大學化工原理第二章泵

第二章

流體輸送機械

2023/2/4第二章

流體輸送機械

第一節(jié)

液體輸送機械第二節(jié)

氣體輸送和壓縮設備2023/2/4

在食品的生產(chǎn)加工中，常常需要將流體從低處輸送到高處；從低壓送至高壓；沿管道送至較遠的地方。為達到此目的，必須對流體加入外功，以克服流體阻力及補充輸送流體時所不足的能量。2023/2/4要求了解流體輸送機械的分類掌握離心泵的構造、工作原理、性能參數(shù)及曲線、安裝高度、工作點的確定及調(diào)節(jié)、聯(lián)合工作、選用了解其他類型的流體輸送機械了解空氣輸送機械2023/2/4第一節(jié)

液體輸送機械

離心泵離心泵的操作原理、構造與類型離心泵的基本方程式

離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線

離心泵性能的改變

離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)

其他類型的泵2023/2/4

輸送液體的機械通稱為泵；

例如：離心泵、往復泵、旋轉泵和漩渦泵。

輸送氣體的機械按不同的工況分別稱為:

通風機、鼓風機、壓縮機和真空泵。

流體輸送機械種類：流體輸送機械：向流體作功以提高流體機械能的裝置。2023/2/4一．離心泵的構造、操作原理與類型1.構造2023/2/4葉輪軸

6~12片葉片機殼等。蝸牛形通道；葉輪偏心放；可減少能耗，有利于動能轉化為靜壓能。葉輪機殼底閥(防止“氣縛”)濾網(wǎng)(阻攔固體雜質(zhì))2023/2/4由若干個彎曲的葉片組成的葉輪置于具有蝸殼通道的泵殼之內(nèi)。葉輪緊固于泵軸上泵軸與電機相連，可由電機帶動旋轉。吸入口位于泵殼中央與吸入管路相連，并在吸入管底部裝一止逆閥。泵殼的側邊為排出口，與排出管路相連，裝有調(diào)節(jié)閥。2023/2/42023/2/42.離心泵的工作過程

開泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體。

開泵后，泵軸帶動葉輪一起高速旋轉產(chǎn)生離心力。液體在此作用下，從葉輪中心被拋向葉輪外周，壓力增高，并以很高的速度（15-25m/s）流入泵殼。2023/2/4在蝸形泵殼中由于流道的不斷擴大，液體的流速減慢，使

大部分動能轉化為壓力能。最后液體以較高的靜壓強從排出口流入排出管道。泵內(nèi)的液體被拋出后，葉輪的中心形成了真空，在液面壓強（大氣壓）與泵內(nèi)壓力（負壓）的壓差作用下，液體便經(jīng)吸入管路進入泵內(nèi)，填補了被排除液體的位置。

離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉葉輪所產(chǎn)生的離心力，因此稱為離心泵。

2023/2/4

3.氣縛現(xiàn)象離心泵啟動時，如果泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠小于液體的密度，葉輪旋轉所產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心處產(chǎn)生的低壓不足以造成吸上液體所需要的真空度，這樣，離心泵就無法工作，這種現(xiàn)象稱作“氣縛”。為了使啟動前泵內(nèi)充滿液體，在吸入管道底部裝一止逆閥。此外，在離心泵的出口管路上也裝一調(diào)節(jié)閥，用于開停車和調(diào)節(jié)流量。2023/2/44.基本部件和構造

1）葉輪a)葉輪的作用

將電動機的機械能傳給液體,使液體的動能有所提高。

b)葉輪的分類2023/2/4閉式葉輪開式葉輪

半閉式葉輪

葉片的內(nèi)側帶有前后蓋板，適于輸送干凈流體，效率較高。沒有前后蓋板，適合輸送含有固體顆粒的液體懸浮物。只有后蓋板，可用于輸送漿料或含固體懸浮物的液體，效率較低。2023/2/4按吸液方式

