水泵结构及运行原理介绍(PPT 76页)
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离心泵的结构与工作原理PPT课件
• 在泵起动时，如果泵内存在空气，则叶轮旋 转后空气产生的离心力也小，使叶轮吸入口中心 处只能造成很小的真空，液体不能进到叶轮中心， 泵就不能出水。
•37
2.2 离心泵的性能
•
2.2.1离心泵的性能参数
流量Q ：单位时间内由泵所输送的流体体积，即指的是体积流量，
单位为m3/s或m3/h 。
扬程H ：即压头，指单位重量的流体通过泵之后所获得的有效能
•16
2.1.1 离心泵的基本构造
• 2．泵轴（见图2-2中2）
泵轴的作用是用来传递扭矩，使叶轮旋转。
泵轴的常用材料是碳素钢和不锈钢。
叶轮和轴靠键相连接，由于这种连接方式只能传递
扭矩而不能固定叶轮的轴向位置，故在水泵中还要用轴套
和锁紧螺母来固定叶轮的轴向位置。
叶轮采用锁紧螺母与轴套轴向定位后，为防止锁紧
•45本Biblioteka 要点实训！• 1）离心泵的基本构造与工作原理。 离心泵的基本构造中主要掌握各主要组成部件及其相
互位置、作用，离心泵的工作原理主要是要掌握液体获得 能量的过程及能量转换的过程。 • 2）离心泵的主要性能参数及其含义。 • 3）离心泵扬程的计算。 • 4）离心泵理论特性曲线与实际特性曲线的特点。 • 5）不同形式的叶轮叶型对泵的性能的影响。
连续出水？
•35
离心式泵工作示意图
•36
离心泵的工作过程
• 离心泵的工作过程，实际上是一个能量的传 递和转换的过程。它把电动机高速旋转的机械能 转化为被抽升水的动能和势能。
• 在这个转化过程中，必然伴随着许多能量损 失，从而影响离心泵的效率。这种能量损失越大， 离心泵的性能就越差，工作效率就越低。
a）为封闭式叶轮 b）为敞开式叶轮 c）为半开式叶轮
•37
2.2 离心泵的性能
•
2.2.1离心泵的性能参数
流量Q ：单位时间内由泵所输送的流体体积，即指的是体积流量，
单位为m3/s或m3/h 。
扬程H ：即压头，指单位重量的流体通过泵之后所获得的有效能
•16
2.1.1 离心泵的基本构造
• 2．泵轴（见图2-2中2）
泵轴的作用是用来传递扭矩，使叶轮旋转。
泵轴的常用材料是碳素钢和不锈钢。
叶轮和轴靠键相连接，由于这种连接方式只能传递
扭矩而不能固定叶轮的轴向位置，故在水泵中还要用轴套
和锁紧螺母来固定叶轮的轴向位置。
叶轮采用锁紧螺母与轴套轴向定位后，为防止锁紧
•45本Biblioteka 要点实训！• 1）离心泵的基本构造与工作原理。 离心泵的基本构造中主要掌握各主要组成部件及其相
互位置、作用，离心泵的工作原理主要是要掌握液体获得 能量的过程及能量转换的过程。 • 2）离心泵的主要性能参数及其含义。 • 3）离心泵扬程的计算。 • 4）离心泵理论特性曲线与实际特性曲线的特点。 • 5）不同形式的叶轮叶型对泵的性能的影响。
连续出水？
•35
离心式泵工作示意图
•36
离心泵的工作过程
• 离心泵的工作过程，实际上是一个能量的传 递和转换的过程。它把电动机高速旋转的机械能 转化为被抽升水的动能和势能。
• 在这个转化过程中，必然伴随着许多能量损 失，从而影响离心泵的效率。这种能量损失越大， 离心泵的性能就越差，工作效率就越低。
a）为封闭式叶轮 b）为敞开式叶轮 c）为半开式叶轮
各种泵的工作原理示意图_图文
6. 旋片式真空泵
工作原理：
旋片真空泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、 弹簧等组成。在旋片真空泵的腔内偏心地安装一 个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很 小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。 旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵 腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿旋片真 空泵腔内壁滑动。两个旋片把转子、泵腔和两个 端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分， 当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的空间 A 的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与 排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的，正处 于排气过程。
工作特点：
