离心泵的比转数
低比转数离心泵的水力设计及性能预测
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｂｙ ｕｓ ｉ ｎ ｇ ｅ ｍｐ ｉ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ，ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｉ ｍｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ．Ｔｈ ｅ
轮， 并采 用 Ｒ Ａ Ｎ Ｓ控 制 方程组 和 Ｒ Ｎ Ｇ ｋ一占湍 流模 型 对所 设计 的 离心叶 轮 流道 的 三 维湍 流 流场
进行 计 算分析 ， 研 究 了这 ４种 短 叶片对 沿流道 的速度 分布 、 压 力分布及 离心 叶轮 整体 水 力Ｉ ｝ 生 能 的 影 响． 结果表 明 ： 添加 短 叶 片 能 明显 提 高叶轮 扬 程 ， 但 过 长的 短 叶 片会 增加 冲 击损 失 与摩 擦 损
ｉ ｍ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ ｗ ａ ｓ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｌ ｆ ｏ ｗ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ａ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｗ ｒ ａ ｐ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｄ ｉ ｓ —
ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ ｐ ｕ ｍ ｐ ｉ ｍ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｐ ｌ ｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ（ ７ ５ ％， ６ ５ ％， ５ ５ ％， ４ ５ ％ ｌ ｏ ｎ ｇ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ
—— —— ●● Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ Ｉ ｒ ｒ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
离心泵的基本知识
泵的分类方法有以下三种： (一)按工作原理分类1．容积式泵依靠泵内工作室容积大小作周期性地变化来输送液体的泵； 2．叶片式泵依靠泵内高速旋转的叶轮把能量传给液体，从而输送液体的泵； 3．其它类型泵依靠一种流体(液、气或汽)的静压能或动能来输送液体的泵。
此类泵又称流体动力作用泵。
采用这种分类方法时，根据泵的结构又可分为以下几种。
(二)按泵产生的压力(扬程)分类1．高压泵总扬程在600m以上；2．中压泵总扬程为200～600ml3．低压泵总扬程低于200m。
（三）按泵用处分类第2节离心泵的工作原理及分类一．离心泵的基本构成离心泵的主要部件有：叶轮、转轴、吸入室、泵壳、轴封箱和密封环等，如图2－1所示。
有些离心泵还装有导轮、诱导轮、平衡盘等。
离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和蜗壳。
其作用简述如下：（1）吸入室吸入室位于叶轮进口前，其作用是把液体从吸入管引入叶轮,要求液体吸入室的流动损失要小，并使液体流入叶轮时速度分布均匀。
（2）叶轮叶轮是离心泵的重要部件，液体就是从叶轮中得到能量的。
对叶轮的要求损失最小的情况下，使单位重量的液体获得较高的能量。
（3）蜗壳蜗壳位于叶轮出口之后，其功用是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并按一定要求送入下级叶轮或送入排出管。
由于液体在流出叶轮时速度很高，为了减少后面的管路损失，液体在送入排出管以前，必须将其速度降低，把速度能转变成静压能，这个任务也要求蜗壳等转能装置来完成，而且要求蜗壳在完成上述两项任务时流动损失最小。
二．离心泵的工图2—1 离心泵基本构件作原1一转轴 2一轴封箱 3一扩压管 4一叶轮 5一吸入室 6一密封理离心泵是由原动机(电动机或汽轮机)带动叶轮高速旋转，使液体由于离心力的作用而获得能量的液体输送设备，故名离心泵。
