第三节叶片泵的基本性能参数
泵的性能参数
泵的性能参数叶片泵性能是由其性能参数表示的。
表征水泵性能的主要参数有六个：流量、扬程、功率、效率、转速和允许吸上真空高度（或必需汽蚀余量）。
这些参数之间互为关联，当其中某一参数发生变化时，其它工作参数也会发生相应的变化，但变化的规律取决于水泵叶轮的结构型式和特性。
为了深入研究叶片泵的性能，必须首先掌握叶片泵性能参数的物理意义。
1、流量（flowrate, capacity, discharge）水泵的流量是指单位时间内流出泵出口断面的液体体积或质量，分别称为体积流量（volume capacity）和质量流量（mass capacity）。
体积流量用符号Q表示，质量流量用Qm表示。
体积流量常用的单位为升每秒（L/s）、立方米每秒（m3/s）或立方米每小时（m3/h）；质量流量常用的单位为千克每秒（kg/s）或吨每小时（t/h）。
根据定义，体积流量与质量流量有如下的关系：Qm＝ρQ，式中的ρ为被输送液体的密度（kg/m3）。
由于各种应用场合对流量的需求不同，叶片泵设计流量的范围很宽，小的不足1升每秒，而大的则达几十、甚至上百立方米每秒。
除了上述的水泵流量以外，在叶轮理论的研究中还会遇到水泵理论流量QT和泄漏流量q的概念。
所谓理论流量（theoretical capacity）是指通过水泵叶轮的流量。
泄漏流量（leakage capacity）是指流出叶轮的理论流量中，有一部分经水泵转动部件与静止部件之间存在的间隙，如叶轮进口口环与泵壳之间的间隙、填料函中泵轴与填料之间的间隙以及轴向力平衡装置中的平衡孔或平衡盘与外壳之间的间隙等，流回叶轮进口和流出泵外的流量。
由此可知，水泵流量、理论流量和泄漏流量之间有如下的关系：QT ＝Q + q。
2、扬程（head）扬程，用符号H表示，是指被输送的单位重量液体流经水泵后所获得的能量增值，即水泵实际传给单位重量液体的总能量，其单位为m（N·m / N = m）。
湖北水泵(叶片泵)基本参数及其工作原理
湖北水泵（叶片泵）基本参数及其工作原理一、叶片泵的基本参数叶片泵的基本参数包括泵的流量、扬程、效率、转速和功率，此外还有一个重要的参数如泵的气蚀余量。
1、流量泵的流量有体积流量和质量流量之分。
a)体积流量体积流量是泵在单位时间内所抽送的液体的体积，即是从泵压出口的截面所排出液体的体积，用Q表示，单位为立方米每秒m3/s,升每秒l/s,立方米每小时m3/h。
b)质量流量质量流量是泵在单位时间所抽送的液体的质量，质量流量用q表示，其单位为千克每秒kg/s或吨每小时t/h。
通常所说的泵的流量是指体积流量，仅在极少数情况下，如锅炉给水泵因其蒸发量是以t/h计的，故有时用质量流量来表示，因此，一般讲泵的流量就是指体积流量Q。
c)体积流量和质量流量之间的关系如下：质量流量等于体积流量和液体密度的乘积。
即q=Q×ρ或者Q=q/ρ（其中ρ是指液体的密度）2、扬程泵的扬程是指单位重量的液体流过泵后其能量的增量。
用字母H表示，单位为米（m）。
具体说明如下：泵所抽送的单位重量的液体从泵进口处（泵的进口法兰）到泵的出口（泵的出口法兰）能量的增值，称为扬程H。
其公式表达如下：H=E2-E1E1表示泵进口处单位重量液体的能量单位m，E2表示泵出口单位重量液体的能量，单位m。
注意：单位重量液体的能量由三部分组成，即压头、速度头和位置头。
3、转速转速是指单位时间内泵转子的回转数，以n表示，其单位为r/min或r/s,一般用r/min，指每分钟旋转的次数。
4、功率泵的功率是指泵的输入功率。
即原动机传送给泵轴的功率，也叫轴功率，用P表示，也有用N表示，单位为kW。
泵除了输入功率外，还有输出功率，输出功率是指液体流过泵时，由泵传递给液体的有用功率，用Pu表示，也有用Ne表示。
5、效率泵的效率是指泵的输出功率与输入功率之比值，用η表示。
公式表达如下：η=Pu/P或者η=Ne/N其中Pu或Ne表示输出功率P或N表示输入功率另外Ne=QρgH(Q为流量，ρ为密度，g为常数，H为扬程)6、气蚀余量NPSH(Net Positive Suction Head)气蚀余量分有效的气蚀余量和必需的气蚀余量两种，分别用符号Δh a和Δh r表示。
叶片泵的性能曲线—叶片泵的性能参数
6. 允许吸上真空高度(Hs)及气蚀余量Δh
允许吸上真空高度(Hs) ——指水泵在标准状况下(即水温为20℃、表 面压力为一个标推大气压)运转时，水泵所允许的最大的吸上真空高度 (即 水泵吸入口的最大真空度)，单位为mH2O。水泵厂一般常用Hs来反映离 心泵的吸水性能。
