泵和压缩机

QH N 102
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1.某离心泵输送密度ρ为860kg/m3的油品时， 测得流量Q为120m3/h，泵的扬程H为60m， 轴功率N为31.8kW。试求该泵的效率η。 2. 某离心泵的输送密度ρ为843kg/m3的油品时， 测得流量Q为0.057m3/s。已知该泵的扬程H 为390m。试求该泵的有效功率Ne。（重力 加速度g=9.81m/s2）
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6.泵的容积损失又称泄漏损失，包括叶轮密封环、级 间、轴向力平衡机构三种泄漏损失。容积效率的高 低不仅与设计制造有关，更与后期管理有关。泵连 续运行一定时间后，由于各部件之间摩擦，间隙增 大，容积效率降低。 7.由于过滤器堵塞、管线进气等原因造成离心泵抽空 及空转。 8.泵启动前，员工不注重离心泵启动前的准备工作， 暖泵、盘泵、灌注泵等基本操作规程执行不彻底， 经常造成泵的气蚀现象，引起泵噪声大、振动大、 泵效低。
作业题目
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四、离心泵的特性曲线 离心泵的压头、效率、轴功率都与泵的流量 有关，它们之间的关系难以用理论关系表达，而 是通过实验测得，测出的一组关系曲线称为离心 泵的特性曲线。 （1）H—Q曲线 表示泵的压头和流量的关系 （2）N—Q曲线 表示泵的轴功率与流量的关系。 （3）η—Q曲线 表示泵的效率和流量的关系。
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一、离心泵的工作原理与主要部件
1.工作原理 灌泵—启动电机—叶轮旋转—流道扩大—动能→-静压能-排出---液体补充---连续 离心泵启动前，应先将泵壳和吸入管路充满被输送液体。 启动后，泵轴带动叶轮高速旋转，在离心力的作用下，液体 从叶轮中心甩向外缘。流体在此过程中获得能量，使静压能 和动能均有所提高。
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4.轴功率 离心泵的轴功率是指泵轴所需的功率。当泵 直接由电动机驱动时，它就是电动机传给泵轴的 功率，用N表示，单位为W或kW。离心泵的有效 功率是指液体从叶轮获得的能量Ne表示。由于存 在上述三种能量损失，故轴功率必大于有效功率，
两种关系为：N=Ne/η 而 Ne=HQρg 工程上轴功率经常以kW表示
p A z g 其中：
8 l l e B 2 π g d5
H e A BQ 2
管路特性曲线仅与管路的布局及 操作条件有关，而与泵的性能无关。 曲线的截距A与两贮槽间液位差及操 作压力差有关，曲线的陡度B与管路 的阻力状况有关。高阻力管路系统的 特性曲线较陡峭，低阻力管路系统的 31 特性曲线较平坦。
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讨论题：影响离心泵组效率有哪些因素： 离心泵的效率是机械、容积和水力三种效 率的乘积。造成离心泵组效率低的因素主要 有以下几个。 1.泵本身效率是最根本的影响。同样工作条件 下的泵，效率可能相差15％以上。 2.离心泵的运行工况低于泵的额定工况，泵效 低，耗能高。
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3.电机效率在运用中基本保持不变。因此选择 一台高效率电机致关重要。 4.机械效率的影响主要与设计及制造质量有关。 泵选定后，后期管理影响较小。 5.水力损失包括水力摩擦和局部阻力损失。泵 运行一定时间后，不可避免地造成叶轮及导 叶等部件表面磨损，水力损失增大，水力效 率降低。
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五、离心泵转速的影响
当液体粘度不大，泵的效率不变时，泵的流量，扬程，轴功 率可近似用比例定律表示：
叶轮直径的影响：
对于同一型号的泵，换一个直径较小的叶轮（其他几何尺寸 不变，转速不变，叶轮直径变化不大）时，叶轮直径和流量， 压头，轴功率之间可近似用切割定律表示：
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六、离心泵的工作点与流量调解
离心泵的性能参数：流量、扬程、轴功率、效率、 气蚀余量等。 (一) 离心泵的性能参数 1.【流量】 离心泵的流量是指离心泵的单位时间内排送 到管路系统的液体体积，以Q表示，常用的单位 为l/s或m3/s。 2.【扬程】 指离心泵对单位重量液体所提供的有效能量， 以H表示，单位为m。
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3.效率 离心泵在输送液体过程中，当外界能量通过 叶轮传给液体时，会有能量损失，即由原动机 提供给泵轴的能量不能全部为液体所获得，通 常用效率（以η表示）来反映能量损失。
（五）、离心泵的工作点与流量调节
1、管路特性曲线与泵的工作点
1）管路特性曲线
管路特性曲线 流体通过某特定管路时所需的压头与液体
流量的关系曲线。
在截面1-1´与 2-2´ 间列柏 努利方程式，并以1-1´截面为 基准水平面，则液体流过管路 所需的压头为：
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p u 2 H e z Hf g 2 g
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轴向 力
2.泵壳（蜗壳）
泵壳作用：
汇集液体，并导出液体；能量转换装置 导轮的作用： 减少液体直接进入泵壳时因碰撞 引起的能量损失； 并使部分动能转化为静压能。
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3.轴封装置
轴封装置作用：是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气
吸入泵的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两
种。
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三、离心泵的性能参数与特性曲线
若把泵的转速提高到n1：则H~Q线上移，工作点由M移至
M1 ，流量由QM 加大到QM1；