当原动机带动叶轮高速旋转时，充满在泵体内的液体，在离心力的作用下，从叶轮中心被抛向叶轮的外缘。
在此过程中，液体获得了能量，提高了静压强，同时由于流速增大，动能也增加了。
水泵与水泵站章思考题与习题和总复习知识
思考题与习题3-1 水泵的基本性能参数有哪几个？它们是如何定义的？3-2 一离心泵装置，转速n=1450r/min，运行扬程H=25m，流量Q=180m3/h，泄露量q为5.2m3/h时，轴功率N=14.67kW，机械效率ηM=95.2%，试求：①水泵的有效功率；②水泵效率η；③水泵的容积效率ηv；④水泵的水力效率ηh。
3-3 简述高速旋转的叶轮叶槽内液流质点的运动情况。
3-4 试讨论叶片泵基本方程式的物理意义。
3-5 水泵效率包括那三种？它们的意义是什么？根据其能量损失的原因，试述提高水泵效率的途径。
3-6 现有离心泵一台，量测其叶轮外径D2=280mm，宽度b2=40mm，出水角β2=30°。
假设此泵转速n=1450r/min，试绘制其Q T～H T理论特性曲线。
3-7 什么是泵的性能曲线？轴流泵的性能曲线与离心泵的性能曲线相比有何差异？使用时应注意什么问题？3-8 什么是工况相似泵，工况相似泵性能参数之间有何关系？3-9 试述比转数n s的物理意义与实用意义？为什么它可以用来对泵进行分类？计算n s时应遵循哪些规定？3-10 同一台泵，在运行中转速由n1变为n2，试问其比转数n s值是否发生相应的变化？为什么？1)不发生变化2）比转速n s是水泵在高校段内的综合特征数，即有效功率Nu=735.6W，扬程H m=1mH2O时，与它相似的模型泵转数，是由叶轮的形式尺寸所决定的，它只是描述水泵在高效段范围内其性能的特征数，因此不随转数变化而改变。
、证明：转速有n 1变为n 2，令：a n n =21，由比例律 3-11 在产品的试制中，一台模型离心泵的尺寸为实际泵的1/4倍，并在转速n =730r/min 时进行试验。
此时，量出模型泵的设计工况出水量Q m =11L/s ，扬程H m =0.8m 。
如果模型泵与实际泵的效率相等。
试求：实际泵在n =960r/min 时的设计工况流量与扬程。
离心泵的工作原理
1、离心泵的工作原理离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。
由于作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸入口液体池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
2、容积泵的工作原理（回转式）动力通过轴传给齿轮，一对同步齿轮带动泵叶作同步反向旋转运动，使进口区产生真口，降介质吸入，随泵叶的转动，将介质送往出口，继续转动，出口腔容积变小，产生压力（出口高压区）将介质输出。
由于容积泵转数较低、自吸能力较强、流动性能较差的高粘介质，有充分时间和速度充满空穴，所以，该类型泵适用于高粘介质。
泵内部密封面。
内泻较小，所以泵的效率较高，可达 70 ％以上，同时可以达到高压输送介质，并且对粘度较小的介质也有良好的适应性。
3、离心泵的分类及各自的特点离心泵按其结构形式分为：立式泵和卧式泵，立式泵的特点为：占地面积少，建筑投入小，安装方便，缺点为：重心高，不适合无固定底脚场合运行。
卧式泵特点：适用场合广泛，重心低，稳定性好，缺点为：占地面积大，建筑投入大，体积大，重量重。
4、容积泵的分类及特点容积式泵分为往复式和回转式二大类，回转式容积泵与往复式容积泵相比，回转式泵没有吸、排液阀，不会向往复泵那样，因高粘度液体对阀门的正常工作有影响，泵效随粘度提高而快速降低。
而且在输送液体粘度提高时，泵转数的下降比往复泵小，因而，在输送高粘度液体或液体粘度变化较大时，采用回转式溶剂泵比采用往复式容积泵更为适宜。
回转式容积泵分：齿轮泵、旋转活塞泵、螺杆泵、和滑片泵等几类。
具有转数低、效率高、自吸能力强、运转平稳、部分泵可预热等特点，广泛用于高粘介质的输送。
缺点：占地面积大，建筑投入大，体积大，重量重。
5、泵的流量以及与重量的换算泵在单位时间内，实际输送液体的体积称为泵的流量，流量用Q 表示，计量单位：立方米 / 小时（m3/h），升 / 秒（l/s）， L/s= 3.6 m3 /h= 0.06 m3 /min= 60L /min G=QρG 为重量ρ为液体比重例：某台泵流量80m3/h ，介质的比重ρ为780 公斤/ 立方米。
