康勇版過程流體機(jī)械41泵

4.泵精品資料重點(diǎn)(zhòngdiǎn)講：離心泵

（CentrifugalPump)主要內(nèi)容：1、離心泵的結(jié)構(gòu)2、離心泵的理論計(jì)算3、離心泵的吸入特性4、離心泵的性能及調(diào)節(jié)5、相似(xiānɡsì)理論，其他泵精品資料4.1概述泵——用來輸送液體的葉輪機(jī)械。即把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體能的葉輪機(jī)械。（一）泵的種類離心式葉輪式——軸流式混流式旋渦式

泵往復(fù)式：活塞泵；柱塞泵；隔膜泵容積式——回轉(zhuǎn)式：齒輪泵；螺桿泵；滑片泵；羅茨泵；滾動(dòng)活塞泵；搖擺轉(zhuǎn)子泵；…….

其他類型：噴射泵；震動(dòng)泵；水錘泵；真空泵；酸蛋……泵的種類很多，應(yīng)用面很廣，屬于通用機(jī)械。泵應(yīng)用范圍：水利、農(nóng)業(yè)、化工、石油、采礦、造船、城市、環(huán)保、醫(yī)藥、衛(wèi)生、軍事、交通、各類廠礦(chǎngkuàng)等。其中離心泵占95%以上。精品資料混流泵離心泵精品資料軸流泵精品資料精品資料旋渦泵精品資料射流(shèliú)泵精品資料水錘(shuǐchuí)泵精品資料真空泵酸蛋軟管(ruǎnɡuǎn)泵精品資料4.1.1離心泵（一）.離心泵的工作原理葉輪(yèlún)泵與離心式壓縮機(jī)工作原理相同。工作原理：靠葉輪(yèlún)的高速旋轉(zhuǎn)，由葉片撥動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)，使液體產(chǎn)生離心力，離心力使液體產(chǎn)生動(dòng)能和壓能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向液壓能（液力能）的轉(zhuǎn)化。吸入原理：葉輪(yèlún)中心被吸空后，形成真空，液體在外界大氣壓力的作用下，推動(dòng)液體沿吸入管進(jìn)入泵輪。精品資料（二）.離心泵的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：⑴排量大、平穩(wěn)均勻。⑵結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，尺寸小，重量輕。⑶易損件少，檢修、管理和使用方便。⑷可與高速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，速度(sùdù)越高，壓頭越高。⑸容易實(shí)現(xiàn)多級(jí)，滿足高壓頭。如：高壓水泵：11級(jí)，H=2300m電動(dòng)潛油離心泵：180、201、330、453、526級(jí)，H=2000~3500m。精品資料缺點(diǎn)：⑴不適應(yīng)小流量工況。⑵同功率下沒有(méiyǒu)往復(fù)式泵的壓力高。⑶輸送高粘度、含砂、雜質(zhì)液體的問題多。⑷泵吸入管與泵腔內(nèi)需要灌滿液體后啟動(dòng)。

如：高速泵：n=10000r/min,單級(jí)揚(yáng)程：H=1150mn=25000r/min,單級(jí)揚(yáng)程：H=1760m精品資料（三）離心泵的分類(fēnlèi)1.按葉輪數(shù)目分：⑴單級(jí)泵：懸臂式單葉輪結(jié)構(gòu)。⑵多級(jí)泵：2~526個(gè)葉輪。2.按吸入方式分：⑴單吸式：一個(gè)吸入口。⑵雙吸式：二個(gè)吸入口。3.按揚(yáng)程分（壓力分）：⑴低壓泵：H<20m水柱（p<0.2MPa)。⑵中壓泵：H=20~160m水柱（p=0.2~1.6MPa)。⑶高壓泵：H>160m水柱（p>1.6MPa)。4.按用途分：清水泵、污水泵、酸泵、減泵、熱油泵、稠油泵……5.其他：臥式泵、立式泵、斜式泵、軸流泵、混流泵、旋渦泵、潛水泵等。精品資料精品資料（四）離心泵的主要結(jié)構(gòu)