气蚀余量Δh——指水泵进口处，单位重量液体所具有超过饱和蒸气 压力的富裕能量。水泵厂一般常用气蚀余量来反映轴流泵、锅炉给水泵等 的吸水性能。单位为mH2O 。
水泵的效率
目 录
1 水泵的效率 2 机械效率 3 容积效率 4 水力效率
1、水泵的效率
2、机械效率
3、容积效率
4、水力效率
水泵的扬程计算
1、扬程
扬程是指单位重力的水从泵进口 到泵出口所增加的能量，用H 表示， 单位是mH2O，简略为m。
图9-1 离心泵扬程示意图
2、扬程计算公式
为了监视水泵的运行状况， 在泵进、出口断面处分别安装真 空表、压力表，如图9-1所示。
2. 扬程(总扬程)
水泵对单位重量(1kg)液体所作功，也即单位重量 液体通过水泵后其能量的增值。用字母 H 表示，其单 位为mH2O，也可折算成被送液体的液柱高度(m) 。
H
(z2
z1 ) 100V 100 M
v
2 2
v12
2g
3. 轴功率
泵轴获得原动机所传递来的功率称为轴功率，以P表示。原动机为电力拖动时， 轴功率单位以kW表示。
真空表、压力表的读数为相 对压力，设真空表的读数为V， 压力表的读数为M。
图9-1 离心泵扬程示意图
由上式计算的扬程为水泵工作状况时的 扬程。水泵铭牌上所标出的扬程是这台泵的 设计扬程，即相应于通过设计流量时的扬程， 又称额定扬程。 从图9-1可知：
叶片泵的基本性能参数-离心泵的基本方程
水泵的理论流量QT与实际流量Q。
2017/8/12 叶片式水泵 2
第二讲
泵及泵站
2.3 水泵的性能参数——扬程
2、扬程（总扬程）H
水泵对单位重量的液体所作的功，即单位重量的液体流 过水泵后其能量的增值。 数学表示：以水泵出口的单位重量能量E2与水泵入口单位 重量的能量E1之差表示。
H E2 E1
Vacuum Head）
定义：指水泵在标准状况下（水温：20°C，当地压强1 atm）
运转时，水泵吸入口测压孔处所允许的最大真空高度。
要求： HV ≤ HS
其中：HV — 入口真空表读数。
数值： 依据气蚀实验确定。 单位：m H2O。
特点：对不同的海拔高程和水温需要修正。
用途：保证水泵在正常运行时不发生气蚀；用以计算、确
量纲：[ML2T-3]
水泵有效功率Nu：水泵输入液体的功率。 N u gHQ ( N m / s W )
2017/8/12 叶片式水泵 5
第二讲
泵及泵站
2.3 水泵的性能参数——功率单位换算 功率单位 1 W （瓦特）= N·m/s; 1 kgf ·m/s （公斤力米每秒）= 9.80665 W;
第二讲
泵及泵站
2.3 水泵的性能参数——流量
1、流量（抽水量）Q：在单位时间内水泵所输送 的液体数量。
体积流量QV—— 单位：m3/s，m3/h，m3/d，l/s等； 量纲：[L3T-1]。
质量流量QM—— 单位：kg/s，kg/h，t/h等； 量纲：[MT-1]。
பைடு நூலகம்
换算关系： QM = ρQV
ρ—— 液体密度；单位：kg/m3；量纲：[ML-3]。
1 kW =1000 W = 102 kgf ·m/s = 1.36 HP;
叶片泵的基本理论
(一)机械损失与机械效率
机械损失是指由于机械摩擦所产生的能量消耗。
水泵固定部件(轴承、轴 (1)轴承摩擦损失功率 占轴功率 封)与转动部件 (泵轴)之 的1%~3% (2)轴封摩擦损失功率 间产生的摩擦损失 叶轮前后盖板在水体旋转 占轴功率的 (3)圆盘摩擦损失 2%~10% 时与水的摩擦损失功率 (轮盘损失)
—水泵叶轮单位时间内的转动速度，通常以每
分钟转动的次数来表示，以字母n表示常用单位
为r／min。
中小型离心泵730~2950 r／min； 中小型轴流泵250~1450 r／min; 大型轴流泵 100~250 r／min;
六、气蚀余量 ( NPSH )r
气蚀余量—指水泵进口处，单位重量液体所具
叶片和盖板作用于水流的摩擦阻力 P5及P6，但由于是理想液体，故不予考 虑； 重力的合力矩等于零
V
α2
1、对轮心取矩
QC2 cos 2 R2 C1 cos1 R1 M
2、叶轮对流体所作功率
NT M Qu2C2 cos 2 u1C1 cos1
主要包括： ①从水泵进口到出口过流部分的沿程阻力损失； ②因过流断面和液流方向变化而产生的局部阻力损失； ③液流在叶轮进口和出口处的冲击损失。 泵的水力效率为 ηw =Pu/P'=ρgQH/ρgQHT=H/HT=H/H+h
