1、重點內容 主要內容： 1、離心泵的結構 2、離心泵的理論計算 3、離心泵的吸入特性 4、離心泵的性能及調節(jié) 5、相似理論，其他泵1、離心泵的結構（一）（一）. .離心泵的工作原理離心泵的工作原理 靠葉輪的高速旋轉，由葉片撥動液體旋轉液體旋轉，使液體產生產生離心力離心力，離心力使液體產生動能和壓動能和壓能能，實現(xiàn)機械能向液壓能（液力能）的轉化。，實現(xiàn)機械能向液壓能（液力能）的轉化。吸入原理： 葉輪中心被吸空后，形成真空，液體在外界大氣壓力的作用下，推動液體沿吸入管進入泵輪。灌泵（二）（二） 離心泵的主要結構離心泵的主要結構 普通離心泵結構：普通離心泵結構： 泵殼泵殼蝸殼蝸殼軸軸葉輪葉輪盤根密封盤

2、根密封吸入管吸入管排出管排出管軸支架。軸支架。（1）.葉輪：葉輪： 閉式葉輪閉式葉輪清水泵清水泵 半開式葉輪半開式葉輪污水泵、稠油泵、砂泵、高速泵、部分流泵污水泵、稠油泵、砂泵、高速泵、部分流泵 開式葉輪開式葉輪軸流泵。軸流泵。 雙吸葉輪雙吸葉輪雙吸清水泵。雙吸清水泵。一 泵的結構及工作原理1、透平式泵主要包括（吸入式 ）、（ 蝸殼 ）、（ 葉輪 ）和（ 軸 ）。2、往復泵包括（ ）、（ ）和（ ）。3、回轉泵包括（ ）、（ ）和（ ）。4. 離心泵的基本部件包括（ ）5.葉輪是離心泵的能量轉換元件，它的結構形式有（ ）。一 泵的結構及工作原理 7.離心式水泵有哪過流部件？各起什么作用？葉輪，

3、吸入式，壓水室，導流器。 葉輪： 是能量轉換的元件【液體獲能】 吸入室：向葉輪提供具有合適大小的均勻分布的入流速度?！疚海ㄈ肟冢?壓水室: 將葉輪內流出的介質收集起來送到出口管路或下一級，將圓周速度對應的動能轉化為壓力能?！巨D能排液（泵殼）】 導流器：用于工況調節(jié) 2、 離心泵的主要性能參數(shù) 主要參數(shù)：q、H、N、n（1） 流量流量 q： 定義：泵在單位時間內輸送出去的液體量。定義：泵在單位時間內輸送出去的液體量。 體積流量： 有效流量（排出流量） 單位： 理論流量（吸入流量） 單位： 質量流量: 單位： 吸入流量： 式中：q單位時間內泵的泄漏量（內、外泄漏）),min(slmsm33ht

4、kgskg,min,vmqqvqtqqqqvt（2）揚程）揚程 H 定義：每單位重量液體從葉輪上所獲得的有效能量。定義：每單位重量液體從葉輪上所獲得的有效能量。 用液柱高度表示的稱揚程：H 單位：米，m 用壓力表示的稱為壓頭（能量頭）：p 單位：MPa ， 液體重度：泵的出口揚程，即泵的實際揚程為：H 由伯努利方程：理論揚程：Ht = H + hhyd 式中：hhyd 泵內液體摩擦阻力損失和沖擊損失的總和。2mmNpHHp)(1000)(81. 933mkgfmkgfg水： mg2cczzgppH21221212伯努利方程：伯努利方程： 式中：式中： mhCCg21ZgppHAB2A2BABm

5、hsmCCmZPppABBAaBA管路流動損失，從吸液面到排液面整個速度，吸液面，排液面的升降吸排液面的高差，力，吸液面、排液面上的壓,（3）功率）功率 N 泵的功率 N 通常指泵軸上的輸入功率，即：軸功率、銘牌功率、額定功率。 軸功率軸功率 N 定義：單位時間內原動機傳遞給泵主軸上的功。 N=Ni +Nm = Ne / 式中：Nm 機械損失功率，包括機械摩擦損失和輪阻損失 有效功率：有效功率：Ne 泵的輸出功率，即單位時間內泵出口液體所獲得的能量。)(PS735pqNkW10gHq10pqNve3v3ve馬力 內功率內功率 Ni： 也叫：水力功率、葉輪功率。單位時間內葉輪傳給液體的能量。kW