4.3离心泵的特性曲线 - Copy
qv = qt - ∑q
一般取：v 0.93 ~ 0.98
qv q v 1 qt qt
（3）水力损失：包括流动阻力损失 hhyd 和冲击损失 hsh。 其中：流动阻力损失 hhyd =沿程摩擦损失+局部阻力损失 冲击损失 hsh=叶轮进口冲击损失
总损失：h水=hhyd+hsh
hyd
（三）.联合特性曲线
泵与管路联合工作，遵守质量守恒和能量守恒原理。
稳定工况：q泵 = q管
H泵 = H管
H
稳定工况点为：A点。 此时的压头、流量：HA、qA。
HA
A
qA
q
• 4.3.2
离心泵的流量调节
B
A
（1）.改变泵出口阀开度
改变管路特性曲线。在排出管路上安装闸阀。 阀开大时：q↑，H↓ 阀管小时：q↓，H↑ 特点：简单、方便、灵活，普遍采用；
H 泵 1.05 ~ 1.1H
v
离心泵的选型
离心泵的选型
• 单级离心泵系列型谱：
4.3.5 离心泵的启动与运行
（1）启动前检查 ① 泵轴润滑油是否达到油标尺度。 ② 安装是否牢固。 ③ 叶轮转动是否灵活。 ④ 大功利泵排除阀是否关闭。 （2）充水 向泵壳和吸入管内充满水，泵壳要放气。输送高温液体要先暖 泵。
A B
能量损失大。
（2）.出口旁路分流调节 改变管路特性曲线。排出管接一支路，
用于泄流。支路管开启时，系统流量被泄掉。
此时： H↓、q↑ 特点：简单、方便；不经济。
（3）. 液位或出口压力调节
改变管路特性曲线。利用排出管液位或压力的升高或降低，
即改变△Z或pB。 使HT 变化。 B A 液位升高时：H↑、q↓
泵与压缩机总结
泵与压缩机总结⼀、单项选择题1．根据泵与风机的⼯作原理，离⼼式泵属于那种类型的泵。
（C）A.容积式B.往复式C.叶⽚式D.其它类型的泵2．下⾯的哪⼀条曲线是泵的特性曲线？（A）A.泵所提供的流量与扬程之间的关系曲线B.流量与沿程损失系数之间的关系曲线C.管路的流量与扬程之间的关系曲线D.管路的性能曲线3．离⼼式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（B）A．叶⽚⼊⼝安装⾓B．叶⽚出⼝安装⾓C．叶轮外径和宽度D．叶轮内径和宽度4．对径向式叶轮，其反作⽤度τ值的⼤⼩为（D）A．0<τ<12B．12<τ<1C．τ＝1D．τ＝125．管路系统能头和流量的关系曲线是（C）A．斜率为φ的直线，φ为综合阻⼒系数B．⽔平直线C．⼆次抛物线D．任意曲线6．在离⼼式风机叶轮前的⼊⼝附近，设置⼀组可调节转⾓的静导叶，通过改变静导叶的⾓度以实现风机流量调节的⽅式称为（B）.A.节流调节B.导流器调节C.动叶调节D.静叶调节7.泵与风机的有效功率Pe，轴功率P和原动机输⼊功率Pg’之间的关系为(B)。
A. Peg’eg’C. Peg’ D. Pg’e8.两台泵串联运⾏时，为提⾼串联后增加扬程的效果，下列说法中正确的是(D)。
A.管路特性曲线应平坦⼀些，泵的性能曲线应陡⼀些B.管路特性曲线应平坦⼀些，泵的性能曲线应平坦⼀些C.管路特性曲线应陡⼀些，泵的性能曲线应陡⼀些D.管路特性曲线应陡⼀些，泵的性能曲线应平坦⼀些9.泵在不同⼯况下有不同的⽐转速，作为相似准则的⽐转速是指(C)。
A.最⼤流量⼯况下的⽐转速B.最⾼转速⼯况下的⽐转速C.最⾼效率⼯况下的⽐转速D.最⾼扬程⼯况下的⽐转速10.在⼯作点处，泵提供给流体的能量与流体在管路系统中流动所需的能量关系为(C)。
A.泵提供的能量⼤于流体在管路系统中流动所需的能量B.泵提供的能量⼩于流体在管路系统中流动所需的能量C.泵提供的能量等于流体在管路系统中流动所需的能量D.以上说法都不正确11．必需汽蚀余量与（A）有关。
泵压缩机思考题答案
1、 泵扬程是什么意义？扬程：单位质量流体由泵获得能量增值。
H 是液体获得的能量，① 提高位高；② 克服阻力；③ 增加液体静压能和速度能2、 扬程与压差的关系3、 泵效率的含义4、 欧拉公式几种表示：uT u u T u T u u T c u gH c u c u g H c u H c u c u H 2211222211221 );(1 ;=-==-=∞∞∞∞∞∞∞∞5、为什么要灌泵？若在离心泵启动前没向泵壳内灌满液体，由于空气密度小，叶轮旋转后产生的离心力小，不足以在叶轮中心区形成吸入贮槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体。
这表明离心泵无自吸力，此现象称为气缚。
这就是启动泵前必须进行灌泵的缘故。
