2023學(xué)年完整公開課版認(rèn)識離心泵

認(rèn)識離心泵目錄1、離心泵的結(jié)構(gòu)2、離心泵的工作原理3、離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線4、離心泵的安裝5、離心泵的操作認(rèn)識離心泵（一）離心泵的結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)

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(jī)相連，可由電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)。認(rèn)識離心泵

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。（1）葉輪a)葉輪的作用

將電動機(jī)的機(jī)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。認(rèn)識離心泵按吸液方式

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。

認(rèn)識離心泵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。認(rèn)識離心泵3）軸封裝置：泵軸與泵殼之間的密封填料密封機(jī)械密封2、離心泵的類型類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)用途清水泵IS型單級單吸式。泵體和泵蓋都是用鑄鐵制成。特點(diǎn)是泵體和泵蓋為后開門結(jié)構(gòu)型式，優(yōu)點(diǎn)是檢修方便，不用拆卸泵體、管路和電機(jī)應(yīng)用最廣，用來輸送清水以及物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的清潔液體。D型多級泵，可達(dá)到較高的壓頭，如圖1-33所示要求的壓頭較高而流量并不太大的場合sh型雙吸式離心泵，葉輪有兩個入口，故輸送液體流量較大，如圖1-34所示輸送液體的流量較大而所需的壓頭不高的場合耐腐蝕泵（F型）特點(diǎn)是與液體接觸的部件用耐腐蝕材料制成，密封要求高，常采用機(jī)械密封裝置FH型（灰口鑄鐵）FG型（高硅鑄鐵）FB型（鉻鎳合金鋼）FM型（鉻鎳鉬鈦合金鋼）Fs型（聚三氟氯乙烯塑料）輸送酸、堿等腐蝕性液體油泵(Y型)有良好的密封性能。熱油泵的軸密封裝置和軸承都裝有冷卻水夾套輸送石油產(chǎn)品雜質(zhì)泵（P型）葉輪流道寬，葉片數(shù)目少，常采用半敞式或敞式葉輪。有些泵殼內(nèi)襯以耐磨的鑄鋼護(hù)板。不易堵塞，容易拆卸，耐磨PW型（污水泵）PS型（砂泵）PN（泥漿泵）輸送懸浮液及粘稠的漿液等屏蔽泵無泄漏泵，葉輪和電機(jī)聯(lián)為一個整體并密封在同一泵殼內(nèi)，不需要軸封裝置。缺點(diǎn)是效率較低，約為26～50％。常輸送易燃、易爆、劇毒及具有放射性的液體液下泵(EY型)液下泵經(jīng)常安裝在液體貯槽內(nèi)，對軸封要求不高，既節(jié)省了空間又改善了操作環(huán)境。其缺點(diǎn)是效率不高。適用于輸送化工過程中各種腐蝕性液體和高凝固點(diǎn)液體。（二）離心泵的工作原理離心泵的工作過程：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。

認(rèn)識離心泵

在蝸形泵殼中由于流道的不斷擴(kuò)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(qiáng)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(qiáng)（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(bǔ)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。認(rèn)識離心泵認(rèn)識離心泵

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。認(rèn)識離心泵（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(yáng)程。認(rèn)識離心泵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(shí)驗測定認(rèn)識離心泵H的計算可根據(jù)3、2兩截面間（兩點(diǎn)的分別用b、c表示）的柏努利方程：

離心泵的壓頭又稱揚(yáng)程。必須注意，揚(yáng)程并不等于升舉高度△Z，升舉高度只是揚(yáng)程的一部分。

3）離心泵的效率

離心泵輸送液體時，通過電機(jī)的葉輪將電機(jī)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(jī)械損失：由泵軸與軸承、泵軸與填料之間或機(jī)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(jī)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例1-132.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)。認(rèn)識離心泵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(yùn)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3、離心泵的特性曲線

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(shí)驗來測定，實(shí)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(dú)自的特性曲線，但形狀基本相似，具有共同的特點(diǎn)。