單吸式葉輪

雙吸式葉輪結構簡單。有軸向推力。用于小型泵具有較大的吸液能力，可較好的消除軸向推力。用于大型泵

2023/2/42）泵殼

泵殼的作用

——匯集液體，作導出液體的通道；使液體的能量發(fā)生轉換，一部分動能轉變?yōu)殪o壓能。

2023/2/4B.導葉輪

為了減少液體直接進入蝸殼時的碰撞，在葉輪與泵殼之間有時還裝有一個固定不動的帶有葉片的圓盤，稱為導葉輪。導葉輪上的葉片的彎曲方向與葉輪上葉片的彎曲方向相反，其彎曲角度正好與液體從葉輪流出的方向相適應，引導液體在泵殼的通道內(nèi)平緩的改變方向，使能量損失減小，使動能向靜壓能的轉換更為有效。2023/2/43）軸封裝置A軸封的作用

為了防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿軸的四周而漏出，或者外界空氣漏入泵殼內(nèi)。B

軸封的分類

軸封裝置

填料密封：

機械密封：

主要由填料函殼、軟填料和填料壓蓋組成，普通離心泵采用這種密封。

主要由裝在泵軸上隨之轉動的動環(huán)和固定于泵殼上的靜環(huán)組成，兩個環(huán)形端面由彈簧的彈力互相貼緊而作相對運動，起到密封作用。

端面密封2023/2/42023/2/42023/2/42023/2/42023/2/45、離心泵的分類1）按照軸上葉輪數(shù)目的多少

單級泵

多級泵

軸上只有一個葉輪的離心泵，適用于出口壓力不太大的情況；軸上不止一個葉輪的離心泵

，可以達到較高的壓頭。離心泵的級數(shù)就是指軸上的葉輪數(shù)，我國生產(chǎn)的多級離心泵一般為2-9級。

2）按葉輪上吸入口的數(shù)目單吸泵

雙吸泵

葉輪上只有一個吸入口，適用于輸送量不大的情況。葉輪上有兩個吸入口，適用于輸送量很大的情況。

2023/2/42023/2/43）按離心泵的不同用途

水泵

輸送清水和物性與水相近、無腐蝕性且雜質(zhì)很少的液體的泵,（B型）

耐腐蝕泵

接觸液體的部件（葉輪、泵體）用耐腐蝕材料制成。要求：結構簡單、零件容易更換、維修方便、密封可靠、用于耐腐蝕泵的材料有：鑄鐵、高硅鐵、各種合金鋼、塑料、玻璃等。（F型）油泵

輸送石油產(chǎn)品的泵，要求密封完善。（Y型）雜質(zhì)泵

輸送含有固體顆粒的懸浮液、稠厚的漿液等的泵，又細分為污水泵、砂泵、泥漿泵等。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在構造上是葉輪流道寬、葉片數(shù)目少。2023/2/42023/2/42023/2/4二、離心泵的基本方程式

1、離心泵基本方程式的導出

假設如下理想情況：1）泵葉輪的葉片數(shù)目為無限多個，也就是說葉片的厚度為無限薄，液體質(zhì)點沿葉片彎曲表面流動，不發(fā)生任何環(huán)流現(xiàn)象。2）輸送的是理想液體，流動中無流動阻力。

2023/2/4在高速旋轉的葉輪當中，液體質(zhì)點的運動包括：

液體隨葉輪旋轉；

經(jīng)葉輪流道向外流動。

液體與葉輪一起旋轉的速度u1或u2方向與所處圓周的切線方向一致，大小為：

工作角安裝角2023/2/4

液體沿葉片表面運動的速度ω1、ω2，方向為液體質(zhì)點所處葉片的切線方向，大小與液體的流量、流道的形狀等有關單位重量液體由點1到點2獲得的機械能為:單位重量理想液體，通過無數(shù)葉片的旋轉，獲得的能量稱作理論壓頭，用H∞表示。兩個速度的合成速度就是液體質(zhì)點在點1或點2處相對于靜止的殼體的速度，稱為絕對速度，用c1、c2來表示。2023/2/4HC:液體經(jīng)葉輪后動能的增加

HP:

