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1、低压低压 高压高压低处低处 高处高处近处近处 远处远处流体物性不同流体物性不同操作条件各异操作条件各异 为达到此目的，必须对流体加入外功，以克服流体阻为达到此目的，必须对流体加入外功，以克服流体阻力及补充输送流体时所不足的能量。力及补充输送流体时所不足的能量。 对于这些情况，都必须通过向流体提供机械能的方法对于这些情况，都必须通过向流体提供机械能的方法来实现。向流体提供机械能的设备称为来实现。向流体提供机械能的设备称为流体输送机械。流体输送机械。化工生产过程中的流体输送一般有以下几种情况：化工生产过程中的流体输送一般有以下几种情况： 概 述泵；泵； 输送液体输送液体 风机风机; 压缩机；压缩机
2、； 真空泵。真空泵。输送气体输送气体常用的流体输送机械常用的流体输送机械泵的分类泵的分类按工作原理分按工作原理分叶片式泵叶片式泵 有高速旋转的叶轮。有高速旋转的叶轮。 如离心泵、轴流泵、涡流泵。如离心泵、轴流泵、涡流泵。 往往 复复 泵泵 靠往复运动的活塞排挤液体。如活塞泵、柱塞泵等。靠往复运动的活塞排挤液体。如活塞泵、柱塞泵等。 旋转式泵旋转式泵 靠旋转运动的部件推挤液体。如齿轮泵、螺杆泵等。靠旋转运动的部件推挤液体。如齿轮泵、螺杆泵等。清水泵清水泵 适用于粘度与水相近的、无腐蚀性、不含杂质的流体，如适用于粘度与水相近的、无腐蚀性、不含杂质的流体，如离心泵。离心泵。 油泵油泵 适用于高粘度的
3、流体。如齿轮泵、旋转泵等。适用于高粘度的流体。如齿轮泵、旋转泵等。 耐腐蚀泵耐腐蚀泵 杂质泵杂质泵： 按用途分按用途分本章的目的：本章的目的： 结合化工生产的特点，讨论各种流体输送机械的结合化工生产的特点，讨论各种流体输送机械的操作操作原理、基本构造与性能，原理、基本构造与性能，合理地合理地选择其类型、决定规格、选择其类型、决定规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等学习指导：学习指导：学习目的学习目的： （1）熟悉各种流体输送机械的工作原理和基本结构；）熟悉各种流体输送机械的工作原理和基本结构； （2）掌握离心泵性能参数、特性曲线、工作点的计
4、算及）掌握离心泵性能参数、特性曲线、工作点的计算及学会离心泵的选用、安装、维护等；学会离心泵的选用、安装、维护等； （3）了解各种流体输送机械的结构、特点及使用场合。）了解各种流体输送机械的结构、特点及使用场合。学习内容学习内容： （1）离心泵的基本方程、性能参数的影响因素及相似泵）离心泵的基本方程、性能参数的影响因素及相似泵的相似比；的相似比； （2）离心泵安装高度的计算；）离心泵安装高度的计算； （3）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节；）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节；学习难点：学习难点： （1）离心泵的结构特征和工作原理；）离心泵的结构特征和工作原理； （2）离心泵的气缚与气蚀
5、性能，离心泵的安装高）离心泵的气缚与气蚀性能，离心泵的安装高度；度； （3）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节；）离心泵在管路系统中的工作点与流量调节； （4）离心泵的组合操作。）离心泵的组合操作。2.1离心泵离心泵2.1.1离心泵的工作原理和主要部件离心泵的工作原理和主要部件离心泵的外观离心泵的外观离心泵的外观离心泵的外观离心泵的结构组成离心泵的结构组成 离心泵装置简图离心泵装置简图2.1离心泵离心泵 2.1.1离心泵的工作原理和主要部件离心泵的工作原理和主要部件常压流体常压流体被甩出被甩出高速流体高速流体机械旋转机械旋转的离心力的离心力逐渐扩大的逐渐扩大的泵壳通道泵壳通道高压流体高压流体
6、离心泵的工作过程离心泵的工作过程叶轮中部低压叶轮中部低压液体吸入液体吸入灌泵灌泵 叶轮高叶轮高速旋转速旋转 离心作用离心作用 静压能和动能静压能和动能 叶轮叶轮外缘外缘 流道扩大流道扩大 动能动能 静压能静压能 液体排出液体排出 排液过程排液过程 吸液过程吸液过程 泵壳泵壳 泵启动前为什么要灌满液体泵启动前为什么要灌满液体思考：思考：液体未灌满液体未灌满气气液液离心力甩不出气体离心力甩不出气体叶轮中心的真空度不够叶轮中心的真空度不够吸不上液体吸不上液体泵无法正常工作泵无法正常工作未灌满未灌满底阀漏液底阀漏液其它地方泄漏其它地方泄漏启动与停泵：启动与停泵： 关关关关闭闭闭闭出出出出口口口口阀阀阀
7、阀后后后后启启启启动动动动泵泵泵泵，这这时时所所需需泵泵的的轴轴功功率率最最小小，启启动动电电流流较较小小，以以保保护护电电机机。停停停停泵泵泵泵前前前前先先先先关关关关闭闭闭闭出出出出口口口口阀阀阀阀后后后后再再再再停停停停机机机机，这这样样可可避避免免水水柱柱倒倒冲冲泵泵壳壳内内的的叶叶轮轮叶片，以延长泵使用寿命叶片，以延长泵使用寿命 。？离心泵的基本机构离心泵的基本机构离心泵的主要部件包括供能和转能两部分。离心泵的主要部件包括供能和转能两部分。1.叶轮叶轮a)叶轮的作用叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。使液体的动能有所提高。 b)叶轮的分
8、类叶轮的分类 根据结构根据结构闭式叶轮闭式叶轮开式叶轮开式叶轮 半闭式叶轮半闭式叶轮 叶叶片片的的内内侧侧带带有有前前后后盖盖板板，适适于于输输送送干干净流体，效率较高。净流体，效率较高。没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物。的液体悬浮物。只有后盖板，可用于输送浆料或含固体只有后盖板，可用于输送浆料或含固体悬浮物的液体，效率较低。悬浮物的液体，效率较低。思考：思考：三种叶轮中哪一种效率高？三种叶轮中哪一种效率高？闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大。闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大。但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象。但敞式叶轮和半闭式叶轮不
9、易发生堵塞现象。按吸液方式按吸液方式 单吸式叶轮单吸式叶轮 双吸式叶轮双吸式叶轮液体只能从叶轮一侧被吸入，结液体只能从叶轮一侧被吸入，结构简单。构简单。相当于两个没有盖板的单吸式叶相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起，可以从两轮背靠背并在了一起，可以从两侧吸入液体，具有较大的吸液能侧吸入液体，具有较大的吸液能力，而且可以较好的消除轴向推力，而且可以较好的消除轴向推力。力。 2 泵壳泵壳泵壳（蜗牛形，又称蜗壳）泵壳（蜗牛形，又称蜗壳）泵壳（蜗牛形，又称蜗壳）泵壳（蜗牛形，又称蜗壳）泵壳制成蜗牛形，使部分动能转换成静压能。泵壳制成蜗牛形，使部分动能转换成静压能。泵壳制成蜗牛形，使部分动能
10、转换成静压能。泵壳制成蜗牛形，使部分动能转换成静压能。从而从而从而从而避免避免避免避免高速流体在泵体及管路内高速流体在泵体及管路内高速流体在泵体及管路内高速流体在泵体及管路内巨大巨大巨大巨大的流动阻力的流动阻力的流动阻力的流动阻力损失损失损失损失。因此泵壳不。因此泵壳不。因此泵壳不。因此泵壳不仅是液体的仅是液体的仅是液体的仅是液体的汇集器汇集器汇集器汇集器，而且还是一个，而且还是一个，而且还是一个，而且还是一个能量转换装置能量转换装置能量转换装置能量转换装置。 前前已已提提及及泵泵启启动动后后，叶叶轮轮中中心心产产生生负负压压（吸吸吸吸入入入入口口口口在在在在泵泵泵泵体体体体一一一一侧侧侧侧）