6、∞T H 中pot H 与dyn H 是由哪些速度变化所形成的？pot H 是由圆周速度和相对速度变化所形成的；dyn H 是由绝对速度变化所决定的（速度↑→损失↑→η↓）。
7、 反作用度的含义。
静扬程在总扬程中所占比例。
8、 β2A与R ρ有何关系，希望R ρ越大越好，还是小好？β2A ↑→ρR ↓（反作用度）→ 液体所获静压能头中比例↓ 不希望！ β2A ↓→ρR ↑→ 液体所获静压能头中比例↑ 但H T ∞↓∞u c 2=0，ρR =1，H T =0叶轮没有把能量传给液体。
∞u c 2=2u 2，ρR =0，只有速度能增加而无压力能头增加9、 水泵中常用哪种叶型（前弯，后弯，径向）。
后弯（β2A <90；ρR >1/2） 前弯（β2A >90；ρR <1/2） 径向（β2A =90；ρR =1/2）22111211⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅+=r r z ψμ10、H T 与H T ∞的差别在何处，有无能量损失？有限叶片数叶轮的理论扬程、无限叶片数叶轮的理论扬程、H T <H T ∞，因为H T受轴向涡流影响，无能量损失11、轴向涡流产生的机理。
流体在叶道间的空间，由于空间惯性，流体产生叶轮旋转方向反方向的漩涡运动，相当于绕轴的漩涡运动。
离心泵的比转数
离心泵的比转数一.比转数：是按水力学相似定律推导出来的区别离心泵水力特性的相似特征数。
二.理解1.在离心泵中，常把离心泵的比转数理解为:.泵在最高效率下工作运转，产生扬程1m，流量为0.075m3/S,所消耗的功率为0.735kw时所必须具有的转数2.它具有如下含义：（1）.几何相似的离心泵在各处效率最高点处的工况相同；（2）.比转数不同的离心泵，其几何形状一定不同；比转数相同的泵，其几何形状是相似的，但也不排除几何形状不相似的情况。
3.（1）.比转数的大小与输送流体的性质无关。
（2）.比转数的大小与泵的性能曲线和叶轮的形状（包括叶轮出口宽度，叶轮直径。
叶片所形成的流道的长短）有密切关系。
4. 比转数高的泵，对应于效率最高时------流量大，扬程小；比转数低的泵，对应于效率最低时-----流量小，扬程大；5. 比转数高的泵，叶轮出口宽度宽，叶轮直径小，叶片形成的流道宽而短-------对应流量大，扬程小；比转数低的泵，叶轮出口宽度窄，叶轮直径大，叶片形成的流道窄而长-------对应流量小，扬程大；三.计算公式式中q v---------泵容积流量，双吸叶轮用q v/2代入，m3/SH---------扬程，多级泵用一个叶轮的扬程代入，mn------泵的转数，r/min四.比转数与叶轮允许切削值的关系比转数ns ≤60 60～120 120～200 200～250 250～350 350～450最大车削量D2-D2'20 15 11 9 7 5×100％D2注D2-------车削前的叶轮直径；D2′-----车削后的叶轮直径。
离心泵的相似理论和比转数
比转数通常指其额定工况的比转数。
我国所用的单位是：
转速n—r／min； 流量Q — m3／s: 扬程H — m
表3-2 叶轮式泵比转数的分类表
3-3-3 叶轮式泵比转数的分类
ns不同的泵从叶轮形状到泵性能都有较大变化。 (1) 小ns的泵叶轮径向剖面叶型较“窄长”
即D2/D。及D2/B的比值较大 叶片呈圆柱形
(3) ns相同的泵特性曲线形状相似
低ns的泵H一Q曲线较平坦, P—Q曲线则较陡 适合节流调速，适合要求Q变化大而H变化小的场合， 如锅炉给水泵、凝水泵 适合封闭起动，敞口运行容易过载。 混流泵和轴流泵的P一Q曲线甚至向下倾斜 随着ns增大，高效率工作区变窄。 窄长叶型。 ns小，Q不大H高，H线平, P陡，高效区宽 宜节流。
3-3-2离心泵的相似定律
两台满足相似三条件的离心泵，存在以下
关系。 1，流量相似关系
D2 B2 2 c2 rv Q Q' D'2 B'2 '2 c'2 r 'v
几何相似的泵叶轮出口排挤系数相等
如果尺寸比值不是很大，满足相似三条件
的离心泵ηv = η’v 即可得：
5
n2 n' 2
3
上式表达了满足相似三条件的离心泵各主
要性能参数间的关系，称为相似三定律。
考虑题
47. 离心泵阻漏环有哪几种常用形式?使用时有何要 求?磨损后应如何修理 48．两台离心泵串、并联使用时应满足什么基本条 件? 49．离心泵的扬程与哪些因素有关? 50．离心泵常见的引水方法有哪几种? 51．离心泵汽蚀的原因是什么?说出几种减小离心泵 汽蚀的措施? 52．离心泵的轴向推力是怎样产生的?与哪些因素有 关?有哪几种平衡方法?
