化工原理 离心泵
化工原理第二章离心泵
容积式：如往复式、回转式等
特点：机械内部的工作容积不断发生变化
一、离心泵的构造和工作原理
二．离心泵主要构件的结构及功能
三、离心泵的主要性能参数
四、离心泵的工作点与流量调节
五、离心泵的安装高度 六、离心泵的选用、安装与操作
复习：
1. 流量测量（变压头流量计；变截面流量计）。
思考：泵启动前为什么要灌满液体
气缚现象：
离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远
小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心
处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，
离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚”。
为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止
逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于
思考：三种叶轮中哪一种效率高？
闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，
敞式叶轮的内漏最大。
敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵 塞现象
平衡孔：在后盖板上钻有小孔，以
把后盖前后空间连通起来。
单吸式叶轮
液体只能从叶轮一侧被吸入，结
构简单。 按吸液方式
双吸式叶轮 相当于两个没有盖板的单吸式叶轮 背靠背并在了一起，可以从两侧吸 入液体，具有较大的吸液能力，而
1）离心泵基本方程式的导出
理想情况：
1）泵叶轮的叶片数目为无限多个，也就是说叶片的 厚度为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发 生任何环流现象。 2）输送的是理想液体，流动中无流动阻力。
理论压头
离心泵在上述理想情况下产生的压头，就做理论压头， 用H∞表示。
离心泵的基本方程
H
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工程中常用的一种设备，广泛应用于液体输送、循环和增压等工艺过程中。
本教案将介绍离心泵的工作原理，包括离心泵的结构和工作原理、离心泵的性能参数以及离心泵的应用范围等内容。
二、离心泵的结构和工作原理离心泵主要由泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置等组成。
泵体是离心泵的壳体，内部有进口和出口，用于液体的进出。
叶轮是离心泵的核心部件，通过轴与电机相连，叶轮的旋转产生离心力，使液体被抛离叶轮并向出口方向流动。
轴是连接叶轮和电机的部件，承受叶轮的旋转力和液体的压力。
轴承用于支撑轴的转动，减少摩擦和磨损。
密封装置用于防止液体泄漏。
离心泵的工作原理是利用离心力将液体从进口吸入，并通过叶轮的旋转产生的离心力将液体抛离叶轮，使液体沿着泵体的流道流向出口。
当离心泵启动后，电机带动轴和叶轮一起旋转，液体被吸入泵体并经过叶轮的加速，然后被抛离叶轮，产生的离心力使液体压力增加，最终从出口排出。
三、离心泵的性能参数1. 流量：离心泵单位时间内输送的液体体积，通常用立方米/小时或加仑/分钟表示。
2. 扬程：离心泵输送液体时所克服的垂直高度差，通常用米或英尺表示。
3. 功率：离心泵所需的功率，通常用千瓦或马力表示。
4. 效率：离心泵的效率是指输送液体所消耗的功率与输入功率之比，通常以百分比表示。
5. NPSH：离心泵所需的净正吸入头，是指液体进入泵前的压力与液体饱和蒸汽压力之差，通常用米或英尺表示。
四、离心泵的应用范围离心泵广泛应用于化工工程中的各个领域，包括石油化工、制药、冶金、电力、水处理等。
具体应用包括：1. 液体输送：离心泵可以将液体从一个地方输送到另一个地方，如将原油从油井输送到炼油厂。
2. 循环系统：离心泵可以用于循环系统中，如水循环系统中的循环泵。
3. 增压系统：离心泵可以用于增压系统，如给水泵将水从低压区域输送到高压区域。
4. 冷却系统：离心泵可以用于冷却系统，如冷却水泵将冷却水循环输送到冷却设备中。
化工原理第二章流体输送设备
化工原理-第二章-流体输送设备一、选择题1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（）。
AA. 气缚现象；B. 汽蚀现象；C. 汽化现象；D. 气浮现象。
2、离心泵最常用的调节方法是（）。
BA. 改变吸入管路中阀门开度；B. 改变压出管路中阀门的开度；C. 安置回流支路，改变循环量的大小；D. 车削离心泵的叶轮。
3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的（）。
BA. 包括内能在内的总能量；B. 机械能；C. 压能；D. 位能（即实际的升扬高度）。
4、离心泵的扬程是（）。
DA. 实际的升扬高度；B. 泵的吸液高度；C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。
5、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因（）。
CA. 水温太高；B. 真空计坏了；C. 吸入管路堵塞；D. 排出管路堵塞。
6、为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（）输送温度下液体的饱和蒸汽压。
AA. 大于；B. 小于；C. 等于。
7、流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）。
A；CA. 出口阀B. 进口阀C. 旁路阀8、欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（）。
输送大流量，低粘度的液体应采用（）。
C；AA. 离心泵；B. 往复泵；C. 齿轮泵。
9、1m3气体经风机所获得能量，称为（）。
AA. 全风压；B. 静风压；C. 扬程。