前2项损失发生在水泵流道中，其大小与流量（流速） 的平方成正比； 第3项损失主要是当水泵流量偏离设计流量时，在叶轮 进、出口处的液流方向与叶片切线方向不一致而造成 的，实际流量与设计流量的差值越大，该项损失越大。
（二）叶片进出口速度三角形
用下标“1”和“2”分别表示叶片进、出口处的各 物理量；(Q, n等已知） 已知叶轮进、出口处的半径R1 、R2 ，直径D1 、 D2 ，叶片宽度b 1、b 2，叶片圆周厚度su1 、su2； 叶片排挤系数：ψ1 =0.75--0.88; ψ2 = 0.85--0.95 (大泵取大值，小泵取小值)
第三节 叶片泵
调节流量调节螺钉， 可以改变定子的最大 偏心距emax，即改变泵 的最大流量，使曲线 AB上下平移；
改变弹簧刚度K，可以改变BC的斜率： K , C点向外移动
K , C点向内移动
因泵的最高压力限定为pC，故命名为限压式变量泵。
3、限压式变量叶片泵的典型结构 1）吸、压油区叶片根部的压力油是自动切换的； 2）叶片向后倾斜； 3）采用滑块+滚针，提高了定子移动的灵敏度； 4）采用浮动配流盘，减小了泄漏。 4、限压式变量叶片泵的应用 1）广泛应用于金属切削机床或压力机等快速轻载、 慢速重载变化频繁的系统中； 2）与高压大流量泵相比，减小了功耗和发热；与双 联叶片泵相比，简化了油路，节省了元件。
2）双作用叶片泵的流量为：
zS ( R r ) q 2 B[ ( R r ) ] n v cos
2 2
考虑流量的脉动（叶片厚度及叶片底部槽通 油影响），双作用叶片泵的叶片数为4的整数倍 时流量脉动率最小 ，一般为12或16片。
3.双作用叶片泵的结构特点 1）转子旋转一周, 吸压油各两次 吸压油腔两两对称，径向力平衡 双作用 卸荷式
4）配流盘 ①吸压油窗口：定子曲线圆 弧段圆心角β≥叶片间夹角 α（= 2π/z,封油角 ）。 ②减振槽：在吸压油腔转换 时，减少两叶片间的密闭容 积因压力突变而引起的压力 冲击，在配流盘的配流窗口 前端开有三角形减振槽。 ③环槽。
二、单作用叶片泵
（一）工作原理 1、单作用叶片泵的组成及工作原理
F pA
当F<Ft时，定子处于右极限位置，e=emax，泵输出 最大流量； 若泵的工作压力p随负载增大，导致F>Ft，定子将 向偏心减小的方向移动，泵的输出流量q减小。即：
p e q
水泵基础知识试题
一、判断题：1. 水泵种类按照工作原理分，主要有叶片泵、容积泵、混流泵和其他类型泵。
（）2. 叶片泵利用叶轮的旋转将机械能转化为所输送的液体的能量。
（）3. 双吸离心泵的填料密封是为了防止泵内高压水体大量流出泵外。
（）4. 按扬程由高到低排列，通常依次是轴流泵、离心泵、混流泵。
（）5. 导叶体的作用一是扩散水流，回收部分功能，二是将叶轮输出的水流的轴向运动变为旋转运动。
（）6. 水泵装置由水泵、动力机、传动机构、管（流）道和各种附件组成。
（）7. 单吸离心泵与双吸离心泵相比，其优点是叶轮上无轴向力作用。
（）8. 机械密封环的作用是防止运转时泵内高压水流泄出泵外，而在起动时，则防止外界的空气进入泵体。
（）9. 机械密封环安装在水泵的转动部分和壳体之间，作用是防止叶轮流出的高压水倒流回泵进口。
（）10.混流泵的扬程一般高于轴流泵。
（）11.如果将一台正常运行的离心泵的出口阀门关死，泵的有效功率、轴功率、效率均为零。
（）12.根据性能曲线的特点，离心泵应关阀启动，轴流泵应开阀启动。
（）13.离心泵应在出口闸阀全关情况下启动。
（）14.水泵铭牌参数（即设计或额定参数）是指水泵在最高扬程时的参数。
（）15.为控制水泵出水流量的大小，较简单的办法就是在出水管路上安装闸阀或阀门。
（）二、选择题：1.水泵按其作用和工作原理可分为（）。
(A)叶片式水泵、容积式水泵、其他水泵(B)大流量水泵、中流量水泵、小流量水泵(C)高压水泵、中压水泵、低压水泵(D)给水泵、污水泵、其他液体泵大类2.水泵是输送和提升液体的机器，是转换能量的机械，它把原动机的机械能转换为被输送液体的能量，使液体获得( )。
(A)压力和速度(B)动能和势能(C)流动方向的变化(D)静扬程3.离心泵的工作原理就是利用( )，使液体获得动能和势能。
(A)叶轮旋转(B)叶片的转动速度(C)叶片转动甩水(D)离心力甩水4.离心泵按叶轮( )分为单吸泵和双吸泵(A)叶片弯度方式(B)进水方式(C)前后盖板不同(D)旋转速度5.轴流泵是根据机翼的原理，利用叶轮旋转时产生对液体的( )来输送液体的。
3第三节 叶片泵的性能参数
