4.2离心泵的吸入特性
离心泵基础知识
2-2 离心泵离心泵结构简单，操作容易，流量均匀，调节控制方便，且能适用于多种特殊性质物料，因此离心泵是化工厂中最常用的液体输送机械。
近年来，离心泵正向着大型化、高转速的方向发展。
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理图2-1 离心泵活页轮一、离心泵的主要部件1．叶轮叶轮是离心泵的关键部件，它是由若干弯曲的叶片组成。
叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，提高液体的动能和静压能。
根据叶轮上叶片的几何形式，可将叶片分为后弯、径向和前弯叶片三种，由于后弯叶片可获得较多的静压能，所以被广泛采用。
叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式（即敞式）三种，如图2-1所示。
在叶片的两侧带有前后盖板的叶轮称为闭式叶轮（c图）；在吸入口侧无盖板的叶轮称为半闭式叶轮（b图）；在叶片两侧无前后盖板，仅由叶片和轮毂组成的叶轮称为开式叶轮（a图）。
由于闭式叶轮宜用于输送清洁的液体，泵的效率较高，一般离心泵多采用闭式叶轮。
叶轮可按吸液方式不同，分为单吸式和双吸式两种。
单吸式叶轮结构简单，双吸式从叶轮两侧对称地吸入液体（见教材图2－3）。
双吸式叶轮不仅具有较大的吸液能力，而且可以基本上消除轴向推力。
2．泵壳泵体的外壳多制成蜗壳形，它包围叶轮，在叶轮四周展开成一个截面积逐渐扩大的蜗壳形通道（见图2－2）。
泵壳的作用有：①汇集液体，即从叶轮外周甩出的液体，再沿泵壳中通道流过，排出泵体；②转能装置，因壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道逐渐扩大的方向一致，减少了流动能量损失，并且可以使部分动能转变为静压能。
若为了减小液体进入泵壳时的碰撞，则在叶轮与泵壳之间还可安装一个固定不动的导轮（见教材图2-4中3）。
由于导轮上叶片间形成若干逐渐转向的流道，不仅可以使部分动能转变为静压能，而且还可以减小流动能量损失。
注意：离心泵结构上采用了具有后弯叶片的叶轮，蜗壳形的泵壳及导轮，均有利于动能转换为静压能及可以减少流动的能量损失。
3．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称为轴封。
离心泵特性
c2
α2
u2 w1
β1
r2
c1
α1
③ 稳态流动。
─→最大扬程──理论扬程，H 在叶片进出口列机械能衡算方程：
r1
u1
Δ p c H g 2g
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
2
──动能、静压能均提高
■
〓
化工原理-流体输送机械/11.离心泵特性
8
Δp ── ρg
离心力作功
r2
r1
2 2 u u Fc dr 1 r 2 dr (r22 r12 ) 2 1 r1 2 2 r2 2
2 2 w w 1 2 动能→静压能 2
则：
2 2 2 u2 u12 w12 w2 c2 c12 H 2g 2g 2g
代入前面余弦定律
h
f1- 2
6 / 9.807 0.6118 m
■ 〓
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
化工原理-流体输送机械/11.离心泵特性
20
得扬程：
H=5+2.2042/(2×9.807)+24.98+0.6118=30.84m
在1-1、3-3截面间列式，得泵的升扬高度，即
Z3=H-∑hf1-3=30.84-(0.6118+0.8)=29.4m
则有：
2 l u hf d 2g
Δp 2 2 H Δ Z KV A KV g
H
② ①
管路特性曲线为一抛物 线的右半支。如加大K(管 系阻力增大)，该曲线上 翘：①→②。
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
V ' n' V n V ' D' V D
【免费下载】离心泵特性曲线测定实验
实验7 离心泵特性曲线测定实验一、实验目的1. 熟悉离心泵的结构、性能、操作和调节方法，掌握离心泵的工作原理。
2. 掌握离心泵特性曲线的测定方法。
测定单级离心泵在恒定转速下的特性曲线，绘制H e-q V、N a-q V、η-q V曲线，分析离心泵的额定工作点。
3. 掌握离心泵流量调节的方法。
4. 掌握离心泵特性曲线的影响因素。
5. 了解常用的测压仪表。
二、实验原理离心泵是一种液体输送机械，主要构件为旋转的叶轮、固定的泵壳和轴封装置。
离心泵泵体内的叶轮固定在泵轴上，叶轮上有若干弯曲的叶片，泵轴在外力带动下旋转，叶轮同时旋转，泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接，侧旁的排出口和排出管路相连接。
启动前，须灌液排出泵壳内的气体，防止出现气缚现象。
启动电机后，泵轴带动叶轮一起高速旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了动能。
液体离开叶轮进入壳体，部分动能变成静压能，进一步提高了静压能。
流体获得能量的多少，不仅取决于离心泵的结构和转速，而且和流体的密度有关。
当离心泵内存在空气，空气的密度远比液体小，相应获得的能量不足以形成所需的压强差，液体无法输送，该现象称为“气缚”。