10、往复泵在启动之前，必须将出口阀（）。
AA. 打开；B. 关闭；C. 半开。
11、用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（）。
CA. 发生了气缚现象；B. 泵特性曲线变了；C. 管路特性曲线变了。
12、离心泵启动前____ ，是为了防止气缚现象发生。
DA 灌水；B 放气；C 灌油；D 灌泵。
13、离心泵装置中____ 的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳。
化工原理ppt-第二章流体输送机械
H
' S
p a p1
g
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二、离心泵安装高度
3.允许气蚀余量
H
' S
p a p1
g
由于HS′使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性 能的参数，称为气蚀余量。 以NSPH表示，定义为防止气蚀发生，要求离心泵 入口处静压头与动压头之和必须大于液体在输送温 度下的饱和蒸汽压头的最小允许值。
性能曲线包括H～Q曲线、
N～Q曲线和 ～Q曲线。
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二、离心泵的性能参数与特性曲线
2．性能曲线
① H～Q特性曲线 随着流量增加，泵的压头下降，
即流量越大，泵向单位重量流体提 供的机械能越小。
② N～Q特性曲线 轴功率随着流量的增加而上升，
所以大流量输送一定对应着大的配 套电机。离心泵应在关闭出口阀的 情况下启动，这样可以使电机的启 动电流最小。
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三、离心泵的选用、安装与操作
1.离心泵类型
（1）清水泵：适用于输送清水或物 性与水相近、无腐蚀性且杂质较少的 液体。结构简单，操作容易。 （2）耐腐蚀泵：用于输送具有腐蚀 性的液体，接触液体的部件用耐腐蚀 的材料制成，要求密封可靠。 （3）油泵：输送石油产品的泵，要 求有良好的密封性。 （4）杂质泵：输送含固体颗粒的液 体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片 数少。
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三、离心泵的选用、安装与操作
3.安装与操作离心泵
（1）安装 ①安装高度不能太高，应小于允许安装高度。 ②尽量减少吸入管路阻力，以减少发生汽蚀可能性。 主要考虑：吸入管路应短而直；吸入管路直径可稍大； 吸入管路减少不必要管件；调节阀装于出口管路。 （2）操作 ①启动前应灌泵，并排气。②应在出口阀关闭情况下 启动泵。③停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮。④ 经常检查轴封情况
化工原理第二章-流体输送机械
w2 w2 w2 c2小，泵内流动阻力损失小
c2 c2
c2
uuu222
前径后弯向弯叶叶叶片片片
3) 理论流量
H T
u22 g
u2ctg2 gD2b2
若离心泵的几何尺寸（b2、D2、β2）和转速n一定，则式可表示
为
表示HT∞与QT呈线性关系，该直线的斜率与叶 片形状β2有关，即 β2>90°时，B<0, HT∞随QT的增加而增大。 β2=90°时，B=0, HT∞与QT的无关。 β2<90°时，B>0, HT∞随QT的增加而减少。
Ne
轴功率 N ：电机输入到泵轴的功率，由于泵提供给流 体的实际扬程小于理论扬程，故泵由电机获得的轴功并不 能全部有效地转换为流体的机械能。
N Ne
有效功率 Ne：流体从泵获得的实际功率，可直
接由泵的流量和扬程求得
Ne = HgQρ
N QH 102
电机
泵
2. 离心泵特性曲线及其换算
用20C清水测定
包括 ：H~Q曲线(平坦型、陡降型、 驼峰型) N~Q曲线、 ~Q曲线
QgH
N
由图可见： Q，H ，N，
有最大值。
思考： ➢ 离心泵启动时均关闭 出口阀门，why？ ➢为什么Q＝0时，N0？
０2
高效区
与最高效率相比， 效率下降5％～8％
设计点
3.离心泵性能的改变和换算
1）液体性质的影响 （1）密度:
思考：泵壳的主要作用是什么？
①汇集液体，并导出液体； ②能量转换装置
轴封装置：离心泵工作时是泵轴旋转而泵壳不动，泵轴与泵 壳之间的密封。
作用：防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气 漏入泵内。
化工原理 第二章 离心泵
式中：D ——叶轮的直径
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六、离心泵的工作点与流量调节
当泵的叶轮转速一定时，一台泵在具体操作条件 下所提供的液体流量和压头可用H~qV特性曲线上的 一点来表示。至于这一点的具体位置，应视泵前后 的管路情况而定。讨论泵的工作情况，不应脱离管 路的具体情况。泵的工作特性由泵本身的特性和管 路的特性共同决定。
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液体吸上原理
依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的 速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中 的液体因此被源源不断地吸上。
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叶轮旋转，质点离心； 切线甩出，获得动能； 进入蜗壳，转成压能； 叶轮中心，形成真空； 外压作用，液体进入。
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堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、叶
片数目少。
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B型离心泵分解动画.avi
