流體輸送機械1第一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日按工作原理分類：動力式（葉輪式）:如離心泵、軸流泵、旋渦泵容積式（正位移式）:如往復(fù)泵、齒輪泵其它形式:如噴射泵Chap2

流體輸送機械一、離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型（一）基本部件與構(gòu)造

葉輪

泵殼

泵軸及軸封裝置2第二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日防止啟動前灌入的液體從泵內(nèi)漏失§2.1離心泵3第三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日1.葉輪1）葉輪的作用：將電動機的機械能傳給液體2）葉輪的分類：開式葉輪

半閉式葉輪

閉式葉輪

效率依次升高，易阻塞程度依次升高a）按結(jié)構(gòu)：§2.1離心泵4第四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日按吸液方式：

單吸式葉輪雙吸式葉輪液體只能從葉輪一側(cè)被吸入可以從兩側(cè)吸入液體§2.1離心泵5第五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日泵殼的主要作用：②能量轉(zhuǎn)換裝置。2.泵殼①匯集液體，并導(dǎo)出液體；動能靜壓能（蝸殼）§2.1離心泵6第六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日導(dǎo)輪葉輪與泵殼之間安裝的固定不動的帶有葉片的圓盤導(dǎo)輪上的葉片彎曲方向與葉輪上葉片的彎曲方向相反作用：使能量損失減小，動能向靜壓能的轉(zhuǎn)換更為有效?！?.1離心泵7第七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日(旋轉(zhuǎn)的泵軸與固定的泵體之間的密封)減少泵內(nèi)高壓液體外流，防止外部空氣滲入泵內(nèi)。填料密封機械密封3.軸封裝置（二）分類1.按葉輪數(shù)目單級泵軸上只有一個葉輪的離心泵軸上不止一個葉輪的離心泵多級泵，級數(shù)指葉輪數(shù)可以達到較高的壓頭§2.1離心泵8第八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日

2.按葉輪上吸入口的數(shù)目葉輪上只有一個吸入口葉輪上有兩個吸入口單吸泵雙吸泵適用于輸送量很大的情況

3.按離心泵的不同用途水泵、

耐腐蝕泵、

油泵、雜質(zhì)泵（三）工作原理原理：甩出、真空、吸入。開泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體。§2.1離心泵9第九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（1）泵軸帶動葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，液體從葉輪中心被拋向葉輪外周，壓力增高，并以很高的速度（15-25m/s）流入泵殼。

（2）在蝸形泵殼中液體的流速減慢，大部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。最后液體以較高的靜壓強流入排出管道。（3）泵內(nèi)的液體被拋出后，葉輪的中心形成了真空，開泵后液體經(jīng)吸入管路進入泵內(nèi)?！?.1離心泵10第十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日葉輪旋轉(zhuǎn)時不能輸送液體的現(xiàn)象。若離心泵啟動前未充滿液體，則葉片間必充滿氣體。由于氣體密度很小，所產(chǎn)生的離心力也很小。所以在葉輪中心形成的真空不足以將液體吸入泵內(nèi)，這時葉輪雖然旋轉(zhuǎn)，但不能輸送液體。啟動前泵內(nèi)充滿液體，吸入管路底部裝有止逆閥§2.1離心泵11第十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日二、離心泵的理論壓頭與實際壓頭理論壓頭：理想情況下單位重量液體所獲得的能量，用H表示。§2.1離心泵液體在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪中的運動分為2種:（一）理論壓頭12第十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日周向運動：與葉片的相對運動：處處與葉片相切§2.1離心泵在葉輪進口與出口之間列機械能衡算式：原因一：離心力做功13第十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日§2.1離心泵原因二：流動通道逐漸擴大，部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能∴14第十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日∴又§2.1離心泵整理得15第十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日§2.1離心泵r2b2c2uc2c2r葉片的裝置角（流動角）又16第十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日§2.1離心泵——離心泵的基本方程式——離心泵理論壓頭的表達式

