1、第二章第二章 流体输送机械流体输送机械授课人：张栋强授课人：张栋强 联系方式：联系方式： 流体输送机械流体输送机械p 流体输送机械：流体输送机械：就是向流体做功以提高其机械能就是向流体做功以提高其机械能的装置。的装置。-真空泵真空泵压缩机压缩机鼓风机鼓风机通风机通风机气体输送机械气体输送机械泵泵液体输送机械液体输送机械p 按照输送按照输送流体的性质流体的性质分类：分类：p 泵按照其泵按照其工作原理和结构工作原理和结构可分为可分为:特点：特点：依靠旋转的依靠旋转的叶片叶片向液体传送机械能向液体传送机械能 特点：特点：机械内部的机械内部的工作容积工作容积不断发生变化不断发生变化、回转式等、回转式等
2、往复式往复式容积式：如容积式：如轴流式、喷射式等轴流式、喷射式等、离心式离心式速度式：如速度式：如泵泵一、离心泵的构造和工作原理一、离心泵的构造和工作原理二离心泵主要构件的结构及功能二离心泵主要构件的结构及功能三、三、离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数四、离心泵的工作点与流量调节四、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的安装高度五、离心泵的安装高度六、离心泵的选用、安装与操作六、离心泵的选用、安装与操作 复习：复习：1.流量测量流量测量（变压头流量计；变截面流量计）（变压头流量计；变截面流量计）。2.变压头流量计变压头流量计（测速管、孔板流量计和文丘里流量计（测速管、孔板流量计和文丘里流量
3、计）3.变截面流量计变截面流量计（转子流量计）（转子流量计）4.流体输送机械流体输送机械（液体输送机械；气体输送机械）（液体输送机械；气体输送机械）5.泵的分类泵的分类（速度式；容积式）（速度式；容积式）底底阀阀泵泵 轴轴叶叶轮轮压压出出导导管管泵泵壳壳吸入导管吸入导管第一节 离心泵一、离心泵的构造和工作原理一、离心泵的构造和工作原理 ：、：、：、泵轴及轴封装置泵轴及轴封装置泵壳泵壳叶轮叶轮3211 1、离心泵的构造：、离心泵的构造：1）开泵前，先在泵内开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。灌满要输送的液体。2）开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在）开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产
4、生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，并以很并以很高的速度（高的速度（15-25 m/s）流入泵壳。流入泵壳。2.离心泵的操作原理离心泵的操作原理：3）在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的）在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢流速减慢，使，使大部分动能转化为压力能。最后液体大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排出口以较高的静压强从排出口流入排出管道流入排出管道。4）泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，）泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压在液面压强（大气压）与泵内压力（负压）的压差
5、作用下强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便经吸，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力，因此称为所产生的离心力，因此称为离心泵离心泵。p 气缚现象：气缚现象：离心泵离心泵启动启动时，如果时，如果泵壳内存在空气泵壳内存在空气，由于空气的密度远，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小离心力很小，叶轮中心，叶轮中心处产生的低压处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度不足以造成