6、10qgHN3ttiNi Ne N（5） 轉速轉速 n 泵主軸轉速，即葉輪的轉速。 直聯(lián)電機時，泵轉速及為電機轉速。 常用電機：n=18002900 r/min (轉/分，rpm）（6）允許汽蝕余量）允許汽蝕余量NPSH 衡量泵吸入性能的抗汽蝕能力，用來標定泵的安裝高度。(7)泵葉輪進、出口速度三角形 c1=u1+w1w1u1c111C1rC1u（2）離心泵的性能參數(shù) 6. 離心泵的主要參數(shù)有：H，N,效率，Q，n 7泵的揚程是指：每千克單位質量液體通過葉輪所獲得的有效能量 8理論揚程是指 9. 用簡單語言來說明離心泵的工作原理 葉輪旋轉獲能，轉能排液。入口吸液。ZKZsu從吸入液面到泵內流道

7、低壓區(qū)K點列伯努利方程3、離心泵的吸入特性、離心泵的吸入特性3 3、離心泵的吸入特性、離心泵的吸入特性 離心泵葉輪吸入口的吸入壓力：離心泵葉輪吸入口的吸入壓力： 一般低于一個大氣壓叫吸入真空一般低于一個大氣壓叫吸入真空度。度。 吸入壓力吸入壓力最低不得小于最低不得小于所吸液所吸液體體的的飽和蒸汽壓飽和蒸汽壓 （汽化壓力），（汽化壓力），否則，泵吸入口會否則，泵吸入口會發(fā)生汽蝕現(xiàn)象發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。kpvpkp泵的吸入特性：研究泵的允許吸入泵的吸入特性：研究泵的允許吸入真空度，確定泵的安裝高度。真空度，確定泵的安裝高度。 某溫度下液體的飽和蒸汽壓（汽化壓力）為：某溫度下液體的飽和蒸汽壓（汽化壓力）為

8、： 當吸入口最低壓力小于此液體的飽和蒸汽壓時，便出現(xiàn)汽蝕。當吸入口最低壓力小于此液體的飽和蒸汽壓時，便出現(xiàn)汽蝕。 發(fā)生汽蝕的條件：發(fā)生汽蝕的條件： 汽蝕特征：汽蝕特征： vKppvp 離心泵工作時出現(xiàn)特殊的噪音、震動、伴隨排量和壓頭離心泵工作時出現(xiàn)特殊的噪音、震動、伴隨排量和壓頭 下降，嚴重時排量中斷。這種現(xiàn)象通常是泵內出現(xiàn)了汽蝕下降，嚴重時排量中斷。這種現(xiàn)象通常是泵內出現(xiàn)了汽蝕 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。葉輪氣蝕位置： 汽蝕過程（原理）： 當當 時，部分液體發(fā)生汽化，形成氣泡；小時，部分液體發(fā)生汽化，形成氣泡；小氣泡凝結在一起形成大氣泡。氣泡隨液流進入高壓區(qū)，液氣泡凝結在一起形成大氣泡。氣泡隨液流進入高壓

9、區(qū)，液體壓縮氣泡產生氣泡擊潰現(xiàn)象（水擊現(xiàn)象），水擊時的瞬體壓縮氣泡產生氣泡擊潰現(xiàn)象（水擊現(xiàn)象），水擊時的瞬時壓力能達到幾十個兆帕（時壓力能達到幾十個兆帕（30MPa)，對金屬表面產生很大，對金屬表面產生很大的爆炸沖擊作用；同時伴隨電化學腐蝕。這一綜合過程為的爆炸沖擊作用；同時伴隨電化學腐蝕。這一綜合過程為汽蝕過程。汽蝕過程。 即：液體汽化即：液體汽化氣泡凝結氣泡凝結高壓水擊高壓水擊電化學腐蝕。電化學腐蝕。vKpp 泵的安裝高度過高，即吸入高度過高。泵的安裝高度過高，即吸入高度過高。 吸入管匯不合理，阻力太大。吸入管匯不合理，阻力太大。 如如:管路太細、彎管路太細、彎 頭、閘閥多等。頭、閘閥多等

