離心泵 優(yōu)秀獎

離心泵授課人：劉鵬鵬目錄一、概述二、離心泵概述01part一、液體輸送機械的作用我們常將液體輸送機械比喻為使過程正常進(jìn)行的“心臟”，是用來從外部對流體做功，增加流體的機械能，來使流體進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送、從低處送到高處、從外壓設(shè)備向高壓設(shè)備輸送等。二、液體輸送機械的分類2023/5/13流體輸送機械：向流體作功以提高流體機械能的裝置，分為：輸送液體的機械通稱為泵；

例如：離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵和漩渦泵。輸送氣體的機械按不同的工況分別稱為:

通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、壓縮機和真空泵。

離心泵02part一．離心泵的工作原理與主要部件的構(gòu)造1、工作原理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(zhuǎn)。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(cè)邊為排出口，與排出管路相連，裝有調(diào)節(jié)閥。離心泵的工作過程：開泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體（灌泵）。

開泵后，泵軸帶動葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)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。

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(zhuǎn)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(fù)壓）的壓差作用下，液體便經(jīng)吸入管路進(jìn)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(zhuǎn)葉輪所產(chǎn)生的離心力，因此稱為離心泵。氣縛離心泵啟動時，如果泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，葉輪旋轉(zhuǎn)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”。離心泵開啟前灌泵是為了防止氣縛。

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。2、主要部件及其構(gòu)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

根據(jù)結(jié)構(gòu)閉式葉輪開式葉輪

半閉式葉輪

葉片的內(nèi)側(cè)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。按吸液方式

單吸式葉輪

雙吸式葉輪液體只能從葉輪一側(cè)被吸入，結(jié)構(gòu)簡單。相當(dāng)于兩個沒有蓋板的單吸式葉輪背靠背并在了一起，可以從兩側(cè)吸入液體，具有較大的吸液能力，而且可以較好的消除軸向推力。

2）泵殼

泵殼的作用

匯集液體，作導(dǎo)出液體的通道；使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。

導(dǎo)葉輪為了減少液體直接進(jìn)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(dǎo)葉輪。導(dǎo)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(yīng)，引導(dǎo)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(zhuǎn)換更為有效。

3）軸封裝置：泵軸與泵殼之間的密封填料密封機械密封二．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。離心泵的壓頭取決于：泵的結(jié)構(gòu)（葉輪的直徑、葉片的彎曲情況等）

轉(zhuǎn)速n

流量Q，如何確定轉(zhuǎn)速一定時，泵的壓頭與流量之間的關(guān)系呢？實驗測定H的計算可根據(jù)3、2兩截面間（兩點的分別用b、c表示）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。

3）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(zhuǎn)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:由泵的內(nèi)泄引起水力損失：由液體在泵殼和葉輪內(nèi)流向、流速的不斷改變和產(chǎn)生沖擊和摩擦而引起。機械損失：由泵軸與軸承、泵軸與填料之間或機械密封的動靜環(huán)之間的摩擦損失以及液體與葉輪的蓋板之間的摩擦損失引起泵的效率反應(yīng)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(guān)

4）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(guān)系為：有效功率可表達(dá)為

軸功率可直接利用效率計算三、離心泵的特性曲線及其影響因素分析

1、性能曲線離心泵的H、η、N都與離心泵的Q有關(guān)，它們之間的關(guān)系由確定離心泵壓頭的實驗來測定，實驗測出的一組關(guān)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(zhuǎn)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。

1）H～Q曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)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(guān)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(yīng)關(guān)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(guān)系，隨著流量的增大，泵的效率將上升并達(dá)到一個最大值，以后流量再增大，效率便下降。離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點。離心泵在與最高效率點相對應(yīng)的流量及壓頭下工作最為經(jīng)濟。與最高效率點所對應(yīng)的Q、H、N值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵的銘牌上標(biāo)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(yīng)使離心泵在該點附近工作。一般要求操作時的效率應(yīng)不低于最高效率的92%。2.影響離心泵性能的主要因素1）液體密度的影響

