泵類基礎(chǔ)知識第1頁/共76頁一、分類

泵離心泵，軸流泵，混流泵葉片泵（透平泵）容積式泵往復(fù)泵：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵回轉(zhuǎn)泵：齒輪泵，螺桿泵，滑片泵

其他類型泵：噴射泵，水錘泵，真空泵旋渦泵按吸入口:單吸、雙吸泵按級數(shù):單級、多級泵按支承:懸臂、雙支撐泵離心泵按安裝：立式泵、臥式泵其它：高速離心泵、屏蔽泵、磁力泵、耐酸（堿）泵……第2頁/共76頁第3頁/共76頁葉片泵——比轉(zhuǎn)數(shù)

在設(shè)計制造泵時，為了將具有各種各樣流量、揚程的水泵進行比較，將某一臺泵的實際尺寸，幾何相似地縮小為標準泵，此標準泵應(yīng)該滿足流量為75L/s，揚程為1m。此時標準泵的轉(zhuǎn)數(shù)就是實際水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)是從相似理論中推出來的一個綜合性有因次量的參數(shù)，它說明了流量、揚程、轉(zhuǎn)數(shù)之間的相互關(guān)系。表達式為Q——流量（m3/s），雙吸泵取H——揚程（m），多級泵取單級揚程；n——轉(zhuǎn)速(r/min)（1）同一臺泵在不同工況下具有不同的ns值，作為相似準則的ns是指對應(yīng)最高效率點工況下的值。（2）比轉(zhuǎn)數(shù)標志了流量、揚程、轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，也決定了葉輪的制造形狀。（3）大流量、低揚程的泵，比轉(zhuǎn)數(shù)大；小流量、高揚程的泵，比轉(zhuǎn)數(shù)小。（4）低比轉(zhuǎn)數(shù)的水泵，葉輪出口寬度較小，隨著比轉(zhuǎn)數(shù)的增加，葉輪出口寬度逐漸增加，這適應(yīng)于大流量的情況。（5）離心泵比轉(zhuǎn)數(shù)較低，零流量時軸功率??；混流泵和軸流泵比轉(zhuǎn)數(shù)高，零流量時軸功率大；因此離心泵應(yīng)關(guān)閉出口閥起動，混流泵和軸流泵應(yīng)開啟出口閥起動。第4頁/共76頁葉片泵第5頁/共76頁葉片泵——旋渦泵旋渦泵是一種特殊類型的離心泵。旋渦泵主要由葉輪和泵體組成。葉輪是一個圓盤，四周由凹槽構(gòu)成的葉片呈輻射狀排列(圖b)。葉輪旋轉(zhuǎn)過程中泵內(nèi)液體隨之旋轉(zhuǎn)，且在徑向環(huán)隙的作用下多次進入葉片并獲得能量。因而液體在旋渦泵內(nèi)流動與在多級離心泵中流動相類似。泵的吸入口和排出口由與葉輪間隙極小的間壁分開。第6頁/共76頁

根據(jù)旋渦泵的特性曲線圖，其特點是：1壓頭隨流量增大而大幅度下降，以旁路調(diào)節(jié)流量更為經(jīng)濟。2軸功率隨流量的增大而減小，啟動泵時應(yīng)全開出口閥門。3由于在劇烈運動時進行能量交換，能量損失大，效率低，一般為20%～50％。旋渦泵工作時液體在葉片間的運動是由于離心力作用，在啟動前泵內(nèi)也要灌滿液體。4它適用于高壓頭，小流量且粘度小的液體，不適于輸送含固粒的液體。葉片泵——旋渦泵第7頁/共76頁往復(fù)泵是一種典型的容積式輸送機械。1.主要部件：泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥(均為單向閥)?；钊麠U與傳動機械相連，帶動活塞在泵缸內(nèi)作往復(fù)運動。活塞與閥門間的空間稱為工作室。2.工作原理單動泵：活塞一側(cè)裝有吸入閥和排出閥

