。葉輪用鍵和螺母固定在泵軸的一端。固定葉輪用的螺母通常采用左旋螺紋，以防反復(fù)起動(dòng)因慣性而松動(dòng)。

軸的另一端穿過填料箱伸出泵殼，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。泵殼呈螺線形，亦稱螺殼或蝸殼。包括葉輪和泵軸的旋轉(zhuǎn)部件:平衡盤、推力盤、聯(lián)軸器、套筒、緊102二、離心泵的分類：1、按葉輪吸入方式分：（1）單吸式離心泵：只有一個(gè)吸入口，應(yīng)用廣泛。Q=4.5~300m/h，H=8~150m（2）雙吸式離心泵：有兩個(gè)吸入口同時(shí)吸液。Qmax=2000m/h，H=10~110m2、按級(jí)數(shù)分類：（1）單級(jí)離心泵：只有一個(gè)葉輪，應(yīng)用廣泛，揚(yáng)程低。（2）多級(jí)離心泵：有兩個(gè)以上葉輪。一般為單吸式，H=100~650，Q=5~720m/h。3、按揚(yáng)程分類：低壓離心泵（H<20m)、中壓離心泵(h=20~100m)、高壓離心泵(H>100m)4、按泵的用途和輸送液體性質(zhì)分類：清水泵、泥漿泵、酸泵、堿泵、油泵、砂泵、低溫泵、高溫泵、屏蔽泵等。333二、離心泵的分類：333103第三節(jié)離心泵的基本原理一、離心泵的基本性能參數(shù)：

1.流量（Q）:離心泵在單位時(shí)間送到管路系統(tǒng)的液體體積，常用單位為L(zhǎng)/s或m3/h；2.揚(yáng)程（H）：離心泵對(duì)單位重量的液體所能提供的有效能量，其單位為m；應(yīng)當(dāng)注意，不要把揚(yáng)程和升揚(yáng)高度等同起來。用泵將液體從低處送到高處的高度，稱為升揚(yáng)高度。升揚(yáng)高度與泵的揚(yáng)程和管路特性有關(guān)，泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其升揚(yáng)高度值一定小于揚(yáng)程3.效率（）：由原動(dòng)機(jī)提供給泵軸的能量不能全部為液體所獲得，通常用效率來反映能量損失；4.軸功率（N）：

指離心泵的泵軸所需的功率，單位為W或kW。泵的軸功率N大于泵的有效功率N效5.允許吸上真空高度及允許汽蝕余量：后續(xù)第三節(jié)離心泵的基本原理一、離心泵的基本性能參數(shù)：104二、離心泵的工作原理：二、離心泵的工作原理：105泵殼內(nèi)必須先充滿液體，否則，易出現(xiàn)“氣縛”現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)：軸＋葉輪，旋轉(zhuǎn)離心力中心動(dòng)能高速離開葉輪外圍靜壓能葉片間液體:—液體被做功吸上原理：先將液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將液體甩向葉輪外緣，產(chǎn)生高的動(dòng)能，由于泵殼液體通道設(shè)計(jì)成截面逐漸擴(kuò)大的形狀，高速流體逐漸減速，由部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，即流體出泵殼時(shí)，表現(xiàn)為具有高壓的液體。在液體被甩向葉輪外緣的同時(shí)，葉輪中心液體減少，出現(xiàn)負(fù)壓（或真空），則常壓液體不斷補(bǔ)充至葉輪中心處。于是，離心泵葉輪源源不斷輸送著流體。何以得名離心泵，因?yàn)槿~輪旋轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生離心力，離心力產(chǎn)生高速度。

泵殼內(nèi)必須先充滿液體，原動(dòng)機(jī)：軸＋葉輪，旋轉(zhuǎn)離心力中106氣縛現(xiàn)象離心泵在啟動(dòng)前要灌滿液體，以排出泵內(nèi)的空氣。如果離心泵在啟動(dòng)前殼內(nèi)充滿的是氣體，則啟動(dòng)后葉輪中心氣體被拋時(shí)不能在該處形成足夠大的真空度，即：泵內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于液體，則產(chǎn)生的離心力小，不能將空氣甩出去，使泵殼內(nèi)形不成足夠的真空度，不能吸液。這樣槽內(nèi)液體便不能被吸上。這一現(xiàn)象稱為氣縛。。防止方法：（1）吸入管末端安裝單向底閥。底閥上裝有濾網(wǎng)。（2）啟動(dòng)前灌泵。氣縛現(xiàn)象離心泵在啟動(dòng)前要灌滿液體，以排出泵內(nèi)的空氣。防止方法107三、離心泵的理論揚(yáng)程先分析液體在葉輪中的流動(dòng)情況→再建立揚(yáng)程方程式→后分析其規(guī)律→得到管理（提高揚(yáng)程）的要點(diǎn)1.液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)情況及速度三角形為簡(jiǎn)化液體在葉輪內(nèi)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，作兩點(diǎn)假設(shè)：