普通離心泵結(jié)構(gòu)：泵殼—蝸殼—軸—葉輪(yèlún)—盤根密封—吸入管—排出管—軸支架。精品資料（1）.葉輪：閉式葉輪——清水泵半開式葉輪——污水泵、稠油泵、砂泵、高速(ɡāosù)泵、部分流泵開式葉輪——軸流泵。雙吸葉輪——雙吸清水泵。精品資料（2）.密封裝置：①葉輪與殼體吸入口之間：平接密封環(huán)式（屬于內(nèi)泄漏）迷宮式密封環(huán)式②泵殼與軸之間：填料密封式。石棉(shímián)繩填料；石墨浸石棉(shímián)填料。（屬于外泄漏）機(jī)械密封。端面動(dòng)、靜環(huán)接觸式密封。內(nèi)裝式；外裝式

精品資料精品資料（3）.軸向力平衡裝置軸向力的產(chǎn)生：由于吸入口壓力(yālì)p1與葉輪出口壓力(yālì)p2不同。p1<<p2葉輪蓋板前后形成一個(gè)軸向力：軸向力會(huì)引起軸竄動(dòng)、葉輪磨損。

精品資料常見軸向力平衡方式：單級(jí)泵：⑴平衡孔：葉輪后蓋鉆幾個(gè)孔，使中心處壓力相等。⑵平衡管：葉輪背部(bèibù)中心與泵吸入口用管子聯(lián)同，使壓力相等。⑶葉輪后蓋徑向筋板（小葉片）：把背部(bèibù)液體打走，形成真空。多級(jí)泵：⑴葉輪背靠背排列：如雙吸式葉輪。⑵自動(dòng)平衡盤：自動(dòng)調(diào)節(jié)軸向壓力，達(dá)到平衡。⑶平衡鼓：無磨損，有泄漏。⑷平衡盤與平衡鼓組合：泄漏少，能自動(dòng)平衡軸向力。精品資料（4）.離心泵的命名(mìngmíng)

如：IS25030A150D60×55Y57A↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑吸入口直徑(zhíjìng)mm揚(yáng)程m第一次切割吸口直徑mm多級(jí)泵揚(yáng)程m級(jí)數(shù)吸口直徑英寸單級(jí)單吸泵精品資料單級(jí)單吸清水(qīnɡshuǐ)離心泵IS——國際標(biāo)準(zhǔn)號(hào)如：IS50—32—12550——泵入口直徑；32——泵出口(chūkǒu)直徑；125——泵葉輪直徑精品資料精品資料精品資料4.1.2.離心泵的主要性能參數(shù)主要參數(shù)：q、H、N、η、n（1）流量q：定義：泵在單位時(shí)間(shíjiān)內(nèi)輸送出去的液體量。體積流量：有效流量（排出流量）單位：理論流量（吸入流量）單位：質(zhì)量流量:單位：吸入流量：式中：∑q——單位時(shí)間(shíjiān)內(nèi)泵的泄漏量（內(nèi)、外泄漏）精品資料（2）揚(yáng)程H定義：每單位重量液體從葉輪上所獲得的有效能量。用液柱高度表示的稱揚(yáng)程：H單位：米，m用壓力表示的稱為壓頭（能量頭）：p單位：MPa，