10、。 液面壓力太低。液面壓力太低。 液體溫度高或易揮發(fā)液體。液體溫度高或易揮發(fā)液體。 防止汽蝕的充要條件防止汽蝕的充要條件： 泵吸液的必要條件：泵吸液的必要條件： 泵正常工作的充分和必要條件泵正常工作的充分和必要條件： 造成汽蝕的主要原因造成汽蝕的主要原因：vKppAKppAKvppP（二）（二） 泵的汽蝕余量、安裝高度泵的汽蝕余量、安裝高度 液體被吸入泵內是由于：液體被吸入泵內是由于： 即：即： 克服吸入管阻力損失，推動液體進入泵內?？朔牍茏枇p失，推動液體進入泵內。 從液面從液面A到泵葉輪吸入口到泵葉輪吸入口S 建立伯努利方程：建立伯努利方程：()AKpp液面壓力大于葉輪進口壓力真ppp

11、pKAp2222ssAAAsASpcpcZHZhgggg,0,0,ASsAAZZZcH其中：式中：式中：Cs、ps 泵葉輪吸口處液體流速和此處壓力。泵葉輪吸口處液體流速和此處壓力。 ZAs 泵吸入高度（即泵安裝高度）。泵吸入高度（即泵安裝高度）。 hAs 泵吸入管內流動阻力損失。泵吸入管內流動阻力損失。上式可寫為：上式可寫為： 令：令： 22AvsvsASASppppcZhgggAS2sASsAhg2cZgpgp即：mg2cgppNPSH2svsa 上式：上式： 稱為汽蝕余量（有效汽蝕余量）稱為汽蝕余量（有效汽蝕余量） NPSHa ： 從葉輪吸入口壓力從葉輪吸入口壓力Ps 到飽和蒸汽壓到飽和蒸

12、汽壓 Pv 之間的范圍寬度之間的范圍寬度加上流動動能影響，被稱為汽蝕余量或有效汽蝕余量，用：加上流動動能影響，被稱為汽蝕余量或有效汽蝕余量，用：NPSHa表示。表示。 汽蝕余量的意義汽蝕余量的意義：mg2cgppNPSH2svsa 標志泵抗汽蝕性能的好壞，它與吸入管特性和液體的標志泵抗汽蝕性能的好壞，它與吸入管特性和液體的汽化壓力有關；與泵本身無關。汽化壓力有關；與泵本身無關。2.工作特性 11.什么是氣蝕現(xiàn)象？它對泵的工作性能有何危害？在工作中會產生噪音一級震動，排出液下降，揚程下降，嚴重時會使泵排量中斷。 12. 簡述氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的原因及防止氣蝕發(fā)生的有效措施。 13有效汽蝕余量數(shù)值的大小

13、與（吸入口壓力一級速度 ）有關，而與（ 介質 ）等無關，故又稱其為泵吸入裝置的有效汽蝕余量。二 汽蝕 14提高離心泵抗汽蝕性能有兩種措施，一種是改進泵本身的結構參數(shù)或結構型式，使泵具有盡可能小的（ ）；另一種是合理地設計泵前裝置及其安裝位置，使泵入口處具有足夠大的（ ），以防止發(fā)生汽蝕。 15有效汽蝕余量與 有關。 A.吸液管路特性 B.當?shù)卮髿鈮毫?C.離心泵結構 D.離心泵轉速 6必需汽蝕余量與 有關。 A.泵本身的結構 B.吸液管路特性 C.當?shù)卮髿鈮毫?D.液體汽化壓力 7泵發(fā)生汽蝕的條件是_。 A.NPSHaNPSHr B. NPSHaNPSH C.Hs Hmax 16.已知某化肥廠

14、所選用的一臺離心泵的性能如表1所示。該廠當?shù)氐拇髿鈮侯^為10.35mH2O,查得年平均25下清水的飽和蒸汽壓力pv=3168Pa，泵前吸入裝置是儲水池至泵的高度5m，吸入管徑250mm，管長20m，沿程阻力系數(shù)為=0.02，其中有帶濾網(wǎng)底閥一個=8，閘板閥一個=0.12，90彎管4個=0.88，錐形漸縮過渡接管一個=0.05。該泵的使用流量范圍在80-120m3/h，試問該泵在使用時是否發(fā)生汽蝕？如果發(fā)生汽蝕，建議用戶對吸入裝置的設計應作什么改進，方可使其避免發(fā)生汽蝕？ 選擇最大流量120工況作計算，因為最大流量工況下的最小，而最大。如果該工況下不發(fā)生汽蝕，則在比它小的流量下工況更不會發(fā)生汽蝕