①葉輪內(nèi)葉片的數(shù)目為無窮多理性葉片，即葉片的厚度為無限薄，從而可以認(rèn)為液體質(zhì)點(diǎn)完全沿著葉片的形狀而運(yùn)動(dòng)，亦即液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片的外形相重合；②輸送的是理想液體，由此在葉輪內(nèi)的流動(dòng)阻力可忽略。

三、離心泵的理論揚(yáng)程1.液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)情況及速度三角形為108*相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度ω：它是以與液體一起作等角速度的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)為參照系，液體質(zhì)點(diǎn)沿葉片從葉輪中心流到外緣的運(yùn)動(dòng)速度，即相對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度ω。*絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度c：它是以固定于地面的靜止坐標(biāo)作為參照系的液質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，稱為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度用c表示。三者關(guān)系：

速度三角形如圖示：三個(gè)速度構(gòu)成了速度Δ，α表示c與u之間的夾角，β表示ω與u反方向延長(zhǎng)線之間的夾角，α，β稱為流動(dòng)角，其大小與葉輪的結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)余弦定理，則：液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪內(nèi)的速度有三個(gè)：*圓周運(yùn)動(dòng)速度u：葉輪帶動(dòng)液體質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的速度，*相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度ω：它是以與液體一起作等角速度的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)為參109若將c分解為徑向分量Cr和圓周分量Cu，則分別為：（得出的公式結(jié)論將在后面用） 則：2、離心泵的基本方程：

離心泵葉輪通過葉片傳給液體的能量與液體的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，即與速度三角形有關(guān)。對(duì)于理想液體通過理想葉輪時(shí)，按照基本能量方程中動(dòng)量矩定理可知，單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)系對(duì)某軸的動(dòng)量矩變化，等于在同一時(shí)間內(nèi)作用于該質(zhì)點(diǎn)系的所有外力對(duì)同軸的力矩，得出：符號(hào)下加角標(biāo)1者，指葉輪進(jìn)口的參數(shù)，加下角標(biāo)2者，指在葉輪出口的參數(shù)。

該方程即為離心泵基本方程，也稱歐拉方程。不僅適用于離心泵，且適用于離心式風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)，是離心機(jī)械通用的基本方程若將c分解為徑向分量Cr和圓周分量Cu，（得出的公式結(jié)論將在110對(duì)歐拉方程式的分析歐拉方程I式①在離心泵設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭，一般使α1＝90°（液體徑向進(jìn)入葉片間通道），cosα1＝0即液體進(jìn)入葉輪流到時(shí)無預(yù)旋歐拉方程I式又根據(jù)進(jìn)出口速度三角形，根據(jù)余弦定律，可推導(dǎo)出歐拉II式Hp（靜壓頭）Hc(動(dòng)壓頭)離心力的作用下葉輪旋轉(zhuǎn)所增加的靜壓頭葉片間通道面積逐漸加大使液體的相對(duì)速度減少所增加的靜壓頭液體流經(jīng)葉輪后所增加的動(dòng)壓頭（在蝸殼中其中一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能）Hp用于克服裝置中的流阻、液位差和反壓。要求Hp大于這三者之和。Hc表現(xiàn)為液流的絕對(duì)速度增加。要求Hc不宜過大，因?yàn)镠c大流阻大。對(duì)歐拉方程式的分析歐拉方程I式①在離心泵設(shè)計(jì)中，為提高理論壓111②根據(jù)速度三角形c2u=c2cosα2

=u2–cr2ctgβ2w2α2c2u2cr2c2uβ2將上兩式代入歐拉方程II式后，得：設(shè)葉輪的外徑為D2，葉輪出口處的寬度為b2，理論流量QT?=cr2A