输出压力高，液泵最大可达640MPa，气泵最大可 至200MPa；使用范围广，工作介质可为液压油.水及 大部分化学腐蚀性液体，而且可靠性高，免维护寿命 长；输出流量范围广，对所有型号泵仅需较小驱动气 压就能平稳工作，此时获得较小流量，调节驱动进气 量后可获得不同流量；应用灵活，选用不同型号的泵， 可获得不同的压力区域；易于调节，在泵的压力范围 内，调节调节阀从而调节进气压力，输出液压相应相 应得到无极调整；自动保压，无论何种原因造成保压 回路压力下降，将自动启动，补充泄漏压力，保持回 路压力恒定。操作安全，采用气体驱动，无电弧及火 花，可在危险场所使用。
工作特点：
活塞泵的流量是由泵缸直径、活塞行程及活 塞每分钟的往复次数确定的；扬程取决于装置管 路特性，同一台活塞泵流量不变，而扬程可随着 装置管路特性变化。即扬程提高，而流量不变， 只在高压区，流量稍有减少。活塞泵适用于高压、 小流量的场合，特别是流量小于100m3/h，排出压 力大于9.8Mpa时，更显示出它较高的效率和良好 的运行性能。它吸入性能好，能抽吸各种不同介 质、不同粘度的液体。因此，在石油化学工业、 机械制造工业、造纸、食品加工、医药生产等方 面应用很广。低中速活塞泵速度低，可用人力操 作和畜力拖动，适用于农村给水和小型灌溉。
水泵的类型和构造PPT课件
▪ 离心泵是利用叶轮旋转而使水产生离心力 来工作的。如下图。
▪ （二）离心泵的构造 ▪ 1.单级单吸离心泵：主要零部件有叶轮、泵
壳、密封环、泵轴、轴承、填料函等。
▪ 2.单级双吸离心泵：与单级单吸离心泵相似。
▪ 二、轴流泵
▪ （一）轴流泵的工作原理
▪ 轴流泵是利用叶轮在水中旋转时产生的推 力将水提升的，这种泵由于水流进入叶轮 和流出导叶都是沿轴向的，故称轴流泵。 如下图。
▪ （二）混流泵的构造
▪ 混流泵按其结构型式可分为蜗壳式和导叶式 两种。蜗壳式混流泵有卧式和立式两种。目 前生产和使用比较广泛的是卧式，立式多用 于大型泵。蜗壳式混流泵的结构与单级单吸 离心泵相似。导叶式混流泵的外形和结构与 轴流泵相近，分卧式和立式两种。
▪ （二)轴流泵的构造
▪ 轴流泵按泵轴的安装方式分为立式、卧式和 斜式三种，它们的结构基本相同。目前使用 较多的是立式轴流泵。主要零部件有：喇叭 管、叶轮、导叶体、出水弯管、轴和轴承、 填料函等。
▪ 三、混流泵
▪ （一）混流泵的工作原理
▪ 混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一 种泵，它是靠叶轮旋转而使水产生的离 心力和叶片对水产生的推力双重作用而 工作的。
水泵的类型和构造
第一章 水泵的类型和构造
一、泵型 （一）离心泵
▪ 1、单级单吸离心泵 即一个叶轮，单面吸水。 型号：IB100-80-200
IS90-65-1125 3B31、BA
2、单级双吸离心泵
▪ 即一个叶轮、双面 吸水。 型号：
250S-30 20Sh-6A
3、多级单吸离心泵
▪ 即多个叶轮、 单面吸水。型号： D46-50×12
（二）混流泵
▪ 1、蜗壳式混流泵 型号：20HB-40
▪ （二）离心泵的构造 ▪ 1.单级单吸离心泵：主要零部件有叶轮、泵
壳、密封环、泵轴、轴承、填料函等。
▪ 2.单级双吸离心泵：与单级单吸离心泵相似。
▪ 二、轴流泵
▪ （一）轴流泵的工作原理
▪ 轴流泵是利用叶轮在水中旋转时产生的推 力将水提升的，这种泵由于水流进入叶轮 和流出导叶都是沿轴向的，故称轴流泵。 如下图。
▪ （二）混流泵的构造
▪ 混流泵按其结构型式可分为蜗壳式和导叶式 两种。蜗壳式混流泵有卧式和立式两种。目 前生产和使用比较广泛的是卧式，立式多用 于大型泵。蜗壳式混流泵的结构与单级单吸 离心泵相似。导叶式混流泵的外形和结构与 轴流泵相近，分卧式和立式两种。
▪ （二)轴流泵的构造
▪ 轴流泵按泵轴的安装方式分为立式、卧式和 斜式三种，它们的结构基本相同。目前使用 较多的是立式轴流泵。主要零部件有：喇叭 管、叶轮、导叶体、出水弯管、轴和轴承、 填料函等。
▪ 三、混流泵
▪ （一）混流泵的工作原理
▪ 混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一 种泵，它是靠叶轮旋转而使水产生的离 心力和叶片对水产生的推力双重作用而 工作的。
水泵的类型和构造
第一章 水泵的类型和构造
一、泵型 （一）离心泵
▪ 1、单级单吸离心泵 即一个叶轮，单面吸水。 型号：IB100-80-200
IS90-65-1125 3B31、BA
2、单级双吸离心泵
▪ 即一个叶轮、双面 吸水。 型号：
250S-30 20Sh-6A
3、多级单吸离心泵
▪ 即多个叶轮、 单面吸水。型号： D46-50×12
（二）混流泵
▪ 1、蜗壳式混流泵 型号：20HB-40