液體經(jīng)葉輪后靜壓能的增加；靜壓能增加項HP主要由于兩方面的因素促成：1）液體在葉輪內(nèi)接受離心力所作的外功，單位質(zhì)量液體所接受的外功可以表示為：

2）葉輪中相鄰的兩葉片構成自中心向外沿逐漸擴大的液體流道，液體通過時部分動能轉化為靜壓能，這部分靜壓能的增加可表示為：

2023/2/4單位重量流體經(jīng)葉輪后的靜壓能增加為:（a）根據(jù)余弦定理，上述速度之間的關系可表示為：

2023/2/4代入（a）式，并整理可得到：(b)一般離心泵的設計中，為提高理論壓頭，使α1=90°，即cosα1=0——離心泵的基本方程式——離心泵理論壓頭的表達式

2023/2/4理論壓頭與理論流量QT關系

流量可表示為葉輪出口處的徑向速度與出口截面積的乘積從點2處的速度三角形可以得出代入

H=u2c2cosα2/g

——離心泵基本方程式

表示離心泵的理論壓頭與理論流量，葉輪的轉速和直徑、葉輪的幾何形狀間的關系。2023/2/4對于某個離心泵（即其β2、γ2、b2固定），當轉速ω一定時，理論壓頭與理論流量之間呈線形關系，可表示為：2023/2/42、離心泵基本方程式的討論1）離心泵的理論壓頭與葉輪的轉速和直徑的關系當葉片幾何尺寸（b2，β2）與理論流量一定時，離心泵的理論壓頭隨葉輪的轉速或直徑的增加而加大。2023/2/42）離心泵的理論壓頭與葉片幾何形狀的關系根據(jù)葉片出口端傾角β2的大小,葉片形狀可分為三種:工作角安裝角2023/2/4a）后彎葉片(β2<90°)，ctgβ2>0。泵的理論壓頭隨流量QT的增大而減小b）徑向葉片（β2=90°）ctgβ2=0。泵的理論壓頭不隨流量QT而變化。c）前彎葉片(β2>90°）ctgβ2<0。泵的理論壓頭隨理論流量QT的增大而增大。2023/2/4前彎葉片產(chǎn)生的理論壓頭最高，這類葉片是最佳形式的葉片嗎？NO

2023/2/4靜壓頭的增加：動壓頭的增加：

前彎葉片，動能的提高大于靜壓能的提高。由于液體的流速過大，在動能轉化為靜壓能的實際過程中，會有大量機械能損失，使泵的效率降低。一般都采用后彎葉片

2023/2/4

3、實際壓頭

離心泵的實際壓頭與理論壓頭有較大的差異，原因在于流體在通過泵的過程中存在著壓頭損失，它主要包括：1）葉片間的環(huán)流

2）流體的阻力損失

3）沖擊損失

2023/2/4三．離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線

1、離心泵的性能參數(shù)

1）離心泵的流量

指離心泵在單位時間里排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般用Q表示，單位為m3/h。又稱為泵的送液能力。2）離心泵的壓頭泵對單位重量的液體所提供的有效能量，以H

表示，單位為m。又稱為泵的揚程。2023/2/4離心泵的壓頭取決于：

泵的結構（葉輪的直徑、葉片的彎曲情況等）

轉速n

流量Q，

如何確定轉速一定時，泵的壓頭與流量之間的關系呢？實驗測定bc2023/2/4H的計算可根據(jù)b、c兩截面間的柏努利方程：離心泵的壓頭又稱揚程。必須注意，揚程并不等于升舉高度△Z，升舉高度只是揚程的一部分。

2023/2/4例２-１某離心泵以20℃水進行性能實驗，測得體積流量為720m3/h，泵出口壓力表讀數(shù)為3.82kgf/cm2，吸入口真空表讀數(shù)為210mmHg，壓力表和真空表間垂直距離為410mm，吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為350mm及300mm。試求泵的壓頭。解：根據(jù)泵壓頭的計算公式，則有真空計壓強表離心泵儲槽h02023/2/4查得水在20℃時密度為ρ＝998kg/m3，則