活塞自左向右移動時，排出閥關(guān)閉，吸入閥打開，液體進入泵缸，直至活塞移至最右端?；钊捎蚁蜃笠苿樱腴y關(guān)閉而排出閥開啟，將液體以高壓排出?；钊浦磷蠖?，則排液完畢，完成了一個工作循環(huán)，周而復(fù)始實現(xiàn)了送液目的。因此往復(fù)泵是依靠其工作容積改變對液體進行做功。在一次工作循環(huán)中，吸液和排液各交替進行一次，其液體的輸送是不連續(xù)的?；钊鶑?fù)非等速，故流量有起伏。Qθ容積式泵——往復(fù)泵第8頁/共76頁雙動泵活塞兩側(cè)的泵缸內(nèi)均裝有吸入閥和排出閥的往復(fù)泵?；钊宰笙蛴乙苿訒r，工作室左側(cè)吸入液體，右側(cè)排除液體。活塞自右向左移動時，工作室右側(cè)吸入液體，左側(cè)排除液體。即活塞無論向那一方向移動，都能同時進行吸液和排液，流量連續(xù)，但仍有起伏。Qθ為此采用三臺雙動泵并聯(lián)工作，其送液量較均勻。每個泵連接曲柄角度相差120O。Qθ第9頁/共76頁往復(fù)泵特點由于往復(fù)泵的工作原理和操作調(diào)節(jié)等與離心泵不同，它具有如下特點：(1)往復(fù)泵的流量只與泵缸的尺寸和沖程、活塞的往復(fù)次數(shù)有關(guān)，而與泵的壓頭、管路等無關(guān)。理論上單動泵的流量：QT＝ASnr雙動泵的流量：QT＝(2A-a)Snr式中：QT——往復(fù)泵理論流量，m3/s；A——活塞截面積，m2；a——活塞桿截面積，m2；S——活塞的沖程(在泵缸內(nèi)移動的距離)，m；nr——活塞往復(fù)頻率，1/s。實際上，由于泄漏，吸入和排出閥啟閉不及時等原因，實際流量小于理論流量。實際流量：Q=ηVQTηV－容積效率第10頁/共76頁(2)往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸、流量無關(guān)，而由泵缸的機械強度和原動機的功率所決定。只要泵缸強度許可，理論上壓頭可達無限大，其特性曲線為QT＝常數(shù)。(3)由于往復(fù)泵的低壓是靠工作室容積擴張造成的，因此啟動時無需灌液，即往復(fù)泵具有自吸能力。往復(fù)泵的吸上真空度亦隨外界大氣壓、液體輸送條件而異，故其安裝高度有一定限制。(4)流量調(diào)節(jié)不能用排出管路上的閥門，而應(yīng)采用旁路調(diào)節(jié)或改變活塞的沖程和往復(fù)次數(shù)實現(xiàn)。(5)因往復(fù)泵的排液能力只與活塞位移有關(guān)，與管路無關(guān)，這種泵稱為正位移泵。因此在啟動泵時必須打開閥門，以防泵或管路損壞。（6）主要用于小流量，高壓強的場合，輸送高粘度液體時效果比離心泵好。不能用于腐蝕性流體及有固體粒子的懸浮液的輸送。第11頁/共76頁實際上是柱塞泵，其結(jié)構(gòu)特點四借彈性薄膜將被輸送液體與活柱隔開，從而使得活柱和泵缸得以保護。隔膜左側(cè)與液體接觸的部分均由耐腐蝕材料制造或涂一層耐腐蝕物質(zhì)；隔膜右側(cè)充滿水或油。當柱塞作往復(fù)運動時，迫使隔膜交替地向兩側(cè)彎曲，將被輸送液體吸入或排出。彈性薄膜采用耐腐蝕橡膠或金屬薄片制成。適于：定量輸送劇毒、易燃、易爆、腐蝕性液體和懸浮液。容積式泵——往復(fù)泵——隔膜泵第12頁/共76頁計量泵是往復(fù)泵的一種形式，它的傳動裝置是通過偏心輪把電機的旋轉(zhuǎn)運動變成柱塞的往復(fù)運動。偏心輪的偏心距是可調(diào)的，用來改變柱塞的沖程，這樣就可以達到嚴格地控制和調(diào)節(jié)流量的目的。計量泵通常用于要求精確而且便于調(diào)整的場合，特別適用于幾種液體以一定配比的輸送場合。容積式泵——往復(fù)泵——計量泵第13頁/共76頁容積式泵——往復(fù)泵——計量泵第14頁/共76頁齒輪泵也是正位移泵的一種，如圖。泵殼內(nèi)的兩個齒相互嚙合，按圖中所示方向轉(zhuǎn)動。在泵的吸入口，兩個齒輪的齒向兩側(cè)撥開，形成低壓將液體吸入。齒輪旋轉(zhuǎn)時，液體封閉于齒穴和泵殼體之間，被強行壓至排出端。在排出端兩齒輪的齒相互合攏，形成高壓將液體排出。齒輪泵產(chǎn)生較高的壓頭但流量小，用于輸送粘稠液體及膏狀物，但不能輸送含固體顆粒的懸浮液。容積式泵——回轉(zhuǎn)泵——齒輪泵第15頁/共76頁由泵殼和一根或幾根螺桿構(gòu)成。一根螺桿：螺桿和泵殼形成的空隙排送液體。兩根螺桿：與齒輪泵類似，利用互相嚙合的螺桿老排送液體。容積式泵——回轉(zhuǎn)泵——螺桿泵特點：壓頭高，效率高，噪音小。適于在高壓下輸送粘稠性液體。流量調(diào)節(jié)——旁路(回流裝置)調(diào)節(jié)。第16頁/共76頁容積式泵——回轉(zhuǎn)泵——水環(huán)式泵第17頁/共76頁其它泵——蒸汽噴射泵第18頁/共76頁屏蔽泵原理和結(jié)構(gòu)特點：屏蔽電泵的電動機和泵構(gòu)成一個整體。定子的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子的外表面有非導(dǎo)磁性的耐腐蝕金屬薄板密封焊接，使定子繞組和轉(zhuǎn)子鐵芯與輸送液體完全隔開，不會受到輸送液的浸蝕。另外，葉輪與轉(zhuǎn)子裝在一根軸上，由電機前后2個軸承支撐。整個轉(zhuǎn)子體浸沒在輸送液中，沒有接液部與外界貫通的轉(zhuǎn)動零部件，因而是一種絕對無泄漏的結(jié)構(gòu)。第19頁/共76頁屏蔽泵軸向力自動平衡裝置原理：在葉輪后蓋板處采用雙口環(huán)結(jié)構(gòu)，通過增大口環(huán)直徑減小軸向力。