为了保证离心泵的正常操作，在启动前必须在离心泵和吸入管路内充满液体，并确保运转过程中尽量不使空气漏入。
离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H e、轴功率P a及效率η与液体流量q V之间的关系曲线，如图6-10所示，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。
离心泵的特性曲线与离心泵的设计、加工情况有关，而泵内部流动情况复杂，难以用数学方法计算，只能依靠实验测定。
图6-10 离心泵的特性曲线1. 流量的测定本实验用涡轮流量计测量液体的流量。
测量时，从仪表显示仪上读取的数据是涡轮的频率f ，液体的体积流量为：（6-20）Cfq V =式中：f 为涡轮流量计的脉冲频率，Hz ；C 为涡轮流量计的流量系数，脉冲数/升。
离心泵特性实验报告
离心泵特性测定实验报告一、实验目的1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2．测定离心泵在恒定转速下的操作特性，做出特性曲线； 3．了解电动调节阀、流量计的工作原理和使用方法。
二、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。
由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。
1．扬程H 的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程：f h gug p z H g u g p z ∑+++=+++2222222111ρρ （1）由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项f h ∑，速度平方差也很小故可忽略，则有 (=H gp p z z ρ1212)-+- 210(H H H ++=表值）（2） 式中： 120z z H -=，表示泵出口和进口间的位差，m ；ρ——流体密度，kg/m 3； g ——重力加速度 m/s 2；p 1、p 2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa ；H 1、H 2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m ； u 1、u 2——分别为泵进、出口的流速，m/s ； z 1、z 2——分别为真空表、压力表的安装高度，m 。
由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。
2．轴功率N 的测量与计算k N N ⨯=电 （3）其中，N 电为电功率表显示值，k 代表电机传动效率，可取95.0＝k 。
即：电N N 95.0= （4）3．效率η的计算泵的效率η是泵的有效功率Ne 与轴功率N 的比值。
有效功率Ne 是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N 是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。
比例定律离心泵叶轮的切割离心泵的比转速离心泵的汽蚀与吸入特性课件
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针对不同的工况条件，选择合适的泵壳结构，以减少 水力损失。
降低摩擦损失
通过优化流道设计，减少流体的摩擦损失，从而提高 泵的效率。
离心泵的结构与材料选择
选择合适的材料
01
根据使用环境和使用要求，选择合适的材料，如铸铁、铸钢、
不锈钢等。
确定结构形式
02
根据使用需求，确定离心泵的结构形式，如单级离心泵、多级
根据使用需求，确定流量、扬程、转速等主要设计参数。
选择合适的比转速
根据叶轮的形状和尺寸，计算离心泵的比转速，以优化水力性能。
确定叶轮的切割量
根据实际需要，对叶轮进行切割，以适应不同的工况条件。
离心泵的效率与性能提升
优化叶轮设计
通过改变叶轮的形状、叶片的弯曲度和进口直径等参 数，以提高水力效率。
选择合适的泵壳结构
离心泵叶轮切割方法与实例
离心、激光切割等。其中， 机械切割使用较为广泛，可对金属和非金属材料进行切割。 激光切割则具有高精度、高速度、高质量等优点。
离心泵叶轮切割实例
以某型号离心泵为例，通过切割叶轮，将泵的流量由原来的 100m³/h减小到80m³/h，同时扬程由原来的32m降低到 25m。根据比例定律，可以预测切割后泵的性能参数变化。
02
离心泵的比转速
比转速的定义与计算
比转速是指离心泵的流 量、扬程和功率等性能 参数之间的比例关系。
01
02
比转速 = (3.6*10^6/π^2 * Q^2 * H^(3/2) * N)^(1/5)
03
04
通常使用以下公式来计 算比转速
其中，Q为流量，H为 扬程，N为功率。
离心泵的比转速与性能关系
离心泵的汽蚀与吸入特性
cs ( H s )max hr ( J / kg) 2 ( H s )max 允许 [ H s ] K ( m) K 0.3 ~ 0.5m 机械工业部规定 g 分析： c H s 影响因素 H s s gH g1 hA s 2 pA H s与 p A 大则好 cs H g1 hA S 有关 小则好 小 小 pa