11、，故故会会吸吸入入外外界界的的空空气气；液液体体经经叶叶轮轮做做功功，获获得得机机械械能能经经泵泵壳壳汇汇集集，能能量量转转换换成成静静压压能能较较高高的的流流体体进进入入排排出出管管，对对对对半半半半开开开开式式式式、闭闭闭闭式式式式叶叶叶叶轮轮轮轮，叶叶轮轮四四周周的的高高压压流流体体可可能能泄泄漏漏到到盖盖盖盖板板板板与与与与泵泵泵泵体体体体间间间间的的的的空空空空隙隙隙隙（叶叶叶叶轮轮轮轮可可可可旋旋旋旋转转转转，泵泵泵泵体体体体相相相相对对对对固固固固定定定定，叶叶叶叶轮轮轮轮轴轴轴轴与与与与泵泵泵泵体体体体间间间间必有间隙），必有间隙），必有间隙），必有间隙），故其故其会向外界漏液
12、会向外界漏液会向外界漏液会向外界漏液。 密密密密封封封封方方方方式式式式有有有有：填填料料密密封封与与机机械械密密封封，填填料料密密封封适适用用于于一一般液体，而机械密封适用于有腐蚀性易燃、易爆液体。般液体，而机械密封适用于有腐蚀性易燃、易爆液体。 填填填填料料料料密密密密封封封封：简简单单易易行行，维维修修工工作作量量大大，有有一一定定的的泄泄漏漏，对燃、易爆、有毒流体不适用；对燃、易爆、有毒流体不适用； 机机机机械械械械密密密密封封封封：液液体体泄泄漏漏量量小小，寿寿命命长长，功功率率小小密密封封性性能能好好，加工要求高。加工要求高。 3 3 3 3 轴封装置轴封装置轴封装置轴封装置 导导
13、轮轮：液液体体经经叶叶轮轮做做功功后后直直接接进进入入泵泵体体，与与泵泵体体产产生生较较大大冲冲击击，并并产产生生噪噪音音。为为为为减减减减少少少少冲冲冲冲击击击击损损损损失失失失，设设设设置置置置导导导导轮轮轮轮，导导轮轮是是位位位位于于于于叶叶叶叶轮轮轮轮外外外外周周周周的的的的固固固固定定定定的的的的带带带带叶叶叶叶片片片片的的的的环环环环。这这此此叶叶片片的的弯弯曲曲方方向向与与叶叶轮轮叶叶片片的的弯弯曲曲方方向向相相反反，其其弯弯曲曲角角度度正正好好与与液液体体从从叶叶轮轮流流出出的的方方向向相相适适应应，引引导导液液体体在在泵泵壳壳通通道道内内平平稳稳地地改改变变方向，使能量损耗最
14、小，动压能转换为静压能的效率高。方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高。 底底阀阀（单单向向阀阀）：当当泵泵体体安安装装位位置置高高于于贮贮槽槽液液面面时时，常常装装有有底底阀阀，它它是是一一个个单单单单向向向向阀阀阀阀，可可防防止止灌灌泵泵后后，泵泵内内液液体体倒倒流流到到贮贮槽槽中中。若若泵泵安安装装于于液液面面之之下下，底底阀阀是是否否有有必必要要？启启动动前是否也要灌泵？前是否也要灌泵？ 滤网滤网：防止液体中杂质进入泵体。：防止液体中杂质进入泵体。 以上以上三个构造三个构造三个构造三个构造是离心泵的是离心泵的基本构造基本构造基本构造基本构造，为使泵更有效地，为使泵更有效地工作
15、，还需其它的工作，还需其它的辅助部件辅助部件辅助部件辅助部件：理想情况：理想情况：理想情况：理想情况： 叶轮具有无限多叶片，叶片的厚度无穷小，流体与叶轮具有无限多叶片，叶片的厚度无穷小，流体与叶片的相对运动的运动轨迹可视为与叶片形状相同；叶片的相对运动的运动轨迹可视为与叶片形状相同； 被输送的液体是理想液体（被输送的液体是理想液体（粘度等于零粘度等于零），液体在），液体在泵内无摩擦阻力损失。泵内无摩擦阻力损失。 2.1.2离心泵的基本方程离心泵的基本方程理论压头：理论压头：理论压头：理论压头：理想情况下理想情况下理想情况下理想情况下单位重量液体单位重量液体单位重量液体单位重量液体所获得的能量称
16、为所获得的能量称为所获得的能量称为所获得的能量称为理论压头，用理论压头，用理论压头，用理论压头，用HH 表示。表示。表示。表示。 基本方程式：基本方程式：基本方程式：基本方程式：离心泵的离心泵的理论压头理论压头理论压头理论压头与泵的与泵的结构结构结构结构、尺寸尺寸尺寸尺寸、转速转速转速转速及及 流量流量流量流量等因素之间的等因素之间的定量关系定量关系定量关系定量关系。理想情况简化了过程理想情况简化了过程理想情况简化了过程理想情况简化了过程建模建模建模建模用数学语言来表达用数学语言来表达用数学语言来表达用数学语言来表达液体通过叶轮的两种运动：液体通过叶轮的两种运动：液体通过叶轮的两种运动：液体通
17、过叶轮的两种运动：圆周运动速度圆周运动速度圆周运动速度圆周运动速度相对运动速度相对运动速度相对运动速度相对运动速度绝对运动速度绝对运动速度cu余弦定律余弦定律余弦定律余弦定律: : 圆周速度圆周速度圆周速度圆周速度 随叶轮运动的速度，用随叶轮运动的速度，用u表示；表示； 相对速度相对速度相对速度相对速度 相对于叶轮的运动速度，用相对于叶轮的运动速度，用 w 表示，它与叶表示，它与叶片型线相切。片型线相切。 绝对速度绝对速度绝对速度绝对速度 相对于泵壳的运动速度；是相对于泵壳的运动速度；是u和和w的向量和。的向量和。液体质点进出叶轮时的绝对运动路径即可由图中的液体质点进出叶轮时的绝对运动路径即可
18、由图中的A、C表示。表示。 为为为为c c与与与与u u的夹角的夹角的夹角的夹角液体通过叶轮的流动液体通过叶轮的流动圆周速度（线速度）圆周速度（线速度）圆周速度（线速度）圆周速度（线速度）相对速度相对速度相对速度相对速度与叶片型线相切与叶片型线相切与叶片型线相切与叶片型线相切绝对速度绝对速度绝对速度绝对速度角速度角速度角速度角速度 在叶片进口在叶片进口1-1与出口与出口2-2列能量方程（列能量方程（Z=0）：）： 液体进入与离开叶轮时的速度液体进入与离开叶轮时的速度液体进入与离开叶轮时的速度液体进入与离开叶轮时的速度 H 叶轮对液体所加的压头，叶轮对液体所加的压头，m；p1 、p2 液体在液体
19、在1、2两点处的压力，两点处的压力，Pa；c1 、c2 液体在液体在1、2两点处的绝对速度，两点处的绝对速度，m/s； 液体的密度，液体的密度，kg/m3； 液体从点液体从点液体从点液体从点 1 1 运动到点运动到点运动到点运动到点 2 2，静压头增加（，静压头增加（，静压头增加（，静压头增加（ p p2 2 p p1 1）/ / g g的原因：的原因：的原因：的原因： 质量为质量为质量为质量为 1kg 1kg 的液体因受离心力作用而接受的外功：的液体因受离心力作用而接受的外功：的液体因受离心力作用而接受的外功：的液体因受离心力作用而接受的外功：质量为质量为质量为质量为 1kg 1kg 的液体
20、从点的液体从点的液体从点的液体从点 1 1 运动到点运动到点运动到点运动到点 2 2 由于通道的截面增大，一部分动能由于通道的截面增大，一部分动能由于通道的截面增大，一部分动能由于通道的截面增大，一部分动能转变为静压能转变为静压能转变为静压能转变为静压能质量为质量为1kg的液体通过叶轮后其静压的液体通过叶轮后其静压能的增量：能的增量：c2w2u2r22c1w1u1122 21 11根据余弦定律根据余弦定律在离心泵设计中，一般都使设计流量下的在离心泵设计中，一般都使设计流量下的离心泵的理论压头离心泵的理论压头泵的流量，泵的流量，m3/s叶轮周边的宽度，叶轮周边的宽度，m叶轮直径，叶轮直径，m叶片
21、装置叶片装置叶片装置叶片装置角角角角离心泵的理论压头随叶轮的转速和直离心泵的理论压头随叶轮的转速和直径的增加而加大，与径的增加而加大，与密度无关密度无关密度无关密度无关。离心泵的流量离心泵的流量离心泵的流量离心泵的流量 = = 叶轮出口周边的截面积叶轮出口周边的截面积叶轮出口周边的截面积叶轮出口周边的截面积 液体在周边上的径向速度液体在周边上的径向速度液体在周边上的径向速度液体在周边上的径向速度根据装置角根据装置角根据装置角根据装置角（叶片安装角）（叶片安装角）（叶片安装角）（叶片安装角） 2 2的大小，叶片可分为三种：的大小，叶片可分为三种：的大小，叶片可分为三种：的大小，叶片可分为三种：(
22、a)(a)20，Q，H (b)(b)2= 90o，为，为径向叶片径向叶片，cot2 =0，H不随不随 Q 变化变化(c)(c) 2 90o，为，为前弯叶片前弯叶片前弯叶片前弯叶片，cot2 0，Q，H理论流量：理论流量：离心泵离心泵离心泵离心泵 HH - - Q Q 图图图图前弯叶片产生的理论压前弯叶片产生的理论压头最高，这类叶片是最头最高，这类叶片是最佳形式的叶片吗？佳形式的叶片吗？NO 静压头的增加：静压头的增加：动压头的增加：动压头的增加： 前弯叶片，动能的提高大于静压能的提高。前弯叶片，动能的提高大于静压能的提高。 由于液体的流速过大，在动能转化为静压能的实际过程中，由于液体的流速过大
