引言在石油及天然氣的儲存和運輸工程中，廣泛地使用各種管輸流體機械，用來增加液體的能量，克服流動阻力，達(dá)到沿管路輸送的目的。泵和壓縮機是最常用的流體機械。輸送液體介質(zhì)并提高其能頭的稱為泵；輸送氣體介質(zhì)并提高其能頭的則稱為壓縮機。泵和壓縮機的用途十分廣泛，幾乎遍及工、農(nóng)業(yè)各個生產(chǎn)領(lǐng)域。在石油及天然氣的儲運工作中，離不開管道、儲罐、泵或壓縮機。管道是輸送工具，儲罐是儲存設(shè)備，而泵和壓縮機是連接管道和儲罐的輸送動力。在油庫用泵和壓縮機中，更是種類繁多，除大量用以集輸、裝卸外，在一些輔助性環(huán)節(jié)中，如動力風(fēng)源，儀表控制用風(fēng)及水循環(huán)系統(tǒng)等，都離不開泵和壓縮機。泵和壓縮機種類繁多，按其作用原理可分為兩大類。容積式是依靠工作容積的周期性變化來實現(xiàn)流體的增壓和輸送的。其中活塞式是依靠活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動而實現(xiàn)工作容積的周期性變化，例如往復(fù)泵和活塞式壓縮機，隔膜式用于液壓驅(qū)動，利用膜片來代替活塞的作用，回轉(zhuǎn)式是借助于轉(zhuǎn)子在缸內(nèi)作回轉(zhuǎn)運動來實現(xiàn)工作容積的周期性變化，例如滑片泵和滑片壓增機、螺桿泵和螺桿壓縮機，以及齒輪泵等。引言透平式是依靠旋轉(zhuǎn)的工作葉輪，將機械能傳遞給流體介質(zhì)并轉(zhuǎn)化成流體的能頭。根據(jù)介質(zhì)在葉輪內(nèi)的流動方向，主要分為離心式和軸流式，如離心泵、離心壓縮機以及軸流泵和軸流壓縮機等均屬此類。噴射式也可認(rèn)為屬于速度式，但它沒有葉輪，依靠一種介質(zhì)的能量來輸送另一種流體介質(zhì)，如噴射泵等。這些機器各有其特點，適用于不同的生產(chǎn)條件。目前常用的泵和壓縮機的適用范圍可參考圖0-1和圖0-2。引言本節(jié)重點：離心泵的基本組成及其作用；離心泵的分類形式；離心泵的主要參數(shù)及其定義；離心泵中流動分析過程的理論假設(shè)；離心泵的理論揚程方程式推導(dǎo)過程第一章離心泵一、離心泵的基本構(gòu)成離心泵的主要部件有：葉輪、軸、吸入室、蝸殼、軸封箱和密封環(huán)等，如圖所示?！?.1離心泵的工作原理及分類離心泵的過流部件是吸入室、葉輪和蝸殼，其作用簡述如下：1．吸入室吸入室位于葉輪進(jìn)口前，其作用是把液體從吸入管引入葉輪時流動損失較小，并使液體流入葉輪時速度分布較均勻。2．葉輪葉輪是離心泵的重要部件，液體就是從葉輪中得到能量的。對葉輪的要求是損失最小的情況下使單位質(zhì)量的液體獲得較高的能頭。3．蝸殼蝸殼位于葉輪出口之后，其作用是把從葉輪內(nèi)流出來的液體收集起來，并把它按一定的要求送入下級葉輪入口或送入排出管。§1.1離心泵的工作原理及分類由于液體流出葉輪時速度很大，為下減小后面管路中的流動損失。故液體在送入排出管以前必須將其速度降低，把速度能變成壓力能，這個任務(wù)主要由蝸殼（或?qū)~）來完成，蝸殼在完成上述兩項任務(wù)時，要求流動損失越小越好。二、離心泵的工作原理離心泵在啟動之前，泵內(nèi)應(yīng)灌滿液體，此過程稱為灌泵。啟動后工作時，驅(qū)動機通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪中的葉片驅(qū)使液體一起旋轉(zhuǎn)，因而產(chǎn)生離心力。在離心力作用下，液體沿葉片流道被甩向葉輪出口，并流經(jīng)蝸殼送入排出管。液體從葉輪獲得能量，使壓力能和速度能均增加，并依靠此能量將液體輸送到儲罐等工作地點。在液體被甩向葉輪出口的同時，葉輪入口中心處就形成了低壓，在吸液罐和葉輪中心處的液體之間就產(chǎn)生了壓差，§1.1離心泵的工作原理及分類三、離心泵的分類離心泵的類型很多，隨使用目的不同，有多種結(jié)構(gòu)。通常按其結(jié)構(gòu)型式，分類如下：1．按液體吸入葉輪方式(1)單吸式泵葉輪只有一側(cè)有吸入口，液體從葉輪的一面進(jìn)入。(2)雙吸式泵葉輪兩側(cè)都有吸入口，液體從兩面進(jìn)入葉輪。2．按葉輪級數(shù)(1)單級泵泵體中只裝有一個葉輪。(2)多級泵同一根泵軸上裝有串聯(lián)的兩個以上的葉輪，后圖所示為一臺分段式多級離心泵。軸上裝有4～12個葉輪，以產(chǎn)生較高能頭。蝸殼式多級泵，泵體采用水平中開式或徑向削分。葉輪采用對稱布置，可基本平衡軸向力?！?.1離心泵的工作原理及分類§1.1離心泵的工作原理及分類

