离心泵的安装
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g
2
u22
u12 w12 2g
w
2 2
（2）
将式 2 代入式 1 得：
HT
u22
u12 w12 2g
w22
c22 c12 2g
根据余弦定理可知：
w2 2
2
w12 c12 u12 2c1u1 cos 1 （3）
w
2 2
c
2 2
u22
2c 2 u2
cos 2
（4）
c2 2
u2 w1
式 3、4 代入上式得：
c1 1 1
u1
HT
c2u2
cos2 c1u1 cos1
g
一般地，1=90 则 cos1=0，于是：
HT
c2u2 cos2
g
（5）
w2
2
2c2 2Fra biblioteku2w1 c1
1 1 u1
在离心泵的设计中一般使α1= 90°，即cosα= 0 也即
HT∞=c2u2cosα2 ／g
……⑤
这就是离心泵理论压头的表示式。
下面将其改为HT∞～QT关系
QT = u·A ∵u = c2sinα2
A = πD2b2
∴QT=πD2b2c2sinα2 （m3/s）……⑥
考虑到u2cosα2 与流动角β2的关系：
ctg β2=（u2－c2cosα2）／ c2sinα2
叶轮
泵轴
吸入导管
底阀
调节阀
排出管 排出口
吸入口 吸入管
叶轮
泵 泵轴 壳
离心泵叶轮
底 阀
滤 网
气缚现象
如果离心泵启动时,若泵内存在空气, 由于空气密度很低,旋转后产生的离心力 (F=mw2r(N))(等体积下空气质量小)小,也 即在叶轮中心处形成的低压不足,使泵无 法正常工作的现象.
消除方法:在启动前向泵内灌水.
也即： HT∞=A－BQT A= u22/g B=u2ctg β2/ gπD2b2
HT∞～QT成线性关系
w2
c2
2
u2
w2
c2
w2
c2
2
u2
2
u2
后弯叶片
径向叶片 叶轮出口速度三角形
前弯叶片
讨论：
①当离心泵的几何尺寸(D2、b2、 β2)和转
速n一定时， HT∞和QT成线性关系。 ②当β2<90°, 即为后弯叶片（相对于转动
主部部件:
叶轮——使离心泵中的液体静压能和动能均有所 提高。 分类:开式、闭式、半闭式
叶轮——通常有6~12片的后弯叶片组成
泵壳——又称蜗壳（制成蜗牛形，流道逐渐增大， 有利于减少流动能损失） ——能量转换装置。
思考：三种叶轮中那一种效率高？
闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大。 但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象
2
r22
r12
u22 u12 2
u1
原因二：液体由 1 流到 2 时，由于流动通道逐渐扩大，故 w 逐渐
变小，这部分能量将转化为静压能
p2 p1
g
2
w12
w
2 2
2g
于是：
p2 p1
g
p2 p1
g
1
p2 p1
二、离心泵的理论压头和实际压头
压头：单位重量液体所获得的能量称为泵的压头，用 H表示，单位m。
理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称 为理论压头，用HT表示。
理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称为
理论压头，用HT表示。
(1)流体为理想流体
(2)叶轮的叶片数目为无穷
多，且叶片厚度不计。
问：由（1）、（2）可以得出什么结果？
由(1) 液体在泵内无摩擦阻力损失
由(2) 流体与叶片的相对运动的运动轨迹
可视为与叶片形状相同。
1. 理论压头表达式的推导
w2
液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种: 2
2
c2 2
u2
周向运动: u r
与叶片的相对运动： 处处与叶片相切
在 1 与 2 之间列机械能衡算方程式，得：
导轮
思考： 为什么导轮的弯曲方向与叶 片弯曲方向相反？
3. 轴封装置
旋转的泵轴与 固定的泵壳之 间的密封。