一、叶轮中液体的流动情况
二、基本方程式
• 1、推导基本理论：动量矩定理：
• 2、基本假定： a．液流为理想液体 b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同 名速度相等； 即叶轮有无限多且无限薄叶片组成； c.液体在叶轮内处于稳定的流动状态。
L M t
二、基本方程式
• 1、推导基本理论：动量矩定理：
n =2950 r/min、 n =1450 r/min、 n =730r/min
n =485 r/min等等 （如果为同步电动机作为动力机，则额定转速 为多少呢？）
六、允许吸上真空高度或必需气蚀余量(HPSH)：
允许吸上真空高度——指水泵在标准状况下(即水温为 20℃、一个标准大气压)运转时，水泵所允许的最大的 吸上真空高度。单位为mH2O。
• 2、基本假定： a．液流是恒定流； b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同 名速度相等； 即叶轮有无限多且无限薄叶片组成； c.液流为理想液体。
L M t
• 叶槽内水流上的作用力
• 可以得到下式：
HT
g
(C2R2cosa 2 -C 1R 1cosa 1)
1 (u2C2u u1Cu1) g
2、容积损失与容积效率η
v
水流流经叶轮之后，有一小部分高压 水经过泵体内间隙（如减漏环）和轴向力 平衡装置（如平衡孔、平衡盘）泄漏到叶 轮的进口，以及从轴封处泄漏到泵外，因 而消耗了一部分能量。漏损流量 q 的大小 与泵的结构形式、比转速及泵的流量大小 有关。在吸入口径相同的情况下，比转速 大的泵漏损流量小。对给定的泵，要降低 漏损量 q ，关键在于控制密封环与叶轮间 的运转间隙量。漏损量 q 越大，泵的出水 量 Q 越小。
泵与泵站第五版答案
泵与泵站第五版答案【篇一：泵与泵站(第五版)课后答案_第二章】1】．（1）已知，出水水箱内绝对压强p1=3.0atm，进水水箱绝对压强p2=0.8atm以泵轴为0-0线，大气压pa=1atm出水水箱测压管水头：h1??p1?pa??10??3?1??10?20m进水水箱测压管水头：h2??p2?pa??10??0.8?1??10??2m（“-”表示在泵轴以下）hst?h1?h2?20?(?2)?22m【2】．解答：如图（a），hss(a)?3m据题意：hss(b)?hss(c)?hss(a)?3m 以泵轴为基准面（1）b水泵位置水头：zb?hab水泵吸水池测压管水柱高度：h??0.5?1??10??5m b水泵吸水池测压管水头：h测?zb?h?ha???5?m b水泵hss(b)?0?h测?0??ha?5??5?ha?3m 解得：ha?2m（2）c水泵位置水头：zc??5m（在泵轴以下）c水泵吸水池测压管水柱高度：h??pc?1??10?10pc?10c水泵吸水池测压管水头：h测?zc?h??5?10pc?10?10pc?15(m)c水泵hss(c)?0?h测?0??10pc?15??15?10pc?3mh 解得：pc?1.2atm【3】．解答：（1）根据给定的流量和管径，查《给水排水设计手册》第一册，得：吸水管沿程水头损失系数i1?5.7‰ 压水管沿程水头损失系数i1?11.6‰ （2）泵的吸水地形高度：hss?h2??2m （3）泵的压水地形高度：hsd?h1?20mv12?z真空表读数：hv?hsd??hs? （见p24，公式2-30） ?2g2真空表安装在泵轴处，?z?0 2v12则：hv?hss??hs?2g计算水泵的吸水管流速：v1?qq0.16???1.27m/s a1?ds23.14?0.42)()(44泵吸水地形高度：hss?35?32?3m吸水管水头损失：?hs?i1?l1?1?0.0057?30?1?1.17m1.272?4.25mh2o 则：真空表读数hv?3?1.171?2?9.8∵1atm?10mh2o?760mmhg则：4.25mh2o?4.25?76?323mmhg% 真空度=pa?pv10mh2o?4.25mh2o?100%??100%?57.5% pa10mh2o（2）泵的静扬程：hst??74.5?32???2?1??10?52.5m压水管水头损失：?hd?i2?l2?1?0.0116?200?1?3.32m 管道总水头损失：?h??hs??hd?1.17?3.32?4.49m 总扬程：h?hst??h?52.5?4.49?56.99m（3）轴功率：n??gqh1000?9.8?0.16?56.99??127.66kw1000?1000?0.7【4】．