离心泵工艺计算
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离wenku.baidu.com泵工艺计算
2010年6月8日
离心泵工作原理
离心泵的组成
离心泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。
?吸水室位于叶轮的进水口前面，起到把液体引 向叶轮的作用；
?压水室主要功能是将动能转换成压力能，螺旋 形压水室，蜗壳式外壳；
?叶轮是提供流体能量的元件，是泵最重要的部 件，叶轮通常由盖板和中间的叶片组成。
说明：所提及的数据均为一般情况下的控制范围，在实 际使用过程中应注意到流体性质、操作工况、安装位置 及泵的类型，并根据安全和经济的原则来确定泵的吸入 管和排出管的流速及允许压力降。
泵的系统特性计算之 NPSH（1）
1. NPSHa的计算及有关参数的选择
1.1离心泵的NPSHa可按下式进行计算:
泵的系统特性计算之 NPSH（2）
离心泵的主要性能参数（ 2）
典型离心泵的性能特性曲线图
泵的系统计算
?泵的进出口管道系统选择与计算 ?泵的系统特性计算 1.NPSH 计算 2. 泵的压差计算 3. 泵的安装高度计算
离心泵管路系统流速、管径选择 （1）
管径选择原则是由流速及相应的允许压力降来确定流速
? 流速
水和物性与水近似的液体的离心泵吸入管内流速为1. 5~ 2m/s(常温)，0.5~1.5m/s 温度70-110度);排出管内流速为1. 5~3m/s。
总之，计算泵的NPSHa ，应选择正常出现的最不利条件下的数据 进行计算，以保证泵不发生气蚀而可靠地运行
泵的系统特性计算之 NPSH（3）
1.3 NPSHa 的安全裕量
?从1.1中NPSHa计算结果减去安全裕量，即为泵系统的最终有效净正吸 入压头。 ?对一般离心泵，NPSHa的安全裕量取0. 6 ~ 1. 0m，但对不同类型和不同 用途的离心泵，NPSHa的安全裕量也不同，具体见下表
工作原理
离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的 机械能传递给液体。在离心力的作用下，液体 从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压 力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出 室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出 管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排 出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面 压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口， 于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出 液体。
1. 泵吸入压力和最大吸入压力计算 （1）泵吸入压力计算 泵的吸入压力按流量不同可分为正常流量下的吸入压力和设 计流量下的吸入压力。 a.正常流量下泵的吸入压力如下:
b.设计流量下泵的吸入压力计算如下:
泵的系统特性计算之泵的压差（ 2）
1. 泵吸入压力和最大吸入压力计算 （2）泵的最大吸入压力 泵的最大吸入压力是指泵吸入处可能出现的最高压力，为泵吸 入侧容器由于不正常情况可能出现的最高压力及产生的最高液 位的净压力之和，如下式所示:
一般小型泵的最高效率为50%-70%;大型泵可达90%左右。离心泵的效率与 泵的大小、类型、制造精密程度及其所输送液体的性质有关。 ?泵需要的净正吸入压头(NPSHr)，为保证泵正常运转而不发生气蚀，净正吸入压 头必须大于某一指定最小值，该最小值称为泵需要的净正吸入压头(NPSHr), 与泵的 类型和结构设计有关，并随泵的转速和流量而变，NPSHr越小，泵抗气蚀能力越强。 NPSHr一般由泵制造厂测定提供，NPSHr的测定条件是按输送20℃时的清水。
气缚和汽蚀
需要理解和区别的两个概念 ? 1气缚
泵在运转时吸入管路和泵的轴心处常处于负压状态，若管 路及轴封密封不良，则因漏入空气而使泵内流体的平均密 度下降，泵将无法吸上液体，像这种因泵壳内存在气体而 导致吸不上液的现象。
? 2 汽蚀