泵的分类工作原理及设计选型ppt课件
管道泵、液下泵、潜水泵等。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
三、泵选型条件
1.输送介质的物理化学性能 输送介质的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结构，是选型时 需要考虑的重要因素。｛介质名称、介质特性（腐蚀性、磨蚀性、毒性等）、 固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压力、气体含量、是否结晶等｝ 2.工艺参数 （选型重要依据） (1)流量Q:工艺装置生产中，要求泵输送的介质量，工艺人员一般应给 出正常、最小和最大流量。 泵数据表是上往往只给出泵的正常和额定流量。选泵时，要求额定流 量不小于装置的最大流量或取正常流量的1.1～1.15倍。 (2)扬程H:工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。一般要求泵的额定 扬程为装置所需扬程的1.05 ～1.1倍。 (3)进口压力Ps和出口压力Pd:进、指泵进出接管法兰处的压力，进出 口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。 (4)温度T:泵进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、 最低和最高温度。 (5)装置汽蚀余量NPSHa:有效汽蚀余量 (6)操作状态:操作状态分连续操作和间歇操作两种。
于平原、湖区、河网区排灌。 （3）起动前不需灌水，操作简单。
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三、泵选型条件
1.输送介质的物理化学性能 输送介质的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结构，是选型时 需要考虑的重要因素。｛介质名称、介质特性（腐蚀性、磨蚀性、毒性等）、 固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压力、气体含量、是否结晶等｝ 2.工艺参数 （选型重要依据） (1)流量Q:工艺装置生产中，要求泵输送的介质量，工艺人员一般应给 出正常、最小和最大流量。 泵数据表是上往往只给出泵的正常和额定流量。选泵时，要求额定流 量不小于装置的最大流量或取正常流量的1.1～1.15倍。 (2)扬程H:工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。一般要求泵的额定 扬程为装置所需扬程的1.05 ～1.1倍。 (3)进口压力Ps和出口压力Pd:进、指泵进出接管法兰处的压力，进出 口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。 (4)温度T:泵进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、 最低和最高温度。 (5)装置汽蚀余量NPSHa:有效汽蚀余量 (6)操作状态:操作状态分连续操作和间歇操作两种。
于平原、湖区、河网区排灌。 （3）起动前不需灌水，操作简单。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
轴流泵-PPT文件
功能
定子线圈超 温保护温度 高于135℃ 动作后 ≥4KΩ
接线盒发生 泄漏电阻 R≈0
电机内腔发 生≈0泄漏 电阻R
水进入油中 达10％， 油水混合液 阻值＜ 33KΩ
集成块测温 元件ADM590 传出成 正比的毫安 级电量信号
谢谢 观看
五 轴流泵的构造
全调节式叶轮是通过一套油压调 节机构来改变叶片的安装角，不需停 机即可进行，机构较复杂，多用于大 型轴流泵站中。
固定式叶轮轴流泵是一种小型轴 流泵（叶轮直径一般在250mm以下）， 叶片和轮毂浇铸为一整体，其结构简 单，扬程低（2～5m）,流量较小（ 100～600m3 /h），适用于河、渠两岸 平坦地形的小型提水灌溉和排水。
二 比转数与泵的类型及特性
1.比转数 泵的相似定律建立了几何相似的泵，在相似工况下，性能之
间的关系。也就是说，如果泵性能参数之间存在着上述关系，泵 是几何相似和运动相似的。但是用相似定律来判别泵是否几何 相似和运动相似，既不方便，也不直观。
在相似定律的基础上，可以推出对一系列几何相似的泵，性 能之间的综合数据。如果各泵的这个数据相等，则这些泵是几何 相似和运动相似的，可以用相似定律换算性能之间的关系。这个 综合数据就是比转数，也称比转速或简称比速，用ns表示。
≈1.2～1.1 扭曲叶片