討論：（1）理論壓頭與流量Q、葉輪旋轉(zhuǎn)角速度、

葉輪的尺寸和構(gòu)造（r2、b2、2）有關(guān)；（2）葉輪直徑及轉(zhuǎn)速越大，則理論壓頭越大；（3）在葉輪轉(zhuǎn)速、直徑一定時，流量Q與理論壓頭H的關(guān)系受裝置角2的影響。17第十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日葉片的幾何形狀2<90ctg2>02=90ctg2=02>90ctg2<0H隨流量↑而↓H不隨流量變化H隨流量↑而↑§2.1離心泵18第十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日2<902=902>90前彎葉片產(chǎn)生的理論壓頭最高，這類葉片是最佳形式的葉片嗎？NO§2.1離心泵19第十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日c2w2u2后彎葉片c2w2u2徑向葉片c2w2u2前彎葉片c2大，泵內(nèi)流動阻力損失大，泵的效率降低一般都采用后彎葉片§2.1離心泵20第二十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日§2.1離心泵（4）理論壓頭H與液體密度無關(guān)。泵對單位體積流體所加的能量與密度成正比。（二）實際壓頭實際壓頭比理論壓頭要小。原因：幾乎與流量大小無關(guān)（1）葉片間的環(huán)流運動21第二十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日設(shè)計流量§2.1離心泵（2）阻力損失-----近似與流速的平方呈正比（3）沖擊損失----在設(shè)計流量下，此項損失最小。三者統(tǒng)稱為水力損失22第二十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日三、離心泵的主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)速n流量Q壓頭H軸功率N效率η汽蝕余量△h單位r.p.s或r.p.m泵單位時間實際輸出的液體量，m3/s或m3/h，可測量和調(diào)節(jié)（揚程）§2.1離心泵單位重量流體經(jīng)泵后所獲得的機械能23第二十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日在泵進出口之間列機械能衡算式：（一）壓頭H§2.1離心泵24第二十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（二）有效功率Ne、軸功率N、效率η與效率有關(guān)的各種能量損失：（1）容積損失：

內(nèi)漏（2）水力損失：

環(huán)流損失阻力損失沖擊損失§2.1離心泵25第二十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日NNe機械損失容積損失水力損失小型水泵：一般為5070%

大型泵：可達90%以上泵軸與軸承、密封圈等機械部件之間的摩擦（2）機械損失：

=vhm§2.1離心泵26第二十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日一定轉(zhuǎn)速下的H~Q曲線、N~Q曲線、~Q曲線

用20C清水測定四、離心泵的特性曲線

Q，H

，N，有最大值。離心泵在啟動前應(yīng)關(guān)閉出口閥:(1)使啟動電流最小，以保護電機；(2)避免出口管線的水力沖擊。

圖2-12§2.1離心泵（一）離心泵的特性曲線IS125-100-250：單級單吸泵，泵入口直徑為125mm，出口直徑為100mm，葉輪外徑為250mm。

Q=0時，N≠0，

主要消耗在葉片對液體的攪動上。27第二十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日設(shè)計點與最高效率相比，效率下降5％～8％離心泵效率最高的點離心泵銘牌上的性能參數(shù)為效率最高時的性能參數(shù)§2.1離心泵28第二十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（二）離心泵特性曲線的影響因素：液體性質(zhì)密度:對H~Q曲線無影響，對~Q曲線無影響，§2.1離心泵29第二十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日粘度:當比20℃清水的大時，當<20厘斯時，對特性曲線的影響很小，可忽略不計?！?.1離心泵H，Q，，N

當轉(zhuǎn)速n變化不大時（小于20%）葉輪轉(zhuǎn)速:30第三十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日若不變，則§2.1離心泵若泵在原轉(zhuǎn)速n下的特性曲線方程則泵在新轉(zhuǎn)速n’下：31第三十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日轉(zhuǎn)速增大§2.1離心泵32第三十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日葉輪直徑:（1）同一系列兩種不同尺寸的泵：（2）葉輪略加切削而使D2變小，若D2變化<20%切割定律§2.1離心泵33第三十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日思考：若泵在原葉輪直徑下的特性曲線方程為則葉輪切割后泵的特性曲線方程表達式？五、離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)泵------供方管路------需方匹配：泵提供的流量=管路所需的流量泵提供的壓頭H=管路所需的壓頭he§2.1離心泵34第三十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（一）管路特性曲線-------管路所需壓頭he與流量關(guān)系曲線管路特性方程§2.1離心泵35第三十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日工作點：離心泵的特性曲線與管路的特性曲線的交點工作點對應(yīng)的流量和壓頭為離心泵在特定管路中實際輸送的流量和提供的壓頭單位重量流體需增加的位能和靜壓能管路系統(tǒng)的總能量損失B值相同流量下的阻力損失越大，為高阻管路。越大，管路特性曲線越陡峭，越小，越平坦，為低阻管路。越小，§2.1離心泵36第三十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（二）流量調(diào)節(jié)——調(diào)節(jié)出口閥門開度——改變n、切割葉輪閥門開大閥門關(guān)小工作點改變管路特性曲線改變泵特性曲線§2.1離心泵自學：不同流量調(diào)節(jié)方法的優(yōu)缺點。P6337第三十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日例1