离心泵,课堂练习,复习内容,故障分析
离心泵一、问答题1．离心泵的扬程是什么意义？其单位是什么？样本上常用单位是什么？两者的关系是什么？ 答：单位质量的液体，通过泵所获得的有效能量。
单位：J/kg ；常用单位：m ；提高液体的位置高度，而且克服液体在输送过程的流动阻力，以及提高液体的静压能和速度能等。
2．离心泵的主要过流部件是哪些？吸入室、叶轮及排出室<又称蜗壳） 3．离心泵开泵前为什么要灌泵？泵内不充满被输送液体，不能产生足够的离心力，也就没有吸力，不能吸液，必须要灌泵。
4．H T ∞与哪些因素有关？仅与液体在叶片进口和出口速度有关； 为什么说它与介质性质无关？H T ∞=1/g<u 2c 2u ∞-u 1c 1u ∞） 5．H u u w w c c T ∞=-+-+-221212222212222中哪是静、动扬程，由什么作用产生的？6、静扬程H pot 在理论扬程H t ∞中所占的比例称为反作用度；反作用度越大越好；与β2A 有关； 7．离心泵中主要是哪种叶片？为什么？βA2大致范围是多少？8．汽蚀的机理如何？有何危害？9．如何判别是否发生了汽蚀？10．如何确定离心泵的几何安装高度？11．常减压装置中减压塔的基础为什么比常压塔基础高？ 12．如何从装置方面防止汽蚀发生？生产操作中要注意哪些问题？13．用ρρvs sa p c p h -+=∆22和()p p c Z h sAs g f A Sρρ=----22说明如何防止汽蚀？14．离心泵几条特性曲线？各特性曲线有何特点、有何用途？15．离心泵开泵前要关闭出口阀？16．离心泵中主要有哪些损失？各影响哪些工作参数？17．介质密度对离心泵的H 、Q 、N 、η四个参数中的哪些有影响？在生产中如何注意该种影响？18．离心泵中流量损失产生在哪些部位？流量损失与扬程有无关系？用曲线图表示。
19．离心泵中机械损失由哪几部分组成？20．写出离心泵效率η的表达式。
它与ηv 、ηh 、ηm 有何关系？ 21．输送粘度较大的液体时离心泵的H 、Q 、N 、η、Δh r 如何变化？22．写出离心泵相似定律的表达式。
第四章离心泵的相似原理
Q
Q
'
D D
' 2
2
2
H H
'
D D
' 2
2
2
N N
'
D D
' 2
2
4
H' Q'
HK即 Q
HKQ
表示切割对应工况的扬程和流量 为直线关系，K为直线的斜率
应用：如果给定叶轮切割后的Q’和H’，可计算出 K=H’/Q’，作出直线H=KQ与叶轮切割前的H--Q曲 线交于一点，得到该点的H和Q，由此即可根据切 割前叶轮直径D2求出切割后叶轮直径D2’。
HⅠ 折引扬程
N n3D 5
N' n '3D '5
常数
NⅠ
折引功率
似 准 数
几何相似的离心泵在工况相似时，其对应的 扬程、流量、功率与泵尺寸、转速的组合QⅠ、 HⅠ、NⅠ各自相等。
① 比转数用途：折引流量、折引杨程是离心泵工况 相似时其值对应相等的相似准数。
② 定义：
QⅠ HⅠ3 4
nQ H3 4
相似定律：
Q ' Q
D
' 2
D2
3
H H
'
D
' 2
D2
2
3. 根据工作点的要求确定泵的工作转速
已知某离心泵在转速为n时的性能曲线为H-Q，今 要求此泵在W点(HW，QW)工作时的工作转速nw。
比例定律
Q n Qw nw
2
H Hw
nnw
两式联立可得到与W点工况相 似的对应点的参数关系为：
H
Hw Qw2
Q2
相似抛物线
关于离心泵的计算
（２） N 有效 PQ △Ｐ－泵进出口压差，Pa Q-体积流量，m3/s ÷3600 1m3/h m3/s
（3） N 有效 △Ｐ－泵进出口压差，MPa Q-体积流量，m3/h 6
（w）
PQ （kw） 3. 6
N 有效
PQ 10 PQ 1 PQ 3.6 1000 3600 3.6
n-转速r/min Q-体积流量，m3/s（双吸泵为Q/2） H-扬程，m（多级泵为H/i）
6、比例定律
当离心泵的转数改变时，会使泵的流量、扬程、功率发生变化
Q n n Q Q Q n n
H n 2 H H （ ） n n n H n H H
N n 3 N （ ） n n 3 N n N
n、Q、H、N-泵原来的转数、流量、扬程、功率。 n'、Q'、H'、N'-泵改变转数后的转数、流量、扬程、功率。
切削叶轮外径，会使泵的流量、扬程、功率发生变化 Q1 D1 D1 Q2 D2 Q2 D2 Q1
D1 H 2 H1 D1 2 D1 ( ) D2 H2 D2 H1 H1 H2
H—扬程，m；
PS、PD—分别为泵入口和出口处的压力，Pa； ZSD—泵入口中心到出口处的垂直距离，m；