1為雙口環(huán)，雙口環(huán)的內(nèi)圈和外圈是通向壓力平衡室的節(jié)流裝置，2為后蓋板與其后面的部件形成的軸向間隙壓力腔。3為平衡孔，它是通向壓力平衡腔的控制閥，轉(zhuǎn)子軸向位置的改變將改變閥開啟程度，從而影響平衡腔壓力，例如當轉(zhuǎn)子向左端（吸入口方向)偏移時，閥開啟程度加大，平衡孔過流量加大，平衡腔壓力降低，作用在葉輪后蓋板上的壓力減小，而前蓋板處的壓力不變，這時形成一個向右的合力，使轉(zhuǎn)子返回平衡位置。反之，轉(zhuǎn)子向右（電機方向）偏移，閥開啟程度減小，平衡腔的壓力升高，而前蓋板上的壓力仍然不變，葉輪處產(chǎn)生一個向左(入口端)的合力，削弱轉(zhuǎn)子的偏移趨勢。作用：因流量變化或介質(zhì)密度、粘度變化而使軸向力發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子組件位移也會發(fā)生變化，但因軸向力自動平衡的作用，轉(zhuǎn)子會在新的位置達到平衡，從而擴大了屏蔽泵的工作范圍，增強了屏蔽泵對不同介質(zhì)、不同工況的適應(yīng)性。

第20頁/共76頁由泵體、隔離套及連接部件組成能夠承受壓力的屏蔽密封腔體。在密封腔體的外部有一個旋轉(zhuǎn)的永磁場，并通過磁場的作用，帶動密封腔體內(nèi)部的磁性轉(zhuǎn)子部件同步旋轉(zhuǎn)，而密封腔體內(nèi)部的轉(zhuǎn)子部件帶動葉輪實現(xiàn)對流體的作功。磁力泵第21頁/共76頁第22頁/共76頁二、離心泵第23頁/共76頁1.離心泵結(jié)構(gòu)

靜止部分：泵殼（蝸殼）、軸承箱轉(zhuǎn)動部分(轉(zhuǎn)子)：軸、葉輪、聯(lián)軸器、并帽、鍵、平衡盤（鼓）、止推盤、軸套密封：內(nèi)部：口環(huán)；外部：軸封（填料、機械密封、干氣密封）軸承：徑向軸承、止推軸承。第24頁/共76頁軸承聯(lián)軸器軸口環(huán)機械密封葉輪鍵軸承箱泵殼并帽鍵出口法蘭入口法蘭單級單吸懸臂式離心泵第25頁/共76頁多級離心泵第26頁/共76頁轉(zhuǎn)子葉輪軸第27頁/共76頁主要部件1)葉輪：