1 ' c0 ' 2 ' 1 ' n' D1 ' 2 ( ) 1c0 21 nD1
ace a bd f b
2、汽蚀比转数 Q' n' D1 '3 根据相似定律 3 Q nD1 Q' Q 常数 3 3 n' D1 ' nD1 汽蚀相似 hr ' hr ＝ 常数 2 2 ( D1 ' n' ) ( D1n ) 两式合并消去 1 D n Q ( hr )
2 汽蚀对泵工作的影响
（1） 噪音和振动：气泡溃灭时液体冲击，泵内有“噼 噼”“啪啪”的声音，机组振动。
（2）对泵性能曲线影响。开始汽蚀时影响很小，发展到 一定程度时出现“断裂工况”，大量气泡堵塞流道。使之抽 空、断流。
（3）叶轮材料破坏：剥蚀与电化腐蚀作用，叶轮材料破 坏，成海绵状、沟槽、鱼鳞状，甚至冲穿。（汽油泵、液化 汽泵等）
( J / kg )
pa：当地大气压， a P
pa p s 铭牌上用m表示 H s g g 用H s 表示ha pa pv
( m)
2
ps
pa
Hs
2
cs ha Hs 2
cs pv ha 2
不同转速下离心泵特性曲线
不同转速下离心泵特性曲线离心泵是一种常用的流体机械设备，广泛应用于水处理、供水、农业灌溉等领域。
离心泵通过旋转叶轮产生离心力，将液体从进口处吸入并通过排出口推出。
离心泵具有流量大、扬程高、效率高等特点，因此被广泛应用于各种工业和民用领域。
研究《不同转速下离心泵特性曲线》的重要性和目的在于了解离心泵在不同转速下的性能表现，进一步优化离心泵的设计和运行。
特性曲线反映了离心泵的性能，通过研究不同转速下的特性曲线，我们可以了解到离心泵的流量、扬程和效率等参数的变化规律，从而选择合适的转速和工况来提高离心泵的性能。
本文将通过实验和数据分析，研究不同转速下的离心泵特性曲线，探讨转速对离心泵性能的影响，为离心泵的设计和运行提供理论依据和参考。
希望本研究能够为离心泵的应用和性能优化提供有益的参考。
离心泵特性曲线是描述离心泵性能的一种图形表示。
它表现了不同转速下泵的流量、扬程、功率消耗等参数之间的关系。
离心泵特性曲线是通过实验测得，将离心泵的流量和扬程进行图形化呈现。
特性曲线通常是通过在不同转速下进行测试，记录流量和扬程的变化，并将其绘制成曲线。
特性曲线可以帮助我们了解离心泵的性能，包括其流量范围、扬程范围、效率以及功率消耗等。
离心泵的特性曲线对于泵的性能分析和设计非常重要。
通过分析特性曲线，我们可以了解离心泵在不同工况下的工作状态、效率和功耗。
在泵的设计过程中，特性曲线可以帮助工程师选择合适的泵型号和参数，以满足特定的流量和扬程要求。
此外，特性曲线还可以帮助用户评估离心泵在不同工况下的性能表现，并进行性能比较和选择。
特性曲线一般包括以下几个重要参数：流量：表示离心泵每秒钟能够输送的液体体积。
扬程：表示液体从入口到出口之间的高度差。
功率消耗：表示泵在输送液体的过程中需要消耗的功率。
通过对特性曲线的分析，我们可以了解离心泵在不同工况下的性能表现，从而合理选择和使用离心泵，提高其工作效率和性能。
为了研究不同转速下离心泵的特性曲线，首先需要确定转速范围。
离心泵的基础知识,技术参数及汽蚀、吸附特性
离心泵的定义 离心泵的工作原理 离心泵的结构 离心泵的主要零部件 离心泵的主要工作参数 离心泵内的能量损失
泵的变速-比例定律 离心泵叶轮的切割 离心泵的比转速 离心泵的汽蚀与吸入特性 离心泵的种类
离心泵引就是根据离心力原理设计的，高速旋转的叶轮叶片带动水转动，将 水甩出,从而达到输送的目的。离心泵有好多种，从使用上可以分为民用与工业用 泵；从输送介质上可以分为清水泵、杂质泵、耐腐蚀泵等。
离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式1按叶轮吸入方式分： 单吸式离心泵 双吸式离心泵。2按叶轮数目分：单级离心泵 多级离心泵。3按叶轮 结构分：敞开式叶轮离心泵 半开式叶轮离心泵 封闭式叶轮离心泵。4按工作压力分 ：低压离心泵 中压离心泵 高压离心泵边 立式离心泵。 叶轮安装在泵壳2内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央 有一液体吸入4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排 出口8与排出管9连接。在离心泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮 由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶 轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液 体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流 入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定 的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中 。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。