6、吸上液体所需要的真空度，这样，这样，离心泵就无法工作，这种现象称作离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚气缚”。为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止止逆阀。逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀调节阀，用于，用于开停车和调节流量。开停车和调节流量。思考：思考：泵启动前为什么要灌满液体泵启动前为什么要灌满液体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 叶片的内侧带有叶片的内侧带有前后盖板前后盖板，适于输送干，适于输送干净流体，效率较高。净流体，效率较高。没有前后盖板没有前后盖板，
7、适合输送含有固体颗粒，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物。的液体悬浮物。只有只有后盖板后盖板，可用于输送浆料或含固体，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。3 3 3离心泵主要构件的结构及功能离心泵主要构件的结构及功能离心泵主要构件的结构及功能离心泵主要构件的结构及功能离心泵主要构件的结构及功能离心泵主要构件的结构及功能1 1）叶轮）叶轮叶片（叶片（+盖板）盖板）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)叶轮的分类叶轮的分类 p 闭式叶轮的闭式叶轮的内漏最小内漏最小，故，故效率最高效
8、率最高，敞式叶轮的内漏最大。敞式叶轮的内漏最大。p 敞式叶轮和半闭式叶轮敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵不易发生堵塞现象塞现象思考：思考：三种叶轮中哪一种效率高？三种叶轮中哪一种效率高？p 平衡孔：平衡孔：在后盖板上钻有小孔，以在后盖板上钻有小孔，以把后盖前后空间连通起来。把后盖前后空间连通起来。按吸液方式按吸液方式 双吸式叶轮双吸式叶轮液体只能从叶轮液体只能从叶轮一侧被吸入一侧被吸入，结，结构简单。构简单。相当于两个没有盖板的单吸式叶轮相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起，可以从背靠背并在了一起，可以从两侧吸两侧吸入液体入液体，具有较大的吸液能力，而，具有较大的吸液能力，而且可以较好
9、的消除轴向推力。且可以较好的消除轴向推力。单吸式叶轮单吸式叶轮2 2）泵壳）泵壳 a)a)泵壳的作用泵壳的作用 p汇集液体，作导出液体的通道；汇集液体，作导出液体的通道；p使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。b)b)导叶轮导叶轮 p为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间有为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个时还装有一个固定不动的带有叶片的圆盘固定不动的带有叶片的圆盘，称为，称为导叶轮。导叶轮。p导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反相反，其弯
10、曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳的通道内平缓的改变方向，在泵壳的通道内平缓的改变方向，使能量损失减小，使动能使能量损失减小，使动能向静压能的转换更为有效。向静压能的转换更为有效。3 3）轴封装置）轴封装置a)轴封的作用轴封的作用 为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界空气漏入泵壳内。外界空气漏入泵壳内。B 轴封的分类轴封的分类 轴封装置轴封装置 填料密封填料密封：机械密封机械密封：主要由填料函壳、软填料和填料压盖主要由填料函壳、软填料和填料压盖组成，普通离心泵采用
11、这种密封。组成，普通离心泵采用这种密封。主要由装在泵轴上随之转动的主要由装在泵轴上随之转动的动环动环和和固定于泵壳上的固定于泵壳上的静环静环组成，两个环形组成，两个环形端面由弹簧的弹力互相贴紧而作相对端面由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动，起到密封作用。运动，起到密封作用。端面密封端面密封4 4、离心泵的分类、离心泵的分类1 1）按照轴上叶轮数目的多少）按照轴上叶轮数目的多少 单级泵 多级泵 轴上只有一个叶轮一个叶轮的离心泵，适用于出口压力不太大的情况；轴上不止一个叶轮不止一个叶轮的离心泵，可以达到较高的压头。离心泵的级数就是指轴上的叶轮数级数就是指轴上的叶轮数，我国生产的多级离心泵一般为2 2