做功元件。閉式葉輪：葉片兩側(cè)帶有前后兩塊蓋板，液體在兩葉片間通道內(nèi)流動時無倒流現(xiàn)象，適于輸送較清潔的流體，輸送效率高。半開(閉)式葉輪：吸入口一側(cè)無前蓋板，適于輸送含小顆粒的溶液，輸送效率低。開式葉輪：沒有前后蓋板。適于輸送含大顆粒的溶液，效率低。第28頁/共76頁

單吸式葉輪：結(jié)構(gòu)簡單，液體只能從葉輪一側(cè)被吸人。雙吸式葉輪：同時從葉輪兩側(cè)對稱地吸入液體。不僅具有較大的吸液能力，而且可基本上消除軸向推力。平衡孔平衡孔第29頁/共76頁2)泵殼亦稱為蝸殼、泵體。葉輪在泵殼內(nèi)沿著蝸形通道逐漸擴大的方向旋轉(zhuǎn)，愈接近液體的出口，流道截面積愈大。液體從葉輪外周高速流出后，流過泵殼蝸形通道時流速將逐漸降低，因此減少了流動能量損失，且使部分動能轉(zhuǎn)換為靜壓能。所以泵殼不僅是匯集由葉輪流出的液體的部件，而且又是一個轉(zhuǎn)能裝置。第30頁/共76頁

對分段式多級泵，為了使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，每級葉輪和下一級葉輪之間的能量轉(zhuǎn)換采用導(dǎo)葉(導(dǎo)輪)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)葉有徑向?qū)~和流道式導(dǎo)葉兩種，徑向?qū)~流動性能稍差，流道式導(dǎo)葉流動性能較好，但制造困難。離心油泵與一般分段多級泵多用徑向式導(dǎo)葉，而分段多級高壓熱油泵則用流道式導(dǎo)葉。3)導(dǎo)葉(導(dǎo)輪)第31頁/共76頁徑向式導(dǎo)葉（正反導(dǎo)葉）第32頁/共76頁4)軸封裝置在泵軸伸出泵殼處，轉(zhuǎn)軸和泵殼間存有間隙，在旋轉(zhuǎn)的泵軸與泵殼之間的密封，稱為軸封裝置。其作用是防止高壓液體沿軸泄漏，或者外界空氣以相反方向漏入。常用的有填料密封和機械密封,干氣密封正在推廣使用。填料密封裝置：由填料函殼、軟填料和填料壓蓋構(gòu)成，軟填料為浸油或涂石墨的石棉繩，將其放入填料函與泵軸之間，將壓蓋壓緊迫使它產(chǎn)生變形達到密封。第33頁/共76頁4.軸封裝置(續(xù))機械密封裝置：由裝在泵軸上隨之轉(zhuǎn)動的動環(huán)和固定在泵殼上的靜環(huán)組成，兩環(huán)形端面由彈簧力使之緊貼在一起達到密封目的。動環(huán)用硬質(zhì)金屬材料制成，靜環(huán)一般用浸漬石墨或酚醛塑料等制成。機械密封的性能優(yōu)良，使用壽命長。當部件的加工精度要求高，安裝技術(shù)要求比較嚴格，價格較高。用于輸送酸、堿、鹽、油等密封要求高的場合。第34頁/共76頁5)軸向力平衡裝置軸向力的產(chǎn)生第35頁/共76頁單級泵常用的軸向力平衡措施：a）采用雙吸葉輪b）開平衡孔（或接平衡管）c）平衡葉片（平衡筋）第36頁/共76頁多級泵常用的軸向力平衡措施：a）葉輪對稱布置b）平衡鼓c）自動平衡盤d）平衡盤和平衡鼓組合。平衡板第37頁/共76頁平衡盤第38頁/共76頁2)流量

Q：m3／h，與泵的結(jié)構(gòu)尺寸（葉輪直徑和寬度）、轉(zhuǎn)速、管路情況有關(guān)。2離心泵的性能參數(shù)與特性曲線3）壓頭（揚程）H：m，泵對單位重量的液體所提供的有效能量。與泵的結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)速、流量等有關(guān)。對于一定的泵和轉(zhuǎn)速，壓頭與流量間有一定的關(guān)系。1)轉(zhuǎn)速：葉輪在單位時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，r/min。

在泵的入口和出口間列柏努利方程，以單位重量流體為基準：轉(zhuǎn)速、流量、壓頭、軸功率和效率、氣蝕余量等。2.1主要性能參數(shù):第39頁/共76頁無限多葉片理論揚程——出口圓周速度；——葉片出口安裝角；——出口處因葉片厚度引起通道面積減少的系數(shù)