1.汽蚀现象 根据离心泵的工作原理可知,液流是在吸入罐压力Pa和叶轮入口最低压力Pk间形成 的压差(Pa-Pk)作用下流入叶轮的,则叶轮入口处压力Pk越低,吸入能力就越大。但 若Pk降低到某极限值(目前多以液体在输送温度下的饱和蒸汽压力Pt为液体汽化压 力的临界值)时,就会出现汽蚀现象。 2.汽蚀会引起的严重后果: (1)产生振动和噪音。 (2)对泵的工作性能有影响:当汽蚀发展到一定程度时,汽泡大量产生,会堵塞流道, 使泵的流量、扬程、效率等均明显下降。 (3)对流道的材质会有破坏:主要是在叶片入口附近金属的疲劳剥蚀。
离心泵设计讲解
离⼼泵设计讲解4泵（Pump）主讲内容4 泵4.1 泵的分类、特点、结构、⼯作原理4.2 泵叶轮上能量计算、伯努利⽅程应⽤4.3 离⼼泵的吸⼊特性、⽓蚀原理、相似理论4.4 其他泵类结构、⼯作原理、选泵4.泵Pump4.1 概述泵——⽤来输送液体的叶轮机械。
即把机械能转换为液体能的叶轮机械。
（⼀）泵的种类离⼼式 centrifugal pumpvane pump 轴流式 axial-fiow pump叶轮式——混流式 mixed-flow pump(透平式) 旋涡式 turbulence pumpturbine 往复式：活塞泵；柱塞泵；隔膜泵泵容积式——回转式：齿轮泵；螺杆泵；滑⽚泵；罗茨泵；滚动活塞泵；摇摆转⼦泵；…….其他类型：喷射泵；震动泵；⽔锤泵；真空泵；酸蛋……泵的种类很多，应⽤⾯很⼴，属于通⽤机械，各部门都离不开泵，特别是离⼼泵。
如：⽔利、农业、化⼯、⽯油、采矿、造船、城市、环保、医药、卫⽣、军事、交通、各类⼚矿等。
其中离⼼泵占95%以上。
⼀.离⼼泵的⼯作原理与离⼼式压缩机⼯作原理相同。
靠叶轮的⾼速旋转，由叶⽚拨动液体旋转，使液体产⽣离⼼⼒，离⼼⼒使液体产⽣动能和压能，实现机械能向液压能（液⼒能）的转化。
吸⼊原理：叶轮中⼼被吸空后，形成真空，液体在外界⼤⽓压⼒的作⽤下，推动液体沿吸⼊管进⼊泵轮。
⼆.离⼼泵的特点优点：⑴排量⼤、平稳均匀。
⑵结构简单、紧凑，尺⼨⼩，重量轻。
制造安装成本低。
⑶易损件少，检修、管理和使⽤⽅便。
⑷可与⾼速电机直接驱动，速度越⾼，压头越⾼。
⑸容易实现多级，满⾜⾼压头。
缺点：⑴不适应⼩流量⼯况。
⑵同功率下没有往复式泵的压⼒⾼。
⑶输送⾼粘度、含砂、杂质液体的问题多。
⑷泵吸⼊管与泵腔内需要灌满液体后启动。
如：⾼压⽔泵：11级，H=2300 m电动潜油离⼼泵：180、201、330、453、526级，H=2000~3500 m。
⾼速泵： n=10000 r/min , 单级扬程：H=1150 mn=25000 r/min , 单级扬程： H=1760 m（三）离⼼泵的分类1. 按叶轮数⽬分：⑴单级泵：悬臂式单叶轮结构。
实验四 离心泵特性曲线测定实验
实验四 离心泵特性曲线测定实验一、实验目的：1、熟悉离心泵的结构与操作方法，了解压力、流量的测量方法。
2、掌握离心泵特性曲线的测定方法、表示方法，加深对离心泵性能的了解。
二、实验内容：1、熟悉离心泵的结构与操作。
2、手动（或计算机自动采集数据和过程控制）测定某型号离心泵在一定转速下，Q （流量）与H （扬程）、N （轴功率）、η（效率）之间的特性曲线。
一、 实验原理：A 、离心泵性能的测定：离心泵是最常见的液体输送设备。
对于一定型号的泵在一定的转速下，离心泵的扬程H 、轴功率N 及效率η均随流量Q 的改变而改变。
通常通过实验测出Q-H 、Q-N 及Q-η关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。
特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。
本实验中使用的即为测定离心泵特性曲线的装置，具体测定方法如下：1、H 的测定：在泵的吸入口和压出口之间以1N 流体为基准列柏努利方程出入入出入出入出出入出出出入入入）--+-+-+-=+++=+++f f H gu u g P P Z Z H H gu g P Z H g u g P Z 2(222222ρρρ （4-1）上式中出入-f H 是泵的吸入口和压出口之间管路内的流体流动阻力(不包括泵体内部的流动阻力所引起的压头损失)，当所选的两截面很接近泵体时，与柏努利方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。
于是上式变为：gu u g P P Z Z H 2(22入出入出入出）-+-+-=ρ （4-2）将测得的高差）入出Z Z -(和入出PP -的值以及计算所得的u 入，u 出代入式4-2即可求得H 的值。
2、 N 的测定：功率表测得的功率为电动机的输入功率。
由于泵由电动机直接带动，传动效率可视为1.0，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。
即： 泵的轴功率N ＝电动机的输出功率，kw电动机的输出功率＝电动机的输入功率×电动机的效率。
泵的轴功率＝功率表的读数×电动机效率，kw 。
(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。
离心泵概述
离心泵前言离心泵是靠叶轮搅动流体旋转的离心力产生压力，输送流体。
在选用离心泵时，要确定泵的用途和性能并选择泵型。
这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选泵呢？依据又是什么？泵选型原则1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。