12、9 9级级。2 2）按叶轮上吸入口的数目）按叶轮上吸入口的数目单吸泵 双吸泵 叶轮上只有一个吸入口一个吸入口，适用于输送量不大的情况。叶轮上有两个吸入口两个吸入口，适用于输送量很大的情况。3 3）按离心泵的不同用途）按离心泵的不同用途 水泵 输送清水和物性与水相近、无腐蚀性且杂质很清水和物性与水相近、无腐蚀性且杂质很少的液体少的液体的泵,（B型）耐腐蚀泵 接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀材料耐腐蚀材料制成。要求：结构简单、零件容易更换、维修方便、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（F型）油泵 输送石油产品石油产品的泵，要求密封完善。（Y 型）杂质泵 输
13、送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵，又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、叶片数目少。二、离心泵的理论压头和实际压头二、离心泵的理论压头和实际压头1、压头的意义、压头的意义p 泵的压头：泵的压头：泵向单位重量流体提供的机械能。用泵向单位重量流体提供的机械能。用H表表示，单位是示，单位是m。p 管道输送流体系统正常工作时：管道输送流体系统正常工作时：H=he22efpuhzhgg p 泵产生的压头主要用于是泵产生的压头主要用于是液位高度增加液位高度增加，静压头增大静压头增大以及以及克服流动过程中的压头损失克服流动过
14、程中的压头损失。p理想情况：理想情况：1 1）泵叶轮的）泵叶轮的叶片数目为无限多个叶片数目为无限多个，也就是说叶片的，也就是说叶片的厚度为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，厚度为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发不发生任何环流现象生任何环流现象。2 2）输送的是）输送的是理想液体理想液体，流动中，流动中无流动阻力无流动阻力。2、离心泵的理论压头、离心泵的理论压头1）离心泵基本方程式的导出）离心泵基本方程式的导出p 理论压头理论压头 离心泵在上述理想情况下产生的压头，就做离心泵在上述理想情况下产生的压头，就做理论压头，理论压头，用用H H表示。表示。离心泵基本方程r叶轮半径；叶轮半径；叶
15、轮旋转角速度；叶轮旋转角速度；Q泵的体积流量；泵的体积流量；b叶片宽度；叶片宽度；叶片装置角叶片装置角。p 意义：意义：表示离心泵的表示离心泵的理论压头与理论流量，叶轮理论压头与理论流量，叶轮的转速和直径、叶轮的几何形状的转速和直径、叶轮的几何形状间的关系间的关系。p 离心泵的基本方程离心泵的基本方程gcugcuHu22222cos2222cot1()2Qrgb-w2 c2 2 2 2 u2 w1 c1 1 1 u12 2）离心泵基本方程式的讨论）离心泵基本方程式的讨论 （1）理论压头与流量）理论压头与流量Q、叶轮转速叶轮转速、叶轮的尺寸、叶轮的尺寸和和 构构造造r2、b2、2）有关；有关；（
16、2）叶轮直径及转速越大，则理论压头越大；）叶轮直径及转速越大，则理论压头越大；（4)在叶轮转速、直径一定时，流量在叶轮转速、直径一定时，流量Q与理论与理论 压头压头H的关系受装置角的关系受装置角 2的影响如下的影响如下：（3）理论压头）理论压头H 与液体密度无关。与液体密度无关。这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液体，对单这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液体，对单 位重量流体所能提供的能量是相同的。位重量流体所能提供的能量是相同的。叶片后弯叶片后弯，20，即即H 随流量增大而减小；随流量增大而减小；叶片径向叶片径向，2=90，ctg 2=0，即即H 不随流量而变化不随流量而变化；叶片前弯
17、叶片前弯，290，ctg 20，即即H 随流量增大而增大。随流量增大而增大。w2 w2 w2 2 2 2 后弯叶片后弯叶片 径向叶片径向叶片 前弯叶片前弯叶片思考：思考：前弯叶片产生的理论压头最高，这类叶片前弯叶片产生的理论压头最高，这类叶片是最佳形式的叶片吗？是最佳形式的叶片吗？NONO！p 由于液体的流速过大，在动能转化为静压能的由于液体的流速过大，在动能转化为静压能的实际过程中，会有大量机械能损失，使泵的效率降实际过程中，会有大量机械能损失，使泵的效率降低。低。p 一般都一般都采用后弯叶片。采用后弯叶片。3 3、实际压头、实际压头 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
