第2章 流体输送讲解
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4. 有效功率
由于离心泵在实际运转中存在各种能量损失，泵的实 际功率小于理论值，因此把流体从泵获得的有效能量成为 有效功率，常用Pe表示，单位W。
5. 效率
反映泵中能量损失大小的参数称为效率。即泵的有效功 率与轴功率之比，常用 η 表示。
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
公式
wk.baidu.com
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
电动机提供给泵轴的机械功率P可以有电流表和电压表读数 计算，即：
P IU (2-3)
则泵效率：
Pe
P
(2-4)
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
单位时间t里，泵输送的流体质量为： qv t(kg)
则在单位时间t里，泵需要提供的能量为： We qvt(J )
而功率是单位时间提供的能量，所以：
Pe qvtWe(J ) qvWe(W )
t(s)
因为： We Hg
所以： Pe qvgH (2-2)
泵的有效 功率计算
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
如何选用一台合适的离心泵？
为了正确的选择和使用离心泵，需要了解离心泵的性 能。离心泵的性能参数及相互之间的关系是选泵和使用的 依据。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率 等。它们之间的关系常用特性曲线来表示。
特性曲线是在一定的转速下，用20℃清水在常压下实 验测得的。
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
二、 离心泵的工作原理
思考：1.哪种叶轮效率最高？ 2.为何要把高速流体转化为高压流体呢？ 3.为何开泵前要先将液体充满泵壳？
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
二、 离心泵的工作原理
如果泵壳和管道内存有气体，由于空气 密度远小于液体，叶轮旋转带动空气产生的 离心力就小，泵壳内真空度小，泵入口处静 压差小导致无法吸入液体流入泵内。这种泵 内存气导致离心泵不能输送液体的现象称为 “气缚现象”。
吸入口
泵轴
排出管 泵壳
叶轮
轴封
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
1. 叶轮
(a) 闭式
(b) 半闭式
(c) 开式
叶轮是离心泵的关键 部件，是流体获得机械能 的主要部件，作用是将电 动机的机械能传给液体， 使液体的能量有所提高。
叶轮转速一般可达 1200～3600转/min。
z1 p1 u12 H z2 p2 u22 hf
g 2g
g 2g
则：
H h0 pM pv u22 u12 (2-1)
g
2g
泵的扬程 计算公式
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
对于泵的有效功率Pe，假设泵对流体实际提供的能量为We， 即每千克流体泵提供We焦耳的能量。
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
一、 离心泵的性能参数
1. 流量
离心泵的流量指单位时间泵所输送的流体体积，一般 用qv表示，单位m3 ·s-1或m3 ·h-1。
离心泵的流量与泵的尺寸、结构和转速有关。
2. 扬程H：
扬程也称泵压头，指单位重量(1N)流体流经泵获得的能 量，一般用H表示，单位J/N或者m(液柱)。
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
3. 轴封装置 为保证安装在泵轴上的叶轮能够高速旋转，叶轮
轴与泵体间必定要有间隙，因此，叶轮四周的高压流 体会向外漏液。为了防止漏液，需要有密封装置，这 种泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。
填料密封——适用于一般液体 密封方式
机械密封——适用于有腐蚀性易燃、易爆液体
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体输送机械。其 突出特点是结构简单、体积小、流量均匀、调节控制方便、 故障少、寿命长、适用范围广，且购置费用和操作费均较低。 因其具有典型性而重点加以介绍。
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
1. 按输送流体分类
泵的分类
输送液体—— 离心泵
输送气体
通风机 鼓风机 压缩机 真空泵
输送固体—— 气力输送
概述
二、流体输送机械分类
2. 按工作原理分类
离心式——离心力作用于流体（离心泵）
泵的分类 正位移式——机械力推动流体（往复泵）
离心-位移式——离心力和机械力同时作用（旋涡泵）
2.1 离心泵及其计算
离心泵的扬程与叶轮的几何尺寸、转速有关，即加大叶 轮直径和提高转速均可提高泵的压头。
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
一、 离心泵的性能参数
3. 泵的轴功率
指泵轴所需的功率，即电动机提供个泵轴的机械功率， 常用P表示，单位W。
轴功率与电动机的功率有关，可以有电流表和电压表读 书计算。P=IU。
第2章 流体输送
西安工业大学北方信息工程学院—机电信息系 任文轩
概述
一、流体输送的作用
化工生产过程中，从原料的输入到成品的输出， 每一道工序都在一定的流动状态下进行，流体输送机 械为流体的流动提供能量。
连续流动 的各种物 料或产品
由低处送至高处
由低压送至高压设备 克服管道阻力 ……
概述
二、流体输送机械分类
每台泵的性能参数都不同，为了使用方便，一般通过实验 将这些参数绘成H-qv、P-qv、 η-qv 曲线，统称为离心泵的特性 曲线。
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
上图中，对真空泵和压力表之间的液体列伯努利方程得：
离心泵的叶片一般为 后弯型（甩水型），叶片 数目较少，通常4-6片。
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
2. 泵壳
从叶轮中抛出的流体汇集到泵壳 中，泵壳是蜗壳形的,故其流道不断 地扩大，高速的液体在泵壳中将大部 份的动能转化为静压能，从而避免高 速流体在泵体及管路内巨大的流动阻 力损失。因此泵壳不仅是液体的汇集 器，而且还是一个能量转换装置。