2、机械方面可靠性高、噪声低、振动小3、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。
4、离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。
因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵：有计量要求时，选用计量泵。
扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。
扬程很低，流量很大时，可选用轴流泵和混流泵。
介质粘度较大（大于650~1000mm2/s）时，可考虑选用转子泵或往复泵（齿轮泵、螺杆泵）。
介质含气量75%，流量较小且粘度小于37。
4mm2/s时，可选用旋涡泵。
对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动（电动）隔膜泵。
泵的选型依据泵选型依据，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等。
1、流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。
如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。
选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1。
1倍作为最大流量。
2、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。
3、液体性质。
包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。
离心泵的工作特性
按设计泵和模型泵的参数Q、H、n计算所方比例i1。
1 1 DM H M 2 n sh DM QM n sh 3 i1 ( ) i1 ( ) D H nM Dsh Qsh n M sh sh 按照Dsh=DM/i1计算设计泵的各尺寸。算得的i1是不同的，一般选用 其中较大的值。
有了设计泵的各尺寸，即可绘制设计图，并根据模型泵的性能曲线 换算成设计泵的性能曲线。
改变装置特性曲线的调节
闸阀调节
液位调节
旁路分流调节
菜单
改变泵特性曲线的调节 a.转速调节 b.切割叶轮外径调节
c.改变前置导叶叶片角度的调节
d.改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节
e.泵的串联或并联调节
改变装置特性曲线的调节
改变管路特性曲线的调节
a.闸阀调节
b.液位调节
c.旁路分流调节
2 离心泵的启动与运行
启动前的准备工作
启动前检查
润滑油的名称、型号、主要功能和加注数量是否符合技术文件 规定的要求； 轴承润滑系统、密封系统和冷却系统是否完好，轴承的油路、 水路是否畅通； 盘动泵的转子1～2转，检查转子是否有摩擦或卡住现象； 在联轴器附近或皮带防护装置处，是否有妨碍转动的杂物； 泵、轴承座、电动机的基础地脚螺栓是否松动； 泵工作系统的阀门或辅助装置均应处于泵运转时负荷最小的位 置，应关闭出口调节阀； 点动泵，看其叶轮转向是否与设计转向一致，若不一致，必需 使叶轮完全停止转动后，调整电动机接线后，方可再启动。
菜单
启动程序
离心泵泵腔和吸水管内全部充满水并无空气，出口阀关 闭。给水泵暖泵完毕。 对于强制润滑的泵，启动油泵向各轴承供油。
1-7 离心泵的汽蚀与吸入特性
1-7 离心泵的汽蚀与吸入特性
五、允许安装高度
2 pa − pA cs Hs = + + Hg1 + hA−s ρg 2g
若p A = Pa
1-7 离心泵的汽蚀与吸入特性
五、允许安装高度
注 意
pA − pv ∆ha = − Hgl − hA−s ρg
Hs < [Hs ] < (Hs )max
Hgl < [Hgl ] [H
1-7 离心泵的汽蚀与吸入特性
自学 例题1-3 例题1 例题1 例题1-4
《泵与压缩机》
1-7 离心泵的汽蚀与吸入特性
一、汽蚀概念
2．汽蚀对泵工作的影响
（1）产生噪音和振动
（2）泵的性能下降
（3）叶轮材料破坏
1-7 离心泵的汽蚀与吸入特性
二、汽蚀余量 泵正常吸入条件
pA − ρgHg1 − ρghA−S > ps
需要克服的阻力
s—s
ps
I—I
p1
k—k
pk
1-7 离心泵的汽蚀与吸入特性
(1-86)
⑴Δhr是液流到达泵吸入口后、未从叶轮获得能量之前， 因流动损失（过流面积变化、相对运动）所引起的压力能 头降低的数值； ⑵Δhr由离心泵的结构参数、转速和流量决定，与吸入管 路系统无关。
1-7 离心泵的汽蚀与吸入特性
二、汽蚀余量 两汽蚀余量的定义比较
2 c0 w12 ∆hr = λ1 + λ2 2g 2g
S=
n Q ∆h r 4
3
国内
C=
5.62n Q ∆hr 4
3
C与S在本质上无任何区别，仅将C值放大了103∽4倍，使计算 值不同。
第四节 离心泵的主要性能参数
[h] hmin 0.3
5.允许吸上真空度和允许汽蚀余量
允许吸上真空度是为了避免泵在汽蚀情况下工作而规 定的一个参数，它是由制造厂从泵进口实验中测出 的最大真空度(用米液柱为单位)，再减去0.3的安全 余量之后的在数值。
[ H s ] H s max 0.3