Ρ—液体的密度，kg/m3； g—重力加速度，m/s2。一般取9.8；
3、功率N（w或kw）
（1） N 有效 gQH （w ） ρ-液体的密度，kg/m3 g- 重力加速度，m/s2。一般取9.8 H-扬程，m Q-体积流量，m3/s ÷3600 1m3/h m3/s 1MPa=106Pa 1kw=1000w
关于离心泵的计算
赵庆霞
主要内容
离心泵
(3)泵发生汽蚀时的条件 NPSHa＞NPSHr，泵不发生汽蚀 NPSHa＝NPSHr，泵开始发生汽蚀 NPSHa＜NPSHr，泵严重汽蚀 上式即为离心泵发生汽蚀的判别式，亦 称为汽蚀基本方程式。
(4)临界汽蚀余量NPSHc 当NPSHa降到使pk=pv时, 液体开始汽化, 因此,此时的NPSHa就是使泵不发生汽蚀的临 界值,称为临界汽蚀余量,用NPSHc表示,即: NPSHa＝NPSHc＝NPSHr 通过汽蚀实验确定的就是临界汽蚀余量 NPSHc。
q pB p A L Hg AB AB g 2g
2 V
LST AB
2 qV 2g
(3)离心泵与管路联合工作 --工作点的确定 满足能量平衡,流量平衡的条件. (4)泵的不稳定工况 泵的特性曲线为驼峰型曲线时,可能和管 路特性曲线相交于K和N两点。其中N点为稳 定工况，而K点为不稳定工况,当泵在K点工 作时，会因某种扰动因素而离开K点。
(5)允许汽蚀余量[NPSH] 在实际使用中,为了避免泵内发生汽蚀,常 考虑一定的安全余量,即得允许汽蚀余量 [NPSH]。 [NPSH]= NPSHc + (0.3-0.5) m 或 [NPSH]= (1.1-1.3)NPSHc 则防止汽蚀的条件为: NPSHa≥ [NPSH]
(6)吸上真空高度 如储液池液面上的压力为pa，则
2 s
(7)吸入特性 [NPSH]-qv曲线:向上弯曲的二次抛物线; [Hs]-qv曲线:向下弯曲的二次抛物线; (8)泵的允许几何安装高度[Hg] 由 NPSHa≥[NPSH] 或 Hs≤[Hs] 离心泵不发生汽蚀的条件确定泵的允许 几何安装高度,使Hg≤[Hg]。
4.3.1.3提高离心泵抗汽蚀性能的措施 (1)提高离心泵本身抗汽蚀性能-NPSHr↓ ▲改进泵的吸入口至叶轮叶片入口附近的结构 设计 ●增大叶片入口宽度b1，b1↑,则w1↓； ●将叶片进口边向吸入口延伸,使液流提前 增加能量; ●采用长短叶片叶轮,改善入口处液流分布;
2021泵和压缩机-泵和压缩机(精选试题)
泵和压缩机-泵和压缩机1、离心泵的过流部件都有哪些，它们的主要功能是什么？2、离心泵的工作参数都有哪些，其中的扬程是怎样定义？3、简述汽蚀发生的过程，并说明其危害。
4、怎样提高离心泵抗汽蚀能力？5、画出离心泵性能曲线示意图，并说明泵的实际特性曲线的作用。
6、比转数的含义是什么，为什么说比转数相等的几何相似泵是相似泵？7、某离心油泵装置如题1-75图所示，已知罐内油面压力PA与油品饱和蒸气压PV相等。
该泵转速n=1450r／min，试分别计算：当Zg=8m，Q=0.5m3／min时，泵的[NPSHr]=4.4m，吸入管路阻力损失hf=2m，此时泵能否正常吸入？8、某离心油泵装置如题1-75图所示，已知罐内油面压力PA与油品饱和蒸气压PV相等。
该泵转速n=1450r／min，试分别计算：保持Q=0.5m3／min时，液面下降到什么位置，泵开始发生汽蚀？9、某离心油泵装置如题1-75图所示，已知罐内油面压力PA与油品饱和蒸气压PV相等。
该泵转速n=1450r／min，试分别计算：当Zg=8m，Q=0.5m3／min时，若将泵的转速提高到n′=2900r／min，还能否正常吸入？10、某油库消防泵房位于河岸上，泵房内安装一离心水泵，其装置如题1-76图所示。
使用时水流量Q=90m3／h，[Hs]=6.2m。
吸水管直径100mm，底阀当量长度为160d，弯头当量长度为22d，阀门当量长度为18d，阻力系数λ=0.022。
试求保证正常吸入时，河水最低液面距泵轴心之距为多少？11、有一台转速为1450r/min的离心泵，当流量Q=35m3/h时的扬程为H=62m，轴功率N=7.6kW。
若流量增加到Q′=52.5m3/h，问原动机的转速提高多少才能满足要求？已知n=1450r/minQ=35m3/hH=62mN=7.6kWQ′=52.5m3/h12、有一台转速为1450r/min的离心泵，当流量Q=35m3/h时的扬程为H=62m，轴功率N=7.6kW。
泵的比转速