HM=3.82×10.0=38.2mH2O

HV=0.210×13.6=2.86ｍH2O計算進出口的平均流速將已知數(shù)據(jù)代入，則

2023/2/43）離心泵的效率

離心泵輸送液體時，通過電機的葉輪將電機的能量傳給液體。在這個過程中，不可避免的會有能量損失，也就是說泵軸轉動所做的功不能全部都為液體所獲得，通常用效率η來反映能量損失。這些能量損失包括：容積損失水力損失機械損失泵的效率反應了這三項能量損失的總和，又稱為總效率。與泵的大小、類型、制造精密程度和所輸送液體的性質(zhì)有關

2023/2/4容積損失容積損失是由于泵的泄漏造成的。離心泵在運轉過程中，有一部分獲得能量的高壓液體，通過葉輪與泵殼之間的間隙流回吸入口。從泵排出的實際流量要比理論排出流量為低，其比值稱為容積效率η1。2023/2/4水力損失原因：水力損失是由于流體流過葉輪、泵殼時，由于流速大小和方向要改變，且發(fā)生沖擊，而產(chǎn)生的能量損失。泵的實際壓頭要比泵理論上所能提供的壓頭為低,其比值稱為水力效率η2。2023/2/4機械損失原因：機械損失是泵在運轉時，在軸承、軸封裝置等機械部件接觸處由于機械磨擦而消耗部分能量。泵的軸功率大于泵的理論功率（即理論壓頭與理論流量所對應的功率）。理論功率與軸功率之比稱為機械效率η3。2023/2/44）軸功率及有效功率軸功率：

電機輸入離心泵的功率,用N表示，單位為J/S,W或kW有效功率：排送到管道的液體從葉輪獲得的功率，用Ne表示

軸功率和有效功率之間的關系為：有效功率可表達為

軸功率可直接利用效率計算2023/2/42、離心泵的特性曲線

離心泵的H、η

、N都與離心泵的Q有關，它們之間的關系由確定離心泵壓頭的實驗來測定，實驗測出的一組關系曲線：

H～Q、η～Q、N～Q

——離心泵的特性曲線

注意：特性曲線隨轉速而變。各種型號的離心泵都有本身獨自的特性曲線，但形狀基本相似，具有共同的特點2023/2/42023/2/41）H～Q曲線：表示泵的壓頭與流量的關系，離心泵的壓頭普遍是隨流量的增大而下降（流量很小時可能有例外）2）N～Q曲線：表示泵的軸功率與流量的關系，離心泵的軸功率隨流量的增加而上升，流量為零時軸功率最小。

離心泵啟動時，應關閉出口閥，使啟動電流最小，以保護電機。3）η～Q曲線：表示泵的效率與流量的關系，隨著流量的增大，泵的效率將上升并達到一個最大值，以后流量再增大，效率便下降。2023/2/4離心泵在一定轉速下有一最高效率點。離心泵在與最高效率點相對應的流量及壓頭下工作最為經(jīng)濟。

與最高效率點所對應的Q、H、N值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵的銘牌上標明的就是指該泵在運行時最高效率點的狀態(tài)參數(shù)。

注意：在選用離心泵時，應使離心泵在該點附近工作。一般要求操作時的效率應不低于最高效率的92%。2023/2/4四、離心泵性能的改變

1、液體性質(zhì)的影響

1）液體密度的影響

離心泵的流量

與液體密度無關。

離心泵的壓頭

與液體的密度無關

H～Q曲線不因輸送的液體的密度不同而變。泵的效率η不隨輸送液體的密度而變。

離心泵的軸功率與輸送液體密度有關。2023/2/42）粘度的影響

當輸送的液體粘度大于常溫清水的粘度時，泵的壓頭減小泵的流量減小泵的效率下降泵的軸功率增大

泵的特性曲線發(fā)生改變，選泵時應根據(jù)原特性曲線進行修正當液體的運動粘度小于20cst（厘池）時，如汽油、柴油、煤油等粘度的影響可不進行修正。2023/2/42、轉速對離心泵特性的影響