用離心泵將江水送至高位槽。若管路條件不變，則下列參數(shù)隨著江面的下降有何變化？（設(shè)泵仍能正常工作）泵的壓頭H，管路總阻力損失hf，泵出口處壓力表讀數(shù)，泵入口處真空表讀數(shù)。管路特性曲線平行上移解：江面下降，泵特性曲線不變

工作點左移§2.1離心泵38第三十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日33§2.1離心泵39第三十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日六、離心泵的組合操作——串、并聯(lián)（一）并聯(lián)泵并聯(lián)時，在相同H下，對單臺泵：并聯(lián)泵：§2.1離心泵并聯(lián)后，管路中的流量不能達到原來的兩倍40第四十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（二）串聯(lián)泵串聯(lián)時，在相同Q下，對單臺泵：串聯(lián)泵：串聯(lián)后，管路中的壓頭不能達到原來的兩倍§2.1離心泵41第四十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（三）離心泵組合方式的選擇

對于低阻輸送管路a，并聯(lián)組合泵流量的增大幅度大于串聯(lián)組合泵；對于高阻輸送管路b，串聯(lián)組合泵的流量增大幅度大于并聯(lián)組合泵。低阻輸送管路----并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；高阻輸送管路----串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。§2.1離心泵42第四十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日例2

某離心泵工作轉(zhuǎn)速為n=2900r.p.m.（轉(zhuǎn)/min），其特性曲線方程為。當泵的出口閥全開時，管路特性曲線方程為，式中Q的單位為m3/h，H及he的單位均為m。求：（1）閥全開時，泵的輸水量為多少？（2）要求所需供水量為上述供水量的75%時：

a．若采用出口閥調(diào)節(jié)，則節(jié)流損失的壓頭為多少m水柱？

b．若采用變速調(diào)節(jié)，則泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少r.p.m.？

解：（1）§2.1離心泵43第四十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日QQHhe(2)a.采用調(diào)節(jié)出口閥門的方法節(jié)流損失§2.1離心泵44第四十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日b.

采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法QQ新轉(zhuǎn)速下泵的特性曲線方程為：

能否用×P63例2-3§2.1離心泵45第四十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日七、離心泵的安裝高度Zs（一）什么是安裝高度？

泵軸與吸液方液面間的垂直高度，用ZS表示?？烧韶摗！?.1離心泵46第四十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日為什么會有安裝高度問題？

K§2.1離心泵47第四十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日

為避免汽蝕現(xiàn)象，安裝高度必須加以限制，汽蝕現(xiàn)象：

當pk＝pv時，K處發(fā)生部分汽化現(xiàn)象。

葉片表面產(chǎn)生蜂窩狀腐蝕；泵體震動，并發(fā)出噪音；流量、壓頭、效率都明顯下降；嚴重時甚至吸不上液體?！?.1離心泵即存在最大安裝高度Zs,max。48第四十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（二）最大安裝高度和允許汽蝕余量

剛好發(fā)生汽蝕時，pk＝pv，pe達到最小值pe,min。在s-s面、e-e面間列機械能衡算：最小汽蝕余量§2.1離心泵（NPSH）49第四十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日-------最小汽蝕余量一般規(guī)定，允許汽蝕余量是泵的特性參數(shù)之一，由廠家測定。（臨界汽蝕余量）實際安裝高度比還要低0.51m（必需汽蝕余量）§2.1離心泵附錄十七則相應(yīng)地，允許安裝高度50第五十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日影響最小汽蝕余量的因素：

e-e面、k-k面間：∴在流量一定時，最小汽蝕余量只與泵的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)§2.1離心泵51第五十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日只要粘度變化不大，的校正：無需校正。（三）允許吸上真空度pmin很難測定，一般以入口壓力pe代替。P0——當?shù)卮髿鈮篜e——泵入口壓力§2.1離心泵52第五十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日在貯槽液面和泵入口之間列機械能衡算式允許吸上真空度的校正：§2.1離心泵53第五十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日5.液體溫度T，影響汽蝕的因素：1.

當?shù)卮髿鈮篜a，2.