23、，在动能转化为静压能的实际过程中，会有大量机械能损失，使泵的效率降低。会有大量机械能损失，使泵的效率降低。 一般都采用后弯叶片一般都采用后弯叶片 离心泵实际压头、流量关系曲线的实验测定离心泵实际压头、流量关系曲线的实验测定 离心泵的实际压头与理论压头有离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异较大的差异，原因在于流，原因在于流体在通过泵的过程中存在着体在通过泵的过程中存在着压头损失压头损失，它主要包括：，它主要包括：1）叶片间的环流）叶片间的环流 2）流体的阻力损失）流体的阻力损失 3）冲击损失）冲击损失 理论压头、实际压头及各种压头损失与流量的关系为下图理论压头、实际压头及各种压头损失与流量的关
24、系为下图2.1.3 主要性能参数与特性曲线主要性能参数与特性曲线铭牌铭牌1.1.流量流量 指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，一般用一般用q表示，单位为表示，单位为m3/h。又称为泵的送液能力又称为泵的送液能力 。 与与泵泵的的结结构构、尺尺寸寸（叶叶叶叶轮轮轮轮直直直直径径径径、叶叶叶叶片片片片形形形形状状状状等等等等）、转转速、输液管路阻力等有关；速、输液管路阻力等有关；2.2.压头压头 泵对单位重量（泵对单位重量（1N1N）的液体所提供的有效能量，以）的液体所提供的有效能量，以H H表示，单位为表示，单位为m m。又称为泵的又称为泵的扬
25、程扬程。离心泵的压头取决于：离心泵的压头取决于： 泵的结构泵的结构（叶轮的直径、叶片的弯曲情况等）（叶轮的直径、叶片的弯曲情况等） 转速转速 n 流量流量 q， 如何确定转速一定时，如何确定转速一定时，泵的泵的压头压头与与流量流量之间之间的关系呢？的关系呢？ 实验测定实验测定H的计算可根据的计算可根据1、2两截面间的柏努利方程：两截面间的柏努利方程： 离心泵的压头又称扬程。必须注意，离心泵的压头又称扬程。必须注意，扬程并不等于升举高扬程并不等于升举高度度Z，升举高度只是扬程的一部分升举高度只是扬程的一部分。 3.效率效率 离心泵输送液体时，通过电机的叶轮将电机的能量传给离心泵输送液体时，通过电
26、机的叶轮将电机的能量传给液体。在这个过程中，不可避免的会有能量损失，也就是说液体。在这个过程中，不可避免的会有能量损失，也就是说泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常用效率用效率来反映能量损失来反映能量损失。这些能量损失包括：。这些能量损失包括：容积损失：泄漏损失；容积损失：泄漏损失； 水力损失：流程阻力、局部阻力等因素造成损失；水力损失：流程阻力、局部阻力等因素造成损失； 机械损失：摩擦损失；机械损失：摩擦损失； 泵的效率反应了这三项能量损失的总和，又称为总效率。泵的效率反应了这三项能量损失的总和，又称为总效率。与与泵的大小、类型、制造精密度
27、和所输送液体的性质泵的大小、类型、制造精密度和所输送液体的性质有关有关 小型水泵：小型水泵： 一般为一般为60-85%大型水泵：大型水泵： 可达可达90%以上以上4. 轴功率轴功率N，由电机传送给泵的功率，由电机传送给泵的功率，w，可直接用效率来计算：，可直接用效率来计算：一般小型离心泵的效率一般小型离心泵的效率一般小型离心泵的效率一般小型离心泵的效率5070%5070%，大型离心泵效率可达，大型离心泵效率可达，大型离心泵效率可达，大型离心泵效率可达90%90%。泵的轴功率，泵的轴功率，W泵的压头，泵的压头，m泵的流量，泵的流量，m3/s流体密度，流体密度，kg/ m3泵的效率泵的效率5. 叶
28、轮转速叶轮转速 n 1000300010003000转转转转/min/min；29002900转转转转/min/min最常见。最常见。最常见。最常见。 泵在出厂前必须确定其各项性能参数泵在出厂前必须确定其各项性能参数泵在出厂前必须确定其各项性能参数泵在出厂前必须确定其各项性能参数，即以上各参数值，并标，即以上各参数值，并标，即以上各参数值，并标，即以上各参数值，并标在铭牌上；这些参数是在在铭牌上；这些参数是在在铭牌上；这些参数是在在铭牌上；这些参数是在最高效率最高效率最高效率最高效率条件下用条件下用条件下用条件下用20 20 的水的水的水的水测定的。测定的。测定的。测定的。离心泵的特性曲线离心
29、泵的特性曲线 离心泵的离心泵的H、 、 P都与离心泵的都与离心泵的q有关，它们之间的关有关，它们之间的关系由系由确定离心泵压头的实验确定离心泵压头的实验来测定，实验测出的一组关系来测定，实验测出的一组关系曲线：曲线： Hq、q 、 Pq 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 注意：特性曲线随转速而变。注意：特性曲线随转速而变。 各种型号的离心泵都有本身独自的特性曲线，但形状基各种型号的离心泵都有本身独自的特性曲线，但形状基本相似，具有共同的特点本相似，具有共同的特点 泵性能实验装置示意图 (1)HqV线线: qV, H讨论：讨论：(2)PqV线线: qV, P qV = 0P=Pmin所所以以，离
30、离心心泵泵启启动动时，关闭出口阀。时，关闭出口阀。(3) QQ曲线曲线曲线曲线：极值点：极值点：极值点：极值点( (最大值最大值最大值最大值) )，此点称，此点称，此点称，此点称泵的设计点。泵的设计点。泵的设计点。泵的设计点。此时效率最高，损失最小，此点对应的此时效率最高，损失最小，此点对应的此时效率最高，损失最小，此点对应的此时效率最高，损失最小，此点对应的H H，QQ，N N称称称称最最最最佳工况参数。佳工况参数。佳工况参数。佳工况参数。对应流量称对应流量称对应流量称对应流量称额定流量额定流量额定流量额定流量。泵的铭牌上即标。泵的铭牌上即标。泵的铭牌上即标。泵的铭牌上即标注额定值，泵在管路
31、上操作时，应在此点附近操作，注额定值，泵在管路上操作时，应在此点附近操作，注额定值，泵在管路上操作时，应在此点附近操作，注额定值，泵在管路上操作时，应在此点附近操作，一般一般一般一般不应低于不应低于不应低于不应低于9292 maxmax 。离心泵的转速对特性曲线的影响离心泵的转速对特性曲线的影响当液体的粘度不大，转速变化小于当液体的粘度不大，转速变化小于20%时，认为效率不变，有：时，认为效率不变，有： 比例定律比例定律液体黏度对特性曲线的影响液体黏度对特性曲线的影响黏度黏度，qV ，H ， P ，黏度增大，叶轮内液体流速降低，使流量减小黏度增大，叶轮内液体流速降低，使流量减小黏度增大，液体流
32、经泵内时的流动摩擦损失增大，使扬程减小黏度增大，液体流经泵内时的流动摩擦损失增大，使扬程减小黏度增大，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦而引起能量损失黏度增大，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦而引起能量损失增大，使所需的轴功率增大增大，使所需的轴功率增大叶轮外直径的影响叶轮外直径的影响 1）属于同一系列而尺寸不同的泵，叶轮几何形状完全相）属于同一系列而尺寸不同的泵，叶轮几何形状完全相似，似，b2/D2保持不变，泵的效率不变；保持不变，泵的效率不变； 2）某一尺寸的叶轮外周经过切削而使）某一尺寸的叶轮外周经过切削而使D2变小，变小，b2/D2变大变大 若切削使直径若切削使直径D2减小的幅度在减小的幅度
33、在20%以内，效率可视为以内，效率可视为不变，并且切削前、后叶轮出口的截面积也可认为大不变，并且切削前、后叶轮出口的截面积也可认为大致相等致相等, 此时有：此时有： -切割定切割定律律 理理理理论论论论 Q Q=2=2rr2 2b b2 2c c2 2sinsin 2 2 与与与与 无无无无关关关关，实实实实际际际际 Q Q 也也也也与与与与 无无无无关关关关，但但但但mms s= =QQ 与与与与 有关。有关。有关。有关。 理论理论理论理论 HH = = u u2 2c c2 2coscos 2 2/g/g 与与与与 无关，实际无关，实际无关，实际无关，实际 H H 也与也与也与也与 无关。