18、较大的差异较大的差异，原因在于原因在于流体在通过泵的过程中流体在通过泵的过程中存在着压头损失存在着压头损失，它主要包括：，它主要包括：1）叶片间的环流叶片间的环流 2）流体的流体的阻力损失阻力损失 3）冲击损失冲击损失 p 主要取决于叶片数目、主要取决于叶片数目、装置角装置角 2、叶轮大小等、叶轮大小等因素，而几乎与流量大因素，而几乎与流量大小无关。小无关。（1）叶片间的环流运动）叶片间的环流运动具体原因如下：具体原因如下：p 考虑这一因素后，图中考虑这一因素后，图中理论压头线理论压头线a变为直线变为直线b。（2）阻力损失）阻力损失p 考虑到这项损失后，压头线变为曲线考虑到这项损失后，压头线变
19、为曲线c c 。p 此损失可近似视为与流速的平方呈正比。此损失可近似视为与流速的平方呈正比。b bc c（3）冲击损失）冲击损失 在设计流量下，此项损失最小。流量若偏离设计量越在设计流量下，此项损失最小。流量若偏离设计量越远，则冲击损失越大。远，则冲击损失越大。设计设计流量流量 w2 c2 2 2 2 u2 w1 c1 1 1 u1b bc cd d 考虑到这项损失后，压考虑到这项损失后，压头线应为曲线头线应为曲线d d。q-HH实际压实际压头头设计流设计流量量理论压头、实际压头及各种压头损失与流量的关系为：理论压头、实际压头及各种压头损失与流量的关系为：三离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能
20、参数 允许汽蚀余量允许汽蚀余量轴功率和效率轴功率和效率压头压头流量流量转速转速铭铭牌牌(一一一一一一)压头与流量压头与流量压头与流量压头与流量压头与流量压头与流量1 1 离心泵的流量离心泵的流量 指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，单位为m3/s或m3/h。又称为泵的送液能力。2 2 离心泵的压头离心泵的压头 泵对单位重量的液体所提供的有效能量，以H表示，单位为m。又称为泵的扬程。p 离心泵的压头取决于：l 泵的结构（叶轮的直径、叶片的弯曲情况等）l 转速 n n l 流量 Q Q，思考：转速一定时，出厂前如何确定泵的压头呢？流量计 真空表 压力表 h0 c b Hgug
21、pbb22 fcchhgugp 022 -gppHbc gppbc)()(真真表表 实验测定实验测定在泵进口在泵进口b、泵出口泵出口c间列机械能衡算式：间列机械能衡算式：（二）轴功率、有效功率及效率（二）轴功率、有效功率及效率电机输入离心泵的功率,用N表示，单位为W或kW有效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Ne表示 轴功率：轴功率：反映泵对外加能量的利用程度，无量纲，用表示。效率：NNe NgHQ 电电机机 泵泵 电功率电N电 出 传传传电电出出 NNNNe电电电电出出电电功功率率 N NNe三者关系（如图）：三者关系（如图）：NNe机械损失容积损失水力损失小型水泵：小型水泵：一般为
22、一般为5050 70%70%大型泵：大型泵：可达可达90%90%以上以上（1 1）容积损失：）容积损失：（2）水力损失）水力损失（3）机械损失）机械损失内漏内漏环流损失、阻力损失和冲击损失环流损失、阻力损失和冲击损失 泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦p 与效率与效率 有关的各种有关的各种能量损失能量损失：例2-1 用水对一离心泵的性能进行测定，在某一次实验中测得：流量10m3/h，泵出口压力表读数0.17MPa，泵入口的真空表读数160mmHg，轴功率1.07kW。真空表与压力表两测压截面的垂直距离为0.5m。试计算泵的压头及效率。思路：思路：eNN
23、eNeNHQ gH机械能衡算机械能衡算具体解题步骤见具体解题步骤见P60，例，例2-1四离心泵的特性曲线及应用1、离心泵特性曲线离心泵的H、N都与离心泵的Q有关，它们之间的关系由确定离心泵性能的实验来测定，实验测出的一组关系曲线：HQ、Q、NQ 离心泵的特性曲线 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，但形状基本相似，具有共同的特点。1 1）H HQ Q曲线曲线：表示泵的压头与流量的关系，离心泵的压头普遍是随流量的增大而下降（流量很小时可能有例外）2 2）N NQ Q曲线：曲线：表示泵的轴功率与流量的关系，离心泵的轴功率随流量的增加而上升，流量为零时轴功率最小。离心泵