當液體的粘度不大且泵的效率不變時，泵的流量、壓頭、軸功率與轉速的近似關系可表示為：——比例定律

3、葉輪直徑的影響1）屬于同一系列而尺寸不同的泵，葉輪幾何形狀完全相似，b2/D2保持不變，當泵的效率不變時，

2023/2/42）某一尺寸的葉輪外周經(jīng)過切削而使D2變小，b2/D2變大

若切削使直徑D2減小的幅度在20%以內(nèi)，效率可視為不變，并且切削前、后葉輪出口的截面積也可認為大致相等,此時有：

---------切割定律

2023/2/4五、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與允許吸上高度

1、汽蝕現(xiàn)象

汽蝕產(chǎn)生的條件葉片入口附近K處的壓強PK等于或小于輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓

2023/2/42023/2/4汽蝕產(chǎn)生的后果：汽蝕發(fā)生時產(chǎn)生噪音和震動，葉輪局部在巨大沖擊的反復作用下，表面出現(xiàn)斑痕及裂紋，甚至呈海棉狀逐漸脫落液體流量明顯下降，同時壓頭、效率也大幅度降低，嚴重時會輸不出液體。2023/2/42、離心泵的允許吸上高度

離心泵的允許吸上高度又稱為允許安裝高度，指泵的吸入口與吸入貯槽液面間可允許達到的最大垂直距離，以Hg表示。Hgpa1100

2023/2/4貯槽液面0-0’與入口處1-1’兩截面間列柏努利方程,以0-0’為基準若貯槽上方與大氣相通，則P0即為大氣壓強Pa

Hgpa1100

？降低安裝高度減小減小2023/2/42、離心泵的允許吸上真空度

注意：HS’

單位是壓強的單位，通常以m液柱來表示。在水泵的性能表里一般把它的單位寫成m（實際上應為mH2O）?！x心泵的允許吸上真空度定義式將

代入得——允許吸上高度的計算式2023/2/4HS’值越大，表示該泵在一定操作條件下抗氣蝕性能好，安裝高度Hg越高。

HS’與泵的結構、流量、被輸送液體的物理性質(zhì)及當?shù)卮髿鈮旱纫蛩赜嘘P。通常由泵的制造工廠試驗測定，實驗在大氣壓為10mH2O下,以20℃清水為介質(zhì)進行的。2023/2/4HS’隨Q增大而減小確定離心泵安裝高度時應使用泵最大流量下的HS’進行計算若輸送其它液體，且操作條件與上述實驗條件不符時，需對HS’進行校正。2023/2/43、汽蝕余量為防止汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，在離心泵入口處液柱的靜壓頭與動壓頭之和必需大于液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓頭的一個最小值。

2023/2/4——氣蝕余量定義式△h與Hg

的關系當葉輪入口附近(k-k’)最小壓強等于液體的飽和蒸汽壓pv

時，泵入口處壓強(1-1’)必等于某確定的最小值p1。

在1-1’和k-k’間列柏努利方程：

2023/2/4當流量一定且流體流動為阻力平方區(qū)時，汽蝕余量僅與泵的結構和尺寸有關，是泵抗氣蝕性能參數(shù)。將

代入

——允許吸上高度的計算式△h隨Q增大而增大計算允許安裝高度時應取高流量下的△h值。2023/2/42023/2/4離心泵的汽蝕余量值也是由生產(chǎn)泵的工廠通過實驗測定的泵性能表上所列的△h值也是按輸送20℃的清水測定的，當輸送其它液體時應乘以校正系數(shù)予以校正，但因一般校正系數(shù)小于1，故把它作為外加的安全系數(shù)，不再校正。2023/2/44、離心泵的實際安裝高度離心泵的實際安裝高度應小于允許安裝高度，一般比允許值小0.5～1m。2023/2/4注意：1）離心泵的允許吸上真空度和允許汽蝕余量值是與其流量有關的，大流量下△h較大而HS’較小，因此，必須注意使用最大額定流量值進行計算。2）離心泵安裝時，應注意選用較大的吸入管路，減少吸入管路的彎頭、閥門等管件，以減少吸入管路的阻力。3）當液體輸送溫度較高或液體沸點較低時，可能出現(xiàn)允許安裝高度為負值的情況，此時，應將離心泵安裝于貯槽液面以下，使液體利用位差自流入泵內(nèi)。2023/2/4例2-2某臺離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=6m，現(xiàn)將該泵安裝在海拔高度為500m處，若夏季平均水溫為40℃。問修正后的Hs’應為多少？若吸入管路的壓頭損失為1mH2O，泵入口處動壓頭為0.2mH2O。問該泵安裝在離水面5m高度處是否合適？