≈1 轴流泵翼形
性能曲线形 状
三 轴流泵工作原理
图1 (a)、（b）分别为 轴流泵外形和抽水原理示意 图，在叶轮上安装着4～6个 扭曲形叶片， 叶轮上部装 有固定不动的导轮，其上有 导水叶片；下方为进水喇叭 管。当叶轮旋转时，水获得 能量经导水叶片流出。这种 泵由于水流进叶轮和流出导 叶都是沿轴向的，故称轴流 泵。
潜水电机的保护
水泵基础知识PPT(共32页)
单位：转/分（RPM）。通常分2900转，1450转，980转，对应为2 、4、6级电机。
转速与级数有某种关系 N＝120×V/n 其中，V表示频率50HZ，n表示级数
－频率（f） 国内通用50HZ
水泵基础知识
• 水泵相关参数及选型 －电机防护等级 通常有IP23/IP44/IP54/IP55/IP68
水泵基础知识
• 水泵的分类 －按用途 给水泵，生活泵，空调泵，消防泵，排污泵，锅炉循
环等，锅炉给水泵，反渗透用增压泵，冲洗水泵等。
－按形式 立式泵－水泵整体竖立，占地面积小，噪音略高于卧
式泵，重心不太稳。卧式泵－水泵整体卧式，占地面积大，重心稳及 震动小 。
－按介质 清水泵，热水泵，污水泵，油泵和化工泵等。 －按材质 铸造铁泵，不锈钢304，316泵，青铜泵,塑料泵等 －按级数 多级泵，单级泵
至此，您应该对水泵 有初步的了解
水泵基础知识
• 水泵相关参数及选型 －水泵流量（Q） 单位时间内的出水量。
单位：立方米/小时（M3/H） 升/秒（L/S） 加仑/分钟 （ GLAON/MIN）
1L/S=3.6T/H=0.06T/MIN=60L/MIN
－水泵扬程（H ) 将液体提升的高度或 出口 的压力。
－电机防护等级 通常有A/B/C/Y/H/F（所用绝缘材料的耐热
等级）
B级
130度 F级
155度 C级
》180度
Y级
90度
A级
105度 H级
180度
－气蚀余量
如果泵内某处的压强低至该处液体温度下的气化压强,部分液体就开 始气化,形成气泡；与此同时，由与压强的降低，原来溶解于液体的某 些活泼气体也会逸出进入泵内高压区。由于高压区压强较高，气泡破 灭，这样在局部地区产生高频率、高冲击力的水击，不断打击泵内部 件的现象，这就是气蚀。
转速与级数有某种关系 N＝120×V/n 其中，V表示频率50HZ，n表示级数
－频率（f） 国内通用50HZ
水泵基础知识
• 水泵相关参数及选型 －电机防护等级 通常有IP23/IP44/IP54/IP55/IP68
水泵基础知识
• 水泵的分类 －按用途 给水泵，生活泵，空调泵，消防泵，排污泵，锅炉循
环等，锅炉给水泵，反渗透用增压泵，冲洗水泵等。
－按形式 立式泵－水泵整体竖立，占地面积小，噪音略高于卧
式泵，重心不太稳。卧式泵－水泵整体卧式，占地面积大，重心稳及 震动小 。
－按介质 清水泵，热水泵，污水泵，油泵和化工泵等。 －按材质 铸造铁泵，不锈钢304，316泵，青铜泵,塑料泵等 －按级数 多级泵，单级泵
至此，您应该对水泵 有初步的了解
水泵基础知识
• 水泵相关参数及选型 －水泵流量（Q） 单位时间内的出水量。
单位：立方米/小时（M3/H） 升/秒（L/S） 加仑/分钟 （ GLAON/MIN）
1L/S=3.6T/H=0.06T/MIN=60L/MIN
－水泵扬程（H ) 将液体提升的高度或 出口 的压力。
－电机防护等级 通常有A/B/C/Y/H/F（所用绝缘材料的耐热
等级）
B级
130度 F级
155度 C级
》180度
Y级
90度
A级
105度 H级
180度
－气蚀余量
如果泵内某处的压强低至该处液体温度下的气化压强,部分液体就开 始气化,形成气泡；与此同时，由与压强的降低，原来溶解于液体的某 些活泼气体也会逸出进入泵内高压区。由于高压区压强较高，气泡破 灭，这样在局部地区产生高频率、高冲击力的水击，不断打击泵内部 件的现象，这就是气蚀。
水泵培训教材PPT实用课件(共52页)
典型轴流泵结构图
1-叶轮 2-导流器 3-泵壳
3、混流式水泵：这种水泵结合了离心式 水泵和轴流式水泵的特点，流体是沿介于 轴向和径向之间的圆锥面方向流出叶轮， 工作原理是部分利用了叶片推力和惯性离 心力的作用。其特点是流量大、压头较高， 本厂的循环水泵就是典型的混流式水泵。
典型的混流泵结构图
在气泡破裂所释放的凝结潜热的助长下，原气 泡内的活泼气体又会对金属产生化学腐蚀作用， 加剧了材料的破坏。金属表面在机械剥蚀和化 学腐蚀的长期联合作用下，会出现蜂窝状破坏， 这种现象称为汽蚀现象。
二）、汽蚀对水泵产生的危害
1、缩短泵的使用寿命：由于机械剥蚀和化学 腐蚀使叶轮和蜗壳多处变得粗糙多孔，产生显 微裂纹，严重时出现蜂窝状侵蚀，甚至产生空 洞。
2、影响泵的性能：汽蚀发生时液体的汽化以及液 体中气体的析出，形成了大量气泡，使液流的过流 断面面积减小，局部区域流速加大，并产生涡流， 以致流动损失增大，严重还有可能出现断流，因此 汽蚀会导致泵的扬程和效率降低。