安裝高度，3.吸入管Hf,0-1，故一般離心泵的吸入管比排出管粗流量調(diào)節(jié)閥門不能安在吸入端4.密度，易汽蝕易汽蝕易汽蝕易汽蝕易汽蝕§2.1離心泵飽和蒸汽壓，54第五十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日八、離心泵的安裝與選用§2.1離心泵定規(guī)格-----根據(jù)流量、壓頭大小，高效

①安裝高度需低于允許值；②啟動前充滿液體，關(guān)出口閥；③運行檢查軸承；④關(guān)出口閥（停車）

（二）安裝與運行：

P67例2-5（一）選用原則：定類型-----根據(jù)流體性質(zhì)及操作條件

P69

55第五十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日型號Q（m3/h）H（m）A29.517.4B1518.5C1121例：某輸水管路系統(tǒng)，要求水流量Qe＝10m3/h，管路特性方程為：（式中Qe：m3/h，He：m），現(xiàn)有三種型號離心泵列于附表中，求：（1）計算后從附表中選擇一臺合適的離心水泵。（2）若該管路吸入管直徑為50mm，吸入管路壓頭損失為1.5m，操作溫度為65℃，當?shù)卮髿鈮簽?.81×104Pa，求該泵的允許安裝高度Zs（該泵在轉(zhuǎn)速為2900r/min下，輸送20℃清水時，允許吸上真空度為6m）。

§2.1離心泵56第五十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日解：（1）選水泵Qe＝10m3/h

可選C型號

（2）

§2.1離心泵57第五十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日65℃水：

為安全起見，離心泵的實際安裝高度應(yīng)比2.16m低（0.5～1）m?！?.1離心泵58第五十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日一、容積式泵§2.2其他類型泵（正位移泵）流量只與泵的特性有關(guān)，而與管路特性無關(guān)。（一）往復(fù)泵往復(fù)泵的流量只與泵的幾何尺寸和活塞的往復(fù)次數(shù)等有關(guān)，且不能倒流，為正位移泵2.往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸無關(guān)；壓頭越大，漏損越大。只取決于管路情況。59第五十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日§2.2其他類型泵3.安裝高度也受限制，無汽蝕現(xiàn)象；4.具有自吸作用，啟動前無需灌液；5.輸液量不均勻、不連續(xù)采取措施：（1）多缸往復(fù)泵（2）安裝空氣室60第六十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日§2.2其他類型泵6.流量調(diào)節(jié)不可用出口閥門調(diào)節(jié)7.適用于小流量、高壓頭情況下輸送高粘度的液體6.流量調(diào)節(jié)不可用出口閥門調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)方法旁路調(diào)節(jié)改變活塞行程或往返次數(shù)

不宜輸送腐蝕性或有固體顆粒的懸浮液。屬于往復(fù)泵的一種（二）隔膜泵用于輸送腐蝕性或有固體顆粒的懸浮液61第六十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日§2.2其他類型泵屬于往復(fù)泵的一種（三）計量泵（比例泵）一般用于要求輸液量十分準確或幾種液體要求按一定配比輸送的場合。62第六十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日1.齒輪泵旋轉(zhuǎn)類正位移泵。高壓頭小流量，適用于輸送高粘度液體或糊狀物料，但不宜輸送含固體顆粒的懸浮液。2.螺桿泵（四）旋轉(zhuǎn)泵（轉(zhuǎn)子泵）靠泵內(nèi)一個或多個轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來吸入或排出液體螺桿泵的壓頭高，效率高，無噪音，適用于高粘度液體的輸送?！?.2其他類型泵63第六十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日二、非正位移泵（一）軸流泵1.適用于大流量和低壓頭的液體輸送；2.功率N隨Q的減小而增大，Q=0時最大，啟動時閥門應(yīng)全部打開；3.流量調(diào)節(jié)采用旁路調(diào)節(jié)，大中型泵采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法?！?.2其他類型泵64第六十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日（二）旋渦泵

特殊類型的離心泵，原理與多級離心泵相似。§2.2其他類型泵65第六十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日Q-H、Q-曲線與離心泵相似。

Q-N曲線與離心泵相反，QN

故旋渦泵開車應(yīng)打開出口閥。旁路調(diào)節(jié)流量。啟動泵前先灌泵。旋渦泵的效率一般較低（20%-50%）。但結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，可采用耐腐材料制造，適用于高壓頭、小流量，不含固體顆料且粘度不大的液體?！?.2其他類型泵66第六十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日§2.3氣體輸送和壓縮機械分類和應(yīng)用見P74，自學分類：四類應(yīng)用：三個方面一、離心式風機依靠葉輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力以提高氣體壓力（一）離心通風機1.結(jié)構(gòu)：與離心泵相似特點：葉片數(shù)目多、短，有徑向、前彎、后彎等，通道多呈矩形

G\Y4-73型鍋爐離心通、引風機67第六十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日2.主要性能參數(shù)及特性曲線：風量、風壓、軸功率、效率風量Q：以進口狀態(tài)計

若質(zhì)量流量一定，T↑Q

↑風壓pt：又稱全風壓，Pa§2.3氣體輸送和壓縮機械68