泵的比转速比转速是在相似定律的基础上导出的一个包括流量、扬程和转数在内的综合特征数,它是计算泵结构参数的基础。
水轮机、动力式泵和通风机等透平机械常用的一个重要参数，又称比转速。
比转数的概念最早在研究水轮机时引用，以后又广泛应用于动力式泵和通风机。
由于各国采用的计量单位不同，比转数定义和计算得到的比转数值也不相同。
[比转数的定义]表示中国对比转数的定义。
表中为转速（转／分）;为流量（米／秒）；N为功率（千瓦）；H为水轮机的水头或泵的扬程（米）;为全压（帕）。
①水轮机的比转数在数值上等于几何相似的水轮机在1米水头下发出1千瓦功率时的转速。
几何相似是指两机器通流部分所有对应尺寸之比为常数，对应角度相等。
②泵的比转数在数值上等于几何相似的泵在流量为0.075米／秒、扬程达1米时的转数。
③通风机的比转数在数值上等于几何相似的通风机在全压为1帕,流量为1米／秒时的转速。
比转数并不具有转速的物理概念，它是由相似条件得出的一个综合性参数，但它本身不是相似准则。
保持相似的两台机器，比转数相等；然而两机器比转数相等却不一定相似。
比转数随运行工况而变，一般所指的机器比转数是按最高效率点或额定工况点的参数计算的。
比转数可以作为机器分类、系列化和相似设计的依据。
比转数小反映机器的流量小，全压(或扬程、水头)高；反之,比转数大则机器的流量大,全压（或扬程、水头）低。
前者适合离心式,后者适合轴流式,混流式（斜流式）介于两者之间，所以可用比转数大小划分机器类型。
在设计机器时先按给定的参数计算比转数，再根据比转数大小决定机器类型。
比转数大小也反映叶轮的形状。
[比转数与叶轮形状的关系]为不同类型泵的比转数与叶轮形状的关系。
比转数越大叶轮外径就越小，而宽度越大。
反之，比转数越小，则叶轮外径越大，宽度越小。
在一定流量和全压（或扬程、水头）下，比转数与机器转速成正比。
提高转速可减小叶轮外径，增加宽度；而降低转速，则须增加叶轮外径，减小宽度。
泵与压缩机思考题答案
1、 泵扬程是什么意义？扬程：单位质量流体由泵获得能量增值。
H 是液体获得的能量，① 提高位高；② 克服阻力；③ 增加液体静压能和速度能2、 扬程与压差的关系3、 泵效率的含义4、 欧拉公式几种表示：u T u u T uT u u T c u g H c u c u g H c u H c u c u H 2211222211221 );(1 ;=-==-=∞∞∞∞∞∞∞∞5、为什么要灌泵？若在离心泵启动前没向泵壳内灌满液体，由于空气密度小，叶轮旋转后产生的离心力小，不足以在叶轮中心区形成吸入贮槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体。
这表明离心泵无自吸力，此现象称为气缚。
这就是启动泵前必须进行灌泵的缘故。
6、 ∞T H 中pot H 与dyn H 是由哪些速度变化所形成的？pot H 是由圆周速度和相对速度变化所形成的；dyn H 是由绝对速度变化所决定的（速度↑→损失↑→η↓）。
7、 反作用度的含义。
静扬程在总扬程中所占比例。
8、 β2A 与R ρ有何关系，希望R ρ越大越好，还是小好？β2A ↑→ρR ↓（反作用度）→ 液体所获静压能头中比例↓ 不希望！ β2A ↓→ρR ↑→ 液体所获静压能头中比例↑ 但H T ∞↓∞u c 2=0，ρR =1，H T =0叶轮没有把能量传给液体。
∞u c 2=2u 2，ρR =0，只有速度能增加而无压力能头增加9、 水泵中常用哪种叶型（前弯，后弯，径向）。
后弯（β2A <90；ρR >1/2） 前弯（β2A >90；ρR <1/2） 径向（β2A =90；ρR =1/2）10、H T 与H T ∞的差别在何处，有无能量损失？有限叶片数叶轮的理论扬程、无限叶片数叶轮的理论扬程、H T <H T ∞，因为H T 受轴向涡流影响，无能量损失22111211⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅+=r r z ψμ11、轴向涡流产生的机理。
流体在叶道间的空间，由于空间惯性，流体产生叶轮旋转方向反方向的漩涡运动，相当于绕轴的漩涡运动。
离心泵的相似原理
因次为
3
L4
Ⅳ.比转数大小与输送液体性质无关，而与叶轮
形状和泵的性能曲线密切相关
2. 不同比转数泵的特点 比转数大反映泵的流量大，扬程低。 比转数小反映泵的流量小，扬程高。
内蒙古工业大学 化工学院 王红
ns=30~80的低比转数离心泵 离心泵： ns=80~150的中比转数离心泵