34、无关。无关。无关。 N N = =HQg/HQg/ 。教教教教材材材材附附附附录录录录泵泵泵泵性性性性能能能能表表表表上上上上列列列列出出出出的的的的轴轴轴轴功功功功率率率率是是是是指指指指输输输输送送送送2020清清清清水水水水时时时时的的的的N N 。所所所所选选选选泵泵泵泵用用用用于于于于输输输输送送送送比比比比水水水水的的的的 大大大大的的的的液液液液体体体体应应应应先先先先核算轴功率。核算轴功率。核算轴功率。核算轴功率。密度密度密度密度的影响的影响 H-Q曲线、曲线、 -Q曲线不变，曲线不变， N-Q曲线变化；曲线变化；例例例例2-12-1：用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如图
35、所示。用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如图所示。用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如图所示。用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如图所示。当调节出口阀使管路当调节出口阀使管路当调节出口阀使管路当调节出口阀使管路流量流量流量流量为为为为25m25m3 3/h/h时，泵时，泵时，泵时，泵出口出口出口出口处处处处压力压力压力压力表读数为表读数为表读数为表读数为0.28MPa0.28MPa（表压），泵（表压），泵（表压），泵（表压），泵入口入口入口入口处处处处真空表真空表真空表真空表读数为读数为读数为读数为0.025MPa0.025MPa，测得泵的，测得泵的，测得泵的，测得泵的轴功率轴功率
36、轴功率轴功率为为为为3.35kW3.35kW，电机，电机，电机，电机转速转速转速转速为为为为29002900转转转转/ /分，真空表与压力表测压分，真空表与压力表测压分，真空表与压力表测压分，真空表与压力表测压截面的垂直截面的垂直截面的垂直截面的垂直距离距离距离距离为为为为0.5m0.5m。试由该组实验测定数据确定与泵的特性。试由该组实验测定数据确定与泵的特性。试由该组实验测定数据确定与泵的特性。试由该组实验测定数据确定与泵的特性曲线相关的曲线相关的曲线相关的曲线相关的其它性能参数其它性能参数其它性能参数其它性能参数。 解：解：解：解：与泵的特性曲线相关的性能参数有与泵的特性曲线相关的性能参数
37、有与泵的特性曲线相关的性能参数有与泵的特性曲线相关的性能参数有泵的泵的泵的泵的转速转速转速转速n n、流量流量流量流量QQ、压头压头压头压头HH、轴功率轴功率轴功率轴功率N N和和和和效率效率效率效率 。其中。其中。其中。其中流量流量流量流量和和和和轴功率轴功率轴功率轴功率已由实验已由实验已由实验已由实验直接测出，直接测出，直接测出，直接测出，压头压头压头压头和和和和效率效率效率效率则需进行计算。则需进行计算。则需进行计算。则需进行计算。 以以以以真空表真空表真空表真空表和和和和压力表压力表压力表压力表两测点为两测点为两测点为两测点为1 1，2 2截面截面截面截面，对对对对单位重量流体单位重量
38、流体单位重量流体单位重量流体列柏努力方程：列柏努力方程：列柏努力方程：列柏努力方程：把数据代入，得把数据代入，得把数据代入，得把数据代入，得在工作流量下泵的在工作流量下泵的在工作流量下泵的在工作流量下泵的有效功率有效功率有效功率有效功率为：为：为：为：泵泵泵泵效率效率效率效率为：为：为：为：例例例例2 2：今有一台：今有一台：今有一台：今有一台IS100-80-125IS100-80-125型离心泵，测定其性能曲线时的某型离心泵，测定其性能曲线时的某型离心泵，测定其性能曲线时的某型离心泵，测定其性能曲线时的某一点数据如下：一点数据如下：一点数据如下：一点数据如下： ；真空计读数；真空计读数；真
39、空计读数；真空计读数 ，压力，压力，压力，压力表读数为表读数为表读数为表读数为 ， 功率表读数为功率表读数为功率表读数为功率表读数为 。 已知液体已知液体已知液体已知液体 真空计与压力计的垂直距离为真空计与压力计的垂直距离为真空计与压力计的垂直距离为真空计与压力计的垂直距离为 ，吸入管直径为，吸入管直径为，吸入管直径为，吸入管直径为 ，排，排，排，排出管直径出管直径出管直径出管直径 为为为为 ，试求此时泵的扬程，试求此时泵的扬程，试求此时泵的扬程，试求此时泵的扬程 ，功率，功率，功率，功率 和效率和效率和效率和效率 。解：解：IS100-80-125IS100-80-125单级单吸单级单吸单级
40、单吸单级单吸离心泵离心泵离心泵离心泵吸入口吸入口吸入口吸入口内径内径内径内径排出口排出口排出口排出口叶轮直径叶轮直径叶轮直径叶轮直径 2.1.4 离心泵的安装高度与气蚀现象离心泵的安装高度与气蚀现象zspsK1 离心泵的安装高度离心泵的安装高度s 如如如如图图图图所所所所示示示示，液液液液面面面面较较较较低低低低的的的的液液液液体体体体能能能能被被被被吸吸吸吸入入入入泵泵泵泵的的的的进进进进口口口口，是是是是由由由由于于于于叶叶叶叶轮轮轮轮将将将将液液液液体体体体从从从从中中中中央央央央甩甩甩甩向向向向外外外外周周周周，在在在在叶叶叶叶轮轮轮轮中中中中心心心心进进进进口口口口处处处处形形形形成
41、成成成负负负负压压压压（真真真真空空空空），从从从从而而而而在在在在液液液液面面面面与与与与叶叶叶叶轮轮轮轮进进进进口口口口之之之之间间间间形形形形成成成成一一一一定定定定的的的的压压压压差差差差，液液液液体体体体籍籍籍籍此此此此压压压压差差差差被被被被吸吸吸吸入入入入泵泵泵泵内内内内。现现现现在在在在的的的的问问问问题题题题是是是是离离离离心心心心泵泵泵泵的的的的安安安安装装装装高高高高度度度度z zs s（z zs s 即即即即叶叶叶叶轮轮轮轮进进进进口口口口与与与与液液液液面面面面间间间间的的的的垂垂垂垂直直直直距距距距离离离离）是是是是否否否否可以取任意值？可以取任意值？可以取任意值？
42、可以取任意值？ 1 1、汽蚀（、汽蚀（、汽蚀（、汽蚀（CavitationCavitation）现象）现象）现象）现象 在在液面液面 s 与泵内压强最低处即与泵内压强最低处即叶轮中心进口处叶轮中心进口处叶轮中心进口处叶轮中心进口处K-K面面之间之间 列机械能衡算式，得：列机械能衡算式，得： 若液面压强若液面压强 ps 一定，吸入管路流量一定，吸入管路流量一定（即一定（即uk一定），安装高度一定），安装高度zs，hf(s-k)，p pk k ，当，当pk至等于至等于操作温度操作温度操作温度操作温度下被输送液体的下被输送液体的饱和蒸汽压饱和蒸汽压饱和蒸汽压饱和蒸汽压pv时（即时（即pkpv），液体
43、将发生什么现象？又），液体将发生什么现象？又会使泵产生什么现象？会使泵产生什么现象？zspsK K1 离心泵的安装高度离心泵的安装高度s s局局局局部部部部真真真真空空空空，周周周周围围围围的的的的液液液液体体体体以以以以极极极极大大大大的的的的速速速速度度度度冲冲冲冲向向向向气气气气泡泡泡泡原原原原来来来来所所所所在在在在的的的的空空空空间间间间，在在在在冲冲冲冲击击击击点点点点处处处处产产产产生生生生很很很很高高高高的的的的局局局局部部部部压压压压强强强强（高高高高达达达达几几几几百百百百个个个个大大大大气气气气压压压压），冲冲冲冲击击击击频频频频率率率率高高高高达达达达每每每每秒秒秒秒几
44、几几几万万万万次次次次之之之之多多多多。尤尤尤尤其其其其当当当当汽汽汽汽泡泡泡泡的的的的凝凝凝凝结结结结发发发发生生生生在在在在叶叶叶叶轮轮轮轮表表表表面面面面时时时时，众众众众多多多多的的的的液液液液体体体体质质质质点点点点尤尤尤尤如如如如细细细细小小小小的的的的高高高高频频频频水水水水锤锤锤锤撞撞撞撞击击击击着着着着叶叶叶叶片片片片；另另另另外外外外汽汽汽汽泡泡泡泡中中中中还还还还可可可可能能能能带带带带有有有有氧氧氧氧气气气气等等等等对对对对金金金金属属属属材材材材料料料料发发发发生生生生化化化化学学学学腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀作作作作用用用用。泵泵泵泵在在在在这这这这种种种种状状状状态态态态下