Ｈｇ2023/2/4解:當水溫為40℃時，Hv=0.75m。查表得Ha=9.74m。

Hs’=Hs＋(Ha－10)－(Hv－0.24)

=6＋(9.74－10)－(0.75－0.24)=5.23m泵的安裝高度為:

Hｇ=Hs’－u12/2g－ΣHf=5.23－0.2－1=4.93m<5m故泵安裝在離水面5m高度處不合適。2023/2/4六、離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)

1、管路特性曲線與泵的工作點

1）管路特性曲線

管路特性曲線

流體通過某特定管路時所需的壓頭與液體流量的關系曲線。

在截面1-1′與2-2′

間列柏努利方程式，并以1-1′截面為基準水平面，則液體流過管路所需的壓頭為：2023/2/4式中：上式簡化為

而令2023/2/4——管路的特性方程在特定管路中輸送液體時，管路所需的壓頭隨所輸送液體流量Q的平方而變.2023/2/42）離心泵的工作點離心泵的特性曲線與管路的特性曲線的交點M，就是離心泵在管路中的工作點。

M點所對應的流量Qe和壓頭He表示離心泵在該特定管路中實際輸送的流量和提供的壓頭。2023/2/4

2、離心泵的流量調(diào)節(jié)1）改變出口閥開度——改變管路特性曲線

閥門關小時：管路局部阻力加大，管路特性曲線變陡，工作點由原來的M點移到M1點，流量由QM降到QM1；

A2023/2/4當閥門開大時：管路局部阻力減小，管路特性曲線變得平坦一些，工作點由M移到M2流量加大到QM2。

優(yōu)點：調(diào)節(jié)迅速方便，流量可連續(xù)變化；缺點：流量阻力加大，要多消耗動力，不經(jīng)濟。

2023/2/42）改變泵的轉速——改變泵的特性曲線若把泵的轉速提高到n1：則H~Q線上移，工作點由M移至M1，流量由QM

加大到QM1；2023/2/4若把泵的轉速降至n2：則H~Q線下移，工作點移至M2,流量減小到QM2優(yōu)點：流量隨轉速下降而減小，動力消耗也相應降低；缺點：需要變速裝置或價格昂貴的變速電動機，難以做到流量連續(xù)調(diào)節(jié)，生產(chǎn)中很少采用。

2023/2/43)車削葉輪的外徑

車削葉輪的外徑是離心泵調(diào)節(jié)流量的一種獨特方法。在車床上將泵葉輪的外徑車小，這時葉輪直徑、流量、壓頭和功率之間關系，可進行計算。

切割定律2023/2/44)幾種流量調(diào)節(jié)方法的比較采用什么方法來調(diào)節(jié)流量，關系到能耗問題。改變閥門開度調(diào)節(jié)流量方法簡便，應用廣泛。但關小閥門會使阻力加大，因而需要多消耗一部分能量以克服附加的阻力，該法不經(jīng)濟的。改變轉速調(diào)節(jié)流量可保持管路特性曲線不變，流量隨轉速下降而減小，動力消耗也相應降低，因節(jié)能效果顯著，但需要變速裝置，難以做到流量連續(xù)調(diào)節(jié)。2023/2/4改變?nèi)~輪直徑可改變泵的特性曲線，但可調(diào)節(jié)流量范圍不大，且直徑減小不當還會降低泵的效率。