3、产生振动和噪声：汽蚀发生时，局部水击会产 生许多不同频率范围内的噪声，如果水击的频率和 机组的固有频率接近将会引起机组振动。机组的振 由又会促使更多气泡的产生和破灭。这种相互激励， 最后可能导致机组的强烈振动，称之为汽蚀共振。 如果机组发生汽蚀共振必须紧急停止水泵运行。
水泵培训
水泵培训教材
第一部分 水泵相关知识
一、水泵的分类
按产生的全压高低分类：
P小于2MPa为低压泵，p在2MPa和6MPa之 间的为中压泵，p大于6MPa为高压泵；
按工作原理分类
叶片式泵（离心式泵和轴流式泵）、容积式 泵、以及喷射泵等；
按在生产中的用途分类
给水泵、凝结水泵、循环水泵、油泵、灰浆泵 等。
水泵工作原理图
水泵工作原理图
水泵是一种用于输送液体的机械设备，其工作原理图如下：
1. 主体结构。
水泵主要由叶轮、泵壳、轴和密封件等部件组成。
叶轮是水泵的核心部件，它
通过旋转产生离心力，将液体吸入并压入泵壳，最终将液体输送到目标地点。
2. 工作原理。
水泵的工作原理可以简单描述为，当叶轮旋转时，叶片受到离心力的作用，使
得液体产生压力，从而被吸入泵壳内。
随着叶轮的旋转，液体被推入泵壳内形成流体动能，最终通过出口管道输送到目标地点。
3. 动力来源。
水泵的动力来源通常有电动机、内燃机或者风力等。
其中，电动机驱动水泵是
最常见的方式，通过电能转换为机械能，驱动叶轮旋转，实现液体的输送。
4. 使用场景。
水泵广泛应用于农业灌溉、城市供水、工业生产、排水排污等领域。
不同场景
对水泵的要求各有不同，因此在选择水泵时需要考虑流量、扬程、效率等参数。
5. 维护保养。
水泵在使用过程中需要定期进行维护保养，包括润滑、清洗、紧固螺栓等工作。
定期检查水泵的运行状态，及时发现并解决问题，可以延长水泵的使用寿命，保证其正常工作。
总结。
水泵作为一种常见的输液设备，在各个领域都有着重要的作用。
了解水泵的工作原理对于正确选择和使用水泵至关重要，同时合理的维护保养也能够保证水泵的正常工作。
希望通过本文的介绍，能够让大家对水泵的工作原理有一个更加清晰的认识。
各种泵的工作原理示意图
7. 轴流管道泵
工作原理： 轴流管道泵的叶轮设计成轴流式。 转速很高，如果电机功率、叶轮直径、 管道直径足够大的话，流量可以很大。
工作特点：
管道泵结构紧凑,机泵一体化,体积小.其 立式结构具有安装占地面积小,运行平稳,安 装无需调整；泵进出口设计成规格相同法兰, 且位于同一中心在线,可象阀门一样直接安装 在管路上,且中心低,便于管道布置,安装方 便.；泵与电机同轴,轴向尺寸短,使泵运行更 加平稳,噪音低；取消传统轴封方式,避免了 输送介质的外泄,因此具有完全无泄漏的显著 特点。
工作特点： 体积小、重量轻、噪音低；设有气镇阀， 可抽除少量水蒸气；在环境温度五摄氏度到 四十摄氏度范围内，进气口压强小于 1.3X103帕的条件下允许长期连续运转，被 抽气体相对湿度大于百分之九十时，应开气 镇阀；设有自动防返油止回阀，启动方便； 进气口连续畅通大气运转不得超过一分种； 不适用于抽除对金属有腐蚀的，对泵油起化 学反应的，含有颗粒尘埃的气体，以及含氧 过高的，有爆炸性的，有毒的气体。
6. 旋片式真空泵
工作原理：
旋片真空泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、 弹簧等组成。在旋片真空泵的腔内偏心地安装一 个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很 小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。 旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵 腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿旋片真 空泵腔内壁滑动。两个旋片把转子、泵腔和两个 端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分， 当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的空间 A 的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与 排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的，正处 于排气过程。
工作特点：
排污能力强，特殊的叶轮防堵设计，确 保了泵高效且无堵塞；高效节能，采用优秀 水力模型，效率比一般自吸泵高3～5%；自吸 性能好，自吸高度比一般自吸泵高1米，且自 吸时间更短。