離心泵的流量

與液體密度無關(guān)。

離心泵的壓頭

與液體的密度無關(guān)

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(guān)。2）粘度的影響

當(dāng)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(yīng)根據(jù)原特性曲線進(jìn)行修正當(dāng)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(jìn)行修正。3）轉(zhuǎn)速對離心泵特性的影響

當(dāng)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(zhuǎn)速的近似關(guān)系可表示為：——比例定律

4）葉輪直徑的影響若切削使直徑D2減小的幅度在20%以內(nèi)，效率可視為不變，此時有：---------切割定律四、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

2023/5/13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(guān)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(zhǔn)水平面，則液體流過管路所需的壓頭為：2023/5/13式中：上式簡化為

而令2023/5/13——管路的特性方程2）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。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

。2023/5/13M點所對應(yīng)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。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(guān)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；

2023/5/13當(dāng)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。

2）改變泵的轉(zhuǎn)速——改變泵的特性曲線若把泵的轉(zhuǎn)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；2023/5/13若把泵的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速下降而減小，動力消耗也相應(yīng)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)，化工生產(chǎn)中很少采用。改變泵的特性，我們還可以改變?nèi)~輪直徑，更不方便，較少用。五、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度

1、汽蝕現(xiàn)象

2023/5/13當(dāng)貯槽液面上的壓強一定時，吸上高度越高，則泵入口壓強越小，當(dāng)葉輪入口壓強降至輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時，液體就會部分汽化，產(chǎn)生的大量汽泡隨液體進(jìn)入高壓區(qū)時，又被周圍的液體壓粹，而重新凝結(jié)為液體。在汽泡凝結(jié)時，氣泡處形成真空，周圍的液體以極大的速度沖向汽泡中心。這種極大的沖擊力可使葉輪和泵殼表面的金屬脫落，形成斑點、小裂縫，稱為汽蝕。汽蝕發(fā)生時，泵體因受沖擊而發(fā)生振動，并發(fā)出噪音；因產(chǎn)生大量汽泡，使流量、揚程下降，嚴(yán)重時不能工作。2023/5/13——氣蝕余量定義式2、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須大于液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓頭的一個最小值。離心泵的氣蝕余量

值也是由生產(chǎn)泵的工廠通過實驗測定的2023/5/13貯槽液面0-0’與入口處1-1’兩截面間列柏努利方程若貯槽上方與大氣相通，則P0即為大氣壓強Pa

3、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(dá)到的最大垂直距離，以Hg表示。離心泵的實際安裝高度離心泵的實際安裝高度應(yīng)小于允許安裝高度，一般比允許值小0.5～1m。2023/5/13NPSH與Hg

的關(guān)系——允許吸上高度的計算式例2-51.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(dá)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。六、離心泵的選用、安裝與操作

3）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(jié)構(gòu)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(xì)分為污水泵、砂泵、泥漿泵等。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在構(gòu)造上是葉輪流道寬、葉片數(shù)目少。二、離心泵的選擇

1）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭：一般情況下液體的輸送量是生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定的，如果流量在一定范圍內(nèi)波動，選泵時按最大流量考慮，然后，根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努利方程計算出在最大流量下管路所需壓頭。

2）選擇泵的類型與型號：首先根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，按已確定的流量和壓頭從泵樣本或產(chǎn)品目錄中選出適合的型號。若是沒有一個型號的H、Q與所要求的剛好相符，則在鄰近型號中選用H和Q都稍大的一個；若有幾個型號的H和Q都能滿足要求，那么除了考慮那一個型號的H和Q外，還應(yīng)考慮效率η在此條件下是否比較大。3)核算軸功率:若輸送液體的密度大于水的密度時，按

來計算泵的軸功率。

三、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