(3)筒式泵如下圖所示，它的泵體為雙層泵殼，外泵殼是一個鑄造圓筒，兩端用端蓋封閉，上部設(shè)吸入管和排出管。泵運轉(zhuǎn)時，外泵殼承受全部液體壓力。內(nèi)泵殼是水平剖分式，轉(zhuǎn)子裝到內(nèi)泵殼內(nèi)。拆卸時把內(nèi)泵殼連同轉(zhuǎn)子一起從外泵殼中抽出。此外，還可以按離心泵所輸送介質(zhì)的不同而分為清水泵、油泵、耐腐蝕泵等等?！?.1離心泵的工作原理及分類四、離心泵的主要工作參數(shù)離心泵的主要工作參數(shù)包括：流量、揚程、功率，效率、轉(zhuǎn)速和汽蝕余量等。1．流量流量是指泵在單位時間內(nèi)輸送的液體量，通常用體積流量Q表示，m3/h、m3/s或L/s。也可用重量流量m表示，其單位為kg/h或kg/s。質(zhì)量流量m與體積流量Q之間的關(guān)系為式中ρ——液體密度，kg/m3。2．揚程泵的揚程是指每公斤液體從泵進(jìn)口（泵進(jìn)口法蘭）到泵出口（泵出口法蘭）的能頭增值，也就是單位質(zhì)量液體通過泵以后獲得的有效能頭，即泵的總揚程，常用符號H表示，單位為J/kg?！?.1離心泵的工作原理及分類目前，在實際生產(chǎn)中，泵的揚程仍習(xí)慣用被輸送液體的液柱高度m表示。雖然泵揚程的這一單位與高度單位一樣，但不應(yīng)把泵的揚程簡單地理解為液體所能排送的高度，因為泵的有效能頭不僅要用來提高液體的位高，而且還要用來克服液體在輸送過程中的流動阻力，以及提高輸送液體的靜壓能和速度能等。在工程應(yīng)用中，有兩種情況需要計算泵的揚程。一是在已知的管路中輸送一定的流量時，計算泵所需的揚程。根據(jù)泵給單位質(zhì)量液體的能頭與輸送液體所消耗的能頭相等的能量平衡方程，可寫出計算泵揚程的公式為：§1.1離心泵的工作原理及分類另一種情況是計算運轉(zhuǎn)中的泵的揚程，這時可寫泵入口與出口處液流的能量方程，即式中pS,pD——分別為泵入口和出口處的壓力，Pa，

ZSD——泵入口中心到出口處的垂直距離，m，

cs、cd——分別為泵入口和出口處的液體平均流速，m/s。若泵入口和出口直徑相差很小，根據(jù)連續(xù)方程，則cD近似于cS，于是泵的揚程可用下式在實際工程中，泵的揚程常用米液柱來表示，為此，將單位質(zhì)量的能頭J/kg除以g（取g=9.8N/kg），則揚程單位變成用J/N表示?！?.1離心泵的工作原理及分類

以m表示的揚程H和壓差Δp的換算關(guān)系為3．轉(zhuǎn)速泵的轉(zhuǎn)速是指泵軸每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，用符號n表示，單位為轉(zhuǎn)每秒，寫作r/s?！?.1離心泵的工作原理及分類5．