15、。2244 1200.68 /36000.25vqvm sd 由管路沿程阻力系數(shù)=0.02，局部阻力系數(shù)如下：帶濾網(wǎng)底閥=8，閘板閥=0.12，90彎管4個，=0.88，錐形漸縮過度接管=0.0522200.68()(0.028 0.12 0.88 4 0.05)0.3120.252 9.81316810.355 0.31 4.729810avaglvHmdgppNPSHHHmrr 由已知條件 知在工況下的NPSH=5.0m，則 ， 泵 在時發(fā)生汽蝕 建議將由儲水池至泵的高度由5m改為4m。則： 這樣泵在運行時就不會發(fā)生汽蝕了。3120/vqmhraNPSHNPSH3120/vqmh5.725

16、.0arNPSHNPSHm 17 水泵吸水管內徑d=50mm，總長L=6m，吸水高度H=3m,泵的流量Q=15m3/h，管路中有彎頭一個局部損失系數(shù)為0.5，底閥一個5.0，且沿程阻力系數(shù)0.03。試求泵入口處的表壓力。 解：取自由液面和泵的入口處分別為1-1，2-2截面，對二截面列伯努利方程： 其中，v1=0，v2= p1=pa, Z1=0 Z2=3m 代入方程得：p2=49160paHHvpZvpZjfgggg2222222111smQd/12.222gdlvHf222ggvvHj222222213. 聯(lián)合特性曲線聯(lián)合特性曲線 泵與管路聯(lián)合工作，遵守質量守恒和能量守恒原理。泵與管路聯(lián)合工作

17、，遵守質量守恒和能量守恒原理。 穩(wěn)定工況：穩(wěn)定工況：q泵泵 = q管管 H泵泵 = H管管 穩(wěn)定工況點為：穩(wěn)定工況點為：A點。點。 此時的壓頭、流量此時的壓頭、流量：HA、qA。 AqAqHHA3 3 離心泵的相似原理及應用離心泵的相似原理及應用離心泵的相似定率及比例定律離心泵的相似定率及比例定律 幾何相似幾何相似 三大相似條件：三大相似條件： 運動相似運動相似 動力相似動力相似泵輸送的是液體，泵輸送的是液體，為不可壓縮體，溫度、密度可認為不變化。為不可壓縮體，溫度、密度可認為不變化。所以，只要滿足所以，只要滿足幾何相似和運動相似幾何相似和運動相似， 則動力相似自然滿足。則動力相似自然滿足。3

18、 泵的特性曲線 1. 離心泵標牌上寫上Peqe表示，qe，HeQe表示。 功率曲線，效率曲線，揚程曲線。 2. 離心泵的工作點是如下兩條曲線的交點：_，_。 泵特性曲線H-Q； 管路特性曲線H-Q. 3. 調節(jié)離心泵流量的方法有：_，_，_。 改變管路特性曲線；改變泵的特性；離心泵的串并聯(lián) 4改變泵特性曲線的常用調節(jié)方法有（轉速調節(jié)）調節(jié)、（切割葉輪外）調節(jié)、（改變前置導葉葉片角度）的調節(jié)、改變半開式葉輪葉片端部間隙的調節(jié)和泵的并聯(lián)或串聯(lián)調節(jié)。 5改變裝置特性曲線的常用調節(jié)方法有（閘閥）調節(jié)、（液位 ）調節(jié)和（ 旁路分流 ）調節(jié)。圖圖 I I- -4 4- -2 2 5下圖為泵和泵并聯(lián)后的裝置

19、性能曲線，請在橫線處注明個工作點的意義。 1并流后的流量與揚程點；2并聯(lián)后泵2的工作點；3并聯(lián)后泵1的工作點；4泵一的單獨工作作用點；5泵2的單獨工作作用點 1 并聯(lián)后管路中的流量和揚程 2 ，3 并聯(lián)后兩泵各自的工作點 4，5，單獨使用泵1或2時的工作點 兩臺離心泵并聯(lián)工作時，管路中的流量將小于在同一管路中兩泵單獨工作時的流量之和 6下圖為泵和泵串聯(lián)后的裝置性能曲線，請在橫線處注明個工作點的意義。1；2；3；4；5圖圖I I - - 4 4 - - 4 4 相似理論 1兩臺離心泵流動相似應具備的條件是（ 幾何 ）和（ 運動 ），而（運動 ）僅要求葉輪進口速度三角形相似。 2相似工況的比轉數(shù)（ 相等 ）。 3如果泵幾何相似，則比轉數(shù)相等下的工況為（相似 ）工況。 4由比轉數(shù)的定義式可知，比轉數(shù)大反映泵的流量（ ）、揚程（ ）。