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(hù)電機(jī)。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(diǎn)。離心泵在與最高效率點(diǎn)相對應(yīng)的流量及壓頭下工作最為經(jīng)濟(jì)。與最高效率點(diǎn)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(yùn)行時最高效率點(diǎn)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(diǎn)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%。（四）離心泵的選用離心泵的選用，通常可按下列原則進(jìn)行：1．確定離心泵的類型根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定離心泵的類型，如液體的溫度、壓力，粘度、腐蝕性、固體粒子含量以及是否易燃易爆等都是選用離心泵類型的重要依據(jù)。2．確定輸送系統(tǒng)的流量和揚(yáng)程輸送液體的流量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量是變化的，應(yīng)按最大流量考慮。根據(jù)管路條件及柏努利方程，確定最大流量下所需要的壓頭。3．確定離心泵的型號根據(jù)管路要求的流量Q和揚(yáng)程H來選定合適的離心泵型號。在選用時，應(yīng)考慮到操作條件的變化并留有一定的余量。選用時要使所選泵的流量與揚(yáng)程比任務(wù)需要的稍大一些。如果用系列特性曲線來選，要使（Q，H）點(diǎn)落在泵的Q～H線以下，并處在高效區(qū)。若有幾種型號的泵同時滿足管路的具體要求，則應(yīng)選效率較高的，同時也要考慮泵的價格。4．校核軸功率當(dāng)液體密度大于水的密度時，必須校核軸功率。5．列出泵在設(shè)計點(diǎn)處的性能，供使用時參考。（四）離心泵的安裝

1、汽蝕現(xiàn)象

當(dāng)貯槽液面上的壓強(qiáng)一定時，吸上高度越高，則泵入口壓強(qiáng)越小，當(dāng)葉輪入口壓強(qiáng)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(diǎn)、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(yáng)程下降，嚴(yán)重時不能工作。認(rèn)識離心泵——?dú)馕g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(shí)驗測定的認(rèn)識離心泵貯槽液面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(qiáng)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。認(rèn)識離心泵離心泵的實(shí)際安裝高度離心泵的實(shí)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。Δh與Hg

的關(guān)系——允許吸上高度的計算式例1-14練習(xí)9.11作業(yè)：11認(rèn)識離心泵各種類型泵的比較

類型離心泵往復(fù)泵旋轉(zhuǎn)泵旋渦流體作用泵流量1.均勻2.量大3.流量隨管路情況而變化1.不均勻2.量不大3.流量恒定1.比較均勻2.量小3.流量恒定1.均勻2.量小3.流量隨管路情況而變化1.量小2.間斷排送揚(yáng)程1.一般不高2.對一定的流量只有一定的揚(yáng)程1.較高2.對一定的流量可有不同的揚(yáng)程，由管路系統(tǒng)確定1.較高2.對一定的流量有不同的揚(yáng)程，由管路系統(tǒng)確定1.較高2.對一定的流量只有一定的揚(yáng)程揚(yáng)程不宜高，愈高效率愈低效率1.最高為70%左右2.在設(shè)計點(diǎn)最高，偏離愈遠(yuǎn)，效率愈低1.在80%左右2.對于不同的揚(yáng)程，效率仍保持較大值1.在60%~90%2.揚(yáng)程高時泄漏大使效率降低在25%~50%一般僅15%~20%結(jié)構(gòu)1.簡易、價廉、安裝容易2.高速旋轉(zhuǎn)，可直接與電動機(jī)相連3.同一流量體積小4.軸封裝置要求高，不能漏氣1.零件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜2.震動甚大，不可快速，安裝較難3.體積大占地多4.需吸入排出活門5.輸送腐蝕性液體時，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜1.沒有活門2.可與電動機(jī)直接連接3.零件較少，但制造精度要求較高1.結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，具有較高的吸入高度2.高速旋轉(zhuǎn)，可直接與電動機(jī)相連3.葉輪和泵殼之間要求間隙很小4.軸封裝置要求高，不漏氣1.無活動部分2.簡單操作1.有氣縛現(xiàn)象開車前要充液，運(yùn)轉(zhuǎn)中不能漏氣2.維護(hù)、操作方便3.可用閥很方便地調(diào)節(jié)流量4.不因管路堵塞而發(fā)生損壞現(xiàn)象1.零件多，易出故障，檢修麻煩2.不能用出口閥而只能用支路閥調(diào)節(jié)流量3.揚(yáng)程流量改變時能保持高效率1.檢修比離心泵復(fù)雜，比往復(fù)泵容易2.調(diào)節(jié)流量不能用出口閥，而只能用支路閥調(diào)節(jié)1.功率隨流量的減小而增大，開車時應(yīng)將出口閥打開2.只能用支路閥調(diào)節(jié)流量1.有的是間歇操作2.流量難調(diào)節(jié)適用范圍輸送腐蝕性或懸浮液，對粘度大的流體不適用，一般流量大而揚(yáng)程小高揚(yáng)程、小流量的清潔液體高揚(yáng)程、小流量，特別適于輸送油類等粘性液體特別適用與流量小而揚(yáng)程較高的液體，但不能輸送污穢的液體間歇地輸送腐蝕性液體（五）離心泵的操作一、操作方法

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(guān)系曲線。

在截面1-1′與

2-2′

間列柏努