在輸送流體量不大的管路中，一般都用閥門來調(diào)節(jié)流量，只有在輸液量很大的管路才考慮使用調(diào)速的方法。2023/2/43、離心泵的聯(lián)合工作1）串聯(lián)組合泵的特性曲線

兩臺相同型號的離心泵串聯(lián)組合，在同樣的流量下，其提供的壓頭是單臺泵的兩倍。2023/2/42）并聯(lián)組合泵的特性曲線

兩臺相同型號的離心泵并聯(lián)，若其各自有相同的吸入管路，則在相同的壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單泵的兩倍。

2023/2/43）離心泵組合方式的選擇

對于低阻輸送管路a，并聯(lián)組合泵流量的增大幅度大于串聯(lián)組合泵；對于高阻輸送管路b，串聯(lián)組合泵的流量增大幅度大于并聯(lián)組合泵。低阻輸送管路----并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；高阻輸送管路----串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。2023/2/4七、離心泵的類型、選用、安裝和使用1.離心泵的類型1）清水泵（IS、D、Sh）2）耐腐蝕泵（F）3）油泵（Y）4）雜質(zhì)泵（P）2023/2/4離心泵的代號說明IS100-80-160IS——單級單吸離心水泵100——泵的吸入口內(nèi)徑，mm80——泵的排出口內(nèi)徑，mm160——泵的葉輪直徑，mm2023/2/4離心泵的代號說明40FM1-2640——泵的吸入口內(nèi)徑，mmF——懸臂式耐腐蝕離心泵M——與液體接觸部件的材料代號1——軸封類型代號26——泵的揚程，m2023/2/4離心泵的代號說明100Y-120×2100——泵的吸入口內(nèi)徑，mmY——單吸離心油泵120——泵的單級揚程，m2——葉輪級數(shù)2023/2/42.離心泵的選用

選擇離心泵的基本原則，是以能滿足液體輸送的工藝要求為前提的。

步驟（1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭

流量一般為生產(chǎn)任務所規(guī)定。根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努利方程式計算管路所需的壓頭。2023/2/4（2）選擇泵的類型與型號根據(jù)輸送液體性質(zhì)和操作條件確定泵的類型；按確定的流量和壓頭從泵樣本產(chǎn)品目錄選出合適的型號；如果沒有適合的型號，則應選定泵的壓頭和流量都稍大的型號；如果同時有幾個型號適合，則應列表比較選定按所選定型號，進一步查出其詳細性能數(shù)據(jù)。2023/2/4（3）校核泵的特性參數(shù)如果輸送液體的粘度和密度與水相差很大，則應核算泵的流量與壓頭及軸功率。2023/2/42、離心泵的安裝和使用

1）泵的安裝高度

為了保證不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象或泵吸不上液體，泵的實際安裝高度必須低于理論上計算的最大安裝高度，同時，應盡量降低吸入管路的阻力。2023/2/42）啟動前先“灌泵”

這主要是為了防止“氣傅”現(xiàn)象的發(fā)生，在泵啟動前，向泵內(nèi)灌注液體直至泵殼頂部排氣嘴處在打開狀態(tài)下有液體冒出時為止。3）離心泵應在出口閥門關閉時啟動

為了不致啟動時電流過大而燒壞電機，泵啟動時要將出口閥完全關閉，等電機運轉正常后，再逐漸打開出口閥，并調(diào)節(jié)到所需的流量。2023/2/44）關泵的步驟

關泵時，一定要先關閉泵的出口閥，再停電機。否則，壓出管中的高壓液體可能反沖入泵內(nèi)，造成葉輪高速反轉，使葉輪被損壞。5）運轉時應定時檢查泵的響聲、振動、滴露等情況，觀察泵出口壓力表的讀數(shù)，以及軸承是否過熱等。

