泵培训(1)

离 心 泵
H = 13 mH2O 油品：
的
μ= 400 cSt
粘 度
求 Q’、H’、η’
换
查图得
算 系
Cη= 0.15
数
CQ = 0.50
图
CH = 0.87
泵培训(1)
2. 泵转数对特性曲线的影响
同一台离心泵，转速改变，特性曲线也发生变化。 当液体粘度不大，转速改变后泵的效率变化不明显 时，则有下述近似表达式 比例定律：
所以，离心泵在启动时， 要关闭出口阀门，以减少
启动功率，防止电机过载
（3）η—Q 曲线：不同 流量时效率不同，有一
36 IS100-80-160B离心泵
90
32
80
28 n=2900r/min
70
24
60
20
HH—Q
50
16 η—Q 12
40 12 30
8
8 20
4
N— Q
4 10
0 0
20 40 60 80 100 120 1400
计算: u1、u2、H、η：
u = Q /(0.785 d2)
3. 绘制特性曲线
泵培训(1)
【心【例泵例2的-12】-特1】性用曲清线水。测管定路某离流
量为 25 m3/h 时，泵出口
处压力表读数为0.28 MPa，
泵入口处真空表读数为
0.025 MPa，测得泵的轴
功率为3.35 kW，电机转
速为 2900 转/分，真空表
1. 离心泵的基本结构和工作原理 2. 离心泵的性能参数和特性曲线 3. 离心泵的汽蚀现象和安装高度 4. 离心泵的工作点 5. 离心泵的选用原则 6. 往复泵、旋涡泵和离心风机的工
作原理及操作特性
泵培训(1)
2.1 概述
要使流体从 低处 → 高处； 低压处 → 高压处； 所在地→ 较远地；
都需要对流体做功，增加流体的机械能。 流体输送设备（通用机械）：
能量损失总合的反映。
内泄漏：泵壳与吸入口之间，获得
容积效率hV ——泄漏
能量的高能流体又回到吸 入口；
外泄漏：泵壳与轴间隙，漏到泵外。
h
闭式叶轮：ηV = 0.85 ～0.95
水力效率ηh——泵内摩擦与局部阻力损失，ηh= 0.8～0.9； 机械效率ηm——转动的轴与固定不动的轴承间的摩擦损失
ηm=0.96 ～0.99；
适用条件：固定转数下，叶轮切削量不大于 5 % D 。 泵培训(1)
四、离心泵性能曲线实验测定
FI-02
FI-03
FI-01
离心泵性能曲线测定装置图
泵培训(1)
1. 测定原理（在泵进、出口截面列柏努利方程）
2. 测定数据（ Q = 0 ～ max，12 组以上）
数据：z1、z2 及不同流量 ( Q ) 下的泵进、出口处 压强 ( p1、p2 )、轴功率 N
泵培训(1)
2.2.2 离心泵的性能参数和特性曲线（p91）
一、离心泵的主要性能参数（Q、H、N、η ）
流量 Q 的单位： L /s ,
压头(扬程) H：
，单位：m 液柱
功率的单位：
有效功率 Ne：
，单位：W
轴功率 N：
，单位：kW
效率η：
泵培训(1)
1. 流量 （排液能力、送液能力） Q ：（ L /s , m3 /h）
1. 离心泵的特性曲线
η
H – Q 曲线
N – Q 曲线
H
来自百度文库
η – Q 曲线 N
说明（2点）： •标准测定条件：
常压、20℃清水 为工质；
离心泵典型的特性曲线
•曲线与叶轮转数有关，故图中应标明转数。
泵培训(1)
（1）H—Q 曲线：随 Q↑，H↓(选泵时常用)；
H [m] N [kW]
h [%]
（2）N— Q 曲线： Q = 0， N = Nmin
Q、H、N 值称为最佳工况参数。
离心泵的铭牌上标出的性能参数，就是指该泵在 运行时效率最高点的性能参数。根据输送条件的要求， 离心泵往往不可能正好在最佳工况下运转，因此一般 只能规定一个工作范围，称为泵的高效率区，通常为
最高效率的92%左右(最高效率点ηmax±8%范围)
泵培训(1)
离心泵高二效、区离示心意泵图的特性曲线
设计 点
最佳 工况 参数
高效 区
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三、影响离心泵特性的因素及性能换算 (p93)
1. 液体物性对离心泵特性的影响
(1) 密度对泵特性的影响 H—Q 曲线：与ρ无关
流体的 ρ↑，离心力↑ ， △p↑，而 H = △p /ρg ，
∴ 对 H 基本无影响。
η—Q 曲线：与ρ无关
(流量、压头、泵的效率不随密度而改变)
适用条件：叶轮转数变化不超过 ±20%。
泵培训(1)
3. 叶轮直径对特性曲线的影响 切削法：同一型号的泵，可通过切削叶轮直径，而