由于泵样本中所给出的允许吸上真空度和允许汽蚀余量是以 293K的清水为介质，在压力为标准压力下测定的，若使用条件 发生变化时，必须按规定进行修正，具体的修正办法在很多参 考资料上有
液体汽化
一定的温度下，当液体受到的外界作用力 小于该温度下液体的饱和蒸汽压时，液 体就会汽化。 在离心泵的入口处液体的压力小于同温度 下液体的饱和蒸汽压时，液体就会汽化， 就可能导致汽蚀现象。 注意：不要把液体的饱和蒸汽压当成了液 体受到的外界压力。
5.允许吸上真空度和允许汽蚀余量
汽蚀危害：在水泵中产生气泡和气泡破裂 使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵 中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对 过流部件会产生破坏作用以外，还会产 生噪声和振动，并导致泵的性能下降， 严重时会使泵中液体中断，不能正常工 作。
二、离心泵安装高度的确定
安装高度是指泵入口中心线到吸液池液面的垂直距离 。 在 吸液池液面和泵吸入口所在平面之间列伯努利方程得到
P0 P1 u12 H g hs g g 2 g
则安装高度为 由汽蚀余量的式子 整理得到
P0 P1 u12 Hg hs g 2g
一、离心泵的主要性能参数
u 2 2.扬程H(m) 液柱 H h g 2g 泵的扬程大小取决于泵的结构(如叶轮直径的大小，叶片的 弯曲情况等、转速。目前对泵的压头尚不能从理论上作出精确 的计算，一般用实验方法测定。 泵的扬程可用实验测定，即在泵进口处装一真空表，出口 处装一压力表，若不计两表截面上的动能差(即Δu2/2g=0)， 不计两表截面间的能量损失，则泵的扬程可用下式计算
离心泵特性曲线解读
·1·第一节 离心泵2-1-1 离心泵的工作原理离心泵的种类很多，但工作原理相同，构造大同小异。
其主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳（图2-1）。
叶轮是离心泵直接对液体做功的部件，其上有若干后弯叶片，一般为4~8片。
离心泵工作时，叶轮由电机驱动作高速旋转运动（1000~3000r/min ），迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。
同时因离心力的作用，使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。
液体在流经叶轮的运动过程获得能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。
在蜗壳内，由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转化为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压出管道。
在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时，在叶轮中心处形成真空。
泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通，另一端则浸没在输送的液体内，在液面压力（常为大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体经吸入管路进入泵内，只要叶轮的转动不停，离心泵便不断地吸入和排出液体。
由此可见离心泵主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来输送液体，故名离心泵。
离心泵若在启动前未充满液体，则泵内存在空气，由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。
吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵，但不能输送液体，此现象称为“气缚”。
所以离心泵启动前必须向壳体内灌满液体，在吸入管底部安装带滤网的底阀。
底阀为止逆阀，防止启动前灌入的液体从泵内漏失。
滤网防止固体物质进入泵内。
靠近泵出口处的压出管道上装有调节阀，供调节流量时使用。
2-1-2 离心泵的理论压头一、离心泵的理论压头从离心泵工作原理知液体从离心泵叶轮获得能量而提高了压强。
单位质量液体从旋转的叶轮获得多少能量以及影响获得能量的因素，可以从理论上来分析。
由于液体在叶轮内的运动比较复杂，故作如下假设：（1）叶轮内叶片的数目无限多，叶片的厚度为无限薄，液体完全沿着叶片的弯曲表面而流动。
无任何倒流现象；（2）液体为粘度等于零的理想液体，没有流动阻力。
离心泵特性曲线测定
4 离心泵性能测定实验4.1 实验目的（1）熟悉离心泵的结构、性能及特点，练习并掌握其操作方法。
（2）掌握离心泵性能参数及特性曲线的测定方法，测定离心泵在一定转速下的特定曲线。
（3）测定离心泵出口阀门开度一定时的管路特性曲线。
（4）了解离心泵的工作点和流量调节。
4.2 实验内容（1）熟悉离心泵的结构与操作方法。
（2）测定某型号离心泵在一定转速下的特性曲线。
（3）测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。
4.3实验原理1. 离心泵特性曲线测定离心泵是最常见的液体输送设备。
在一定的型号和转速下，离心泵的扬程H 、轴功率N 及效率η均随流量q v 而改变。