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B型离心泵分解动画.avi
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四、离心泵的主要性能参数
1、离心泵的流量 指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，一
般用qv表示，单位为m3/s 、m3/min或 m3/h。又称为泵
第二章 流体输送机械
•第一节 离心泵
•离心泵工作原理 •离心泵的主要部件和构造 •离心泵的分类 •离心泵的主要性能参数 •离心泵的特性曲线 •离心泵的工作点与流量调节 •离心泵的汽蚀现象与安装高度 •离心泵的选用、安装与操作
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概述
1、流体输送机械的作用
离心泵性能综合实验(化工原理实验)
离心泵性能综合实验一、实验目的1、观察离心泵汽蚀、气缚现象，了解汽蚀、气缚现象产生原因及其防止方法；2、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，了解转子流量计的工作原理；3、测定离心泵特性曲线，绘制出扬程、功率和效率与流量的关系曲线图。
二、实验原理1、气缚现象离心泵靠离心力输送液体。
离心力大小，除与叶轮直径及叶轮旋转速度有关外，还与流体重度有关。
若离心泵启动时，泵壳内存在大量空气，则由于空气的重度远远低于液体的重度，叶轮旋转所造成的离心力也很小，导致泵入口与水池液面间的压差太小，不能把水池内液体抽压到叶轮中心，就会发生离心泵空转却送不出液体的状况，这种现象称“气缚”。
所以，离心泵若安装在液面上方时，启动前必须先使泵体及吸入管路中充满液体(所谓“灌泵”)。
同时，在运转过程中也要防止外界空气大量漏入，以免产生气缚。
2、汽蚀现象离心泵之所以能吸取液体，是由于泵的叶轮旋转时，将液体抛向外沿，而中心形成真空，而贮槽液面上的压力却为大气压，因此，泵就依靠此压差将液体压入泵内，如果输送的是水，并设叶轮进口处为绝对真空，管路阻力为零，液面上为一个标准大气压，那么最大几何吸上高度也不超过10.33米。
图1离心泵吸上真空度参照图1，列0~0，1~1截面间柏努利方程式：0120112s f p p u Z h g g g ρρ-⎛⎫=-++∑ ⎪⎝⎭(1)式中s Z 为几何安装高度。
设：01s p p H gρ-=，s H 为吸上真空高度，则012112o s s f p p u H Z h g gρ--==++∑(2)由此可知，1p 愈小，s H 愈大。
但当1p 低达v p (输送液体的饱和蒸汽压)时，液体就要汽化，就产生汽蚀现象，使泵无法工作，所以对1p 的降低幅度应有限制。
由上式可见，1p 随着泵的几何安装高度s Z 提高而降低，故最终应对泵的几何安装高度加以限制。
在离心泵的铭牌(性能表)上一般都列有允许吸上真空高度s H 允许和汽蚀余量h ∆允许，二者均是对泵的安装高度加以限制，以避免汽蚀现象发生。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工程中常用的一种流体输送设备，其工作原理是基于离心力的作用。
本教案将详细介绍离心泵的工作原理、结构特点、分类以及应用领域。
二、工作原理离心泵的工作原理是利用离心力将流体从泵的进口处吸入，并通过离心力的作用将流体加速，最后从泵的出口处排出。
其主要组成部分包括泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置。
1. 泵体：泵体是离心泵的主要承载部分，通常由铸铁、不锈钢等材料制成。
泵体内部包含进口口和出口口，通过这两个口实现流体的进出。
2. 叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，其形状类似于一个圆盘，有多个叶片。
当泵转动时，叶轮也会随之转动，通过叶轮的旋转将流体加速。
3. 轴：轴是连接叶轮和电机的部件，起到传递动力的作用。
轴通常由高强度的合金钢制成，能够承受较大的转矩和压力。
4. 轴承：轴承用于支撑轴的转动，减小摩擦力和能量损失。
常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。
5. 密封装置：密封装置用于防止流体泄漏，常见的密封装置包括填料密封和机械密封。
离心泵的工作原理可以简单描述为：当电机启动时，通过轴传递动力给叶轮，叶轮开始旋转。
同时，泵体内的流体被叶轮的离心力吸入，并在叶轮的旋转下加速。
最后，流体从出口排出，完成一次循环。
三、结构特点离心泵具有以下结构特点：1. 结构简单：离心泵的结构相对简单，由少量的主要部件组成，易于制造和维修。
2. 流量大：离心泵的流量较大，适用于大型工程和工业生产中的流体输送。
3. 扬程高：离心泵的扬程较高，能够将流体输送到较远的距离。
4. 运行平稳：离心泵的运行平稳，噪音小，振动小。
5. 适应性强：离心泵适用于输送各种液体，包括清水、污水、化学药品等。
四、分类离心泵根据叶轮的进口方向和出口方向的关系，可分为以下几种类型：1. 横向离心泵：叶轮的进口和出口在同一水平面上，适用于流量较大的场合。
2. 竖向离心泵：叶轮的进口和出口在垂直方向上，适用于扬程较高的场合。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵作为化工工艺中常用的流体输送设备，具有结构简单、运行稳定、流量大等优点。
本教案旨在介绍离心泵的工作原理，帮助学生深入理解离心泵的基本原理和工作过程。
二、离心泵的基本原理离心泵是一种利用离心力将液体从低压区域输送到高压区域的设备。
其基本原理是通过转子的旋转产生离心力，使液体产生压力差，从而实现液体的输送。
三、离心泵的工作过程1. 吸入过程离心泵的工作开始于吸入过程。
当泵启动后，转子开始旋转，形成低压区域。
液体在低压区域中被抽入泵内。
2. 离心过程液体被吸入泵内后，随着转子的旋转，液体被甩到离心力的作用下，向离心泵的出口方向移动。
离心力越大，液体的流速越快。
3. 压力增加过程液体在离心泵中的流速增加，同时离心力的作用下，液体的压力也随之增加。
液体从低压区域被压入高压区域。