45、下下下长长长长期期期期运运运运转转转转，将将将将导导导导致致致致叶叶叶叶片片片片过过过过早早早早损损损损坏坏坏坏。这种现象称为泵的这种现象称为泵的这种现象称为泵的这种现象称为泵的汽蚀现象。汽蚀现象。汽蚀现象。汽蚀现象。zspsKe离心泵的安装高度离心泵的安装高度离心泵的安装高度离心泵的安装高度s 液体将发生液体将发生液体将发生液体将发生部分汽化现象部分汽化现象部分汽化现象部分汽化现象，生成的大量，生成的大量，生成的大量，生成的大量蒸汽泡蒸汽泡蒸汽泡蒸汽泡从叶轮进口向叶从叶轮进口向叶从叶轮进口向叶从叶轮进口向叶轮外周流动时，又因轮外周流动时，又因轮外周流动时，又因轮外周流动时，又因压强升高压强升
46、高压强升高压强升高，气泡立即凝聚，气泡立即凝聚，气泡立即凝聚，气泡立即凝聚，气泡气泡气泡气泡的的的的消失消失消失消失产生产生产生产生 汽汽蚀蚀现现象象发发生生时时，泵泵体体振振动动并并发发生生噪噪音音，流流量量Q、扬扬程程（压压头头）H 和和效效率率都都明明显显下下降降，严严重重时时甚甚至至吸吸不不上上液液体体（气气气气缚缚缚缚）。因因此此汽汽蚀蚀现现象象是是有有害害的的，必必须须加加以以避避免免。那那么么，如何避免汽蚀现象的产生呢？如何避免汽蚀现象的产生呢？ 发生气蚀的原因：发生气蚀的原因：发生气蚀的原因：发生气蚀的原因：泵的安装高度超过允许值；泵的安装高度超过允许值；泵的安装高度超过允许值
47、；泵的安装高度超过允许值；泵输送液体的温度过高；泵输送液体的温度过高；泵输送液体的温度过高；泵输送液体的温度过高；泵吸入管路的局部阻力过大。泵吸入管路的局部阻力过大。泵吸入管路的局部阻力过大。泵吸入管路的局部阻力过大。P叶片入口叶片入口叶片入口叶片入口过低的原因过低的原因过低的原因过低的原因: : 从从从从前前前前面面面面分分分分析析析析可可可可知知知知，泵泵泵泵的的的的安安安安装装装装高高高高度度度度 z zs s 受受受受到到到到汽汽汽汽蚀蚀蚀蚀现现现现象象象象的的的的限限限限制制制制，为避免汽蚀现象发生为避免汽蚀现象发生为避免汽蚀现象发生为避免汽蚀现象发生: : 泵泵泵泵的的的的安安安安
48、装装装装位位位位置置置置不不不不能能能能太太太太高高高高，以以以以保保保保证证证证叶叶叶叶轮轮轮轮中中中中各各各各处处处处压压压压强强强强高高高高于于于于被被被被输送液体的饱和蒸汽压输送液体的饱和蒸汽压输送液体的饱和蒸汽压输送液体的饱和蒸汽压p pv v; ; 可采取可采取可采取可采取p ps s ； h hf(s-kf(s-k) ) 。 我我我我国国国国的的的的离离离离心心心心泵泵泵泵规规规规格格格格中中中中采采采采用用用用下下下下述述述述两两两两种种种种指指指指标标标标允允允允许许许许汽汽汽汽蚀蚀蚀蚀余余余余量量量量（有有有有的的的的教教教教材材材材给给给给出出出出必必必必需需需需汽汽汽汽
49、蚀蚀蚀蚀余余余余量量量量）和和和和允允允允许许许许吸吸吸吸上上上上高高高高度度度度来来来来表表表表示示示示泵泵泵泵的的的的吸吸吸吸上上上上性性性性能能能能，下下下下面面面面简简简简述述述述这这这这两两两两种种种种指指指指标标标标的的的的意意意意义义义义，并并并并说说说说明明明明如如如如何何何何利用它们来确定泵的安装高度不至于发生汽蚀现象。利用它们来确定泵的安装高度不至于发生汽蚀现象。利用它们来确定泵的安装高度不至于发生汽蚀现象。利用它们来确定泵的安装高度不至于发生汽蚀现象。 zspsK1离心泵的安装高度离心泵的安装高度离心泵的安装高度离心泵的安装高度s泵吸入口的全压头泵吸入口的全压头在在在在
50、s s 与与与与 1 1 之间列柏努利方程得：之间列柏努利方程得：之间列柏努利方程得：之间列柏努利方程得：汽蚀余量汽蚀余量汽蚀余量汽蚀余量 2 2、汽蚀余量、汽蚀余量、汽蚀余量、汽蚀余量NPSHNPSH：气蚀余量；：气蚀余量；：气蚀余量；：气蚀余量；p p1 1，u u1 1：泵入口处的压强和流速；：泵入口处的压强和流速；：泵入口处的压强和流速；：泵入口处的压强和流速；p pV V：操作温度下液体的饱和蒸气压。：操作温度下液体的饱和蒸气压。：操作温度下液体的饱和蒸气压。：操作温度下液体的饱和蒸气压。泵内最低压力泵内最低压力泵内最低压力泵内最低压力p pk k与入口接管与入口接管与入口接管与入口
51、接管e e处的处的处的处的压力压力压力压力p p1 1密切相关。密切相关。密切相关。密切相关。 最小汽蚀余量最小汽蚀余量最小汽蚀余量最小汽蚀余量 h hminmin为使泵正常运转，为使泵正常运转，p1必须大于必须大于p1min。最小汽蚀余量最小汽蚀余量最小汽蚀余量最小汽蚀余量是表示液体从泵入口流到叶轮内最低点处的是表示液体从泵入口流到叶轮内最低点处的是表示液体从泵入口流到叶轮内最低点处的是表示液体从泵入口流到叶轮内最低点处的全全全全部压头损失部压头损失部压头损失部压头损失。该值越小，泵越不易发生气蚀。该值越小，泵越不易发生气蚀。该值越小，泵越不易发生气蚀。该值越小，泵越不易发生气蚀。泵入口处压
52、头泵入口处压头泵入口处压头泵入口处压头饱和蒸汽压头饱和蒸汽压头饱和蒸汽压头饱和蒸汽压头叶轮内最低压力点处压头叶轮内最低压力点处压头叶轮内最低压力点处压头叶轮内最低压力点处压头有效汽蚀余量有效汽蚀余量最小汽蚀余量 因为泵入口处的因为泵入口处的有效汽有效汽蚀余量蚀余量在用于压头损失在用于压头损失（最小汽蚀余量）之后，（最小汽蚀余量）之后，剩余的压头剩余的压头就越多。这表就越多。这表示液体流到叶轮内最低压示液体流到叶轮内最低压力点时，其压头高出力点时，其压头高出pv就就越多，所以不会发生气蚀。越多，所以不会发生气蚀。允许允许允许允许汽蚀余量汽蚀余量汽蚀余量汽蚀余量 h h允许允许允许允许允许允许允许
53、允许安装高度安装高度安装高度安装高度z zs s允许允许允许允许：这种求这种求 z zs s允许允许允许允许 的方法称为的方法称为允许汽蚀余量法允许汽蚀余量法。注意：注意：注意：注意：（1 1）气蚀余量越小，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好；）气蚀余量越小，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好；）气蚀余量越小，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好；）气蚀余量越小，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好；（2 2）气蚀余量能比较完全反映离心泵的抗气蚀性能。）气蚀余量能比较完全反映离心泵的抗气蚀性能。）气蚀余量能比较完全反映离心泵的抗气蚀性能。）气蚀余量能比较完全反映离心泵的抗气蚀性能。（3 3）气蚀余
54、量随流量的增加而增大。）气蚀余量随流量的增加而增大。）气蚀余量随流量的增加而增大。）气蚀余量随流量的增加而增大。 讨论：讨论：讨论：讨论： （1 1） h h允许允许允许允许由厂家由厂家由厂家由厂家出厂前出厂前出厂前出厂前由实验测定由实验测定由实验测定由实验测定，不同型号的泵其值不同；，不同型号的泵其值不同；，不同型号的泵其值不同；，不同型号的泵其值不同；测定条件：测定条件：测定条件：测定条件：液面压力为标准大气压，流体为水，水温液面压力为标准大气压，流体为水，水温液面压力为标准大气压，流体为水，水温液面压力为标准大气压，流体为水，水温20 20 ； （2 2）当进口管路无阻力，液面压力为标准