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• 若把泵的转速降至n2： 则H~Q线下移，工作点 移至M2,流量减小到QM2 优点：流量随转速下降而减 小，动力消耗也相应降低；
缺点：需要变速装置或价格昂贵的变速电动机，难以做到流
量连续调节，化工生产中很少采用。
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3.机械损失η3 机械损失是泵在运转时，在轴承、轴封装置 等机械部件接触处由于机械磨擦而消耗部分 能量，故泵的轴功率大于泵的理论功率（即 理论压头与理论流量所对应的功率）。
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（二） 影响离心泵特性曲线的因素
密度的影响：离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无 关，说明H-Q曲线不随液体密度而变，η-Q曲线也不随液体 密度而变。然而，离心泵所需的轴功率则随液体密度的增 加而增加，即P-Q曲线要变，由式P轴=Pe/= QHg /可知， 轴功率与密度成正比。 粘度的影响：液体粘度的改变将直接改变其在离心泵内的 能量损失，H-Q、P-Q、η-Q曲线都将随之而变。不过当液 体的运动粘度(动量扩散系数)ν<2×10-5m2/s时影响不大， 超过此值则应进行换算，有关手册上给出了不同条件下通 过实验得到的换算系数。
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叶片式泵(透平式泵)：离心泵 管道泵 潜油泵 自吸泵 往复泵：活塞泵 柱塞泵 隔膜泵 容积式泵
回转泵：齿轮泵 螺杆泵 滑片泵
其他类型泵：喷射泵 真空泵 低压泵（低于2MPa） 另外，按压力分为 中压泵（2-6MPa） 高压泵（高于6MPa）
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往复泵
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油库发油泵棚
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卸油泵房
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离心泵
离心泵是典型的高速旋 转叶轮式液体输送机械， 在泵类机械中具有很好的 代表性。其特点是泵的流 量与压头灵活可调、输液 量稳定且适用介质范围很 广。
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9.变频节能技术的应用。对设计参数大于实际 运行工况的离心泵，加装变频调速装置后， 始终运行在高效区。 10.在主要离心泵上推广应用高效节能的永磁调 速电机及双功率电机等新型节能产品。 11.离心泵的选择。选用新泵时，应选实力雄厚 厂家生产的泵，以保证离心泵高效率。
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12.离心泵的维护。(1)要经常对离心泵轴端密封进行 检查和调整，降低容积损失；(2)当离心泵累计运行 1万h后，应进行大修，恢复泵效；(3)在离心泵上推 广应用波纹管密封技术，彻底消除离心泵外漏，提 高容积效率。 13.定期清理过滤器，检查管线连接，保证离心泵进液 管路畅通。 14.严格按照离心泵操作规程，启泵前一要进行盘泵， 打开进口阀门，关闭出口阀门，进行排气放空，检 查泵的进口压力是否符合要求。防止供液压力低和 流量不足而引起泵的气蚀现象发生。 15.定期对离心泵进行泵效检测，对泵效低的泵组，要 及时查找原因，采取相应措施加以解决。
泵和压缩机
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泵是把机械能转换成液体的能量，用来增压
输送液体的机械。
泵是国民经济中应用最广泛、最普遍的通用机 械，除了水利、电力、农业和矿山等大量采用外， 尤以石油化工生产用量最多。而且由于化工生产中 原料、半成品和最终产品中很多是具有不同物性的 液体，如腐蚀性、固液两相流、高温或低温等，要 求有大量的具有一定特点的化工用泵来满足工艺上 的要求。这方面的技术发展产品开发一直是十分活 跃的。
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3、离心泵的并联和串联
1）串联组合泵的特性曲线源自两台相同型号的离心泵串联组合，在同样的流量下，其提
供的压头是单台泵的两倍 。
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2）并联组合泵的特性曲线
两台相同型号的离心泵并联，若其各自有相同的吸入管
路，则在相同的压头下，并联泵的流量为单泵的两倍。
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3）离心泵组合方式的选择
•对于低阻输送管路a，并联 组合泵流量的增大幅度大于 串联组合泵； •对于高阻输送管路b，串联 组合泵的流量增大幅度大于 并联组合泵。 低阻输送管路----并联优于串联； 高阻输送管路----串联优于并联。
以国产4B20型离心水泵为例：
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4B20型离心泵的特性曲线
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（一） 泵内能量损失
1.容积损失 容积损失是由于泵的泄漏造成的。离心泵在运转过程中，有 一部分获得能量的高压液体，通过叶轮与泵壳之间的间隙流 回吸入口。因此，从泵排出的实际流量要比理论排出流量为 低，其比值称为容积效率η1。
2.水力损失 水力损失是由于流体流过叶轮、泵壳时，由于流速大小和方 向要改变，且发生冲击，而产生的能量损失。所以泵的实际 压头要比泵理论上所能提供的压头为低，其比值称为水力效 率η2。
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——管路的特性 方程
在特定管路中输送液体时，管路所需的压头随所输送液体流
量Q的平方而变
2）离心泵的工作点
离心泵的特性曲线与管 路的特性曲线的交点M， 就是离心泵在管路中的工 作点。
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M点所对应的流量Qe 和压头He 表示离心泵在该特定管路中
实际输送的流量和提供的压头。
2、离心泵的流量调节