当叶轮进口处液体压力降至低于被输送液体的饱和蒸气压 时，将发生液体将被汽化沸腾，生成的蒸气泡在随液体从 入口向外周流动中，又因叶轮出口处 液体的压力迅速加大 而急剧冷凝。使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心， 产生频率很高，瞬时压力很大的冲击波，这种现象称为 “汽蚀”或“空蚀”。
序号 离心泵的用途
安全裕量/单位：米
1 锅炉给水泵及锅炉给水循环泵、卧式冷凝器热冷凝液泵
2.1
2 常温常压冷却水泵
0.6
3 吸人压力<70kPa(表)的泵
0.6
4 用于输送平衡液体和在蒸汽分压下的液体的泵
0.3~1.2
5 多级泵和双吸叶轮泵
0.6
6 自动启动泵
0.6
泵的系统特性计算之泵的压差（ 1）
? 压降
泵吸入管和排出管的单位管长压力降一般由计算而定，有的由于经济原因及操作 要求，可作限定。
泵吸入管路压力降一般控制在20mm液柱/米管长以内，当输送液体温度高于70℃ 或处于平衡状态时，应控制在6mm液柱/米管长以内。
泵排出管路压力降随流量不同而控制范围不同，见下表。
离心泵管路系统流速、管径选择（ 2）
1.2 NPSHa 计算注意事项
a.确定吸人损失时应注意; (1)管径为内径; (2)流量为泵的设计流量，若用正常流量计算，则各项损失要乘以流量安全系数 的平方; (3)对在正常操作中几台并联运转的关键泵，应估计到一台泵突然损坏时的有效 净正吸入压头，此值通常是减小; (4)当吸入 侧容器标高由需要的净正吸入压头确 定时，吸入管道的总摩擦损失不应超过0. 6m液柱; (5)当吸入侧容器标高不是由需要的净正吸入压头确定时，吸入管道的总摩擦损 失可超过0.6m液柱，推荐作法是按控制单位压力降0. 23~0. 46kPa/m来确定吸入管 道和进泵管道的管径。 b.吸入侧容器的工作压力为正常出现的最低工作压力。 c.吸入侧容器的液面标高应取正常出现的最低情况。 d泵入口液体的饱和蒸汽压应取正常出现的最高工作温度下的值。
离心泵的结构
离心泵的主要性能参数（ 1）
离心泵的主要性能参数有压头、流量、功率、效率、泵需要的净正吸入压头 (NPSHr)等
?压头 离心泵的压头也称为扬程，以H(m)表示，其取决于泵的结构(如叶轮直径、 叶片的形状等)、转速和流量。 ?流量 离心泵的流量又称为泵的输液能力，Q表示，它取决于泵的结构(主要为叶 轮的直径与叶片的宽度)和转速，另外还有输液管路的阻力等。 ?功率 离心泵自轴上输人的功率简称轴功率，以Ne表示。泵对液体的输出功率 Ne=ρgQH。 ?效率 又称为泵的总效率，以η表示，即η=Ne/N。
2010年6月8日
离心泵工作原理
离心泵的组成
离心泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。
?吸水室位于叶轮的进水口前面，起到把液体引 向叶轮的作用；
?压水室主要功能是将动能转换成压力能，螺旋 形压水室，蜗壳式外壳；
?叶轮是提供流体能量的元件，是泵最重要的部 件，叶轮通常由盖板和中间的叶片组成。
说明：所提及的数据均为一般情况下的控制范围，在实 际使用过程中应注意到流体性质、操作工况、安装位置 及泵的类型，并根据安全和经济的原则来确定泵的吸入 管和排出管的流速及允许压力降。
泵的系统特性计算之 NPSH（1）
1. NPSHa的计算及有关参数的选择
1.1离心泵的NPSHa可按下式进行计算:
泵的系统特性计算之 NPSH（2）
离心泵的主要性能参数（ 2）
典型离心泵的性能特性曲线图
泵的系统计算
?泵的进出口管道系统选择与计算 ?泵的系统特性计算 1.NPSH 计算 2. 泵的压差计算 3. 泵的安装高度计算
离心泵管路系统流速、管径选择 （1）
管径选择原则是由流速及相应的允许压力降来确定流速
? 流速
水和物性与水近似的液体的离心泵吸入管内流速为1. 5~ 2m/s(常温)，0.5~1.5m/s 温度70-110度);排出管内流速为1. 5~3m/s。
总之，计算泵的NPSHa ，应选择正常出现的最不利条件下的数据 进行计算，以保证泵不发生气蚀而可靠地运行
泵的系统特性计算之 NPSH（3）
1.3 NPSHa 的安全裕量
?从1.1中NPSHa计算结果减去安全裕量，即为泵系统的最终有效净正吸 入压头。 ?对一般离心泵，NPSHa的安全裕量取0. 6 ~ 1. 0m，但对不同类型和不同 用途的离心泵，NPSHa的安全裕量也不同，具体见下表
工作原理