24、启动时，应关闭出口阀离心泵启动时，应关闭出口阀，使启动电流最小，以保护电机。3 3）Q Q曲线：曲线：表示泵的效率与流量的关系，随着流量的增大，泵的效率将上升并达到一个最大值，以后流量再增大，效率便下降。设计点设计点2高高效效区区与最高效率相比，与最高效率相比，效率下降效率下降58Q，H ，N，有最大值。有最大值。离心泵在一定转速下有一最高效率点。离心泵在一定转速下有一最高效率点。离心泵在与最高效率点相对应的流量及压头下工作最为经济。与最高效率点所对应的与最高效率点所对应的Q Q、H H、N N值称为最佳工况参数。值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标明的就是指该泵在运行时最高效率点的状态参数。
25、在选用离心泵时，应使离心泵在该点附近工作。一般一般要求操作时的效率应不低于最高效率的要求操作时的效率应不低于最高效率的92%92%。p 注意：注意：2 2、液体性质对离心泵特性的影响、液体性质对离心泵特性的影响 1 1）液体密度的影响）液体密度的影响 sin2222cbrQT离心泵的流量 与液体密度无关液体密度无关。离心泵的压头 gcuH/cos222与液体的密度无关液体的密度无关 HQ曲线曲线不因输送的液体的密度不同而变不因输送的液体的密度不同而变。泵的效率泵的效率不随输送不随输送液体的密度而变液体的密度而变。/gQHN 离心泵的轴功率离心泵的轴功率与输送液体密度有关与输送液体密度有关 。故
26、，NQ 曲线上移。2 2）粘度的影响）粘度的影响 p 当输送的液体粘度大于常温清水的粘度粘度大于常温清水的粘度时，泵的压头减小泵的流量减小泵的效率下降泵的轴功率增大 p 泵特性曲线发生改变，选泵时应根据原特性曲线进行修正p 当液体的运动粘度小于运动粘度小于210-5m2/s时时，如汽油、柴油、煤油等粘度的影响可不进行修正。3 3、转速对离心泵特性的影响、转速对离心泵特性的影响 2 nnHHnnQQ3 nnNN若若 不变，则不变，则 NNe NgHQ 比例定律比例定律思考：思考：若泵在原转速若泵在原转速n下的特性曲线方程为下的特性曲线方程为H=A+BQ2，则新转速，则新转速n 下泵的特性曲线方程
27、表达式？下泵的特性曲线方程表达式？当转速当转速 变化不大时（小于变化不大时（小于20%），利用出口速度三角形），利用出口速度三角形相似的近似假定，可推知：相似的近似假定，可推知：HnnHQnnQ 2222QnnBAHnn 22QBnnAH H n 0 Qn 2BQAH 泵在原转速泵在原转速n n下的特性曲线方程下的特性曲线方程转速增大转速增大4 4、叶轮尺寸对离心泵特性的影响、叶轮尺寸对离心泵特性的影响2 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D D2 2变小，变小，b b2 2/D/D2 2变大变大 若切削使直径若切削使直径D D2 2减小的减小的幅度在幅度在20
28、%20%以内以内，效率可视为不，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致变，并且切削前、后叶轮出口的截面积也可认为大致相等相等,此时有：此时有：1 1）属于）属于同一系列而尺寸不同的泵同一系列而尺寸不同的泵，叶轮几何形状完全相，叶轮几何形状完全相似，似，b b2 2/D/D2 2保持不变保持不变，泵的效率不变泵的效率不变。22222 DDHHDDQQ322 DDNN切割定律当叶轮直径因切割而变小时，若变化程度小于当叶轮直径因切割而变小时，若变化程度小于20%，则，则若若 不变，则不变，则思考：思考：若泵在原叶轮直径下的特性曲线方程为若泵在原叶轮直径下的特性曲线方程为H=A+B
29、Q2，则叶轮切割后泵的特性曲线方程表达式？则叶轮切割后泵的特性曲线方程表达式？注意：教材式（注意：教材式（2-152-15）、）、（2-16c2-16c）有误）有误P62，例，例2-2四、离心泵的工作点与流量调节四、离心泵的工作点与流量调节四、离心泵的工作点与流量调节 1 1、管路特性曲线与泵的工作点、管路特性曲线与泵的工作点 1 1）管路特性曲线）管路特性曲线 管路特性曲线 流体通过某特定管路时所需的压头与液体流量的关系曲线。在截面1-1与 2-2 间列柏努利方程式，并以1-1截面为基准水平面，则液体流过管路所需的压头为：fehgugpzh22Agpz而：令：252282Qgdlelgudl