4. 排出过程当液体被压入高压区域后，离心泵的出口阀门打开，液体被排出泵外，完成一次工作循环。
四、离心泵的工作特点1. 流量大离心泵能够输送大量的液体，适用于工业生产中需要大流量输送的场合。
2. 压力稳定离心泵的工作过程稳定，能够保持较稳定的出口压力。
3. 适用范围广离心泵适用于输送各种液体，包括清水、污水、油类等。
4. 结构简单离心泵的结构相对简单，易于维护和操作。
五、离心泵的应用领域离心泵广泛应用于化工、石油、冶金、电力等行业。
常见的应用场景包括：1. 工业生产中的液体输送离心泵可用于输送化工产品、石油产品等。
2. 污水处理离心泵在污水处理厂中起到重要作用，能够将污水从低处抽升到高处进行处理。
3. 冷却循环系统离心泵可用于冷却循环系统，将冷却液循环输送，保持设备的正常运行温度。
4. 给水系统离心泵可用于给水系统，将水从水源输送到需要的地方，满足生产和生活用水需求。
六、实验教学设计为了帮助学生更好地理解离心泵的工作原理，可以设计以下实验教学内容：1. 实验目的：观察离心泵的工作过程，理解其工作原理。
化工原理离心泵
化工原理离心泵
化工原理离心泵是化工行业中常用的一种泵类，它通过离心力将液体送至设备
或管道中，是化工生产中不可或缺的设备之一。
离心泵的工作原理及其在化工生产中的应用具有重要意义，下面将对化工原理离心泵进行详细介绍。
首先，离心泵的工作原理是基于离心力的作用。
当泵启动后，叶轮高速旋转，
液体被吸入叶轮中心，随着叶轮高速旋转，液体被甩到叶轮外缘，形成离心力，使液体产生压力并被送至管道或设备中。
离心泵的工作原理简单直观，但在实际应用中需要根据具体的工艺要求和液体特性进行合理选择和设计。
其次，离心泵在化工生产中有着广泛的应用。
它常用于输送各种液体，如水、酸、碱、溶剂等。
在化工生产中，离心泵常用于输送原料、中间产品、成品以及废水处理等工艺中。
由于其输送能力强、效率高、适用范围广，因此在化工生产中得到了广泛的应用。
此外，离心泵的选型与设计也是化工生产中需要重点关注的问题。
在选择离心
泵时，需要考虑液体的性质、输送距离、输送高度、流量要求、工作环境等因素，以确保选用的离心泵能够满足工艺要求。
在设计离心泵时，需要考虑叶轮的形状、叶片数目、叶轮直径、泵壳结构等因素，以提高泵的效率和可靠性。
总的来说，化工原理离心泵作为化工生产中常用的一种泵类，其工作原理简单
直观，应用广泛，选型与设计需要根据具体工艺要求进行合理选择和设计。
在今后的化工生产中，离心泵将继续发挥重要作用，为化工生产的顺利进行提供有力支持。
化工原理之 离心泵
• 泵的流量 Q=27L/s=97.2 m3 /h
•
泵的轴功率 N=6.6kW
•
泵的效率 η=77%
解题思路
• 1 列伯努利方程 • 2 方程转化成H~qv关系 • 3 标绘管路特性曲线 • 4 根据管路特性曲线和离心泵特性曲线的
交点读qv,Pe, η
三、 并联与串联操作
2.1.5 离心泵的安装高度
• （2）改变泵的转速
• 将20℃的清水从贮水池送 至水塔，已知塔内水面高 于贮水池水面13m。水塔 及贮水池水面恒定不变， 且均与大气相通。输水管 为φ140×4.5mm的钢管， 总长为200m（包括局部 阻力的当量长度）。现拟 选用4B20型水泵，当转速 为2900r/min时，其特性 曲线见附图，试分别求泵 在运转时的流量、轴功率 及效率。摩擦系数λ可按 0.02计算。
ห้องสมุดไป่ตู้
为：
He
Z
p
g
H
f
u
Qe d 2 1000
1000
Qe
0.1312
0.0742Qe
4
4
Hf
l le u2
d 2g
0.02 200 0.0742Qe 2
0.131 2 9.81
•
= 0.00857 Qe2
• 本题的管路特性方程为：
2.1.4 离心泵的工作点与流量调节
• 一、工作点 • 离心泵的特性曲线是泵本身固有的特性，
它与外界使用情况无关。但是，一旦泵被 安排在一定的管路系统中工作时，其实际 工作情况就不仅与离心泵本身的特性有关， 而且还取决于管路的工作特性。所以，要 选好和用好离心泵，就还要同时考虑到管 路的特性。
(化工原理实验)离心泵特性实验
曲线标注与说明
在曲线上标注关键点和数 据，提供必要的说明和解 释。
结果异常原因剖析
实验操作问题
检查实验操作过程是否存在问题，如测量误 差、操作不当等。
数据处理错误
检查数据处理过程是否存在错误，如计算错 误、数据筛选不当等。
设备故障或损坏
检查实验设备是否出现故障或损坏，导致实 验结果异常。
其他可能因素
数据记录与处理
详细记录实验过程中的各项数据，并进行必要的处理，如数据筛 选、计算等。
数据可视化
利用图表等方式将数据直观地呈现出来，便于分析和比较。
特性曲线绘制技巧分享
01
02
03
曲线类型选择
根据实验数据和需求选择 合适的曲线类型，如流量扬程曲线、效率-流量曲线 等。
坐标轴设置
合理设置坐标轴的范围和 刻度，使曲线更加清晰易 读。
工业应用前景展望
01
随着工业技术的不断发展，离心泵的 应用领域将不断扩大，对离心泵的性 能和可靠性要求也将不断提高。
02
未来离心泵的发展趋势将是高效、节 能、环保、智能化。例如，采用先进 的CFD技术对离心泵进行优化设计， 提高效率和可靠性；采用新材料和新 工艺减轻离心泵的重量和体积；应用 智能控制技术实现离心泵的远程监控 和自动调节等。
估其性能。
数据处理流程
数据整理
将实验测量得到的数据进行整理，包 括流量、扬程、功率等参数。
数据分析
对整理后的数据进行统计分析，如计 算平均值、标准差等，以评估数据的 可靠性和精度。
性能曲线绘制
根据实验数据，绘制离心泵的性能曲 线，如流量-扬程曲线、流量-效率曲 线等。
结果对比
将实验结果与理论值或其他实验结果 进行对比分析，以验证实验结果的准 确性和可靠性。
化工原理离心泵的原理和作用
化工原理离心泵的原理和作用离心泵是一种常见的化工设备，它利用离心力将液体从一个低压区域送往一个高压区域，实现液体的输送。
离心泵的主要原理是通过高速旋转的叶轮产生离心力，使液体在泵体内产生压力，从而实现液体的输送。
离心泵的主要组成部分包括泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置等。
泵体是离心泵的主要承载部分，通常由铸铁或不锈钢等材料制成。