通常通过实验测出一定转速下H —q v 、N —q v 及η—q v 之间的关系，并用曲线表示之，称为特性曲线。
根据离心泵的特性曲线，可以确定离心泵的最佳工作点；实际生产中可以根据生产任务选取一定的离心泵并尽量使其在最高效率点附近工作。
特性曲线是确定泵的适宜操作条件和选用泵的重要依据。
因此了解泵的性能参数非常重要。
泵特性曲线的具体测定方法如下：（1）流量q v 的测定用出口阀调节q v ，用涡轮流量计或者压差式流量计来测定。
（2）扬程H 的测定在泵的入口真空表和出口压力表两测压点截面之间列柏努利方程，得出入出2出出入2入入22-+++=+++f H gu g P Z H g u g P Z ρρ （4-1）()出入入出入出入出-+-+-+-=f H gu u g P P Z Z H 222ρ （4-2） 式中 P 入、P 出 ——泵入、出口处的压力，Pa ； Z 入、Z 出 ——真空表和压力表的高度，m ； u 1、u 2 ——泵入、出管内流速，m/s 。
上式中出入-f H 是泵的入口和压出口之间管路内的流体流动阻力，与柏努力方程中其它项比较，出入-f H 值很小，故可忽略。
于是上式变为：()gu u gP P Z Z H 222入出入出入出-+-+-=ρ （4-3） 将测得的()入出Z Z -和入出P P -的值以及计算所得的出入u u ,代入上式，即可求得H 。
离心泵的吸入特性
上式可写为：
pA pv
g
Z AS
hAS
ps pv
g
cs2 2g
令：
NPSH a
ps pv
g
cs2 2g
m
上式：
NPSH a
ps pv
g
cs2 2g
m
称为汽蚀余量（有效汽蚀余量） NPSHa ：
从叶轮吸入口压力Ps 到饱和蒸汽压 Pv 之间的范围宽度加上 流动动能影响，被称为汽蚀余量或有效汽蚀余量，用：NPSHa
4.2 离心泵的吸入特性
离心泵叶轮吸入口的吸入压力：
pk
一般低于一个大气压叫吸入真空度。
pk
吸入压力最低不得小于所吸液体 的饱和蒸汽压 （汽化压力）， 否则，泵吸入口p会v 发生汽蚀现象。
泵的吸入特性：研究泵的允许吸入 真空度，确定泵的安装高度。
饱和蒸汽压（汽化压力）
如水，水开始沸腾，有蒸汽泡出现（开始汽化），此时温度不变 叫饱和温度；此时的水叫饱和水；此时的蒸汽叫饱和蒸汽；此 时的压力叫饱和蒸汽压力。
试求：泵的扬程H？泵的有效功率N？ 泵的轴功率NZ ？
泵的许用安装高度ZAS？
此泵当转速为n=1450r/min时，它的Q、H、N又为多少？
解：（1）求泵H、N、NZ
q
60 3600
0.01667m3
s
C1
q A
4 0.01667 0.1252
1.359m
s
,C2
4 0.01667 0.12
2.124m
s
H
pm pr
g
离心泵的性能特点
蒸汽往复泵
• 工作原理
往复泵是依靠活塞在泵缸中作往复运动，使泵缸内工作空间容积 变化，产生吸排作用，从而实现能量传递的一种容积式泵。
• 工作过程
在泵缸内容积增大时，形成低压，液体经吸入阀吸入，当缸内容 积减小时，压力提高，关闭吸入阀而顶开排出阀，排出液体。
• 特点
具有自吸能力 往复泵排量不均匀 惯性力影响较大 受活塞连杆机构运动加速度和吸排阀动作延滞的影响，活塞的尺
• 结构组成
工作叶轮 泵壳。
• 工作原理：
离心泵是利用叶轮旋转时的离心力作用，吸入液体提高液体压力 能获得压头的泵。
叶轮流道中的液体随叶轮转动，因离心力作用而沿流道向外缘流 出来，其中心处形成低压，不断吸进液体充满叶轮。液体在叶轮 流道中流过时，获得机械能，使其压力和速度均得到提高，在蜗 旋状泵壳中或在固定的扩压流道中，高速液体的动能部分转换为 压力能，连续排出泵外。
3．可以与电动机和汽轮机直接相连，传动机构简单。 4．操作方便可靠，调节和维修容易，易于遥控操作。 5．能输送污秽的液体。 Nhomakorabea• 缺点
1．其主要缺点是没有干吸能力，启动时必须要预先引泵。 2．液体粘度对泵的性能影响较大。当液体粘度增加时，泵的流量、
扬程和效率都会显著的下降。
3．吸入气体时，影响泵的效率，甚至不工作。 4．背压太大时，效率下降
• 通气总管沿桅杆或立柱伸到离甲板 10m 左右的高度处，将油 气引向高空，在沉降到甲板上之前能在大气中充分扩散，以防 止发生火灾和毒害船员。通气总管的出口处均装上防火（铜丝） 网，防止火种进入通气管。
– 分组式通气系统：分组式通气系统适用于装运几种不 同的货油的货船。将装运相同品种的油舱的通气管联 成一组．因此，在这种油船上便有若干组通气系统。
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不同水温的汽化压头 Pv 水温 （℃）
饱和蒸汽压 （kPa） Pv
0 0.59
20 2.35
40 7.36
60 19.82
80
100
47.28 101.34
汽化压头
（m）
0.06
0.24
0.75
2.02
4.82
10.33
（一）. 离心泵的汽蚀
PA
离心泵叶轮吸入口压力最低为： （真空压力，绝对压力） 吸液面上压力为：
流动动能影响，被称为汽蚀余量或有效汽蚀余量，用：NPSHa
表示。
汽蚀余量的意义：
标志泵抗汽蚀性能的好坏，它与吸入管特性和液体的 汽化压力有关；与泵本身无关。
泵制造厂给出：最小汽蚀余量： NPSHr
泵气蚀判断：
NPSHa NPSHr NPSHa NPSHr NPSHa NPSHr