2023/2/4例題：用泵把20℃的苯從地下貯罐送到高位槽，流量為300l/min。高位槽液面比貯罐液面高10m。泵吸入管用

89×4mm的無縫鋼管，直管長為15m，管上裝有一個底閥(可初略地按旋啟式止回閥全開時計算)、一個標準彎頭；泵排出管用

57×3.5mm的無縫鋼管，直管長度為50m，管路上裝有一個全開的截止閥和三個標準彎頭。貯罐和高位槽上方均為大氣壓。設貯罐液面維持恒定。試選擇合適的泵。11’22’10m7m7m2023/2/4式中，z1=0,z2=10m,p1=p2,u10,u2

0

∴W=9.81×10+∑hf解：

依題意，繪出流程示意圖。取截面和基準面，如圖所示。在兩截面間列柏努利方程，則有2023/2/4進口段：d=89-2×4=81mm,l=15m查圖，得=0.0292023/2/4進口段的局部阻力：底閥：le=6.3m彎頭：le=2.73m進口阻力系數(shù)：=0.52023/2/4d=57-2×3.5=50mm,l=50m查圖，得=0.0313出口段：2023/2/4出口段的局部阻力：全開閘閥：le=0.33m全開截止閥：le=17m標準彎頭(3)：le=1.6×3=4.8m出口阻力系數(shù)：=1.0總阻力：2023/2/4軸功率：選泵Q泵=1.1×300×60/1000=19.8m3/hH泵=1.1×(w/g)=1.1×(252.4/9.81)=28.33m從離心泵的產(chǎn)品目錄中選擇泵：2B31，其參數(shù)為：流量：20m3/h；揚程：30.8m;轉速：2900r/min;功率：2.6kW;效率：64%；允許吸上真空高度：7.2m2023/2/4校正安裝高度允許：Hs’=Hs+(Ha-10)-(Hv-0.24)=7.2+(10-10)-(0.24-0.24)=7.2m安裝高度：所以，所選泵不可用。2023/2/4例2-4如附圖所示，今有一輸送河水的任務，要求將某處河水以80m3/h的流量，輸送到一高位槽中，已知高位槽水面高出河面10m，管路系統(tǒng)的總壓頭損失為7mH2O。試選擇一適當?shù)碾x心泵,并估算由于閥門調(diào)節(jié)而多消耗的軸功率。11’22’10m2023/2/4解根據(jù)已知條件，選用清水泵。取河面1-1’截面,高位槽水面2-2’截面,以為1-1’基準面，并取1-1’與2-2’間列柏努利方程式，則根據(jù)流量Q(80m3/h)和H(17m)可選4B20型號的泵。由附錄查得該泵性能為：流量90m3/h；壓頭20mH2O；軸功率6.36kW；效率78%。由于所選泵壓頭較高，操作時靠關小閥門調(diào)節(jié)，因此多消耗功率為：2023/2/42023/2/4在管路系統(tǒng)裝有離心泵，管徑均為60mm，吸入管直管長度6m，壓出管長度13m，摩擦系數(shù)均為0.03，閥門阻力系數(shù)6.4，管路兩端面的水面高差10m，管內(nèi)流量0.012m3/s，試求：1.泵的揚程2.泵進口處斷面上的壓強3.如果是高位槽中的水沿同樣管路流回，不計泵內(nèi)阻力，是否可流過同樣流量。彎頭阻力系數(shù)0.75，高位槽水面保持不變。2023/2/42023/2/42023/2/42023/2/42-2其他類型泵

按工作原理分葉片式泵——有高速旋轉的葉輪。如離心泵、軸流泵、渦流泵。往復泵——靠往復運動的活塞排擠液體。如活塞泵、柱塞泵等。旋轉式泵——靠旋轉運動的部件推擠液體。如齒輪泵、螺桿泵等。2023/2/4一、往復泵1、往復泵的結構及工作原理

往復泵是一種容積式泵，它依靠作往復運動的活塞依次開啟吸入閥和排出閥從而吸入和排出液體。

2023/2/4往復泵的結構主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入單向閥和排出單向閥。活塞經(jīng)傳動和機械在外力作用下在泵缸內(nèi)作往復運動?；钊c單向閥之間的空隙稱為工作室。2023/2/4工作原理：當活塞自左向右移動時，工作室的容積增大，形成低壓，貯池內(nèi)的液體經(jīng)吸入