，則：β2β2α2稱為離心泵的基本方程式②根據(jù)速度三角形c2u=c2cosα2=u2–cr1123、有限葉片葉輪的理論揚(yáng)程實(shí)際葉輪的葉片是有限的，液體在兩葉片間流動(dòng)時(shí)，除沿葉片由內(nèi)向外流動(dòng)以外，還有軸向渦流，葉片間的流道越寬，渦流就越嚴(yán)重，由于渦流的影響，液體經(jīng)實(shí)際葉輪所獲得的理論揚(yáng)程小于實(shí)際揚(yáng)程，引入環(huán)流系數(shù)K：Ht=Kht∞K與葉片數(shù)目、葉輪外徑之比、葉片進(jìn)出口安裝角、葉片長(zhǎng)度及寬度、液體黏度等因素有關(guān)，一般在0.6~0.9，葉片數(shù)越多，K值越大。3、有限葉片葉輪的理論揚(yáng)程Ht=Kht∞K與葉片數(shù)目1134、葉片離角對(duì)理論揚(yáng)程的影響ⅰ）后彎葉片（葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反）ⅱ）徑向葉片ⅲ）前彎葉片靜壓小、動(dòng)壓大、噪音大、效率低、能量轉(zhuǎn)換中損失大、適宜風(fēng)機(jī)工況。介于后彎葉片與前彎葉片之間。對(duì)葉片出口角β2的討論：靜壓大、動(dòng)壓小、噪音小、效率高、工作平穩(wěn)、不會(huì)過載。4、葉片離角對(duì)理論揚(yáng)程的影響?。┖髲澣~片（葉片彎曲方向與葉輪114比較以上三種情況:1)尺寸和n相同的離心泵，在Q相同時(shí)，β2（前彎）越大，H越高2)表面上，以用前彎葉片為宜,實(shí)際中，考慮到各種損失，多用后彎葉3)Ht與所運(yùn)送流體的性質(zhì)無關(guān)。1.揚(yáng)程主要取決于葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速泵的封閉揚(yáng)程(Q=0)的理論值為:Ht∞max=u2／g，

要提高H，必須增大D2或提高n，D2關(guān)系到泵的外廓和重量，n受限于泵的汽蝕性能。離心泵n一般不超過8000～10000r／min，單級(jí)泵的H通常不超過150m。2.離心泵的揚(yáng)程隨流量而變，并與葉片出口角有關(guān)（彎曲方向）。當(dāng)用徑向葉片，即β2=90時(shí),即H與Q無關(guān)；當(dāng)用后彎葉片，即β2<90’時(shí)，ctgβ2>0，Q增大則Ht減?。?水泵)當(dāng)用前彎葉片，即β2>90‘時(shí)，Q增大則Ht增加。（風(fēng)機(jī)）3、離心泵的理論揚(yáng)程與所輸送的液體的性質(zhì)無關(guān)。輸送不同流體時(shí)，因密度ρ不同，則所產(chǎn)生的吸排壓差△p=ρgH和功率P=ρgQH/η也是不同的如果泵內(nèi)是空氣，空氣密度僅為水的1／800左右，泵能在吸排口間造成的壓差就很小。例如H為100m的水泵，其排送空氣時(shí)達(dá)到同樣的H氣，此時(shí)，它只能在吸排口間產(chǎn)生1.268kPa的壓差，在大氣壓下這只能將水吸上約12.9cm高。根據(jù)上圖（葉片出口角對(duì)理論揚(yáng)程的影響）和揚(yáng)程方程式，我們可以得出以下結(jié)論：比較以上三種情況:1.揚(yáng)程主要取決于葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速根據(jù)上圖115四、離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：實(shí)際揚(yáng)程不能進(jìn)行精確計(jì)算，和理論值差異很大，在工程中確定離心泵的揚(yáng)程有兩種情況：1、管路系統(tǒng)所需實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：

2、實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：四、離心泵實(shí)際揚(yáng)程的計(jì)算：116五、離心泵的性能曲線

離心泵的定速特性曲線：在既定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程、功率、效率等參數(shù)與流量的函數(shù)關(guān)系曲線稱之。通常，離心泵的特性曲線由制造廠附于泵的樣本或說明書中，是指導(dǎo)正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。1.H-Q曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系2.N-Q曲線：表示泵的軸功率與流量的關(guān)系

3.η-Q曲線：表示泵的效率與流量的關(guān)系離心泵性能曲線可以用理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)定兩種方法繪制1、理論分析法：依據(jù)離心泵基本方程將揚(yáng)程、流量、功率、效率之間的關(guān)系繪制出來并研究討論性能參數(shù)之間變化規(guī)律的方法。稱為理論性能曲線，能夠定性得出參數(shù)之間的關(guān)系。但是離心泵內(nèi)部存在各種損失，使得實(shí)際與理論之間存在明顯差別；2、實(shí)驗(yàn)測(cè)定法：在實(shí)際應(yīng)用時(shí)均是利用實(shí)驗(yàn)的方法繪制離心泵的性能曲線，裝置如圖