30、elhf 则：2BQAhe管路的特性方程在特定管路中输送液体时，管路所需的压头随所输送液体流量Q的平方而变。2）离心泵的工作点）离心泵的工作点 离心泵的特性曲线与管路的特性曲线的交点M，就是离心泵在管路中的工作点。M点所对应的流量点所对应的流量Q和压头和压头H表表示离心泵在该特定管路中示离心泵在该特定管路中实际实际输送的流量和提供的压头输送的流量和提供的压头。H泵的特性曲线 QA 工工作作点点M泵提供的流量=管路所需的流量泵提供的压头 H=管路所需的压头 he 泵-供方管路-需方2、离心泵的流量调节、离心泵的流量调节p 阀门关小时：阀门关小时：管路局部阻力加大，管路特性曲线变陡，工作点由原来的
31、M点移到M1点，流量由QM降到QM1；1）改变出口阀开度）改变出口阀开度 改变管路特性曲线改变管路特性曲线 两种方法 改改变变泵泵的的特特性性曲曲线线改改变变管管路路特特性性曲曲线线调节阀门调节阀门改变改变n、切割叶轮切割叶轮当阀门开大时：管路局部阻力减小，管路特性曲线变得平坦一些，工作点由M移到M2流量加大到QM2。优点：调节迅速方便，流量可连续变化；缺点：流量阻力加大，要多消耗动力，不经济。2）改变泵的转速或切割叶轮）改变泵的转速或切割叶轮改变泵的特性曲线改变泵的特性曲线若把泵的转速提高到n1：则HQ线上移，工作点由M移至M1，流量由QM 加大到QM1；若把泵的转速降至n2：则HQ线下移，
32、工作点移至M2,流量减小到QM2 优点：流量随转速下降而减小，动力消耗也相应降低；缺点：需要变速装置或价格昂贵的变速电动机，难以做到流量连续调节，化工生产中很少采用。p 串联组合泵的特性曲线串联组合泵的特性曲线 H 串联泵 单台泵 0 Q 两台相同型号的两台相同型号的离心泵串离心泵串联联组合，在同样的流量下，其组合，在同样的流量下，其提供的提供的压头是单台泵的两倍压头是单台泵的两倍。单单串串HH2 3）离心泵的并联和串联）离心泵的并联和串联 两台相同型号的两台相同型号的离心离心泵并联泵并联，若其各自有相同，若其各自有相同的吸入管路，则在相同的的吸入管路，则在相同的压头下，并联泵的压头下，并联泵
33、的流量为流量为单泵的两倍单泵的两倍。H 并联泵 单台泵单单并并QQ2 p 并联组合泵的特性曲线并联组合泵的特性曲线p 离心泵组合方式的选择离心泵组合方式的选择 对于对于低阻输送管路低阻输送管路，并联组合泵流量的增大幅度大于并联组合泵流量的增大幅度大于串联组合泵；串联组合泵；对于对于高阻输送管路高阻输送管路，串联组合泵的流量增大幅度大于串联组合泵的流量增大幅度大于并联组合泵。并联组合泵。低阻输送管路低阻输送管路-并联优于串联并联优于串联；高阻输送管路高阻输送管路-串联优于并联。串联优于并联。201.030VH-204.010Vhe ehH mhhmVe26203 （20，26）【例例】某离心泵工
34、作转速为某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.（转转/min），），其特性其特性曲线方程为曲线方程为H=300.01V2。当泵的出口阀全开时，管路特性。当泵的出口阀全开时，管路特性曲线方程为曲线方程为he=100.04V2，式中，式中V的单位为的单位为m3/h，H及及he的单的单位均为位均为m。求：求：（1）阀全开时，泵的输水量为多少？）阀全开时，泵的输水量为多少？（2）要求所需供水量为上述供水量的）要求所需供水量为上述供水量的75%时：时：a若采用出口阀调节，则多损失的压头为多少若采用出口阀调节，则多损失的压头为多少m水柱？水柱？b若采用变速调节，则泵的转速应为多少若采用变速调节，则泵的
35、转速应为多少r.p.m.？【解解】（1）hmV315%7520 mVH75.271501.03001.03022 -mhe191504.0102 m75.81975.27-多多损损失失（20，26）（15，19）（15，27.75）2015H he(2)多损失的压头为多少多损失的压头为多少m水柱？水柱？a.采用调节出口阀门的方法采用调节出口阀门的方法多损失的201.030VH-204.010Vhe 泵特性曲线方程管路特性曲线方程201.030VH-204.010Vhe 泵特性曲线方程管路特性曲线方程hmV315%7520 mhe191504.0102 （20，26）（15，19）22201.0