55、大气压，）当进口管路无阻力，液面压力为标准大气压，）当进口管路无阻力，液面压力为标准大气压，）当进口管路无阻力，液面压力为标准大气压，u ue e=0=0，不考，不考，不考，不考虑饱和蒸汽压影响时，虑饱和蒸汽压影响时，虑饱和蒸汽压影响时，虑饱和蒸汽压影响时，z zs s=10.33m =10.33m 是泵安装高度的是泵安装高度的是泵安装高度的是泵安装高度的极限极限极限极限； （3 3）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽可能）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽可能）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽可能）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽可能减小吸
56、入管路的阻力；如：减小吸入管路的阻力；如：减小吸入管路的阻力；如：减小吸入管路的阻力；如： * * 吸入管路尽量短，少走弯路；吸入管路尽量短，少走弯路；吸入管路尽量短，少走弯路；吸入管路尽量短，少走弯路； * * 进口管路直径一般进口管路直径一般进口管路直径一般进口管路直径一般大于大于大于大于出口管路直径；出口管路直径；出口管路直径；出口管路直径； * * 进口管路上避免不必要的管件，如泵装于液面下可进口管路上避免不必要的管件，如泵装于液面下可进口管路上避免不必要的管件，如泵装于液面下可进口管路上避免不必要的管件，如泵装于液面下可免装止逆阀免装止逆阀免装止逆阀免装止逆阀（并且（并且（并且（并且
57、启动前不用灌泵启动前不用灌泵启动前不用灌泵启动前不用灌泵），流量调节阀装于出口管路；），流量调节阀装于出口管路；），流量调节阀装于出口管路；），流量调节阀装于出口管路； （4）实实际际生生产产中中，管管路路流流量量有有可可能能变变化化，此此时时吸吸入入管管路路阻阻力力也也发发生生变变化化；若若流流量量增增大大则则允允许许安安装装高高度度减减小小，所所以以为为避避免免由由于于流流量量的的提提高高或或其其他他参参数数（如如液液体体温温度度，液液面面压压力力等等）的的变变化化而而出出现现汽汽蚀蚀现现象象，允允允允许许许许安安安安装装装装高高高高度度度度按按可可能能出出现现的的最最最最大大大大流流流流
58、量量量量计算并且实际安装高度应计算并且实际安装高度应低于允许安装高度低于允许安装高度低于允许安装高度低于允许安装高度： （5）对对油油油油泵泵泵泵通通常常给给出出允允允允许许许许汽汽汽汽蚀蚀蚀蚀余余余余量量量量，当当实实际际操操作作条条件件与与允许汽蚀余量测定条件不同时，应进行校正：允许汽蚀余量测定条件不同时，应进行校正： 对于油品对于油品1 ，经校正后的，经校正后的允许安装高度值更大允许安装高度值更大，而未经校，而未经校正的允许安装高度则较小；因此对此类情况将不作校正（作为正的允许安装高度则较小；因此对此类情况将不作校正（作为额外的安全余量）。额外的安全余量）。 3 3 3 3、允许吸上高度
59、、允许吸上高度、允许吸上高度、允许吸上高度HHs s定义：定义：定义：定义：当当当当p pk k= =p pv v，p p1 1= =p p1min1min时刚好发生汽蚀现象，此时的吸上高度为时刚好发生汽蚀现象，此时的吸上高度为时刚好发生汽蚀现象，此时的吸上高度为时刚好发生汽蚀现象，此时的吸上高度为不会发生汽蚀现象的最大值：不会发生汽蚀现象的最大值：不会发生汽蚀现象的最大值：不会发生汽蚀现象的最大值： 为了安全为了安全为了安全为了安全, ,允许吸上高度为：允许吸上高度为：允许吸上高度为：允许吸上高度为： 所以允许安装高度也可用所以允许安装高度也可用所以允许安装高度也可用所以允许安装高度也可用允
60、许吸上高度法允许吸上高度法允许吸上高度法允许吸上高度法计算：计算：计算：计算： 允许吸上真空度：允许吸上真空度：允许吸上真空度：允许吸上真空度： 讨论：讨论：讨论：讨论： （1 1）HHs s只能由厂家出厂前只能由厂家出厂前只能由厂家出厂前只能由厂家出厂前实验测定实验测定实验测定实验测定，不同型号的泵允许吸，不同型号的泵允许吸，不同型号的泵允许吸，不同型号的泵允许吸上真空度不同；上真空度不同；上真空度不同；上真空度不同；测定条件测定条件测定条件测定条件：液面压力：液面压力：液面压力：液面压力1atm1atm，流体为水，水温，流体为水，水温，流体为水，水温，流体为水，水温2020，饱和蒸汽压为，
61、饱和蒸汽压为，饱和蒸汽压为，饱和蒸汽压为0.24 mH0.24 mH2 2O O ； （2 2）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽可能减小吸入管路的阻力；可能减小吸入管路的阻力；可能减小吸入管路的阻力；可能减小吸入管路的阻力；（3 3）允许安装高度按可能出现的）允许安装高度按可能出现的）允许安装高度按可能出现的）允许安装高度按可能出现的最大流量最大流量最大流量最大流量计算并且实际安装计算并且实际安装计算并且实际安装计算并且实际安装高度应低于
62、允许安装高度：高度应低于允许安装高度：高度应低于允许安装高度：高度应低于允许安装高度：p pa a：大气压；：大气压；：大气压；：大气压；p p1 1：泵入口处允许的最低压强；：泵入口处允许的最低压强；：泵入口处允许的最低压强；：泵入口处允许的最低压强； ：2020OOC C清水的密度。清水的密度。清水的密度。清水的密度。HHs s 操作条件下输送液体时的允许吸上高度，操作条件下输送液体时的允许吸上高度，操作条件下输送液体时的允许吸上高度，操作条件下输送液体时的允许吸上高度，mm液柱液柱液柱液柱；HHs s 实验条件下实验条件下实验条件下实验条件下输送水时的允许吸上高度，即在水泵性能表输送水时
63、的允许吸上高度，即在水泵性能表输送水时的允许吸上高度，即在水泵性能表输送水时的允许吸上高度，即在水泵性能表上查得的数值，上查得的数值，上查得的数值，上查得的数值，m m HH2 2OO；HHa a泵安装地区的大气压强，泵安装地区的大气压强，泵安装地区的大气压强，泵安装地区的大气压强， m m HH2 2OO，随海拔高度不同而异；，随海拔高度不同而异；，随海拔高度不同而异；，随海拔高度不同而异；P Pv v为操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压为操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压，m H2O1010实验条件下大气压强，实验条件下大气压强，实验条件下大气压强，实验条件下大气压强， m m HH2 2OO
64、；0.240.242020下水的饱和蒸汽压，下水的饱和蒸汽压，下水的饱和蒸汽压，下水的饱和蒸汽压， m m HH2 2OO；操作温度下水的密度，操作温度下水的密度，Kg/mKg/m3 3。（4 4）z zs s =10.33m =10.33m是泵安装高度的极限；是泵安装高度的极限；是泵安装高度的极限；是泵安装高度的极限；（5 5）对对对对清清清清水水水水泵泵泵泵通通通通常常常常给给给给出出出出允允允允许许许许吸吸吸吸上上上上真真真真空空空空度度度度的的的的参参参参数数数数，当当当当操操操操作作作作条条条条件件件件与允许吸上高度测定条件不同时，应进行校正（与允许吸上高度测定条件不同时，应进行校正
65、（与允许吸上高度测定条件不同时，应进行校正（与允许吸上高度测定条件不同时，应进行校正（不作要求不作要求）。）。）。）。 注意：注意：注意：注意：（1 1）允许吸上真空度越大，该泵在一定操作条件下抗气蚀）允许吸上真空度越大，该泵在一定操作条件下抗气蚀）允许吸上真空度越大，该泵在一定操作条件下抗气蚀）允许吸上真空度越大，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好。性能越好。性能越好。性能越好。（2 2）允许吸上真空度不能完全反映离心泵的抗气蚀性能。）允许吸上真空度不能完全反映离心泵的抗气蚀性能。）允许吸上真空度不能完全反映离心泵的抗气蚀性能。）允许吸上真空度不能完全反映离心泵的抗气蚀性能。（3 3）允许吸