、——出口處葉輪直徑、寬度

=90°時，稱為徑向葉片，—是一條水平直線。

<90°時，稱為后彎葉片，—是一條向下直線。

>90°時，稱為徑向葉片，—是一條向上直線。

第40頁/共76頁4)效率

指泵軸對液體提供的有效功率與泵軸轉(zhuǎn)動時所需功率之比，稱為泵的總效率，用η表示，無因次，其值恒小于100%。它的大小反映泵在工作時能量損失的大小，泵的效率與泵的大小、類型、制造精密程度、工作條件等有關(guān)，由實驗測定。

離心泵的能量損失主要包括：(1)容積損失：由于泵的泄漏、液體的倒流等所造成，使得部分獲得能量的高壓液體返回去被重新作功而使排出量減少浪費的能量。容積損失用容積效率ηV表示。(2)機械損失：由于泵軸與軸承間、泵軸與填料間、葉輪蓋板外表面與液體間的摩擦等機械原因引起的能量損失。機械損失用機械效率ηm表示。第41頁/共76頁(3)水力損失：由于液體具有粘性，在泵殼內(nèi)流動時與葉輪、泵殼產(chǎn)生碰撞、導(dǎo)致旋渦等引起的局部能量損失。水力損失用水力效率ηh表示。總效率：

η=

ηv×ηm×ηh一般：小泵：η=50～70％；大泵：η>90％（4）軸功率

指泵軸轉(zhuǎn)動時所需要的功率，亦即電機提供的功率，用N表示，單位kW。由于能量損失，軸功率必大于有效功率，即N=Ne/ηWe——流體接受的功ms——質(zhì)量流量泵的軸功率與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸、流量、壓頭、轉(zhuǎn)速等有關(guān)。第42頁/共76頁例：

采用圖示裝置測定離心泵的性能。泵的吸入和排出管內(nèi)徑分別為100mm和80mm，兩測壓口間垂直距離為0.5m，泵的轉(zhuǎn)速為2900rpm,用20℃清水作為介質(zhì)時測定，數(shù)據(jù)為：流量15l/s，泵出口處表壓2.55×105Pa，進口處真空度2.67×104Pa，電機功率6.2kW(電機效率93%)。解：在轉(zhuǎn)速為2900rpm下①泵的流量：

Q＝15×10-3×3600＝54m3/h②泵的壓頭：在真空表和壓強表所在截面1-1′與2-2′間列柏努利方程，以單位重量流體為基準:其中：(Z2-Z1)＝0.5m，

p2＝2.55×105Pa(表)，p1＝-2.67×104Pa(表)，Hf≈0第43頁/共76頁③軸功率：N=6.2×０.93＝5.77kW④效率：故該泵主要性能為：Q=54m3／h，H=29.5m,N=5.77kW，η=75.2%,n=2900rpm第44頁/共76頁11‘22‘在圖示的系統(tǒng)中，若貯槽與高位槽液面維持恒定，在1-1′截面與2-2′截面間列柏努利方程：2.2管路特性曲線第45頁/共76頁He=K+GQe2

稱為管路特性方程，它反映在特定的管路中，液體所需壓頭(He)與流量(Qe)的關(guān)系。這種關(guān)系只與管路的布置條件有關(guān)，而與泵的性能無關(guān)。將其關(guān)系標繪在H～Q坐標圖上，即為管路特性曲線，為一拋物線型。第46頁/共76頁例2

用離心泵向密閉容器輸送清水，管路情況如圖。貯槽A和密閉容器B內(nèi)液面恒定，位差20m。管路系統(tǒng)為：管徑φ114×4mm，管長(包括所有局部阻力的當量長度)150m，密閉容器內(nèi)表壓9.81×104Pa，流動在阻力平方區(qū)，管道摩擦系數(shù)0.016，輸水量45m3/h。求：(1)管路特性方程；(2)泵的升揚高度與揚程；(3)泵的軸功率(效率為70％，水的密度1000kg/m3)解：(1)第47頁/共76頁(2)泵的升揚高度與揚程泵的升揚高度即ΔZ，值為20m。泵的揚程由管路特性方程計算：(3)泵的軸功率第48頁/共76頁2.3離心泵的特性曲線當轉(zhuǎn)速一定時H、N、η與Q的關(guān)系曲線