离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的 机械能传递给液体。在离心力的作用下，液体 从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压 力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出 室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出 管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排 出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面 压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口， 于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出 液体。
1. 泵吸入压力和最大吸入压力计算 （1）泵吸入压力计算 泵的吸入压力按流量不同可分为正常流量下的吸入压力和设 计流量下的吸入压力。 a.正常流量下泵的吸入压力如下:
b.设计流量下泵的吸入压力计算如下:
泵的系统特性计算之泵的压差（ 2）
1. 泵吸入压力和最大吸入压力计算 （2）泵的最大吸入压力 泵的最大吸入压力是指泵吸入处可能出现的最高压力，为泵吸 入侧容器由于不正常情况可能出现的最高压力及产生的最高液 位的净压力之和，如下式所示:
一般小型泵的最高效率为50%-70%;大型泵可达90%左右。离心泵的效率与 泵的大小、类型、制造精密程度及其所输送液体的性质有关。 ?泵需要的净正吸入压头(NPSHr)，为保证泵正常运转而不发生气蚀，净正吸入压 头必须大于某一指定最小值，该最小值称为泵需要的净正吸入压头(NPSHr), 与泵的 类型和结构设计有关，并随泵的转速和流量而变，NPSHr越小，泵抗气蚀能力越强。 NPSHr一般由泵制造厂测定提供，NPSHr的测定条件是按输送20℃时的清水。
气缚和汽蚀
需要理解和区别的两个概念 ? 1气缚
泵在运转时吸入管路和泵的轴心处常处于负压状态，若管 路及轴封密封不良，则因漏入空气而使泵内流体的平均密 度下降，泵将无法吸上液体，像这种因泵壳内存在气体而 导致吸不上液的现象。
? 2 汽蚀
当叶轮进口处液体压力降至低于被输送液体的饱和蒸气压 时，将发生液体将被汽化沸腾，生成的蒸气泡在随液体从 入口向外周流动中，又因叶轮出口处 液体的压力迅速加大 而急剧冷凝。使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心， 产生频率很高，瞬时压力很大的冲击波，这种现象称为 “汽蚀”或“空蚀”。
序号 离心泵的用途
安全裕量/单位：米
1 锅炉给水泵及锅炉给水循环泵、卧式冷凝器热冷凝液泵
2.1
2 常温常压冷却水泵
0.6
3 吸人压力<70kPa(表)的泵
0.6
4 用于输送平衡液体和在蒸汽分压下的液体的泵
0.3~1.2
5 多级泵和双吸叶轮泵
0.6
6 自动启动泵
0.6
泵的系统特性计算之泵的压差（ 1）
? 压降
泵吸入管和排出管的单位管长压力降一般由计算而定，有的由于经济原因及操作 要求，可作限定。
泵吸入管路压力降一般控制在20mm液柱/米管长以内，当输送液体温度高于70℃ 或处于平衡状态时，应控制在6mm液柱/米管长以内。
泵排出管路压力降随流量不同而控制范围不同，见下表。
离心泵管路系统流速、管径选择（ 2）
1.2 NPSHa 计算注意事项
a.确定吸人损失时应注意; (1)管径为内径; (2)流量为泵的设计流量，若用正常流量计算，则各项损失要乘以流量安全系数 的平方; (3)对在正常操作中几台并联运转的关键泵，应估计到一台泵突然损坏时的有效 净正吸入压头，此值通常是减小; (4)当吸入 侧容器标高由需要的净正吸入压头确 定时，吸入管道的总摩擦损失不应超过0. 6m液柱; (5)当吸入侧容器标高不是由需要的净正吸入压头确定时，吸入管道的总摩擦损 失可超过0.6m液柱，推荐作法是按控制单位压力降0. 23~0. 46kPa/m来确定吸入管 道和进泵管道的管径。 b.吸入侧容器的工作压力为正常出现的最低工作压力。 c.吸入侧容器的液面标高应取正常出现的最低情况。 d泵入口液体的饱和蒸汽压应取正常出现的最高工作温度下的值。
离心泵的结构
离心泵的主要性能参数（ 1）
离心泵的主要性能参数有压头、流量、功率、效率、泵需要的净正吸入压头 (NPSHr)等
?压头 离心泵的压头也称为扬程，以H(m)表示，其取决于泵的结构(如叶轮直径、 叶片的形状等)、转速和流量。 ?流量 离心泵的流量又称为泵的输液能力，Q表示，它取决于泵的结构(主要为叶 轮的直径与叶片的宽度)和转速，另外还有输液管路的阻力等。 ?功率 离心泵自轴上输人的功率简称轴功率，以Ne表示。泵对液体的输出功率 Ne=ρgQH。 ?效率 又称为泵的总效率，以η表示，即η=Ne/N。