66、上真空度随流量的增加而减小。）允许吸上真空度随流量的增加而减小。）允许吸上真空度随流量的增加而减小。）允许吸上真空度随流量的增加而减小。 由该式可知，液面压力越小、饱和蒸汽压越高、密度越大，由该式可知，液面压力越小、饱和蒸汽压越高、密度越大， 则允许的安装高度越低；经校正后操作条件下的允许安装高度为：则允许的安装高度越低；经校正后操作条件下的允许安装高度为：表表表表2-1 2-1 不同海拔高度的大气压强不同海拔高度的大气压强不同海拔高度的大气压强不同海拔高度的大气压强海拔高度，m0100200300400500600700800100015002000250010.3310.210.099.9
67、59.859.749.69.59.399.198.648.157.62例例例例：用用用用3B333B33型型型型水水水水泵泵泵泵从从从从一一一一敞敞敞敞口口口口水水水水槽槽槽槽中中中中将将将将水水水水送送送送到到到到它它它它处处处处，槽槽槽槽内内内内水水水水面面面面恒恒恒恒定定定定。输输输输水水水水量量量量为为为为4555m4555m3 3/h/h。在在在在最最最最大大大大流流流流量量量量下下下下吸吸吸吸入入入入管管管管路路路路的的的的压压压压头头头头损损损损失失失失为为为为1m1m，液液液液体在吸入管路的动压头可忽略。试计算：体在吸入管路的动压头可忽略。试计算：体在吸入管路的动压头可忽略。试
68、计算：体在吸入管路的动压头可忽略。试计算： （1 1）输送）输送）输送）输送2020水时泵的安装高度？（水时泵的安装高度？（水时泵的安装高度？（水时泵的安装高度？（2 2）输送）输送）输送）输送65 65 水时泵的安装水时泵的安装水时泵的安装水时泵的安装高度？高度？高度？高度？已知：安装地区的大气压为已知：安装地区的大气压为已知：安装地区的大气压为已知：安装地区的大气压为9.819.8110104 4PaPa。解：解：解：解：查得查得查得查得3B333B33型水泵部分性能：型水泵部分性能：型水泵部分性能：型水泵部分性能：流量Q，m3/h压头，H，m转速，n，r/min允许吸上真空度，HS，m3
69、035.67.04532.629005.05528.83.0（1 1）输送）输送）输送）输送2020水时泵的安装高度：水时泵的安装高度：水时泵的安装高度：水时泵的安装高度：从性能表看出，从性能表看出，允许吸上真空度允许吸上真空度允许吸上真空度允许吸上真空度 Hs 随流量增加而下降，因此，随流量增加而下降，因此，应以应以最大输送量最大输送量对应的对应的 Hs 值确定泵的安装高度值确定泵的安装高度 : 由题意知，（2 2）输送）输送）输送）输送65 65 水时泵的安装高度水时泵的安装高度水时泵的安装高度水时泵的安装高度不能直接采用泵性能表中的不能直接采用泵性能表中的不能直接采用泵性能表中的不能直接
70、采用泵性能表中的HHs s值，需按下式对值，需按下式对值，需按下式对值，需按下式对HHs s进行计算，即：进行计算，即：进行计算，即：进行计算，即：。故：故：故：故：为安全起见，泵的实际安装高度应小于为安全起见，泵的实际安装高度应小于2m。其中：其中：其中：其中：Ha=9.81104Pa10mH2o65水的饱和蒸汽压：水的饱和蒸汽压：密度：密度：则：则：Z Zs s为负值，表示泵应安装在水面以下，至少比贮槽水面低为负值，表示泵应安装在水面以下，至少比贮槽水面低为负值，表示泵应安装在水面以下，至少比贮槽水面低为负值，表示泵应安装在水面以下，至少比贮槽水面低0.35m0.35m。解解: （1）水水
71、40，P v = 55.32 mmHg, =992.2m3/kg 500 m处处 Pa = 9.74 mH2O= Ha （安装地大气压）（安装地大气压） ， Hv = 55.32 / 76010.3=0.75mH2O Hs=Hs + ( Ha - 10) - (Hv - 0.24)（1000/992.2） =6 + (9.74-10)-(0.75-0.24)1.0079 = 5.27Zs = Hs-u21/ 2g-Hf = 5.23-0.2-1= 4.03 m5m 因此泵安装高度因此泵安装高度不合适不合适不合适不合适。例：某离心泵在样本中查得允许吸上真空度为例：某离心泵在样本中查得允许吸上真空
72、度为例：某离心泵在样本中查得允许吸上真空度为例：某离心泵在样本中查得允许吸上真空度为6m6m，现将泵安，现将泵安，现将泵安，现将泵安装在海拔高度装在海拔高度装在海拔高度装在海拔高度500m500m处，水温处，水温处，水温处，水温4040度，问（度，问（度，问（度，问（1 1）修正后的）修正后的）修正后的）修正后的HsHs ? ?（2 2）若吸入管路压头损失为）若吸入管路压头损失为）若吸入管路压头损失为）若吸入管路压头损失为1m1m，动压头为，动压头为，动压头为，动压头为0.2m0.2m，该泵安装，该泵安装，该泵安装，该泵安装在离水面在离水面在离水面在离水面5m5m高处是否合适？高处是否合适？高
73、处是否合适？高处是否合适？例：用例：用油泵油泵从贮罐向反应器输送从贮罐向反应器输送异丁烷异丁烷异丁烷异丁烷，密度，密度530 kg/ m3，罐，罐内液面恒定，且上方绝对压强为内液面恒定，且上方绝对压强为6.65 kgf / cm2，吸入管压头损，吸入管压头损失为失为1.6m，饱和蒸汽压为，饱和蒸汽压为6.5 kgf/cm2，泵的，泵的气蚀余量气蚀余量气蚀余量气蚀余量为为3.5m，泵位于贮罐液面以下泵位于贮罐液面以下1.5m处，试确定该泵能否正常造作。处，试确定该泵能否正常造作。 P Ps s = 6= 6.65 98100 Pa.65 98100 Pa P PV V = = 6.5 98100
74、 Pa6.5 98100 Pa HHf f = =1.6 m1.6 m h=h=3.5 m3.5 m Z Zs s= -= -2.27 m2.27 m解：解：解：解：已知泵实际安装高度为已知泵实际安装高度为已知泵实际安装高度为已知泵实际安装高度为-1.5-1.5米，大于米，大于米，大于米，大于-2.27-2.27米，说明泵的安米，说明泵的安米，说明泵的安米，说明泵的安装位装位装位装位置太高置太高置太高置太高，在输送过程中会，在输送过程中会，在输送过程中会，在输送过程中会发生气蚀现象发生气蚀现象发生气蚀现象发生气蚀现象，使泵，使泵，使泵，使泵不能正常操作不能正常操作不能正常操作不能正常操作。 离
75、心泵的离心泵的离心泵的离心泵的工作点工作点工作点工作点是由是由是由是由离心泵特性曲线离心泵特性曲线离心泵特性曲线离心泵特性曲线和和和和 管路特性曲线管路特性曲线管路特性曲线管路特性曲线共同确定的。共同确定的。共同确定的。共同确定的。1. 1.管路特性曲线与离心泵的工作点管路特性曲线与离心泵的工作点管路特性曲线与离心泵的工作点管路特性曲线与离心泵的工作点1）管路特性方程和特性曲线）管路特性方程和特性曲线2.1.5离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节流体流动进入阻力平方区，流体流动进入阻力平方区， 随随Re变化较小变化较小 ，可视为常数。，可视为常数。管路特性方程管路特性曲线管路特性曲
76、线HqVABB增加，曲线如何变化？低低阻阻管管路路系系统统的的特特性性曲曲线线较较为为平平坦坦(曲曲线线A)，高高阻阻管管路路系统的特性曲线较为陡峭系统的特性曲线较为陡峭(曲线曲线B)。 2 2）离心泵的工作点：）离心泵的工作点：）离心泵的工作点：）离心泵的工作点： 泵特性曲线泵特性曲线泵特性曲线泵特性曲线和和和和管路特性曲线的管路特性曲线的管路特性曲线的管路特性曲线的交点交点交点交点。OQQHH1管路管路heQ 离心泵的工作点离心泵的工作点泵泵HQ泵泵 QA将将将将泵泵泵泵的的的的HHQ Q线线线线和和和和管管管管路路路路的的的的h he eQ Q线线线线画画画画在在在在一一一一张张张张图图
77、图图上上上上，得得得得到到到到交交交交点点点点A A，该该该该点点点点称称称称为为为为泵泵泵泵在在在在管管管管路路路路上上上上的的的的工工工工作作作作点点点点，此此此此时时时时H=he。在在在在工工工工作作作作点点点点处处处处泵泵泵泵的的的的输输输输液液液液量量量量即即即即为为为为管管管管路路路路的的的的流流流流量量量量Q Q，泵泵泵泵提提提提供供供供的的的的压压压压头头头头（扬扬扬扬程程程程）H H 必必必必恰恰恰恰等等等等于于于于管管管管路路路路所所所所要要要要求求求求的的的的压压压压头头头头h he e。当当当当工工工工作作作作点点点点是是是是在在在在高高高高效效效效区区区区（ 不不不不