最高效率點為工作點H—Q曲線代表的是在一定轉(zhuǎn)速下流體流經(jīng)離心泵所獲得的能量與流量的關(guān)系，是最為重要的一條特性曲線。圖示為后彎式葉片。在一定轉(zhuǎn)速下，泵的軸功率隨輸送流量的增加而增大，流量為零時，軸功率最小。關(guān)閉出口閥啟動離心泵，啟動電流最小。第49頁/共76頁泵的工作點QH泵特性曲線管路特性曲線工作點離心泵的工作點：泵的揚程曲線(H~Q線)與管路特性曲線(HL~Q

線)的交點(a點)。

第50頁/共76頁離心泵的調(diào)節(jié)工廠操作中經(jīng)常要遇到對離心泵及其管路系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)以滿足工藝上對流體的流量和壓頭的要求，實際上這對應(yīng)著改變泵的工作點位置。

1）改變管路特性曲線：改變管路流動阻力（如閥門開度），管路由a上移至a’，流量由V減少為V’。特性曲線將發(fā)生相應(yīng)的變化。關(guān)小閥門，管路阻力增加，管路特性曲線由1移至1’，工作點

該調(diào)節(jié)方法的主要優(yōu)點是操作簡單，但管路上阻力損失大且可能使泵的工作點位于低效率區(qū)，因此多在調(diào)節(jié)幅度不大但需經(jīng)常調(diào)節(jié)的場合下使用。第51頁/共76頁離心泵的調(diào)節(jié)2）改變泵H~V特性曲線：——改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速將葉輪轉(zhuǎn)速由n調(diào)節(jié)n’到或n’’

，根據(jù)離心泵的比例定律式，泵的H-V曲線會有相應(yīng)的改變。

隨轉(zhuǎn)速增加或減少、泵的H-V特性曲線上移或下移，工作點相應(yīng)移動到a’

或a’’，流量與壓頭發(fā)生相應(yīng)改變而并不額外增加管路阻力損失，離心泵仍在高效區(qū)工作。該調(diào)節(jié)方法能量利用率更高，隨著電機變頻調(diào)速技術(shù)的推廣，在大功率流體輸送系統(tǒng)中應(yīng)用越來越多。第52頁/共76頁離心泵的調(diào)節(jié)3）改變泵H~V特性曲線：——改變?nèi)~輪直徑

將葉輪轉(zhuǎn)速由D1

改到D2

，根據(jù)離心泵的切割定律，泵的H-V曲線會有相應(yīng)的改變。M2Q2HQQ1M1D1D2D1>D2缺點：流體調(diào)節(jié)范圍有限、不方便，難以做到連續(xù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)不當會降低泵的效率。一般很少采用。第53頁/共76頁離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)

有大幅度調(diào)節(jié)要求時，可以采取多泵組合安裝的方式。將組合安裝的離心泵視為一個泵組，根據(jù)并聯(lián)或串聯(lián)工作的規(guī)律，可以作出泵組的特性曲線（或稱合成特性曲線），據(jù)此確定泵組的工作點。

并聯(lián)操作：泵在同一壓頭下工作，泵組的流量為該壓頭下各泵對應(yīng)的流量之和。與單臺泵在同一管路中的工作點1相比，并聯(lián)管組不僅流量增加，壓頭也隨之有所增加，因為管路阻力損失增加。同一管路系統(tǒng)中并聯(lián)泵組的輸液量并不能達到兩臺泵單獨工作時的輸液量之和。

QQQ并HH1H并2第54頁/共76頁離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)串聯(lián)操作：泵送流量相同，泵組的揚程為該流量下各泵的揚程之和。與同一管路中單臺泵工作點1相比，串聯(lián)泵組不僅提高了揚程，同時還增加了輸送量。正因為如此，在同一管路系統(tǒng)中串聯(lián)泵組的揚程不能達到兩臺泵單獨工作時的揚程之和。第55頁/共76頁

離心泵性能的換算

離心泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下，以常溫清水進行測定而得到的。使用時若輸送液體的性質(zhì)或其它條件與測定條件不同時，可導(dǎo)致泵的性能發(fā)生變化，這時就需進行相應(yīng)的換算。1)液體密度的影響離心泵的壓頭、流量均與液體的密度無關(guān)，故泵的效率亦不隨ρ而改變，但泵的軸功率隨密度不同而變化，應(yīng)重新進行計算。《化工機器安裝工程施工與驗收規(guī)范》中用水試運時，如工作介質(zhì)比水密度大，應(yīng)核算軸功率。2)液體粘度的影響當被輸送液體的粘度大于常溫下清水的粘度時，由于葉輪、泵殼內(nèi)流動阻力的增大，致使泵的壓頭、流量都要減小，效率下降，而軸功率增大。一般當液體的運動粘度ν＞20×10-6m2/s時，離心泵的性能按下式進行換算：