36、30VnnHnn -221501.029003019-n.2441mprn b.采用调节转速的方法，采用调节转速的方法，则泵的转速应为多少则泵的转速应为多少r.p.m.？2015注意：以下解法错误注意：以下解法错误!mprnVVn.2175290075.0 新转速下泵的特性曲线方程为：新转速下泵的特性曲线方程为：因为比例定律只适用于泵，而不能用于由泵和因为比例定律只适用于泵，而不能用于由泵和管路特性曲线共同决定的工作点（管路特性曲线过管路特性曲线共同决定的工作点（管路特性曲线过坐标原点时除外）。坐标原点时除外）。he 例例2-3 用离心泵将池中常温水送至一敞口高位槽中。泵用离心泵将池中常温水送
37、至一敞口高位槽中。泵的特性方程可近似用的特性方程可近似用H=25.7-7.3610-4Q2表示；管出口表示；管出口距池中水面高度为距池中水面高度为13m，直管长，直管长90m，采用，采用 1144mm的钢管。管路上有的钢管。管路上有2个个 =0.75的的900弯头，弯头，1个个 =6.0的全开标准阀，的全开标准阀，1个个 =8的底阀，估计摩擦系数为的底阀，估计摩擦系数为0.03.试求试求（1）标准阀全开时，管路中实际流量为多少）标准阀全开时，管路中实际流量为多少m3h-1？（2）为使流量达到）为使流量达到60m3h-1，现采用调节阀门开度的方法，现采用调节阀门开度的方法，应如何调节？求此时的管
38、路特性方程；应如何调节？求此时的管路特性方程；(3)设泵的原转速为设泵的原转速为2900r.min-1,若采用调节转速的方法使若采用调节转速的方法使流量变为流量变为60m3.h-1,则新的转速应为什么？则新的转速应为什么？123六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度 1 1、什么是离心泵的安装高度？、什么是离心泵的安装高度？泵轴与被吸入液泵轴与被吸入液体液面间的垂直高度，体液面间的垂直高度，称为安装高度，用称为安装高度，用ZS表示。可正可负。表示。可正可负。思考：思考：安装高度为什么受限制？安装高度为什么受限制？思考：思考：安装高度为什么受限制？安装高度为什么受限制？p
39、汽蚀现象：汽蚀现象：当pkpv，叶轮中心汽化汽泡被抛向外围凝结局部真空压力升高周围液体高速冲向汽泡中心 撞击叶片(水锤)大量水波 为避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在为避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在最最大安装高度大安装高度Z ZS,maxS,max。叶片表面产生蜂窝状腐蚀叶片表面产生蜂窝状腐蚀；泵体震动，并发出噪音；泵体震动，并发出噪音；流量、压头、效率都明显下降；流量、压头、效率都明显下降；严重时甚至吸不上液体。严重时甚至吸不上液体。p 汽蚀产生的后果：2、最大安装高度、最大安装高度ZS,max和允许汽蚀余量和允许汽蚀余量 h允许允许esfeesshgugpzgp-22
40、min,max,esfeesshgugpgpz-22 min,max,刚好发生汽蚀时刚好发生汽蚀时，pkpv，pe达到最小值达到最小值pe,min。在在s-s面、面、e-e面间列机械能衡算：面间列机械能衡算：esfeeshgpgugpgpp-22min,最小汽蚀余量最小汽蚀余量又称最小净正吸上高度又称最小净正吸上高度（NPSH，Net Positive Suction Head）gpgugphee -22min,min令令esfsshhgppz-minmax,于于是是3.0min hh允允许许一般规定，允许汽蚀余量一般规定，允许汽蚀余量 h允许允许是泵的特性参数之一，由厂家测定。是泵的特性参数
41、之一，由厂家测定。esfsshhgppz-允允许许允允许许相相应应地地，允允许许安安装装高高度度 hmin的实验测定的实验测定：用用20清水测定。以清水测定。以泵的扬程较正常值下泵的扬程较正常值下降降3%作为发生汽蚀作为发生汽蚀的标志，测定泵刚好的标志，测定泵刚好发生汽蚀时的发生汽蚀时的pe即可即可。-最小汽蚀余量最小汽蚀余量实际的安装高度还应比允许值低实际的安装高度还应比允许值低0.51m。注意：注意：1）实际安装高度还应比允许安装高度）实际安装高度还应比允许安装高度低低0.51.0m；2）离心泵性能表中列出的）离心泵性能表中列出的 值是在液面压力为值是在液面压力为1atm，用，用200C水
42、测得的水测得的，使用其它液体时应根据具体情况加以校正使用其它液体时应根据具体情况加以校正；求校正系数的曲线载于泵的；求校正系数的曲线载于泵的说明书中。校正系数常小于说明书中。校正系数常小于1，故为简便计，也可不校正，而将其视为外，故为简便计，也可不校正，而将其视为外加的安全因数。加的安全因数。3）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量有关的，必须）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量有关的，必须注意使用注意使用最大额定流量值进行计算最大额定流量值进行计算。4）离心泵安装时，应注意）离心泵安装时，应注意选用较大的吸入管路，减少吸入管路的弯头、选用较大的吸入管路，减少吸入管路