78、低低低低于于于于9292 maxmax），则则则则该该该该工工工工作作作作点点点点是是是是适适适适宜宜宜宜工工工工作作作作点点点点，说说说说明明明明泵泵泵泵选选选选择的较好。择的较好。择的较好。择的较好。OQQHH1管路管路heQ离心泵的工作点离心泵的工作点泵泵HQ泵泵 QA 管管管管路路路路特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线h he e= =A A+ +BQBQ2 2为为为为开开开开口口口口向向向向上上上上的的的的抛抛抛抛物物物物线线线线，纵纵纵纵轴轴轴轴截截截截距距距距反反反反映映映映了了了了管管管管路路路路上上上上下下下下游游游游总总总总势势势势能能能能差差差差；B B反反反反映映映映了了
79、了了管管管管路路路路阻阻阻阻力力力力的的的的大大大大小小小小；B B ，同同同同样样样样流流流流量量量量下下下下管管管管路路路路的的的的阻阻阻阻力力力力越越越越大大大大，B B较较较较大大大大的的的的管管管管路路路路称称称称为为为为高高高高阻管路阻管路阻管路阻管路，反之则称为，反之则称为，反之则称为，反之则称为低阻管路低阻管路低阻管路低阻管路； 泵泵泵泵特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线中中中中流流流流量量量量的的的的单单单单位位位位可可可可能能能能是是是是mm3 3/s /s或或或或mm3 3/h /h ；求求求求工工工工作作作作点点点点时时时时，管管管管路路路路特特特特性性性性曲曲曲曲线线线
80、线的的的的整整整整理应注意保持单位一致；理应注意保持单位一致；理应注意保持单位一致；理应注意保持单位一致； 离心泵离心泵离心泵离心泵工作点的求法工作点的求法工作点的求法工作点的求法：解析法解析法解析法解析法即将泵的特性曲线与管路特性曲线即将泵的特性曲线与管路特性曲线即将泵的特性曲线与管路特性曲线即将泵的特性曲线与管路特性曲线联立求工作点；联立求工作点；联立求工作点；联立求工作点；图解法图解法图解法图解法即将管路特性曲线画在泵特性曲线图上，两即将管路特性曲线画在泵特性曲线图上，两即将管路特性曲线画在泵特性曲线图上，两即将管路特性曲线画在泵特性曲线图上，两线的交点即为工作点。线的交点即为工作点。线
81、的交点即为工作点。线的交点即为工作点。 注意：注意： 改变管路特性曲线改变管路特性曲线改变管路特性曲线改变管路特性曲线 在离心泵在离心泵在离心泵在离心泵出口处出口处出口处出口处的的的的管路上安装调节阀管路上安装调节阀管路上安装调节阀管路上安装调节阀。改变出口阀门的开度即改变管路阻力系改变出口阀门的开度即改变管路阻力系改变出口阀门的开度即改变管路阻力系改变出口阀门的开度即改变管路阻力系数（数（数（数（K K亦变）可改变管路特性曲线的位亦变）可改变管路特性曲线的位亦变）可改变管路特性曲线的位亦变）可改变管路特性曲线的位置，达到调节流量的目的。置，达到调节流量的目的。置，达到调节流量的目的。置，达到
82、调节流量的目的。 OQ2Q1Qhe2H221低阻低阻高阻高阻H1 优点优点优点优点：操作简便、灵活，应用范围广。：操作简便、灵活，应用范围广。：操作简便、灵活，应用范围广。：操作简便、灵活，应用范围广。对对对对调节幅度不大调节幅度不大调节幅度不大调节幅度不大而而而而经常需要改变经常需要改变经常需要改变经常需要改变流量的场合，流量的场合，流量的场合，流量的场合，此法尤为适用此法尤为适用此法尤为适用此法尤为适用。 缺缺缺缺点点点点：不不不不仅仅仅仅增增增增加加加加了了了了管管管管路路路路阻阻阻阻力力力力损损损损失失失失（在在在在阀阀阀阀门门门门关关关关小小小小时时时时），且且且且使使使使泵泵泵泵在
83、在在在低低低低效效效效率率率率点点点点工工工工作作作作，在在在在经经经经济济济济上上上上很很很很不不不不合合合合理理理理。因因因因阀阀阀阀门门门门关关关关小小小小多多多多消消消消耗耗耗耗的的的的功功功功率为率为率为率为离心泵的流量调节离心泵的流量调节 流量调节流量调节流量调节流量调节就是设法改变工作点的位置，有以下两种方法：就是设法改变工作点的位置，有以下两种方法：就是设法改变工作点的位置，有以下两种方法：就是设法改变工作点的位置，有以下两种方法：由由由由前前前前述述述述比比比比例例例例定定定定律律律律、切切切切削削削削定定定定律律律律可可可可知知知知，改改改改变变变变泵泵泵泵的的的的转转转转
84、速速速速、切切切切削削削削叶叶叶叶轮轮轮轮都都都都可可可可改改改改变变变变泵泵泵泵的的的的特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线。如如如如图图图图所所所所示示示示，泵泵泵泵的的的的转转转转速速速速由由由由n n1 1减减减减小小小小至至至至n n2 2时时时时，泵泵泵泵的的的的HHQ Q线线线线下下下下移移移移，工工工工作作作作点点点点由由由由点点点点A A1 1移移移移至至至至点点点点A A2 2，流量由流量由流量由流量由Q Q1 1减小至减小至减小至减小至Q Q2 2。 优点优点优点优点：不额外增加管路阻力，在一定范围内可保持泵在高效率区：不额外增加管路阻力，在一定范围内可保持泵在高效率区：不额
85、外增加管路阻力，在一定范围内可保持泵在高效率区：不额外增加管路阻力，在一定范围内可保持泵在高效率区工作工作工作工作（n n 改变改变改变改变20 n2图图图图 改变泵的特性曲线改变泵的特性曲线改变泵的特性曲线改变泵的特性曲线A2Q22.1.6 离心泵的类型与选用离心泵的类型与选用 1、离心泵的类型、离心泵的类型离心泵离心泵输液性质输液性质水泵水泵耐腐蚀泵耐腐蚀泵油泵油泵杂质泵杂质泵吸液方式吸液方式单吸泵单吸泵双吸泵双吸泵叶轮数目叶轮数目单级泵单级泵多级泵多级泵压头高低压头高低低压泵低压泵中压泵中压泵高压泵高压泵(H50m水柱水柱)(H=2050m水柱水柱)(1) 水泵水泵性质与水相似的液体性质
86、与水相似的液体B型型(IS型型)单级单吸悬臂式单级单吸悬臂式H：5-125m，Q：6.3-400D型型多级泵多级泵压头较高压头较高H：14-351 mQ：10.8-850100D-673多级泵多级泵吸入口直径吸入口直径单级扬程单级扬程,m级数级数单级单吸离心泵单级单吸离心泵多级离心泵多级离心泵流量较大流量较大S型型双吸泵双吸泵H：9-140m，Q：120-12500(2) 耐腐蚀泵耐腐蚀泵(F型型)酸、碱液等酸、碱液等l与被输送流体接触的材料全是耐腐蚀材料与被输送流体接触的材料全是耐腐蚀材料l密封要求高，一般采用机械密封。密封要求高，一般采用机械密封。H灰口铸铁灰口铸铁浓硫酸浓硫酸B铬镍合金钢
87、铬镍合金钢弱腐蚀性液体弱腐蚀性液体M铬镍钼钛合金钢铬镍钼钛合金钢浓硝酸浓硝酸吸入口直径吸入口直径,mm悬臂式耐腐蚀泵悬臂式耐腐蚀泵材料代号材料代号单端面轴封单端面轴封40FM1-26扬程扬程,m耐腐蚀泵耐腐蚀泵(F(F型型) )耐腐蚀铸件耐腐蚀铸件(3)(3)油泵油泵(Y(Y型型) )石油产品石油产品轴封严格、冷却良好轴封严格、冷却良好100Y-120100Y-1202 2吸入口直径吸入口直径,mm,mm单吸油泵单吸油泵单级扬程单级扬程级数级数YSYS双吸油泵双吸油泵(4)(4)杂质泵杂质泵(P(P型型) )悬浮液和稠浆液悬浮液和稠浆液叶片少、流道宽叶片少、流道宽( (开式或半闭式开式或半闭式) )几种离心泵几种离心泵2.离心泵的选用离心泵的选用(1)液体性质液体性质泵的类型泵的类型(2)确定流量和压头确定流量和压头(4)核算轴功率。核算轴功率。(3)(3)确定泵的型号，列出主要性能参数确定泵的型号，列出主要性能参数qV泵泵 qV需需, H泵泵 H需需安装高度安装高度Hg 启动前灌液启动前灌液启动前关闭出口阀启动前关闭出口阀停泵前关闭出口阀停泵前关闭出口阀冬天停泵应排尽液体冬天停泵应排尽液体3、泵的安装和操作、泵的安装和操作防气蚀；防气蚀；防气缚；防气缚；P=Pmin；防倒冲；防倒冲；防冻裂；防冻裂；经常检查轴封情况。经常检查轴封情况。
