离心泵培训讲义

离心泵的特点
离心泵的特点为：转速高，体积小，重量轻，效率高，流 量大，结构简单，性能平稳，容易操作和维修；其不足是： 起动前泵内要灌满液体。液体精度对泵性能影响大，只能 用于精度近似于水的液体，流量适用范围：5-20000立方 米/时，扬程范围在3-2800米。
离心泵的性能参数
表征泵主要性能的基本参数有以下几个： （１）流量Q 流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量）。 体积流量用Q表示，单位是：m3/s，m3/h，l/s等。 质量流量用Qm表示，单位是：t/h，kg/s等。 质量流量和体积流量的关系为： Qm=ρQ 式中 ρ——液体的密度（kg/m3，t/m3），常温清水ρ=1000kg/m3。 （２）扬程H 扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰）到泵出口处
离心泵的分类
入口法兰直径
离心泵的命名方式
代号
扬程
级数
流量－扬程
切割次数
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。由于离心
泵的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，吸水池中 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.离心泵的工作过程 工作过程——灌泵—关闭出口阀—启动原动机—开出口阀—产生离心力，甩 出到出口阀，液体获得机械能，使压能、动能增加。 灌泵的原因——如果不灌泵的话，由于泵内空气密度远小于液体的密度，在 一般离心泵的运转条件下，气体通过离心泵叶轮所能得到的压升很小，也即 叶轮入口处形成的低压不是很低（真空度不够），往往不足以吸进吸液池内 的液体，而正常工作。 3.离心泵的基本方程 质量连续方程 欧拉方程 伯努力方程
离心泵的轴封
旋转的泵轴和静止的泵体间的密封叫轴封。轴封是为了防止高 压液体从泵体中漏出或外界空气漏入泵体内而设置的。
通常轴封有填料密封、机械密封、浮环密封、迷宫式密封等。
填料密封是由填料套、填料环、填料、填料压盖、螺栓和螺母 等组成。它是由填料和轴的外表面紧密接触来实现密封的。在正 常运行时，必须用压盖将填料压紧，但不能压得太紧，否则轴和 填料的摩擦增加，严重时会发热，降低了泵的效率。填料一般为 石墨、浸油石棉、聚四氟乙烯等。其特点为结构简单，使用方便， 但使用寿命短，密封效果差。
8×104m3/h制氢装置
——离心泵培训讲义
2009.12.18
离心泵基本结构
离心泵的主要部件有叶轮、转轴、吸入室、蜗壳、轴封箱和密 封环等，如图所示。 吸入室：吸入室位于叶轮进口前，它把液体从吸入管吸入叶轮。 要求液体流过吸入室的流动损失较小，液体流入叶轮时速度分布 均匀。 叶轮：旋转叶轮吸入液体转换能量，使液体获得压力能和动能。 要求叶轮在流动损失最小的情况下使液体获得较多的能量。 蜗壳：蜗壳亦称压出室，位于叶轮之后，它把从叶轮流出的液体 收集起来以便送人排出管。由于流出叶轮的液体速度往往较大， 为减少后面的管路损失，要求液体在蜗壳中减速增压，同时尽量 减少流动损失。 过流元件： 吸液室（泵盖）—使流体均匀流入叶轮。 叶轮—作功。 蜗壳（泵体）—有序收集从叶轮流出的液体，将液体降速升压、 排出。
γ——泵输送液体的重度（N/m3）； Q——泵的流量（m3/s）； H——泵的扬程（m）； g——重力加速度(m/s2)。 轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率，其大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小用泵的效率来计量。泵的效率为有效功率和轴功率之比， 用η表示。
离心泵的汽蚀现象
①汽蚀的机理 汽蚀现象——叶片入口附近的非工作面上存在着某些局部低压区（Ｋ点）。当处于低
压区的液流的压力降到对应的液体温度下的饱和蒸汽压时，液体便开始汽化而形成气 泡，气泡随液流在流道中流动到压力较高的地方时，又瞬时溃灭，此时，周围液体迅 速冲入溃灭形成的空穴中，并伴有局部的高温、高压、水击现象，这就是汽蚀现象。 总之：叶片附近Ｋ点，液体汽化、凝结、冲击，形成高温、高压、高频冲击载荷，造 成金属材料剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象。 ②汽蚀造成的严重后果 使泵的性能突然下降； 使泵发生振动和噪音； 使过流部件被剥蚀破坏；（泵的过流部件除了受到机械性质的破坏以外，液体汽化时 放出的气体有腐蚀性，还会发生一定的化学破坏。严重时，叶轮表面呈蜂窝状或海绵 状。） 汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍。 ③有效汽蚀余量（装置的汽蚀余量）、泵必需的汽蚀余量 发生汽蚀的情况： 不同装置，同一台泵有可能发生汽蚀； 同一装置，不同泵有可能发生汽蚀； 同一装置，不同位置的泵有可能发生汽蚀。 有效汽蚀余量：指液体自吸液池（A截面）经吸入管路到达泵吸入口（Ｓ截面）后， 高出汽化压力所富于的那部分能量头 泵必需的汽蚀余量：指泵入口（Ｓ截面）到叶轮内最低压力点（Ｋ点）处的静压能量 头降低值。
功率，故又称为轴功率，用P表示； 泵的有效功率又称输出功率，用Pe表示。它是单位时
间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。 因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有
效能量，所以，扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就 是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量——即 泵的有效功率：
Pe=ρgQH(W)=γQH(W) 式中 ρ——泵输送液体的密度（kg/m3）；
机械密封是由两个和轴垂直的相对运动的密封端面进行密封的， 也叫端面密封。它由动环（旋转环）和静环以及橡胶密封圈组成。 动环和轴一起转动，动环密封圈阻止动环和轴之间的泄漏，他也 和轴一起转动。静环固定在泵体上，静环密封圈阻止静环和密封 压盖的泄漏。动环和静环是由弹簧的弹力是二环紧密接触。运动 时二环间形成一层很薄的液膜，这层液膜起到平衡压力、润滑和 冷却端面的作用。其特点为密封性能良好，泄漏量少，使用寿命 长，轴和轴套不易受到损坏，功率消耗小，效率高，但其结构复 杂，价格昂贵，制造、安装要求高。
（泵出口法兰）能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其 单位是N·m/N=m，即泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。
（３）转速n 转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min。
（４）汽蚀余量NPSH 汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。汽蚀余量国内曾
用Δh表示。
（５）功率和效率 泵的功率通常是指输入功率，即原动机传支泵轴上的