维持其余尺寸（包括叶轮出口截面积）不 变的方法来改变泵的特性曲线的方法。 对同一型号的泵，在固定转数前提下，当叶轮直径 减小不大于 5 % (～10%)时，则有下述近似关系 切削定律：
若略去 Hf,1-2 及动压头变化，则该流量下泵的压头
泵培训(1)
对应的泵的有效功率为
【例2-1c】
Ne= HQρg =
对应的泵的效率为
调节流量，并重复以上的测量和计算，则可得到 不同流量下的特性参数，绘制出特性曲线。
泵培训(1)
2. 2. 3 离心泵的汽蚀现象和允许安装高度（p97）
一、 离心泵的汽蚀现象
Q ∝ n 叶轮转速 Q 还与泵的结构和尺寸有关。
∝ D 叶轮直径
单吸、双吸 ↙
↘叶轮宽度、D
2.扬程（压头）H ：（m 液柱，或 J / N） 泵在实际工作条件下提供给单位重量（1N）液体 的有效机械能。
与叶轮转速 n 有关
H 与流量 Q 有关
与泵的结构有关——叶轮直径 D、叶片弯曲程度等
由理论计算只能得出理论值，得不到实际压头，
h = hV hh hm
一般泵：η = 60 ～70%；
大型泵：η ≈90%。
泵培训泵(1)内液体的泄漏
4. 轴功率 N
有效功率 Ne —— 流体真正得到的功率，W
Ne = wSWe= (ρQ ) ( Hg ) = HQρg
轴功率 N —— 原动机直接传递给泵的功率，kW
此时，
泵培训(1)
二、离心泵的特性曲线（p92）
1 0
1
z2
真空表
z1
0
p2 = p0 + p表 p1 = p0 - p真 △p = p2 - p1 = p表+ p真
∴ H =△p/ρg = (p表+ p真)/ρg = H表H+表H+真H真 m 液柱
↘ 泵的真实压头（就是泵提供给流体的压力能）。 泵培训(1)
3. 效率η ——表示能量的有效利用程度，是泵内各种
泵培训(1)
流体输送机械的分类
按输送流体 的状态分类
输送液体 输送气体
泵 通风机 鼓风机 压缩机 真空泵
动力式（叶轮式）
按工作原理分类 容积式（正位移式）
其他类型(如喷射式等)
泵培训(1)
单吸泵、双吸泵
根
单级泵、多级崩
据
蜗壳式泵、分段式泵
泵
离心泵
立式泵、卧式泵
的
屏蔽泵、磁力驱动泵
工
高速泵
作
叶轮式泵
流
最佳工况参数
量
Q = 2.84 m3/min
离
心
H = 30.5 mH2O
泵
油品：
的
ρ= 900 kg/m3
粘 度
μ= 220 cSt
换
求 Q’、H’、η’
算
查图得
系 数
Cη= 0.635
图
CQ = 0.95
CH = 0.92
泵培训(1)
p95
小
小流量离心泵的粘度换算系数
最佳工况参数
流
量
Q = 0.36 m3/min
液体输送设备 —— 泵； 气体输送设备 —— 通风机、鼓风机、压缩机或真空泵；
作用：向系统输入能量，补充所需机械能； 用于流体的输送或加压（减压）。
泵培训(1)
流体输送机械 流体输送机械就是向流体作功以提高流体 机械能的装置，因此流体通过流体输送机械后 即可获得能量，以用于克服液体输送沿程中的 机械能损失，提高位能以及提高流体压强(或 减压)等。
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1)填料密封二装、置离，心又泵称的填主料要函部件
1-填料函壳 2-软填料 3-液封圈 4-填料压盖 5-内衬套
填泵料培训密(1封) 装置图
2) 机械密二封、装离置心泵的主要部件
1-螺钉 2-传动座 3-弹簧 4-椎环 5-动环密封圈 6-动环 7-静环 8-静环密封圈 9-防转销
机械密封装置图
0
最高点ηmax——泵的最
Q/ m3/ h
佳工作点。选泵应选在高效区内—— 0.92 ηmax的区域。
离心泵的特性曲线反映了泵的基本性能，由制造厂测定、提供，
附在产品说明书中，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。 泵培训(1)
设计点最佳工况参数
离心泵在一定转速下有一最高效率点，通常称为 设计点(最佳工作点) 。泵在与最高效率相对应的流 量及压头下工作最为经济，所以与最高效率点对应的
1. 汽蚀现象（空蚀）
1
吸入管段: 无外加机械能， 液体靠势能差，吸入离心泵。 至泵内压力最低点 K 处，若
pK ≤ pv 时，发生汽蚀 0
z
1 0
此时，泵入口处压力达最低值
离心泵的汽蚀
p1, min，亦即 p1, min ≤ pv 汽蚀发生。