解答：以吸水池水面为基准面列0-0，1-1，2-2，3-3断面能量方程如下：2v0pp0-0断面：e0?z0??0?0?0?a2g?g?gv12pv12p?z11-1断面：e1?z1???(hss?)??12g?g22g?g22v2p2v2p?z2-2断面：e2?z2???(hss?)??22g?g22g?g22v3p3v3p??hst??a 3-3断面：e3?z3?2g?g2g?g吸水管水头损失：pa?p?z?v12?1?hs?e0?e1???hss????hv?g2?2g??z?v12?得：hv??hs??hss? ??2?2g??z?v12???hss???2?2g?压水管水头损失：2222p2?pa??v3?v3?z?v2?z?v2??hd?e2?e3???hss????hst?hd??hss????hst?g2?2g2?2g??22?v3?z?v2?得：hd??hd??hss??hst ??2?2g?∵泵装置总扬程h?hv?hd22?v3?z?v12?z?v2??则：h?hv?hd??hs??hss???hd??hss????hst ??2?2g2?2g??22v3v12?v2???hs??hd???z???hst（总水头损失?h??hs??hd）2g2g??h?hst22?v12?v2?v3? ?????z??2g?2g?2v12?v2?0；忽略流速差，即v1?v2，2g压力表和真空表沿泵轴安装，即?z?0 则最后：h?hst2v3??h?2g【5】．解答：泵的基本方程式：ht?叶轮出口牵连速度：u2?u112c2u?u2?2(u2?c2rctg?)?(u2?u2c2rctg?2) gggn?d21450?3.14?0.28??21.25（m/s）6060叶轮出口面积：f2??d2?b2?3.14?0.28?0.04?0.035 （m2）径向流速：c2r?qtq?t?28.57q（ tm/s）f20.035代入基本方程式，得理论特性曲线： ht?1(21.252?21.25?28.57qt?ctg30?)?46.08?107.04qt 9.8【6】．解答：（1）q-h关系曲线不变；相同工况下，需要的功率增加为原来的1.3倍。
水泵及水泵站(第二章 3节)
2
2
3、功率
⑴ 时所获得的能量。 则
ρ gQH γ QH Ne = = ( kW ) 1000 1000
ρ、γ、Q、H的单位分别为kg/m3、N/m3、m3/s、m。 的单位分别为kg/m /s、 注：
1kw = 102kg m / s = 1000N m / s
计算运行水泵电耗
t γ QH W = N × = t ( kWh ) η2 1000 η 1η 2
例：
某电厂取水泵站，供水量Q=8.64×104m3/d，扬程 某电厂取水泵站，供水量Q=8.64 Q=8.64× /d，扬程 H=30m，水泵及电机的效率均为80%，试确定 H=30m，水泵及电机的效率均为 80%，试确定 ，水泵及电机的效率均为80% ⑴ 泵站工作10小时所消耗的能耗； 泵站工作10 10小时所消耗的能耗； ⑵ 泵站的综合单位电耗。
水泵及水泵站
主讲教师： 马太玲
第三节 叶片泵的基本性能参数
离心泵的性能参数是表征泵的工作状况的一组物理量， 包括流量Q、扬程H、功率N、效率η、允许吸上真空高度Hs 包括流量 、扬程H、功率N、效率η 、允许吸上真空高度Hs 流量Q （或允许汽蚀余量△h）6个基本性能参数。 （或允许汽蚀余量△
1、流量（抽水量、出水量）Q 、流量（抽水量、出水量）Q
定 义：水泵在单位时间内输送液体的数量 常用单位：m3/s、L/s、m3/h、t/h 设计流量：水泵最高效率时对应的流量 设计流量：水泵最高效率时对应的流量 单位换算：1L/s=3.6m3/h， 1m3/s=3600m3/h 单位换算：1L/s=3.6m /h，
2、扬程
定义：水泵对单位重量液体所作的功，即水流通过 水泵后所获得的能量。 则
答：⑴ W=4594kWh ⑵ 425.3KWh/km3.MPa W=4594kWh；
水泵基本参数及特性曲线讲解
叶片进口处的冲角
1
第二章
42
3.4 用余弦定律推导扬程的另一种表达式
2 2 2 u2 u12 w12 w2 C2 C12 HT 2g 2g 2g
由相对运动能量方程，可得右式前两项为势扬程：
第一项是离心力对单位重量液体所作之功，使经过叶轮 的液体压能增加
第二章
26
第三节 叶片泵的基本性能参数
•
•