叶轮位于泵体内，是离心泵的核心部件，它在泵体内高速旋转，通过叶片的作用将液体吸入并从中心部分推出。
轴是将电机的旋转转换为叶轮的旋转力矩的连接部件，通常由高强度的合金钢制成。
轴承则用于支撑轴的旋转，确保离心泵的稳定运行。
密封装置用于防止泵体内液体外泄，常见的密封方式有填料密封和机械密封。
离心泵在工业生产中起到了重要的作用。
它可以将液体从低压区域输送到高压区域，满足工艺要求。
离心泵能够输送各种化工液体，包括水、盐水、溶剂、腐蚀性液体和高温液体等。
通过选择不同材质的泵体和叶轮，可以满足不同液体的输送要求。
离心泵在化工生产过程中被广泛应用于原料输送、工艺流程控制和废水处理等方面。
离心泵的工作原理是基于离心力的作用。
当离心泵启动后，电机驱动轴快速旋转，进而带动叶轮高速旋转。
由于叶轮叶片的造型和叶轮的高速旋转，液体在叶轮周围形成一个低压区域。
液体通过进口管道被吸入泵体内，随后被叶轮迅速推到离心力作用区域的出口。
由于液体在叶轮的旋转中受到离心力的作用，压力增加，液体被迅速推出泵体，通过出口管道输送到指定位置。
离心泵的工作过程中涉及到一些重要参数。
首先是扬程，它定义了离心泵所能提供的液体扬程高度。
扬程越大，离心泵对液体的输送高度要求越大。
然后是流量，即单位时间内通过离心泵的液体体积。
流量大小与叶轮的转速和液体的物性有关。
另外，还需要关注泵的效率和功率。
离心泵的效率定义为输出功率与输入功率的比值，反映了泵的能量转换效率。
功率则表示泵体所需的电机功率，表示了泵的耗能情况。
总之，离心泵是化工生产中常见的液体输送设备，它利用离心力将液体从一个低压区域送往一个高压区域。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工艺中常用的一种流体输送设备，广泛应用于化工、石油、制药、冶金等行业。
本教案旨在介绍离心泵的工作原理，包括离心泵的结构、工作原理和性能参数等内容，匡助学生深入理解离心泵的工作原理及其在化工过程中的应用。
二、离心泵的结构1. 泵体：离心泵的泵体通常由铸铁、不锈钢等材料制成，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
2. 叶轮：离心泵的叶轮是离心泵工作的关键部件，其结构通常分为前叶片、中叶片和后叶片三部份。
叶轮的形状和叶片的数量会影响泵的性能。
3. 泵轴：离心泵的泵轴是连接机电和叶轮的部件，通常由不锈钢制成，具有足够的强度和刚性。
4. 机械密封：离心泵的机械密封用于防止泵体与泵轴之间的泄漏，通常采用填料密封或者机械密封装置。
三、离心泵的工作原理1. 吸入过程：当离心泵开始工作时，泵体内部形成一个低压区域。
泵轴带动叶轮旋转，叶轮叶片的离心力使液体被吸入泵体。
2. 压送过程：当液体被吸入泵体后，叶轮的旋转使液体获得动能，液体在离心力的作用下被迅速推向出口。
3. 排出过程：液体经过泵体和出口管道后，被排出到目标位置。
四、离心泵的性能参数1. 流量：离心泵的流量是指单位时间内通过泵的液体体积。
流量的大小取决于泵的转速和叶轮的结构。
2. 扬程：离心泵的扬程是指液体通过泵时所能达到的最大高度差。
扬程的大小取决于泵的转速、叶轮的结构和泵的工作状态。
3. 功率：离心泵的功率是指泵所需要的电力或者机械能。
功率的大小取决于流量、扬程和泵的效率。
4. 效率：离心泵的效率是指泵转换输入能量为输出能量的比例。
效率的大小取决于泵的结构、材料和工作状态。
五、离心泵在化工过程中的应用1. 液体输送：离心泵广泛应用于液体的输送过程中，如化工生产中的原料输送、产品输送等。
2. 冷却循环：离心泵可用于化工设备的冷却循环系统中，通过循环流动的冷却液体将热量带走，保持设备的正常运行。
3. 混合搅拌：离心泵可用于化工过程中的混合搅拌，将不同的液体通过离心泵混合搅拌，实现反应物料的均匀混合。
化工原理-离心泵1
泵性能表给出的(NPSH)r值是按输送20℃的清
水测定得到的。当输送其他液体时应乘以校正系 数予以修正。但因一般校正系数小于1，故通常 将它作为外加的安全因素，不再校正。
27
二、离心泵的抗气蚀性能
必需 气蚀 余量
图2-17 (NPSH )r-Q 曲线示意图
39
一、管路特性与离心泵的工作点
工作 点
图2-19 管路特性曲线与泵的工作点
40
练习题目
思考题 1.描述离心泵性能的参数有哪些？特性曲线中每 条线是如何变化的？ 2.气蚀现象是什么，与气缚有什么差别？如何防 止? 3.描述离心泵抗气蚀性能的参数有哪些？它们的 定义以及与安装高度的关系是什么？ 作业题: 3、4、5
离心泵的有效功率Ne是指液体从叶轮获得的
能量。
N Ne
N QH （kW） 102
6
二、离心泵的特性曲线
图2-13 离心泵的特性曲线
7
二、离心泵的特性曲线
离心泵的特性曲线一般由H-Q、N-Q及η-Q图
上或说明书中一定要标出测定时的转速。 离心泵的轴功率随流量的增大而上升，流
随之改变。 若离心泵转速变化不大，则可作以下假设: ①转速改变前后，液体离开叶轮处的速度三
角形相似。 ②不同转速下离心泵的效率相同。
15
三、离心泵性能的改变和换算
可得不同转速下，泵的压头、流量及轴功率 与转速间近似关系为
Q n Qn
H H
n n
2
N N
n n
3
离心泵的比例定律
其 适 用 条 件 是 离 心 泵 的 转 速 变 化 不 大 于 ±20% 。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工艺中常用的一种流体输送设备，其工作原理和性能对于化工工程师来说至关重要。
本教案旨在介绍离心泵的工作原理、结构和性能参数，帮助学生深入理解离心泵的工作原理，为日后的化工工程实践打下基础。
二、离心泵的工作原理1. 离心力原理离心泵的工作原理基于离心力的作用。
当离心泵转子旋转时，液体由进口进入泵体，并通过转子叶片的离心力作用被甩到泵体的出口处，从而实现液体的输送。
2. 结构组成离心泵主要由泵体、转子、进出口管道和轴承等部分组成。
泵体是离心泵的主要承载部分，其内部空腔形成了液体流动的通道。
转子是离心泵的核心部件，由叶轮和轴组成，通过电机的驱动使其旋转。
进出口管道用于连接泵体和输送介质的管道，起到进出液体的作用。
轴承则用于支撑转子的旋转。
3. 工作过程离心泵的工作过程可以分为吸入过程和压缩过程两个阶段。
在吸入过程中，离心泵的叶轮旋转，通过离心力将液体从进口吸入泵体。