泵不汽蚀 开始发生汽蚀 严重汽蚀
4.2
离心泵的吸入特性
pk
离心泵叶轮吸入口的吸入压力： 一般低于一个大气压叫吸入真空度。
pk
吸入压力最低不得小于所吸液体 的饱和蒸汽压 （汽化压力）， pv 否则，泵吸入口会发生汽蚀现象。
泵的吸入特性：研究泵的允许吸入 真空度，确定泵的安装高度。
饱和蒸汽压（汽化压力）
如水，水开始沸腾，有蒸汽泡出现（开始汽化），此时温度不变 叫饱和温度；此时的水叫饱和水；此时的蒸汽叫饱和蒸汽；此 时的压力叫饱和蒸汽压力。
其中： Z AS Zs Z A , cA 0, H 0,
cs2 p A ps 即： Z AS hAS g g 2g
式中：Cs、ps ——泵叶轮吸口处液体流速和此处压力。 ZAs —— 泵吸入高度（即泵安装高度）。 ∑hAs —— 泵吸入管内流动阻力损失。
上式可写为：
则：
p A pv Hg NPSH a hAS g
需用安装高度： H pA pv [ NPSH ] h g AS g
p A pv Hg NPSH r hAS g
泵的安装高度计算例题
习题 某厂用IH125-100-400型离心泵输送柴油，在转速 n=2900r/min时，泵排量Q=16.67 l/s（60m3/h），泵出口压 力表读数360kPa; 进口真空表读数20kPa。 泵进口管内直径 为 0.125m，出口管内直径 0.1 m，泵进出口压力表距离为 0.5m。泵的气蚀余量NPSHa=3.4m，吸入管阻力损失为 1.5m，吸液面上的压力为1个大气压（101.33kPa），泵总 效率η=0.86，取g=9.81 kg 柴油的参数： 750 m , p 37kPa
pk
p A ( pa)
叶轮进口的吸入真空度：
p真 p A PK (皆为绝对压力）
pA
p
A
P真
pK
pv
某温度下液体的饱和蒸汽压（汽化压力）为：
pv
当吸入口最低压力小于此液体的饱和蒸汽压时，便出现汽蚀。
⑴ 发生汽蚀的条件：
p K pv
⑵ 汽蚀特征： 离心泵工作时出现特殊的噪音、震动、伴随排量和压头 下降，严重时排量中断。这种现象通常是泵内出现了汽蚀 现象。
安全系数：n=1.1~1.3
许用汽蚀余量：〔NPSH〕=（1.1~1.3）NPSHr
离心泵不发生汽蚀的条件：NPSHa≥〔NPSH〕
泵的安装高度计算
p A pv ps pv cs2 前面导出公式： g Z AS hAS g 2 g NPSHa
安装高度： H g Z AS
pA pv ps pv cs2 Z AS hAS g g 2g
令：
ps pv cs2 NPSHa g 2g
m
上式：
ps pv cs2 NPSHa g 2g
m
称为汽蚀余量（有效汽蚀余量） NPSHa ：
从叶轮吸入口压力Ps 到饱和蒸汽压 Pv 之间的范围宽度加上
金等。
前置诱导轮：
前置诱导轮
前置诱导轮式叶轮
(二）.合理设计吸入管及吸入条件
⑴ 降低泵安装高度，缩短吸入管线。
⑵ 用大直径吸入管，去掉闸阀、弯头等，减少吸入管阻力。 ⑶ 增大液面压力，采用倒灌方式或其它灌注形式。
青பைடு நூலகம்建筑
pm pr 1 2 H Z C 2 C12 52.28m g 2g
750 9.81 0.01667 52.28 N 6.412 1000 1000
gqH
kw
NZ
N
6.412 7.46 kw 0.86
（2）安装高度ZAS
Z AS p A pv 101.33 37 103 3.4 1.5 3.84 m NPSH hAS g 750 9.81
（二） 泵的汽蚀余量、安装高度
液体被吸入泵内是由于： 即：
pA＞pK
(液面压力大于叶轮进口压力)
p
p A pK p p真
克服吸入管阻力损失，推动液体进入泵内。 从液面A到泵叶轮吸入口S 建立伯努利方程：
2 ps cs2 pA cA ZA H Zs hAS g 2g g 2g
（6）防止汽蚀的措施
两种方法：改进泵的结构形式或尺寸。 设计吸入管及吸入条件。
（一）改进泵的结构形式或尺寸
⑴ 增大泵吸入口直径及叶轮叶片入口宽度和结构。
⑵ 采用前置诱导轮，提高叶轮进口处吸入压力。 ⑶ 采用双吸式叶轮，使进口截面增大，流速减小。 ⑷ 合理设计叶片进口角度，减小流动损失。 ⑸ 采用抗汽蚀的材料，如不锈钢、稀土合金铸铁、高镍铬合
叶轮气蚀位置：
⑶ 汽蚀过程（原理）：
当
p K pv
时，部分液体发生汽化，形成气泡；小气泡
凝结在一起形成大气泡。气泡随液流进入高压区，液体压缩气泡 产生气泡击溃现象（水击现象），水击时的瞬时压力能达到几十 个兆帕（30MPa)，对金属表面产生很大的爆炸冲击作用；同时 伴随电化学腐蚀。这一综合过程为汽蚀过程。 即：液体汽化→气泡凝结→高压水击→电化学腐蚀。
3 v
试求：泵的扬程H？泵的有效功率N？ 泵的轴功率NZ ？
泵的许用安装高度ZAS？
此泵当转速为n=1450r/min时，它的Q、H、N又为多少？
解：（1）求泵H、N、NZ
q
3 60 0.01667 m s 3600
C1
q 4 0.01667 4 0.01667 1.359 m , C 2 2.124 m 2 2 s s A 0.125 0.1
⑷ 造成汽蚀的主要原因：
① 泵的安装高度过高，即吸入高度过高。 ② 吸入管汇不合理，阻力太大。 如:管路太细、弯 头、闸阀多等。 ③ 液面压力太低。 ④ 液体温度高或易挥发液体。 ⑸ 防止汽蚀的充要条件： p p K v
泵吸液的必要条件： p K p A
泵正常工作的充分和必要条件：
Pv pK p A