Q′=CQQ；H′＝CHH；η′＝Cη·η，CQ，CH，Cη稱為離心泵的流量，壓頭和效率換算系數(shù)，可查圖。第56頁/共76頁問：當液體粘度改變時，對泵的性能有何影響？答：與清水相比，當輸入介質(zhì)的粘度增大時，泵的性能變化如下：（1）泵流量減小；（2）泵揚程降低；（3）泵軸功率增加，效率降低；（4）泵所需的允許汽蝕余量增大。由此看出，流體粘度對泵性能有較大影響，對于粘度過大的油品，由于其流動性很差，不宜使用離心泵輸送，一般粘度大于650厘池時，應(yīng)選用往復(fù)泵或齒輪泵。第57頁/共76頁3）離心泵轉(zhuǎn)速的影響

當液體粘度不大且假設(shè)泵的效率不變，泵的轉(zhuǎn)速變化小于20%時，泵的流量、壓頭、軸功率與轉(zhuǎn)速的近似關(guān)系可按比例定律進行計算：4）葉輪直徑的影響當轉(zhuǎn)速不變而減小葉輪直徑時，泵的流量、壓頭、軸功率與葉輪直徑的關(guān)系可按切割定律進行計算(葉輪直徑變化＜20%)：第58頁/共76頁2.4離心泵的氣蝕現(xiàn)象與安裝高度氣蝕現(xiàn)象離心泵通過旋轉(zhuǎn)的葉輪對液體做功，使液體機械能增加，在隨葉輪的流動過程中，液體的速度和壓強是變化的。通常在葉輪入口處壓強最低，壓強愈低愈容易吸液。但是當該處壓強小于或等于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時(p≤pv)液體將部分汽化，形成大量的蒸汽泡。這些氣泡隨液體進入葉輪后，由于壓強的升高將受壓破裂而急劇凝結(jié)，氣泡消失產(chǎn)生的局部真空，使周圍的液體以極高的速度涌向原氣泡處，產(chǎn)生相當大的沖擊力，致使金屬表面腐蝕疲勞而受到破壞。由于氣泡產(chǎn)生、凝結(jié)而使泵體、葉輪腐蝕損壞加快的現(xiàn)象，稱為氣蝕。

危害：氣蝕現(xiàn)象發(fā)生時，將使泵體振動發(fā)出噪音；金屬材料損壞加快，壽命縮短；泵的流量、壓頭等下降。嚴重時甚至出現(xiàn)斷流，不能正常工作。為避免氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，必須在操作中保證泵入口處的壓強大于輸送條件下液體的飽和蒸汽壓，這就要求泵的安裝高度不能太高，應(yīng)有一限制。第59頁/共76頁

離心泵產(chǎn)生汽蝕的原因：低壓、高溫、帶氣

（1）水池液位過低，泵的安裝高度過高；流速和吸入管路上的阻力太大；（2）被輸送的介質(zhì)溫度過高；

（3）有氣體被吸入：吸入管道、法蘭密封不好，有空氣進入。離心泵防止汽蝕的措施

(1)采用雙吸葉輪。(2)采用誘導(dǎo)輪；(3)增大泵入口的通流面積，降低葉輪的入口速度。(4)、減少吸入管路阻力。(5)降低泵的安裝高度、提高泵的入口壓力。(6)降低泵的入口溫度。(7)降低泵的轉(zhuǎn)速；(8)采用耐汽蝕破壞的材料制造泵的過流部分元件。誘導(dǎo)輪第60頁/共76頁

離心泵的允許吸上真空度HS′

為防止氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)使葉片入口處最低壓強大于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓。但在實際操作中，不易測出最低壓強的位置，而往往是測泵入口處的壓強，然后在考慮一安全量，即為泵入口處允許的最低絕對壓強，以p1表示。習(xí)慣上常把p1表示為真空度，并以被輸送液體的液柱高度為計量單位，稱為允許吸上真空度，以HS′表示。HS′是指壓強為p1處可允許達到的最高真空度，表達式：式中：p1－泵入口處允許的最低絕對壓強，Pa；