水泵结构及运行原理介绍
式中 c —— 绝对运动速度； w ——流体质点相对于叶轮的速度， 称相对速度； u ——叶轮上所考查的流体质点重 合点的速度（u=ω∙r ）。
离心叶轮中的绝对运动与相对运动
水泵中的能量转换——流体运动分析
将轴流式叶轮按照圆周方向进行展开，得到如下图所示的直列叶栅， 其绝对速度与相对速度的分析与离心叶轮一致。
水泵中的能量转换——基本方程式
伯努利方程：
能量头 = 压能差 + 动能差 + 位能差
+ 损失
qv、H、n
能量守恒定律
欧拉方程
计算流体动力学
三维流场研究
求解叶片泵内部无黏流动的数值解的方法已较为成熟； 借助湍流模型，利用N-S方程求解叶轮内的粘性流动。
水泵中的能量转换——基本方程式
纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equation）描述粘性不可压缩流体动量守恒的 运动方程，简称N-S方程。
目录
一、绪论 二、水泵基础概述 三、水泵中的能量转换 四、数值模拟 五、水泵特性
泵、汽轮机、燃气轮机
泵、压缩机、风机、汽轮机
一、绪论
本章内容： 1、水泵分类 2、应用范围 3、的方向不同，可以将流体机械分为原动机和工作机。
流体机械
原动机
将流体的能量转换为机械能用于驱动 其他的设备。如水轮机、汽轮机、燃 气轮机、风力机等。
水泵基础概述——主要性能参数
效率 = 流体功率 / 机械功率
三、水泵中的能量转换
本章内容： 1、流体运动分析 2、基本方程式 3、能量损失
水泵中的能量转换——流体运动分析
圆柱坐标系中，任意速度矢量都可用其在三个方向上的分量表示。速度矢量c分 解成了圆周cu、径向cr与轴向cz三个分量。
离心叶轮中的绝对运动与相对运动
水泵中的能量转换——流体运动分析
将轴流式叶轮按照圆周方向进行展开，得到如下图所示的直列叶栅， 其绝对速度与相对速度的分析与离心叶轮一致。
水泵中的能量转换——基本方程式
伯努利方程：
能量头 = 压能差 + 动能差 + 位能差
+ 损失
qv、H、n
能量守恒定律
欧拉方程
计算流体动力学
三维流场研究
求解叶片泵内部无黏流动的数值解的方法已较为成熟； 借助湍流模型，利用N-S方程求解叶轮内的粘性流动。
水泵中的能量转换——基本方程式
纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equation）描述粘性不可压缩流体动量守恒的 运动方程，简称N-S方程。
目录
一、绪论 二、水泵基础概述 三、水泵中的能量转换 四、数值模拟 五、水泵特性
泵、汽轮机、燃气轮机
泵、压缩机、风机、汽轮机
一、绪论
本章内容： 1、水泵分类 2、应用范围 3、的方向不同，可以将流体机械分为原动机和工作机。
流体机械
原动机
将流体的能量转换为机械能用于驱动 其他的设备。如水轮机、汽轮机、燃 气轮机、风力机等。
水泵基础概述——主要性能参数
效率 = 流体功率 / 机械功率
三、水泵中的能量转换
本章内容： 1、流体运动分析 2、基本方程式 3、能量损失
水泵中的能量转换——流体运动分析
圆柱坐标系中，任意速度矢量都可用其在三个方向上的分量表示。速度矢量c分 解成了圆周cu、径向cr与轴向cz三个分量。
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动力输入
主动螺杆 从动螺杆
双螺杆泵
壳体
8
绪论——水泵分类
容积式
双 螺 杆 泵
优点： 1，流量平稳无脉动，流量与转速成正比 ，具计量特性； 2，低剪切； 3，自吸性能好； 4，适应从很低到很高黏度； 5，兼容高含固量、含颗粒工况。
缺点： 1，因定转子间摩擦大，需要较大力矩。 效率偏低，往往轴吸收功率1kw,厂家会配 3kw甚至更大电机。 2，较容易出现干磨，高温，损坏橡胶等 材质的定子，定子和密封件一样是耗材。 3，往往细长，需要较大安装空间。
水泵中的能量转换——流体运动分析
圆柱坐标系中，任意速度矢量都可用其在三个方向上的分量表示。速度矢量c分 解成了圆周cu、径向cr与轴向cz三个分量。
c = cr + cz + cu
其中，圆周分量cu沿圆周方向与轴面垂直，该分量对叶轮与流体之间的能量转换 有决定性作用。径向速度cr和轴向
速度cz的合成为：
水泵结构及运行原理 介绍
目录
一、绪论 二、水泵基础概述 三、水泵中的能量转换 四、数值模拟 五、水泵特性
2
泵、汽轮机、燃气轮机
3
泵、压缩机、风机、汽轮机
4
一、绪论
本章内容： 1、水泵分类 2、应用范围 3、工作介质
绪论——水泵分类
根据能量传递的方向不同，可以将流体机械分为原动机和工作机。
流体机械
15
水泵基础概述——叶片泵工作过程