(掌握定义、单位、符号及参数间的影响关系 ) 流量——单位时间内通过水泵出口的液体数量 Q（ m3 / s ）（ l / s ） 扬程——单位重量液体从泵进口到出口所增加能量 H（ kg m / kg m ） 轴功率——水泵从动力机实际获得的功率 （泵轴传递的功率）N（kW）
22
其它零件
六、轴承座
作用：支承 分类
构造特性：滚动、滑动 荷载大小：滚柱、滚珠 荷载特性：径向、止推
2.冷却：空冷、水冷
七、泵座
作用：将泵体与底板或基 础相固定
第二章
23
其它零件
八、联轴器
作用： (P10图2-14) 连接泵轴与电机轴、传递电机出力 (P10图2-15、16) 单吸离心泵，由于叶轮在轴向上缺乏对称性，工作是 前后两侧水压力不同，产生轴向推力
第二章
17
b2
β1
β2
b1
D0
D1
D2
a)
b)
图2--1 叶轮投影图 a) 轴面投影 b) 平面投影 D1、D2--叶轮的进出口直径 b1、b2--叶轮的叶片进出 度 β1、β2--叶轮的叶片进出口安放角 D0--叶轮进口 直径 第二章
叶片泵的性能参数名词解释
叶片泵的性能参数名词解释叶片泵作为一种常见的离心泵，广泛应用于工业生产中的液体输送。
它的工作原理是通过旋转的叶轮产生离心力，将液体从低压区域抽取到高压区域。
叶片泵的性能参数对于设备选型和运行效果非常重要。
下面我们将对叶片泵的性能参数进行详细解释。
1. 流量（Q）流量是指单位时间内通过叶片泵的液体体积。
它是衡量叶片泵输送能力的重要参数。
通常以升/秒（L/s）或立方米/小时（m³/h）表示。
叶片泵的流量与泵的运行速度、叶轮的直径和叶轮的叶片数等因素有关。
2. 扬程（H）扬程是指液体从进口到出口之间所产生的高度差。
它代表了叶片泵输送液体所需的能量。
扬程通常以米（m）表示。
叶片泵的扬程与叶轮的结构、泵的速度、叶片的形状等因素密切相关。
3. 功率（P）功率是指叶片泵所需的能量。
它与叶片泵的流量和扬程有关。
功率通常以千瓦（kW）表示。
对于大型叶片泵，功率是一个重要的参考指标，它直接影响设备的能耗和运行成本。
4. 效率（η）效率是指叶片泵输出功率和输入功率之间的比值。
它是衡量叶片泵能量利用效率的指标。
以百分比形式表示。
叶片泵的效率与泵的设计、材料选择和运行条件等因素密切相关。
高效率的叶片泵能够有效降低能耗和运行成本。
5. NPSH（净正值吸入头）NPSH是指液体进入泵的吸入侧时，泵所需的最小净正值吸入头。
它是叶片泵正常运行的关键参数。
通常以米（m）表示。
NPSH与液体的蒸汽压、流速和泵的几何形状等因素有关。
合理选择NPSH可以确保叶片泵正常工作，避免气蚀现象的发生。
6. 噪音噪音是指叶片泵在运行过程中产生的声音。
噪音水平直接影响工作环境和设备运行的舒适性。
叶片泵的噪音与设备的结构、运行状态和工作环境等因素有关。
降低叶片泵的噪音对于提高工作效率和员工健康具有重要意义。
通过对叶片泵性能参数的解释，我们可以更好地理解叶片泵的工作原理和性能特点。
在实际应用中，根据具体需求选择合适的叶片泵并调整相应的性能参数，可以提高设备的工作效率和稳定性。
叶片泵的特性曲线课间
第三节 叶片泵的特性曲线
一、流量和扬程曲线
结论： Q～H曲线是下降的曲线，即随流量Q的增大，扬程H逐渐减少。相应与效率最高值的点的参数，即水泵铭牌上所列的各数据。水泵的高效量与轴功率曲线
2
三种泵效率曲线变化趋势都是从最高效率点向两侧下降
离心泵的效率曲线变化比较平缓，高效区范围较宽，使用范围较大。
01
这不仅扩大该泵的适用范围，而且在选用水泵使需要的工作点落在该区域内，则所选定的水泵型号是经济合理的。
02
图为 BA 型泵的综合性能图
03
图中每个注有型号和转速的四边形，代表一种泵在其叶轮外径允许车削范围内的Q 一H ，用单线者表示叶轮外径未经车削，图中有三条线者，则表示该泵还有两种叶轮外径的规格
水泵的性能参数，标志着水泵的性能。水泵各个性能参数之间的关系和变化规律，可以用一组性能曲线来表达。对每一台水泵而言，当水泵的转速一定时，通过试验的方法，可以绘制出相应的一组性能曲线，即水泵的基本性能曲线。
一般以流量Q为横坐标，，用扬程H、功率N、效率η和允许吸上真空度Hs为纵坐标，绘Q～H、Q～N、Q～η、Q～ Hs曲线。
轴流泵的效率曲线变化较陡，高效率区范围较窄，使用范围较小。
混流泵的效率曲线介于离心泵和轴流泵之间。
泵运行时，应使运行工况落在高效率区或在其附近，从而达到较好的经济效果。
2
三、流量效率曲线