五、離心泵的性能曲線離心泵的定速特性曲線：在既定117最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn)一、Q-H曲線：離心泵都用后彎葉片，其Q-H曲線趨勢(shì)下傾。由于葉片出口角的不同，曲線形狀可分為三類：平坦型、徒降型、駝峰型三種最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn)一、Q-H曲線：離心泵都用后彎葉片，其Q-118

1.陡降形(高比轉(zhuǎn)數(shù))

1)葉片出口角β較小，H變化時(shí)Q變化較小

2)用于H變動(dòng)又不希望Q變化的場(chǎng)合(艙底水泵壓載泵等)Q-HQ-ηQ-PQ-△hr

1.陡降形(高比轉(zhuǎn)數(shù))Q-HQ-ηQ-PQ-△hr119

2.平坦形(中低比轉(zhuǎn)數(shù)泵)

1）葉片出口角β稍大，H變化時(shí)Q變化較大

2)用于那些經(jīng)常需要調(diào)節(jié)Q而又不希望節(jié)流損失太大的場(chǎng)合(凝水泵、鍋爐給水泵)。

3.駝峰形

1）葉片出口角β較大

2）其Q一H曲線就比較平坦，而在小Q時(shí)撞擊損失又大，于是Q—H曲線就會(huì)出現(xiàn)駝峰。

3）有駝峰形Q—H曲線的泵，工作時(shí)可能發(fā)生喘振

4）應(yīng)盡量避免使用

5）適當(dāng)限制葉片出口角和葉片數(shù)，即可避免出現(xiàn)駝峰

2.平坦形(中低比轉(zhuǎn)數(shù)泵)120二、Q-N曲線向上傾斜，即軸功率隨Q增大而增加。

在Q=0時(shí)，軸功率最小（35％～50％），這時(shí)泵的H(亦稱封閉揚(yáng)程)也不很高。泵關(guān)閉排出閥起動(dòng)電流較低，可減小電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，但封閉運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，效率為零，泵會(huì)發(fā)熱。

Q-HQ-ηQ-N二、Q-N曲線向上傾斜，即軸功率隨Q增大而增加。Q-HQ-η121三、由Q-η可以看出，泵在額定工況附近工作時(shí)，才具有較高的效率，因?yàn)轭~定工況即為設(shè)計(jì)工況，此時(shí)水流的撞擊損失較小。額定工況時(shí)的效率不低于最高效率的5%-8%。Q-HQ-ηQ-P三、由Q-η可以看出，泵在額定工況附近工作時(shí)，才具有較高的效122實(shí)際性能曲線的應(yīng)用：H-Q曲線是選擇和操作泵的主要依據(jù)；N-Q曲線是合理選擇原動(dòng)機(jī)功率和正常啟動(dòng)離心泵的依據(jù)Q-η曲線是檢查泵工作經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。實(shí)際性能曲線的應(yīng)用：123第八節(jié)

離心泵的主要零部件1-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；4-軸；5-密封環(huán)；6-葉輪螺母；7-止動(dòng)墊圈；8-軸蓋；9-填料壓蓋；10-填料環(huán)；11-填料；12-懸架軸承部件第八節(jié)離心泵的主要零部件1-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；41241、葉輪：是離心泵的主要部件，它安裝在泵軸上，當(dāng)泵軸在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，即帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將原動(dòng)機(jī)械的機(jī)械能傳給液體，使液體的動(dòng)能與靜壓能均有所增加。（1）構(gòu)成：葉片（+蓋板）6～12個(gè)葉片（前彎、后彎，徑向）流體通道（2）葉輪形狀：

閉式葉輪：前蓋板、后蓋板半開式：后蓋板開式：無蓋板

雙吸式：1、葉輪：是離心泵的主要部件，它安裝在泵軸上，當(dāng)泵軸在電動(dòng)機(jī)125（3）葉片形狀：圓柱形葉片（低比轉(zhuǎn)數(shù)用，便于制造）、扭曲性葉片（高比轉(zhuǎn)數(shù)用，可提高抗汽蝕性能，減少?zèng)_擊損失，提高效率）（4）葉輪材料：沒有特殊要求的：鑄鐵、鑄鋼；具有腐蝕性：青銅、不銹鋼、陶瓷、耐酸硅鐵、塑料等（3）葉片形狀：圓柱形葉片（低比轉(zhuǎn)數(shù)用，便于制造）、扭曲性葉126截面積逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道液體入口—中心2、泵殼：泵體的外殼，包圍葉輪出口—切線