流体机械的叶片表面一般是空间曲面，为了研究流体质点在叶轮中的运动，必须用适 当 的方法描述叶片的空间形状。由于叶轮是绕定轴旋转的，故用圆柱坐标系描述叶轮 及叶片的形状比较方便。
轴面？
空间曲面叶片
叶片的轴面投影图
轴截面投影
16
水泵基础概述——叶片泵工作过程
轴面投影图
45
数值模拟——三维造型软件
46
数值模拟——三维造型软件
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的 三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前 的 三 维 造 型 软 件 领 域 中 占 有 着 重 要 地 位 。 Pro/Engineer 作 为 当 今 世 界 机 械 CAD/CAE/CAM 领 域 的 新 标 准 而 得 到 业 界 的 认 可 和 推 广 ， 是 现 今 主 流 的 CAD/ CAM/ CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。
5、后处理
6、记录结果
42
数值模拟——水力设计软件
CFturbo是专业的叶轮及蜗壳设计软件，该软件结合了成熟的旋转机械理论与丰富 的实践经验，基于设计方程与经验函数开展设计，并且能够根据用户积累的专业技 术和设计准则来定制特征函数。
CFturbo广泛应用于离心泵、 混流泵、离心风机、混流风机 、压缩机、涡轮等旋转机械的 设计，只需要给出流量、效率 等性能需求，就可以自动生成 叶轮及蜗壳造型。
根据流体与泵相互作用的方式，可将泵分成容积式和叶片式。
泵
容积式
工作介质处于一个或多个封闭的工作 腔中，工作腔的容积是变化的，机械 与流体之间的相互作用力主要是静压 力。
叶片式
能量转换是在带有叶片的转子及连续 绕流叶片的介质之间进行的。叶片与 流体的相互作用力是惯性力。
7
绪论——水泵分类
容积式
轴承、密封等
叶轮零件图
17
水泵基础概述——叶片泵工作过程
吸入室在泵中称为吸水室，它的作用是向叶轮提供具有合适大小的、均匀分 布的速度入流。入流速度的分布，对叶轮的工作有很大 影响。
a)直椎管式 b)弯管式 c)肘管式 d)环形
e)半螺旋形
18
水泵基础概述——叶片泵工作过程
吸入室在泵中称为吸水室，它的作用是向叶轮提供具有合适大小的、均匀分 布的速度入流。入流速度的分布，对叶轮的工作有很大 影响。
矢量形式
直角坐标系中
N-S方程反映了粘性流体（又称真实流体）流动的基本力学规律，在流体力 学中有十分重要的意义。
38
水泵中的能量转换——能量损失
• 摩擦损失 • 冲击损失 • 分离损失 • 二次流损失 • 叶端损失 ······
流动 损失
泄漏 损失
通过转子部件和 壳体之间的间隙 而引起的泄漏
机械 损失
cm = cr + cz
该分量位于轴面内，称为轴面 速度，与流量有密切的关系，故一 般情况下只研究速度矢量的两个分 量，即：
c = cm + cu
30
水泵中的能量转换——流体运动分析
由于叶轮是旋转的，故流体质点相对于静坐标系的绝对运动与相对于叶轮的运动 是不同的。图示为一离心叶轮的叶片中流体的运动情况。
33
水泵中的能量转换——基本方程式
为了分析叶轮内的流动，暂时引入以下基本假设： 1）叶轮的叶片数为无穷多，叶片无限薄。因此叶 轮内的流动可以看作是轴对称的，并且相对速度的方向 与叶片表面相切； 2）相对流动是定常的； 3）轴面速度在过流断面上均匀分布。
34
水泵中的能量转换——基本方程式
u1 = πnr1/ 30
进口 半螺旋形
对 称
21
水泵基础概述——叶片泵工作过程
22
水泵基础概述——叶片泵工作过程
压水室的作用是将从叫轮内流出的介质收集起来送到出口管路或下一 级。同时 消除介质所具有的环量（速度矩），将圆周分速度所对应的动能转化为压力能。
23
水泵基础概述——叶片泵工作过程
蜗壳可以降低 从叶轮流出的 截止的流速， 但通常还难以 满足要求，所 以蜗壳后的排 出管要做成扩 散管，以进一 步降低流速。
出口
进口
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水泵基础概述——主要性能参数
扬程
势能
动能
位能
3、转速 n 转速n是叶轮（转轮）旋转的速度，单位常用转每分（r/min） 4、功率 P 功率 P对泵而言是指机器的输入功率，单位为 kW。
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水泵基础概述——主要性能参数
效率 = 流体功率 / 机械功率
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三、水泵中的能量转换
本章内容： 1、流体运动分析 2、基本方程式 3、能量损失