在压缩过程中，叶轮继续旋转，离心力将液体甩到泵体的出口处，形成高压区，从而实现液体的输送。
三、离心泵的性能参数1. 流量流量是离心泵的重要性能参数，表示单位时间内泵送液体的体积。
流量的大小取决于泵的转速、叶轮的直径和叶轮的几何形状等因素。
2. 扬程扬程是离心泵的另一个重要性能参数，表示泵能够提供的液体压力。
扬程的大小取决于泵的转速、叶轮的直径和叶轮的几何形状等因素。
3. 效率效率是离心泵的能量转换效率，表示泵能够将输入的机械能转换为输出的液体能量的比例。
离心泵的效率通常在60%至90%之间，取决于泵的结构和工作条件等因素。
4. 功率功率是离心泵所需的能量输入，表示泵运行时所消耗的能量。
功率的大小取决于流量、扬程和效率等因素。
四、离心泵的应用离心泵广泛应用于化工工程中的液体输送、循环和增压等领域。
常见的应用包括石油化工、化肥生产、污水处理、供水系统等。
离心泵的工作原理和性能参数对于化工工程师来说至关重要，能够帮助他们选择合适的离心泵，设计和优化化工工艺流程。
化工原理离心泵
内径为80mm的钢化玻璃管构成，总长为160m（包括所有 局部阻力的当量长度）。输送条件下管路特性曲线方程 （为于Qe单下：位表H为中e L。/7s已）0知.。0：6现0粘5采8Q度用e2为某1种.1型5号10的-3P耐a酸s；泵密，度其为性能列 1545kg/m3。摩擦系数可取为0.015。
映了一台泵的实际工作状态。
三、离心泵的流量调节
即改变泵的工作点。方法有二： 1.改变阀门的开度—改变管路特性 ：即改变离心 泵出口管路上调节阀门开度改变管路特性曲线， 灵活方便，耗能大；
关小出口阀，阻 力增大，曲线变 陡，工作点由M变 为M1，流量下降， 泵所提供的压头 上升
2.改变泵的转速—改变泵的特性 ：改变泵转速 实质上是改变泵特性曲线，节能，投资大。
2.1 离心泵的主要部件
离心泵由两个主要部分构成：
包括叶轮和泵轴的旋转部件 由泵壳和轴承组成的静止部件
2.2 离心泵的工作原理
• 液体随叶轮旋转，在惯性离心力的作用下自叶轮 中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周 的液体的静压强提高，流速增大。液体离开叶轮 进入蜗壳，因蜗壳内流道逐渐扩大而使流体速度 减慢，液体的部分动能转换成静压能。于是，具 有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路， 被输送到所需的管路系统。
He
z
p
g
Hf
Hf
( L Le
d
) u 2
2g
u Qe
d2
4
令： z p K
g
( 8 )( L Le ) B
2g
d5
d4
则管路特性方程
He K BQe2
二、离心泵的工作点 泵的特性曲线H-Q线与所在管路特性曲线
化工原理—离心泵
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二、离心泵的主要性能参数和特性曲线： 离心泵性能参数 流量qv： L/S 或 m3/h; 与泵的结构，尺寸(主要为叶轮直 径和宽度)及转速等有关。 压头 H （扬程）：[J/N]=[m] 与泵的结构(如叶片的弯曲 情况，叶轮直径等)、转速及流量等因素有关。
流体输送机械
12
功率 轴功率P：电机传给泵轴的功率， W、kW 有效功率Pe：液体从叶轮获得的能量, W、kW Ne=HQρg= HQρ /102 [KW] 效率η η=(Pe/P)×100%<1 容积损失 机械损失 水力损失 离心泵的效率与泵的类型、尺寸，制造精密程度、液体的 流量和性质等有关。一般小型离心泵的效率为50～70％， 大型泵可高达90％。
流体输送机械
4
一、离心泵的结构和工作原理 1、结构： 主要由叶轮和泵壳构成。
1－平衡孔 2－后盖板
流体输送机械
5
流体输送机械
6
叶轮的结构及工作特点：叶片的弯曲方向及作用（图）；
流体输送机械
7
流体输送机械
8
泵壳的形状及工作特点： 螺壳形状、不同能量形式的转化（图）。
流体输送机械
9
流体输送机械
泵的安装高度轴心距离池液面的垂直落差1021012????fghguhgpgp流体输送机械23?汽蚀余量法gpgugphva?2211有效汽蚀余量ha100max????frvghhgpph必需汽蚀余量hrha不汽蚀离心泵的最大安装高度允许汽蚀余量hhr03离心泵的最大允许安装高度100????fvghhgpph允许流体输送机械24h允跟流量有关在计算h允时必须按使用过程中可能达到的最大流量进行计算
A、查性能表或特性曲线，要求流量和压头与管路所需相适 B、若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找，H也应以最大流量对应 值查找。 C、若H和Q与所需要不符，则应在邻近型号中找H和Q都稍大一点的。
化工原理泵
化工原理泵
化工原理泵是化工生产中常用的一种流体输送设备，它通过旋转机械能将液体或气体从低压区域输送到高压区域。
化工原理泵的工作原理是利用叶轮的旋转运动将流体加速，然后通过管道输送到需要的地方。
在化工生产中，化工原理泵扮演着非常重要的角色，它们能够有效地将化工原料、半成品和成品输送到不同的生产环节，提高生产效率，降低生产成本。
化工原理泵的种类繁多，常见的有离心泵、柱塞泵、螺杆泵等。
不同种类的化工原理泵适用于不同的场景，需要根据具体的使用要求来选择合适的泵。
离心泵是一种常见的化工原理泵，它通过叶轮的旋转将液体加速，然后由管道输送到需要的地方。
离心泵适用于输送清洁的液体，如水、酸碱溶液等。
柱塞泵则适用于输送高粘度的液体，它通过柱塞的往复运动将液体压缩并输送。
螺杆泵适用于输送高粘度和含固体颗粒的液体，它通过螺杆的旋转将液体推送到需要的地方。
化工原理泵在化工生产中的应用非常广泛，它们可以用于输送原料、混合物、废水处理等。
在化工生产中，化工原理泵的选择和使用非常重要，它直接关系到生产效率和产品质量。
在选择化工原理泵时，需要考虑液体的性质、输送距离、流量要求等因素，以确保选用合适的泵。
在使用化工原理泵时，需要定期进行维护和保养，以确保泵的正常运行和延长使用寿命。
总之，化工原理泵在化工生产中扮演着非常重要的角色，它们能够有效地将液体或气体输送到需要的地方，提高生产效率，降低生产成本。