43、的弯头、阀门等管件，以减少吸入管路的阻力阀门等管件，以减少吸入管路的阻力。5）当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许安装高度为负）当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许安装高度为负值的情况，此时，值的情况，此时，应将离心泵安装于贮槽液面以下，使液体利用位差自流应将离心泵安装于贮槽液面以下，使液体利用位差自流入泵内。入泵内。允许h例例2-4 2-4 用油泵从密闭容器中送出用油泵从密闭容器中送出30300 0C C的丁烷，容器内丁烷的丁烷，容器内丁烷液面上方的绝压液面上方的绝压p ps s=343kPa=343kPa。输送到最后，液面将降到泵。输送到最后，液面将降到泵入口以下入
44、口以下2.8m2.8m。液体丁烷在。液体丁烷在30300 0C C时的密度为时的密度为580kgm-3580kgm-3，饱和蒸汽压饱和蒸汽压p pv v=304kPa=304kPa，吸入管路的压头损失估计为，吸入管路的压头损失估计为1.5m1.5m，所选用油泵的汽蚀余量为所选用油泵的汽蚀余量为3m3m。问这个泵能否正常操作？。问这个泵能否正常操作？分析：分析：泵能否正常工作泵能否正常工作泵的安装高泵的安装高度是否合适度是否合适泵的允泵的允许高度许高度七、离心泵的选用、安装与操作七、离心泵的选用、安装与操作七、离心泵的选用、安装与操作 1 1、离心泵的选择、离心泵的选择 1 1）确定输送系统的流
45、量和压头：）确定输送系统的流量和压头：一般情况下液体的输送量是生产任务所规定的，如果流量在一定范围内波动，选泵时按最大流量考虑，然后，根据输送系统管路的安排，用柏努利方程计算出在最大流量下管路所需压头。2）选择泵的类型与型号：）选择泵的类型与型号：首先根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型，按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录中选出适合的型号。若是没有一个型号的H、Q与所要求的刚好相符，则在邻近型号中选用H和Q都稍大的一个；若有几个型号的H和Q都能满足要求，那么除了考虑那一个型号的H和Q外，还应考虑效率在此条件下是否比较大。【例例】要用泵将水送到要用泵将水送到15 m高之处，最大流量为高
46、之处，最大流量为80 m3 h-1。此流量下管路的压头损失为。此流量下管路的压头损失为3 m。试在。试在IS 型泵中，选定合型泵中，选定合用的一个。用的一个。【解解】题中已给出最大流量为：题中已给出最大流量为：Q=80 m3 h-1mhgpuzhfe18301522 取取he的的1.051.1倍则为倍则为18.919.8m。查图查图2-18得：得：IS100-80-125，n2900 r min-1另：另：IS125-100-250，n1450 r min-1泵虽同样合用，但泵泵虽同样合用，但泵体较大，一般情况下都选前者。体较大，一般情况下都选前者。2、离心泵的安装和使用、离心泵的安装和使用
47、1）泵的安装高度）泵的安装高度 为了保证不发生汽蚀现象或泵吸不上液体，泵的实际安液体，泵的实际安装装高度必须低于理论上计算的最大安装高度高度必须低于理论上计算的最大安装高度，同时，应尽量，同时，应尽量降低吸入管路的阻力降低吸入管路的阻力。2）启动前先）启动前先“灌泵灌泵”这主要是为了防止这主要是为了防止“气缚气缚”现象的发生，在泵启动前，现象的发生，在泵启动前，向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止。冒出时为止。3 3）离心泵应在出口阀门关闭时启动）离心泵应在出口阀门关闭时启动 为了不致启动时电流过大而烧坏电机，泵启动时要将出口阀完全关闭，等电机运转正常后，再逐渐打开出口阀，并调节到所需的流量。4 4）关泵的步骤）关泵的步骤 关泵时，一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。否则，压出管中的高压液体可能反冲入泵内，造成叶轮高速反转，使叶轮被损坏。5 5）运转时应定时检查泵的响声、振动、滴露等情况，观察泵出口压力表的读数，以及轴承是否过热等。