由于离心泵在实际运转中存在各种能量损失，泵的实 际功率小于理论值，因此把流体从泵获得的有效能量成为 有效功率，常用Pe表示，单位W。
5. 效率
反映泵中能量损失大小的参数称为效率。即泵的有效功 率与轴功率之比，常用 η 表示。
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
公式
wk.baidu.com
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
电动机提供给泵轴的机械功率P可以有电流表和电压表读数 计算，即：
P IU (2-3)
则泵效率：
Pe
P
(2-4)
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
单位时间t里，泵输送的流体质量为： qv t(kg)
则在单位时间t里，泵需要提供的能量为： We qvt(J )
而功率是单位时间提供的能量，所以：
Pe qvtWe(J ) qvWe(W )
t(s)
因为： We Hg
所以： Pe qvgH (2-2)
泵的有效 功率计算
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
如何选用一台合适的离心泵？
为了正确的选择和使用离心泵，需要了解离心泵的性 能。离心泵的性能参数及相互之间的关系是选泵和使用的 依据。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率 等。它们之间的关系常用特性曲线来表示。
特性曲线是在一定的转速下，用20℃清水在常压下实 验测得的。
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
二、 离心泵的工作原理
思考：1.哪种叶轮效率最高？ 2.为何要把高速流体转化为高压流体呢？ 3.为何开泵前要先将液体充满泵壳？
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
二、 离心泵的工作原理
如果泵壳和管道内存有气体，由于空气 密度远小于液体，叶轮旋转带动空气产生的 离心力就小，泵壳内真空度小，泵入口处静 压差小导致无法吸入液体流入泵内。这种泵 内存气导致离心泵不能输送液体的现象称为 “气缚现象”。
吸入口
泵轴
排出管 泵壳
叶轮
轴封
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
1. 叶轮
(a) 闭式
(b) 半闭式
(c) 开式
叶轮是离心泵的关键 部件，是流体获得机械能 的主要部件，作用是将电 动机的机械能传给液体， 使液体的能量有所提高。
叶轮转速一般可达 1200～3600转/min。
z1 p1 u12 H z2 p2 u22 hf
g 2g
g 2g
则：
H h0 pM pv u22 u12 (2-1)
g
2g
泵的扬程 计算公式
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
对于泵的有效功率Pe，假设泵对流体实际提供的能量为We， 即每千克流体泵提供We焦耳的能量。
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
一、 离心泵的性能参数
1. 流量
离心泵的流量指单位时间泵所输送的流体体积，一般 用qv表示，单位m3 ·s-1或m3 ·h-1。
离心泵的流量与泵的尺寸、结构和转速有关。
2. 扬程H：
扬程也称泵压头，指单位重量(1N)流体流经泵获得的能 量，一般用H表示，单位J/N或者m(液柱)。
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
3. 轴封装置 为保证安装在泵轴上的叶轮能够高速旋转，叶轮
轴与泵体间必定要有间隙，因此，叶轮四周的高压流 体会向外漏液。为了防止漏液，需要有密封装置，这 种泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。
填料密封——适用于一般液体 密封方式
机械密封——适用于有腐蚀性易燃、易爆液体
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体输送机械。其 突出特点是结构简单、体积小、流量均匀、调节控制方便、 故障少、寿命长、适用范围广，且购置费用和操作费均较低。 因其具有典型性而重点加以介绍。
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
1. 按输送流体分类
泵的分类
输送液体—— 离心泵
输送气体
通风机 鼓风机 压缩机 真空泵
输送固体—— 气力输送
概述
二、流体输送机械分类
2. 按工作原理分类
离心式——离心力作用于流体（离心泵）
泵的分类 正位移式——机械力推动流体（往复泵）
离心-位移式——离心力和机械力同时作用（旋涡泵）
2.1 离心泵及其计算
离心泵的扬程与叶轮的几何尺寸、转速有关，即加大叶 轮直径和提高转速均可提高泵的压头。
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
一、 离心泵的性能参数
3. 泵的轴功率
指泵轴所需的功率，即电动机提供个泵轴的机械功率， 常用P表示，单位W。
轴功率与电动机的功率有关，可以有电流表和电压表读 书计算。P=IU。
第2章 流体输送
西安工业大学北方信息工程学院—机电信息系 任文轩
概述
一、流体输送的作用
化工生产过程中，从原料的输入到成品的输出， 每一道工序都在一定的流动状态下进行，流体输送机 械为流体的流动提供能量。
连续流动 的各种物 料或产品
由低处送至高处
由低压送至高压设备 克服管道阻力 ……
概述
二、流体输送机械分类
每台泵的性能参数都不同，为了使用方便，一般通过实验 将这些参数绘成H-qv、P-qv、 η-qv 曲线，统称为离心泵的特性 曲线。
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
2.1 离心泵及其计算
2.1.2 离心泵参数与特性曲线
二、 离心泵的特性曲线
上图中，对真空泵和压力表之间的液体列伯努利方程得：
离心泵的叶片一般为 后弯型（甩水型），叶片 数目较少，通常4-6片。
2.1 离心泵及其计算
2.1.1 离心泵的构造及原理
一、 离心泵的构造
2. 泵壳
从叶轮中抛出的流体汇集到泵壳 中，泵壳是蜗壳形的,故其流道不断 地扩大，高速的液体在泵壳中将大部 份的动能转化为静压能，从而避免高 速流体在泵体及管路内巨大的流动阻 力损失。因此泵壳不仅是液体的汇集 器，而且还是一个能量转换装置。