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数值模拟——三维造型软件
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数值模拟——网格划分软件
GAMBIT是为了帮助分析者和设计者建立并网格化计算流体力学（CFD）模 型和其它科学应用而设计的一个软件包。GAMBIT通过它的用户界面（GUI e) 组合式
c) 叶片式扩压器（径向导叶）
f) 空间导叶 g) 轴向导叶24
水泵基础概述——叶片泵工作过程
蜗壳 无叶扩压器
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水泵基础概述——主要性能参数
1、流量 q 单位时间内通过机器的介质的量（体积或质量）称为流量。 体积流量 qv，单位为立方米每秒（m3/s）、升每秒 （L/s） 或立方米每小时 （m3/h）。 质量流量 qm，单位为千克每秒 (kg/s）、千克每分（kg/min）或千克每小时 （kg/h）。 根据质量守恒定律，机器在稳定条件下工作时（稳定工况），如果忽略机器 内部的泄漏，则通过机器各个过流断面的质量流量是相同的。对不可压缩介质， 体积流最也将保持不变。
a为叶轮不动时流体在叶片中的流线，b为叶轮转动时叶片上固体质点运动的轨 迹，c为叶轮中流体绝对运动的流线。
根据速度合成定律，绝对运动是相对运动与 牵连运动的矢量和，有：
c = w+ u
式中 c —— 绝对运动速度； w ——流体质点相对于叶轮的速度， 称相对速度； u ——叶轮上所考查的流体质点重 合点的速度（u=ω∙r ）。
离心叶轮中的绝对运动与相对运动31
水泵中的能量转换——流体运动分析
将轴流式叶轮按照圆周方向进行展开，得到如下图所示的直列叶栅， 其绝对速度与相对速度的分析与离心叶轮一致。
轴流式叶轮中的绝对运动与相对运动 32
水泵中的能量转换——流体运动分析
流体质点在三维空间中流经的 路径称为空间流线； 空间流线所组成的面，成为空 间流面； 空间流线上的点按照一定的角 度进行旋转，投影在轴面上形 成轴面流线。
9
绪论——水泵分类
叶片式
出口
动力输入
密封、轴承等
蜗壳
叶片式叶轮
进口
基脚
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绪论——水泵分类
叶片泵
离心泵
混流泵
轴流泵
叶轮结构：前盖板、叶片、后盖板 叶轮对于泵，即心脏对于血液循环系统
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绪论——应用范围
电力工业
目前最大的锅炉给水泵的功率已 达到49.3MW，扬程3000m
水利工程
我国排灌机械的配套功率，在80 年代就已达到57000MW
进口过流断面A1有： A1 = 2πr1b1
cm1 = qv1 / A1 = qm1 / A1ρ1
对椎管、弯管及环形吸入室，可认为cu1=0。
u2 = πnr2/ 30 cm2 = qv2 / A2 = qm2 / A2ρ2
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水泵中的能量转换——基本方程式
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水泵中的能量转换——基本方程式
伯努利方程：
CFturbo 具 备 与 多 种 CAD 与 CAE软件的直接接口，从而确 保CFturbo设计生成的几何造 型能够便捷地导入各种软件进 行模型修改、性能校核、优化 设计、性能分析等相关工作。
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数值模拟——水力设计软件
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数值模拟——三维造型软件
UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决 方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。 UG 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块，具有高性能的机械设计和 制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的 需要，优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用 塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。