在选择和使用化工原理泵时，需要根据具体的使用要求来选择合适的泵，并定期进行维护和保养，以确保泵的正常运行。
希望本文对化工原理泵的了解有所帮助，谢谢阅读！。
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u
2 2
u12
2gLeabharlann Hf 12把数据代入，得
H
z2 z1
p2 p1
g
0.5
0.28 0.025106
1000 9.81
31.6mH2O
在工作流量下泵的有效功率为
Ne
HQg
31.6 251000 9.81 3600
2150W
2.15kW
为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之 间有时还装有一个固定不动的带有叶片的圆盘，称为导 叶轮。导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲 方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相 适应，引导液体在泵壳的通道内平缓的改变方向，使能 量损失减小，使动能向静压能的转换更为有效。
2019/12/20
二．离心泵的主要性能参数与特性曲线
1、离心泵的性能参数
1）离心泵的流量 指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，一
般用qV表示，单位为m3/s或m3/h。又称为泵的送液能力 。 2）离心泵的压头
泵对单位重量的液体所提供的有效能量，以He表示，
单位为m。又称为泵的扬程。
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离心泵的压头取决于： 泵的结构（叶轮的直径、叶片的弯曲情况等） 转速 n 流量 qV，
泵轴效率为
Ne 2.15 64.2%
N 3.35
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三、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度
1、气蚀现象
气蚀产生的条件 叶片入口附近k处的 压强Pk等于或小于 输送温度下液体的 饱和蒸气压 。
液体将在此处部分汽化，产生气泡。气泡进入高压区后 急剧凝结或破裂。首产生极大的局部冲击压力，反复作 用，导致泵壳和叶轮损坏，这种现象称为气蚀。
2019/12/20
贮槽液面0-0’与入口处11’两截面间列柏努利方程
Hg
P0 P1
g
u12 2g
H
f 01
若贮槽上方与大气相通，则
P0即为大气压强Pa
Hg
Pa P1
g
u12 2g
H
f
01
为了确定安装高度，采用两种指标来表示泵的
抗气蚀性能．允许吸上真空度 和气蚀余量
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如何确定转速一定时， 泵的压头与流量之间 的关系呢？
实验测定
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H的计算可根据b、c两截面间的柏努利方程：
Pb
g
ub 2 2g
He
Z
Pc
g
uc 2 2g
(hf
)bc
He
Z
Pc Pb
g
uc2 ub2 2g
(hf
)bc
He Z (Pc Pb ) / g
2、离心泵的允许吸上真空度
HS '
pa p1
g
——离心泵的允许吸上真空度 定义式
注意：HS’单位是压强的单位，通常以m液柱来表示。在水
泵的性能表里一般把它的单位写成m（实际上应为mH2O）。
将
HS '
pa
p1 / g 代入
Hg
pa p1
g
u12 2g
H f 01
得
Hg
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接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀材料制 耐腐蚀泵 成。要求：结构简单、零件容易更换、维修方便
、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高 硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（F型）
油泵 输送石油产品的泵 ，要求密封完善。（Y 型）
杂质泵
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输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵 ，又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要求不易 堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、 叶片数目少。
3）轴封装置
A 轴封的作用
为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界
空气漏入泵壳内。
B 轴封的分类
填料密封：主要由填料函壳、软填料和填料压盖组
轴封装置
成，普通离心泵采用这种密封。
机械密封：主要由装在泵轴上随之转动的动环和固 端面密封 定于泵壳上的静环组成，两个环形端面
由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动，
通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。
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第二节 离心泵
离心泵的外观
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一．离心泵的操作原理、构造与类型 1、操作原理
• 由若干个弯曲的叶 片组成的叶轮置于 具有蜗壳通道的泵 壳之内。 • 叶轮紧固于泵轴上 泵轴与电机相连， 可由电机带动旋转。
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• 吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，并在吸入管底部装 一止逆阀。