离心泵流量与允许吸上真空度曲线是一条下降的曲线。
而离心泵流量与汽蚀余量(HSV或Δh)曲线是一条上升的曲线。
四、流量与允许吸上真空度曲线
流量Q
扬 程H (m)
转 速 n (r/min)
功 率 P (KW)
效 率(%)
允许吸上真空度(m)
3 叶片泵讲解
（5）定子短半径和长半径的计算
增大定子曲线的大、小圆弧半径之差（R-r）可以增大泵的排量。 但是，增大值受到以下条件的制约：
a、叶片和转子体强度的制约
（R-r）值越大，则叶片伸出转子体的部分越长，液压力产 生的弯曲力矩越大，因而叶片受力情况恶化，转子体强度下降。
b、叶片对定子不“脱空”条件的制约
为保证叶片不脱空，必须满足式
d 2ρ d 2φ
<。 ρ
-
1 2
L
计算分析表明，当叶片径向运动按等加速等减速规律变化时， 为了满足式不“脱空”条件可以允许选用较大的(R/r)max 值，因 而可得到较大的（R-r）值，产生较大排量。
三、双作用叶片泵的设计要点
（6）配流盘的计算
a、配流盘的封油角取为
式中 S ——叶片厚度；Rc ——减 振槽尖角处的位置半径。
叶片不“脱空”的条件（排油过渡曲线区和吸油过渡曲
线区都适用）
d 2ρ
1
dφ2
< ρ－ 2
L
式中 ——叶片的转角；
ρ ——叶片与过渡曲线接触点的矢径； L——叶片的长度。 上述条件只能是保证排油压力没有建立起来时，依靠离 心力形成高、低压腔之间的可靠密封。
二、双作用叶片泵的结构特点
1、对定子曲线的要求
轴向宽度的增加会加大配油窗口的过流速度，在设计中， 可取B=(0.45~1.0)r
式中 r ——定子曲线的小半径。 最终经验算油窗口的流速不要超过6～9m/s，确定轴向宽度值
三、双作用叶片泵的设计要点
（5）定子短半径和长半径的计算
小圆弧半径一般取r=rz+(0.5~1) mm，
根据选用的过渡曲线不“脱空”条件的最大 值(R/r)max ，可初步确定长半径，然后由排量 计算公式校核设计排量与要求达到排量（设计 参数）的误差不超过5%。
第二章叶片泵的基本理论和性能
21第二章 叶片泵的基本理论和性能本章重点：通过本章的学习，要求学员熟练掌握叶片泵的性能参数及计算、相似条件、相似定律、比例率、比转数的计算、实验性能曲线 、选泵原则；掌握功率的分类及其关系、效率的组成及其所包含的损失、叶轮进出口速度三角形、叶片泵的基本方程式及其分析、基本性能实验、选泵步骤、选泵中应注意的问题、选泵方法、电动机与水泵的配套、传动方式的选择和管路附件的选择；了解比转数的作用、叶片泵汽蚀实验、理论性能曲线、相对性能曲线、通用性能曲线、全面性能曲线、系列型谱图、柴油机与水泵的配套、水泵的性能方程等。
第一节 叶片泵的性能参数叶片泵的性能是用性能曲线表示的，而性能曲线又是用性能参数之间的关系来表达的。
因此，在研究叶片泵性能前，首先必须对性能参数的意义有一正确理解。
叶片泵的性能参数主要有流量、扬程、功率、效率、转速、允许吸上真空高度或允许汽蚀余量等，分述如下:一、流量单位时间内水泵所抽提的流体体积，符号Q ，其常用单位有s l /、s m /3、和hm /3等。
各单位间的关系是s m /13=s l /1000=h m /36003。
设计流量的计算详见第六章水泵站规划。
二、扬程（一）扬程的定义扬程是指单位重量流体从水泵进口到出口能量增量，用符号H 表示， 常用单位是m 。
（二）扬程的计算1.实验室或现场测定时扬程的计算 ⑴离心泵及其它卧式水泵()()gv v H H z z H v d 21020.0212212-++⨯+-= （2—1—1）式中：v H 、d H ——真空表、压力表的读数（KPa ）；1v 、2v ——进、出水管的断面平均流速（s m /）；g ——重力加速度（2/s m ）。
⑵立式轴流泵扬程 其计算公式可简化为：gv H z H d 2222++=（2—1—2） 2.设计泵站时扬程的计算22 g v v h H H w ST22122-++= ()gv v h z z w b u 22122-++-= ≈ w ST h H + （2—1—3）式中：ST H ——实际扬程（有效扬程、净扬程、提水高度）（m ）；w h ——损失扬程（水头损失）（m ）； Z 、b Z ——设计上、下水位（m ）。
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第二节离心泵的基本方程式
•离心泵是靠叶轮的旋转来抽送水的，那么，工作水流在旋转的叶轮中究竟是如何运动的呢?