作用：防止高 压液体沿轴漏 出或外界空气 漏入。
填 料 密 封 机 械 密 封
为什么要把动能的一部分转化为静压能呢？
因动能越大，管路中流动阻力增大而使能耗 增大。
离心泵的吸液方式： 单液式——只有一个吸入口 双液式——有两个 吸入口
1、作用原理
离心泵在作时，叶 轮由电机驱动随泵轴做 高速旋转运动 （1000~3000转/分）， 迫使叶 间液体作近于 等角速度的旋转运动， 同时因离心力的作用， 使液体在叶轮中心向外 缘作径向运动。
由于愈靠近叶轮外缘受离心力越大，
所以液体在经叶轮的运动过程中不断获得 能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵 壳。在蜗壳中，由于流通的逐渐扩大而减 速，据柏努力方程知，必有部分动能转化 为静压能，最后流入出口管道。注意在液 体受迫由叶轮中心流向外缘运动时，在叶 轮中心会形成低压，则在吸液的和叶轮中 心会形成压差，即液体会被自动地吸如叶 轮中心。
w1 c1
1 1 u1
HT
p2
p1
c
2 2
c12
g
2g
(1)
使静压头增加 p2 p1 的原因： g
原因一：离心力作功
r2
r1
Fc dr
p2 p1
g
1
r2
2rdr
r1
Fc
2r
w2
c2
2
2
2
u2
w1 c1
1 1
12
c2cosα2= u2－ c2sinα2 ctg β2
w2 2
2
c2
c2 r
2
2
c2u
u2
……⑦
w1
由⑤、⑥、⑦得， HT∞=[u22－ ( u2ctg β2/ πD2b2) QT]/g (m)
……⑧ u2= ωr2= ( πn/60 ) D2=ωD2/2 (m/s )
⑧即为HT∞～QT关系式： HT∞= u22/g－ (u2ctg β2/ gπD2b2 ) QT
叶轮轴向力问题
闭式或半闭式叶轮后 盖板与泵壳之间空腔 液体的压强较吸入口 侧高，这使叶轮遭受 指向吸入口方向的轴 向推力，这使叶轮向 吸入口侧位移，引起 叶轮与泵壳接触处的 磨损。
解决办法：叶轮后盖 板上钻一些小孔---平 衡孔。
泵壳
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
因而离心泵的作用原理简
单地说，就是在高速旋转的叶 轮的作用下，使液体获得了能 量而提高了出口压强，同时在 叶轮中心形成低压而有自动吸 液功能，而使离心泵可以连续 不断的排出液体。
问 1： 流体在泵内都获得了什么能量？ 其中那种能量占主导地位？
问 2： 泵启动前为什么要灌满液体？
气缚现象
压出导管
泵壳
2
u22
u12 w12 2g
w
2 2
（2）
将式 2 代入式 1 得：
HT
u22
u12 w12 2g
w22
c22 c12 2g
根据余弦定理可知：
w2 2
2
w12 c12 u12 2c1u1 cos 1 （3）
w
2 2
c
2 2
u22
2c 2 u2
cos 2
（4）
c2 2
u2 w1
式 3、4 代入上式得：
c1 1 1
u1
HT
c2u2
cos2 c1u1 cos1
g
一般地，1=90 则 cos1=0，于是：
HT
c2u2 cos2
g
（5）
w2
2
2c2 2Fra biblioteku2w1 c1
1 1 u1
在离心泵的设计中一般使α1= 90°，即cosα= 0 也即
HT∞=c2u2cosα2 ／g
……⑤
这就是离心泵理论压头的表示式。
下面将其改为HT∞～QT关系
QT = u·A ∵u = c2sinα2
A = πD2b2
∴QT=πD2b2c2sinα2 （m3/s）……⑥
考虑到u2cosα2 与流动角β2的关系：
ctg β2=（u2－c2cosα2）／ c2sinα2
叶轮
泵轴
吸入导管
底阀
调节阀
排出管 排出口
吸入口 吸入管
叶轮
泵 泵轴 壳
离心泵叶轮
底 阀
滤 网
气缚现象
如果离心泵启动时,若泵内存在空气, 由于空气密度很低,旋转后产生的离心力 (F=mw2r(N))(等体积下空气质量小)小,也 即在叶轮中心处形成的低压不足,使泵无 法正常工作的现象.
消除方法:在启动前向泵内灌水.