液體重度：泵的出口揚(yáng)程，即泵的實(shí)際揚(yáng)程為：H由伯努利方程(fāngchéng)：理論揚(yáng)程：Ht=H+∑hhyd式中：∑hhyd——泵內(nèi)液體摩擦阻力損失和沖擊損失的總和。精品資料（3）功率(gōnglǜ)N泵的功率(gōnglǜ)N通常指泵軸上的輸入功率(gōnglǜ)，即：軸功率(gōnglǜ)、銘牌功率(gōnglǜ)、額定功率(gōnglǜ)。①軸功率(gōnglǜ)N定義：單位時(shí)間內(nèi)原動(dòng)機(jī)傳遞給泵主軸上的功。N=Ni+Nm=Ne/η式中：Nm—機(jī)械損失功率(gōnglǜ)，包括機(jī)械摩擦損失和輪阻損失②有效功率(gōnglǜ)：Ne泵的輸出功率(gōnglǜ)，即單位時(shí)間內(nèi)泵出口液體所獲得的能量。精品資料上式中各參數(shù)：揚(yáng)程：H—m，流量(liúliàng)：qv—壓力：p—MPa密度：ρ—，重力加速度：g=9.81③內(nèi)功率Ni：也叫：水力功率、葉輪功率。單位時(shí)間內(nèi)葉輪傳給液體的能量。精品資料NiNeN精品資料（4）效率泵內(nèi)效率分為：容積效率ηv、水力效率ηhyd、機(jī)械效率(jīxièxiàolǜ)ηmec。泵的總效率：①容積效率ηv：衡量泵泄漏所造成的能量損失。精品資料②水力效率ηhyd：衡量(héngliáng)泵內(nèi)液體沿程摩擦和沖擊所造成的能力損失。③機(jī)械效率ηm：衡量(héngliáng)泵內(nèi)機(jī)械摩擦和輪阻所造成的能量損失。精品資料（5）轉(zhuǎn)速n泵主軸轉(zhuǎn)速，即葉輪的轉(zhuǎn)速。直聯(lián)電機(jī)時(shí)，泵轉(zhuǎn)速及為電機(jī)轉(zhuǎn)速。常用電機(jī)：n=1800~2900r/min(轉(zhuǎn)/分，rpm）（6）允許汽蝕余量〔NPSH〕衡量泵吸入性能的抗汽蝕能力，用來標(biāo)定(biāodìnɡ)泵的安裝高度。精品資料4.1.3離心泵的基本(jīběn)方程式(一).泵葉輪(yèlún)進(jìn)、出口速度三角形(1).進(jìn)出口速度三角形c1=u1+w1w1u1c1β1α1C1rC1u精品資料進(jìn)口(jìnkǒu)速度矢量和：C1=u1+w1式中：——葉片厚度對斷面影響系數(shù)。取=0.9~0.95。q——理論流量（設(shè)計(jì)流量）。精品資料葉輪(yèlún)上的速度：精品資料(2).葉輪(yèlún)出口速度三角形

C2=u2+w2精品資料（二）.離心泵的基本方程——?dú)W拉方程式利用動(dòng)量矩定理(dìnglǐ)推導(dǎo)出基本方程式——?dú)W拉方程式。

歐拉渦輪方程表述了葉輪對單位重量液體所作的功。

精品資料（1）理論流量下無限多葉片(yèpiàn)揚(yáng)程：（額定流量下）液體進(jìn)入葉輪無預(yù)旋、無沖擊，沿葉道徑向進(jìn)入葉輪。由出口速度三角形：理論揚(yáng)程：精品資料（2）有限葉片的理論(lǐlùn)揚(yáng)程考慮葉片厚度造成葉道內(nèi)產(chǎn)生軸向渦流，使周向分速度減小。根據(jù)斯陀道拉公式得：精品資料泵出口揚(yáng)程(yángchéng)（有效揚(yáng)程(yángchéng)）：

泵內(nèi)流動(dòng)損失：

水力效率：精品資料

（三）.工程(gōngchéng)中測定泵有效揚(yáng)程

泵的理論揚(yáng)程(yángchéng)Ht是葉輪上的揚(yáng)程(yángchéng)，即葉輪實(shí)際輸給液體的能量。泵出口揚(yáng)程(yángchéng)（泵有效揚(yáng)程(yángchéng)）：H=Ht-hhydhhyd——泵內(nèi)流動(dòng)阻力損失。

當(dāng)水力效率和泵內(nèi)流動(dòng)阻力損失hhyd不知道或無法測定時(shí)，可在泵的進(jìn)出口安裝壓力表，用壓力表讀書來計(jì)算出泵的有效揚(yáng)程(y