解：与泵的特性曲线相关的性能参
数有泵的转速n、流量Q、压头H、轴 功率N和效率。其中流量和轴功率已 由实验直接测出，压头和效率则需进 行计算。
以真空表和压力表两测点为1，2截 面，对单位重量流体列柏努力方程
压力表
z2
真空表
z1
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H
z2 z1
p2 p1
g
HS
'
u12 2g
H
f
01
——允许吸上高度的计算式
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HS’值越大，表示该泵在一定操作条件下抗气蚀性能好，安 装高度Hg越高。 HS’与泵的结构、流量、被输送液体的物理性质及当地大气 压等因素有关。 通常由泵的制造工厂 试验测定，实验在大
气压为10mH2O（9.81Pa）
下,以20℃清水为介质 进行的。
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例：用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如附图所示。
当调节出口阀使管路流量为25m3/h时，泵出口处压力表读数为 0.28MPa（表压），泵入口处真空表读数为0.025MPa，测得泵 的轴功率为3.35kW，电机转速为2900转/分，真空表与压力表 测压截面的垂直距离为0.5m。试由该组实验测定数据确定出与 泵的特性曲线相关的其它性能参数。
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1）H～q曲线：表示泵的压头与流量的关系，离心泵的压 头普遍是随流量的增大而下降（流量很小时可能有例外） 2）N～q曲线：表示泵的轴功率与流量的关系，离心泵的轴 功率随流量的增加而上升，流量为零时轴功率最小。
离心泵启动时，应关闭出口阀，使启动电流最小，以保 护电机。 3）η～q曲线：表示泵的效率与流量的关系，随着流量的 增大，泵的效率将上升并达到一个最大值，以后流量再增 大，效率便下降。
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离心泵在一定转速下有一最高效率点。离心泵在与最 高效率点相对应的流量及压头下工作最为经济。
与最高效率点所对应的q、H、N值称为最佳工况参数。
离心泵的铭牌上标明的就是指该泵在运行时最高效率点的 状态参数。
注意：在选用离心泵时，应使离心泵在该点附近工作。 一般要求操作时的效率应不低于最高效率的92%。
强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便 经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。
离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮 所产生的离心力，因此称为离心泵。
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2
3
1
4 5
离心泵原理的动画
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气缚
离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远 小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心 处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样， 离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚”。
根据结构 开式叶轮 没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒 的液体悬浮物。
半闭式叶轮只有后盖板，可用于输送浆料或含固体 悬浮物的液体，效率较低。
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2）泵壳 A. 泵壳的作用 • 汇集液体，作导出液体的通道； • 使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。 B. 导叶轮
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4）轴功率及有效功率
轴功率：电机输入离心泵的功率,用N表示，单位为J/S,
W或ＫW
有效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Ne表示
轴功率和有效功率之间的关系为 ： N Ne /
有效功率可表达为
Ne qV Hg
轴功率可直接利用效率计算
N qV Hg /
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•确定离心泵安装高度时应使用泵最大流量下的HS’进行计
算
•HS’随q增大而减小
若输送其它液体，且操作条件与上述实验条件不符时，需对
HS’进行校H正S。 HS
'( H a
10)
Pv 9.81103
0.24
1000
3、气蚀余量
为防止气蚀现象发生，在离心泵入口处液柱的静压头 p1
第 一章 流体的流动及输送
第一节 离心泵
•离心泵的操作原理、构造与类型
•离心泵的主要性能参数与特性曲 线
•离心泵的气蚀现象与允许吸上高 度
其他类型的泵
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流体输送机械：向流体作功以提高流体机械能的装置 • 输送液体的机械通称为泵；
例如：离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。 • 输送气体的机械按不同的工况分别称为:
2、离心泵的特性曲线
离心泵的H、η 、 N都与离心泵的qｖ有关，它们之间
的关系由确定离心泵压头的实验来测定，实验测出的一组 关系曲线：
H～q 、η ～q、 N～q