ns=150~300的高比转数离心泵 混流泵： ns=300~500的离心泵 轴流泵： ns=500~1000的泵 三. 离心泵相似理论应用举例 1. 求同一个泵在不同转速时的性能曲线
3
相似定律
Q Qw
D Dw
2
H Hw
D Dw
内蒙古工业大学 化工学院 王红
相似抛物线
H
Hw Qw2 3
Q2
3
将已知值Q1(或H1)代入 相似定律关系式
(H1，Q1)
缩放比：i D 3 Q1
Dw
Qw
④ 在转速相同时，按相似泵性能参数换算关系，
作出欲设计泵的性能曲线。
内蒙古工业大学 化工学院 王红
比例定律
Q1
Q2
n1 n2
2
H1 H 2
n1 n2
内蒙古工业大学 化工学院 王红
离心泵的通用特性曲线
① 各转速时相似对应点 的效率应相同，故将 各转速时相似对应点 连成曲线，所得到的 曲线就是泵的等效曲 线
② 将泵在不同转速时的性能 曲线绘于一张图上，称为 泵的通用特性曲线
2. 求不同尺寸几何相似泵的性能曲线 已知某泵转速为n，叶轮外径为D2时的性能曲 线，求转速不变，叶轮外径为D2’的几何相似 泵的性能曲线
内蒙古工业大学 化工学院 王红
相似定律：
《离心泵比转数》课件
04
CHAPTER
离心泵比转数的优化设计
优化目标与约束条件
优化目标
提高离心泵的效率、降低能耗、减小振动和噪声。
约束条件
材料强度、制造工艺、成本预算等。
优化方法与步骤
方法：采用数值模拟和实 验验证相结合的方法。
1. 建立离心泵模型；
3. 根据模拟结果，调整设 计参数；
步骤
2. 进行数值模拟，分析流 场特性；
06
CHAPTER
结论与展望
离心泵比转数的重要性和应用价值
离心泵比转数是衡量离心泵性能的重要参数，它对于离心泵的设计、选型、优化和 使用具有重要意义。
通过离心泵比转数的计算和比较，可以评估不同型号离心泵的性能优劣，为实际应 用提供依据。
在工程领域，离心泵比转数广泛应用于给排水、化工、石油等领域的泵站设计和优 化，提高泵站运行效率，降低能耗和维护成本。
THANKS
谢谢
离心泵比转数与其他设计参数的权衡
详细描述
比转数与泵的结构、材料、效率等参数密切相关，需要在满足性能要求的同时，考虑制造成本和维护 方便性。
离心泵比转数与其他设计参数的权衡
优化设计
通过对比转数的优化设计，可以提高 离心泵的性能和适用范围。
离心泵比转数与其他设计参数的权衡
详细描述
VS
可以根据实际需求和限制条件，采用 现代设计方法和优化算法，对比转数 和其他设计参数进行优化组合，以获 得最佳的工程效果。
《离心泵比转数》PPT课件
目录
CONTENTS
• 引言 • 离心泵比转数的物理意义 • 离心泵比转数的影响因素 • 离心泵比转数的优化设计 • 离心泵比转数的应用实例 • 结论与展望
01
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离心泵的比转数
一.比转数：
是按水力学相似定律推导出来的区别离心泵水力特性的相似特征数。
二.理解
1.在离心泵中，常把离心泵的比转数理解为:.
泵在最高效率下工作运转，产生扬程1m，流量为0.075m3/S,所消耗的功率为0.735kw时所必须具有的转数
2.它具有如下含义：
（1）.几何相似的离心泵在各处效率最高点处的工况相同；
（2）.比转数不同的离心泵，其几何形状一定不同；比转数相同的泵，其几何形状是相似的，但也不排除几何形状不相似的情况。
3.（1）.比转数的大小与输送流体的性质无关。
（2）.比转数的大小与泵的性能曲线和叶轮的形状（包括叶轮出口宽度，叶轮直径。
叶片所形成的流道的长短）有密切关系。
4. 比转数高的泵，对应于效率最高时------流量大，扬程小；
比转数低的泵，对应于效率最低时-----流量小，扬程大；
5. 比转数高的泵，叶轮出口宽度宽，叶轮直径小，叶片形成的流道宽而短-------对应流量大，扬程小；
比转数低的泵，叶轮出口宽度窄，叶轮直径大，叶片形成的流道窄而长-------对应流量小，扬程大；
三.计算公式
式中q v---------泵容积流量，双吸叶轮用q v/2代入，m3/S
H---------扬程，多级泵用一个叶轮的扬程代入，m
n------泵的转数，r/min
四.比转数与叶轮允许切削值的关系
比转数ns ≤60 60～120 120～200 200～250 250～350 350～450
最大车削量
D2-D2'
20 15 11 9 7 5
×100％
D2
注D2-------车削前的叶轮直径；
D2′-----车削后的叶轮直径。