•一个旋转的叶轮能够产生多大的扬程?
•对于这些运动规律，我们将借助于离心泵的基本方程式的推导和分析，逐一得到进一步的了解。
•
出水方向
叶片出水角叶片进水角
进水方向
ω
•1、推导基本理论：动量矩定理：
•2、基本假定：
a ．液流为理想液体
b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相等；
即叶轮有无限多且无限薄叶片组成；
c.液体在叶轮内处于稳定的流动状态。
M t
L =∆∆
•1、推导基本理论：动量矩定理：
•2、基本假定：
a ．液流是恒定流；
b.叶槽中，液流均匀一致，叶轮同半径处液流的同名速度相等；
即叶轮有无限多且无限薄叶片组成；
c.液流为理想液体。
M t
L =∆∆
•叶槽内水流上的作用力
•可以得到下式：)(1)cosa R C -cosa R C (1122111222u u T C u C u g
g H -==ω
离心泵的基本公式
三、基本方程式的讨论
•1．为了提高水泵的扬程和改善吸水性能，大多数离心泵在水流进入叶片时，使α1＝90’，也即C1u＝0，此时，基本方程式可写成：
为了获得正值扬程，必须使a2=0°，a2愈小，水泵的理论扬程
愈大。
在实际应用中，水泵厂一般选用a2 ＝6 °～15 °左右。
•2．水流通过水泵时，比能的增值(H T)与圆
周速度u
2有关。
而u
2
=(nлD
2
)/60，因此，水
流在叶轮中所获得的比能与叶轮的转速(n)、
叶轮的外径(D
2)有关。
增加转速(n)和加大
轮径(D
2
)，可以提高水泵之扬程。
•
•3．基本方程式适用于各种理想流体。
这表明，离心泵的理论扬程与液体的容重无关。
（抽水和抽气时扬程是一样的）
• 4.水泵的扬程是由两部分能量所组成的，势扬程和动扬程组成，由于动能转化
为压能过程中，伴有能量损失，因此，希望动扬程在水泵总扬程中所占的百
分比愈小，泵壳内水力损失就愈小，
水泵效率提高。
四、基本方程式的修正
•
由于假定与实际应用不符，必须进行修正：•
1.叶槽中，液流实际不均匀一致；•
2.考虑泵壳内水力损失。
•修正公式为：水泵的实际扬程
p
H H T h +=1η
本课教学内容基本要求•1. 叶片泵的基本性能参数：提出表征叶片泵基本性能的六大基本参数的定义与意义。
• 2. 离心泵的基本方程式：叶轮中的液体运动，速度三角形，基本方程式的推导、讨论、修正与其物理意义。
• 1 ．哪些参数能表达叶片泵性能？各参数表示什么含义？常用哪些字母表达？各自的单位是什么？
•2、什么是叶片泵的有效功率和轴功率？它们之间有何
关系？
•3、动力机的旋转机械能是如何传递给液体的？在能量
的传递过程中会产生哪些损失？如何将这些损失减至
最小程度？
• 4 ．离心泵装置上的真空表与压力表读数各表示什么意义？
• 5 ．液体在叶轮内的运动是什么运动？各运动间有什么关系？
•6 ．什么是叶片泵的速度平行四边形？四边形中值为什么可以表达水泵叶轮的流量？
的C
m
•7 ．什么是动量矩定理？用它推导叶片泵基本方程式时为什么要有三个假定？基本方程式为什么能适用于所有叶片泵和所有流体？
•8 ．离心泵的叶片形状为什么一律向后弯曲？而轴流泵的叶片为什么一律是扭曲的？试用基本方程式加以说明。
•谢谢！。