与压力表测压截面的垂直
距离为0.5 m。试确定与
泵特性曲线相关的其它性
能参数。
(参考p93，例2-2）
泵培训(1)
解：泵特性曲线性能参数有：
【例2-1b】
转速 n、流量 Q、压头 H、轴功率 N 和效率 h 。
流量和轴功率已由实验直接测出，需计算压头和效率。 以真空表和压力表两测压点所处截面为 1，2 截面列 柏努利方程,以1-1截面为基准水平面，有
叶轮形式：叶轮由 4～12 片叶片组成。 按叶片两侧有无盖板: 开式、半闭式、闭式。
叶轮的类型
泵培训(1)
闭式叶轮：适泵用壳、叶于轮 输送清洁液体，效率较高。 开式和半闭式叶轮：流道不易堵塞，适用于输送含有 固体颗粒的液体悬浮物，效率较低。 按吸液方式：单吸式、双吸式。
后盖板 平衡孔
单(吸a) 式
泵生产厂家采用实测的方法给出泵的扬程。
泵培训(1)
以 0-0 面为基准，在1-1与 2-2截面 之间列柏努利方程：(参考p93，例2-2)
压力表
2
2
z2 - z1 ≈0 泵的进出口位差很小； △u ≈0 泵的进出口管径相差不大；
Hf1-2≈0 只是管路阻力损失，不指泵内， 泵内阻力损失用泵的效率体现。
泵壳（外壳、蜗壳）；
叶轮：开式,半闭式,闭式
单吸式、双吸式。 附属装置：轴封、
滤网、 单向底阀等
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二、 离心泵的工作原理
1.排出阶段 叶轮旋转(产生离心力，使液
体获得能量）→液体流入蜗壳(动 能→静压能) →流向输出管路。
2. 吸入阶段 液体自叶轮中心甩向外缘 →叶轮中心形成低压区 →贮槽液面与泵入口形成压差→液体吸入泵内。
单级泵、多级泵
原
(动力式) 漩涡泵
离心漩涡泵
理
和 结泵
混流泵 轴流泵
柱塞泵 隔膜泵 电动泵 计量泵
构
往复泵 容积式泵
蒸汽泵
分
(正位移式)
类
转子泵 齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑片泵
其他类型泵 喷射泵、空气升液泵、电磁泵
泵培训(1)
2.2 离心泵 2.2.1 离心泵的基本结构和工作原理（p85）
一、 离心泵的结构 主要结构：
流体的 ρ↑，N↑，Ne↑，
而 η = Ne /N ，
∴ 对 η 基本无影响。
N— Q 曲线：Ne=HQρg∝ρ (泵的功率与液体密度成正比)
注意：流体密度变化时，应校正 N - Q 曲线 泵培训(1)
(2) 粘度对泵特性曲线的影响
定性分析：
流体的 m↑, N↑ ， h ↓ , H ↓,Q ↓ 。
m ↑ ，流体内摩擦力增大，能量损失增大，H ↓。 运动粘度 n = m /ρ < 20 cSt ， m 的影响可忽略不计；
n > 20 cSt 时， m 的影响不可忽略。
（1St = 10-4 m2/s)
校正方法：根据流量查离心泵的粘度换算系数图 (p94) (p95)
泵培训(1)
大
p94，例 2-3
泵培训(1)
2020/11/24
泵培训(1)
学习目的与要求
通过本章学习，掌握化工生产过程中常
用的流体输送机械的基本结构、工作原理和特
性，能够根据输送任务，正确地选择输送机械
的类型和规格，决定输送机械在管路中的位置，
计算所消耗的功率等，使输送机械能在高效率
下可靠地运行。
泵培训(1)
本章应重点掌握的内容
气缚现象：泵内未充满液体，气体密度低，产生离心力 小，在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸入泵壳。
注意：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。
泵培训(1)
3. 主要部件作用
泵壳：动能→静压能，提高液体压力, 能量转换装置。
叶轮：把原动机(电机)的机械能，传递给液体，提高 液体的动能和静压能。——供能装置
双吸式 单吸式与双吸式叶轮
单吸式：结构简单，液体从叶轮一侧被吸入。 双吸式：吸液能力大，基本上消除轴向推力。
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二、离心泵的主要部件 轴封装置
由于泵轴转动而泵壳固定不动，泵轴穿过泵壳处 必定会有间隙。为防止泵内高压液体由间隙漏出或外 界空气漏入泵内，必须设置轴封装置。
常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。