ρ－被輸送流體的密度，kg/m3。第61頁/共76頁HS′與泵的類型、結(jié)構(gòu)、輸送操作條件有關(guān)，通過實驗測定，由制造廠提供，標示在泵樣本或說明書中。實驗條件：大氣壓10mH2O，溫度20℃，清水為介質(zhì)。當操作條件和輸送液體與實驗條件不符時，須換算：HS－實驗條件下輸送水時的允許吸上真空度，mH2O；(泵性能圖中查)HS′－操作條件下輸送液體時的允許吸上真空度，m液柱；Ha－泵安裝地區(qū)大氣壓，mH2O；Pv－操作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓，Pa；10－實驗條件下大氣壓強，mH2O；0.24－實驗條件下水的飽和蒸汽壓，mH2O；1000－實驗溫度下水的密度，kg/m3；ρ－操作溫度下液體的密度，kg/m3

。第62頁/共76頁允許氣蝕余量NSPH由于HS′使用起來不便，有時引入另一表示氣蝕性能的參數(shù)，稱為氣蝕余量。以NSPH表示，其定義為：為防止氣蝕發(fā)生，要求離心泵入口處靜壓頭與動壓頭之和必須大于液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓頭的最小允許值，即：〖說明〗NSPH通過實驗測定，標示在泵產(chǎn)品說明書中。實驗條件為20℃清水，一般不用校正。第63頁/共76頁離心泵的安裝高度(允許吸上高度)定義：指泵的吸入口與吸入貯槽液面間可達到的最大垂直距離。Hg11‘00‘如圖示，以0-0′為基準面，在0-0′，1-1′間列柏努利方程：第64頁/共76頁(1)用允許吸上真空度HS′表示安裝高度Hg(2)用允許氣蝕余量NSPH表示安裝高度Hg〖說明〗①Hg安<Hg算通常：Hg安＝Hg算－（0.5～1.0）m②離心泵的Hs′、NSPH與流量有關(guān)，流量大NSPH大而HS′較小，因此計算時以最大流量計算；③離心泵安裝時，應(yīng)盡量選用大直徑進口管路，縮短長度，盡量減少彎頭、閥門等管件，使吸入管短而直，以減少進口阻力，提高安裝高度，或在同樣Hg下避免發(fā)生氣蝕。第65頁/共76頁泵安裝高度計算舉例例

用離心泵將敞口水槽中65℃熱水送往某處，槽內(nèi)液面恒定，輸水量為55m3/h，吸入管徑為100mm,進口管路能量損失為2m，泵安裝地區(qū)大氣壓為0.1MPa，已知泵的允許吸上真空高度Hs=5m,求泵的安裝高度。解：65℃水，pv=2.554×104Pa,ρ=980.5kg/m3為安全起見，泵的實際安裝高度應(yīng)小于0.69m。第66頁/共76頁2.2.6離心泵的類型與選用2.2.6.1離心泵的類型實際生產(chǎn)過程中，輸送的液體是多種多樣的，工藝流程中所需提供的壓頭和流量也是千差萬別的，為了適應(yīng)實際需要，離心泵的種類很多。分類方式：按被輸送液體性質(zhì)分水泵耐腐蝕泵油泵雜質(zhì)泵單吸泵雙吸泵按吸入方式分單級泵多級泵按葉輪數(shù)目分分第67頁/共76頁1.水泵用于輸送工業(yè)用水，鍋爐給水，地下水及物理、化學(xué)性質(zhì)與水相近的清潔液體。壓頭不太高，流量不太大時，采用單級單吸懸臂式離心泵，系列代號IS。泵殼和泵蓋采用鑄鐵制成。揚程：8～98m，流量：4.5～360m3/h；壓頭較高，流量不太大時采用多級泵，系列代號D。葉輪一般2～9個，多達12個。揚程：14～351m，流量：10.8～850m3/h；壓頭不太高，流量較大時采用雙吸泵，系列代號Sh。揚程：9～140m，流量：120～12500m3/h。型號說明：IS100-80-125IS－單級單吸離心水泵100－泵的吸入管內(nèi)徑，mm80－泵的排出管內(nèi)徑，mm125－泵的葉輪直徑，mm6Sh96－吸入口直徑，inSh－雙吸式離心水泵9－比轉(zhuǎn)數(shù)ns，轉(zhuǎn)數(shù)被10除后的整數(shù)第68頁/共76頁2.耐腐蝕泵用于輸送酸、堿、鹽等腐蝕性液體，系列代號F。特點：采用不同耐腐蝕材料制造或襯里，密封性能好。揚程范圍：15～105m，流量范圍：