也即： HT∞=A－BQT A= u22/g B=u2ctg β2/ gπD2b2
HT∞～QT成线性关系
w2
c2
2
u2
w2
c2
w2
c2
2
u2
2
u2
后弯叶片
径向叶片 叶轮出口速度三角形
前弯叶片
讨论：
①当离心泵的几何尺寸(D2、b2、 β2)和转
速n一定时， HT∞和QT成线性关系。 ②当β2<90°, 即为后弯叶片（相对于转动
主部部件:
叶轮——使离心泵中的液体静压能和动能均有所 提高。 分类:开式、闭式、半闭式
叶轮——通常有6~12片的后弯叶片组成
泵壳——又称蜗壳（制成蜗牛形，流道逐渐增大， 有利于减少流动能损失） ——能量转换装置。
思考：三种叶轮中那一种效率高？
闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大。 但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象
2
r22
r12
u22 u12 2
u1
原因二：液体由 1 流到 2 时，由于流动通道逐渐扩大，故 w 逐渐
变小，这部分能量将转化为静压能
p2 p1
g
2
w12
w
2 2
2g
于是：
p2 p1
g
p2 p1
g
1
p2 p1
二、离心泵的理论压头和实际压头
压头：单位重量液体所获得的能量称为泵的压头，用 H表示，单位m。
理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称 为理论压头，用HT表示。
理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称为
理论压头，用HT表示。
(1)流体为理想流体
(2)叶轮的叶片数目为无穷
多，且叶片厚度不计。
问：由（1）、（2）可以得出什么结果？
由(1) 液体在泵内无摩擦阻力损失
由(2) 流体与叶片的相对运动的运动轨迹
可视为与叶片形状相同。
1. 理论压头表达式的推导
w2
液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种: 2
2
c2 2
u2
周向运动: u r
与叶片的相对运动： 处处与叶片相切
在 1 与 2 之间列机械能衡算方程式，得：
导轮
思考： 为什么导轮的弯曲方向与叶 片弯曲方向相反？
3. 轴封装置
旋转的泵轴与 固定的泵壳之 间的密封。
作用：防止高 压液体沿轴漏 出或外界空气 漏入。
填 料 密 封 机 械 密 封
为什么要把动能的一部分转化为静压能呢？
因动能越大，管路中流动阻力增大而使能耗 增大。
离心泵的吸液方式： 单液式——只有一个吸入口 双液式——有两个 吸入口
1、作用原理
离心泵在作时，叶 轮由电机驱动随泵轴做 高速旋转运动 （1000~3000转/分）， 迫使叶 间液体作近于 等角速度的旋转运动， 同时因离心力的作用， 使液体在叶轮中心向外 缘作径向运动。
由于愈靠近叶轮外缘受离心力越大，
所以液体在经叶轮的运动过程中不断获得 能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵 壳。在蜗壳中，由于流通的逐渐扩大而减 速，据柏努力方程知，必有部分动能转化 为静压能，最后流入出口管道。注意在液 体受迫由叶轮中心流向外缘运动时，在叶 轮中心会形成低压，则在吸液的和叶轮中 心会形成压差，即液体会被自动地吸如叶 轮中心。
w1 c1
1 1 u1
HT
p2
p1
c
2 2
c12
g
2g
(1)
使静压头增加 p2 p1 的原因： g
原因一：离心力作功
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w2
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u2
w1 c1
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c2cosα2= u2－ c2sinα2 ctg β2
w2 2
2
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2
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u2
……⑦
w1
由⑤、⑥、⑦得， HT∞=[u22－ ( u2ctg β2/ πD2b2) QT]/g (m)
……⑧ u2= ωr2= ( πn/60 ) D2=ωD2/2 (m/s )
⑧即为HT∞～QT关系式： HT∞= u22/g－ (u2ctg β2/ gπD2b2 ) QT
叶轮轴向力问题
闭式或半闭式叶轮后 盖板与泵壳之间空腔 液体的压强较吸入口 侧高，这使叶轮遭受 指向吸入口方向的轴 向推力，这使叶轮向 吸入口侧位移，引起 叶轮与泵壳接触处的 磨损。
解决办法：叶轮后盖 板上钻一些小孔---平 衡孔。
泵壳
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
因而离心泵的作用原理简
单地说，就是在高速旋转的叶 轮的作用下，使液体获得了能 量而提高了出口压强，同时在 叶轮中心形成低压而有自动吸 液功能，而使离心泵可以连续 不断的排出液体。
问 1： 流体在泵内都获得了什么能量？ 其中那种能量占主导地位？
问 2： 泵启动前为什么要灌满液体？
气缚现象
压出导管
泵壳