1、应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程项目三：泵与风机的选用项目三：泵与风机的选用职业教育应用化工技术专业教学资源库职业教育应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程分项目一：离心泵的选用分项目一：离心泵的选用职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的结构类型与工业应用离心泵的结构类型与工业应用职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程
2、课程离心泵在化工生产中的应用离心泵在化工生产中的应用“一开一备一开一备”向流体补充能量向流体补充能量将流体由将流体由低能位低能位送往送往高能高能位位职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程泵泵 房房职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的主要部件离心泵的主要部件#叶轮：叶轮：612片片后弯叶片后弯叶片作用作用:利用叶轮的高速旋转，将原动机的机利用叶轮的高速旋转，将原动机的机械能传递给液体。是离心泵的心脏部件。械能传递给液体。是离
3、心泵的心脏部件。种类种类:按按结构结构分，有开式、半开式和闭式；分，有开式、半开式和闭式；按按吸液吸液方式分，有单吸式和双吸式。方式分，有单吸式和双吸式。“附属附属”：轴向推力、平衡孔轴向推力、平衡孔职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程叶叶 轮轮职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程叶轮的吸液方式单吸单吸双吸双吸职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程
4、#泵壳：（蜗壳）泵壳：（蜗壳）作用作用:汇集流体、能量转换汇集流体、能量转换外外 观观无导轮无导轮有导轮有导轮职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程#轴封装置：泵轴和泵壳之间的密封轴封装置：泵轴和泵壳之间的密封作用作用:防止泵内高压液体沿轴外漏、防止外防止泵内高压液体沿轴外漏、防止外界界空气空气反向漏入泵内。反向漏入泵内。不良因素职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程密封类型密封类型:填料密封、机械密封填料密封、机械密封职业职业教育
5、教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程很有用很有用很有用很有用#流程示意图：流程示意图：职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的工作原理离心泵的工作原理职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程#出口高压的形成：出口高压的形成：叶轮：叶轮：泵启动后，泵轴带动叶轮以及其中的泵启动后，泵轴带动叶轮以及其中的液体液体一起高速旋一起高速旋转。在转。在离心力离心力的作用下
6、，液体自叶轮中心被抛向外周的过程中的作用下，液体自叶轮中心被抛向外周的过程中获得动能获得动能(1525m/s)和静压能。和静压能。泵壳：依靠自身特殊的形状，在流体顺着蜗壳形通道流动的泵壳：依靠自身特殊的形状，在流体顺着蜗壳形通道流动的过程中，将部分动能转换为静压能。过程中，将部分动能转换为静压能。#入口低压：入口低压：当液体被叶轮从中心抛向外周时，在叶轮中当液体被叶轮从中心抛向外周时，在叶轮中心处形成了低压区。在压强差的作用下，液体被源源不断地吸心处形成了低压区。在压强差的作用下，液体被源源不断地吸入泵内。入泵内。#只要叶轮不断地转动，液体就可以连续不断地被吸入只要叶轮不断地转动，液体就可以连
7、续不断地被吸入和排出。和排出。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程#出口高压的形成：出口高压的形成：叶轮：叶轮：泵启动后，泵轴带动叶轮以及其中的泵启动后，泵轴带动叶轮以及其中的液体液体一一起高速旋转。在起高速旋转。在离心力离心力的作用下，液体自叶轮中心被的作用下，液体自叶轮中心被抛向外周的过程中获得动能抛向外周的过程中获得动能(1525m/s)和静压能。和静压能。泵壳：依靠自身特殊的形状，在流体顺着蜗壳形通泵壳：依靠自身特殊的形状，在流体顺着蜗壳形通道流动的过程中，将部分动能转换为静压能。道流动的过程中，将部分
8、动能转换为静压能。#入口低压：入口低压：当液体被叶轮从中心抛向外周时，在当液体被叶轮从中心抛向外周时，在叶轮中心处形成了低压区。在压强差的作用下，液体叶轮中心处形成了低压区。在压强差的作用下，液体被源源不断地吸入泵内。被源源不断地吸入泵内。#只要叶轮不断地转动，液体就可以连续不断地只要叶轮不断地转动，液体就可以连续不断地被吸入和排出。被吸入和排出。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程#“气缚气缚”现象：现象：离心泵启动时，若泵内存有离心泵启动时，若泵内存有空气空气，由于空气密度很，由于空气密度很低，旋转后产生的
9、离心力小。低，旋转后产生的离心力小。S因而叶轮中心区所形成的低压不够低，不足以将贮因而叶轮中心区所形成的低压不够低，不足以将贮槽内的液体吸入泵内；同时，流体通过叶轮获得的动槽内的液体吸入泵内；同时，流体通过叶轮获得的动能、静压能不够多，使得泵出口高压不够高，不能将能、静压能不够多，使得泵出口高压不够高，不能将流体送至目标位置。流体送至目标位置。这种情况下，虽然启动泵也不能正常输送流体。这种情况下，虽然启动泵也不能正常输送流体。不具备不具备“自吸能力自吸能力”。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程#“气缚气缚”现
10、象：现象：表现在：出口压力趋向于零，压出管路表现在：出口压力趋向于零，压出管路中流量为零。中流量为零。预防：预防：启动前，启动前，“灌满泵灌满泵”底阀底阀运行时，泵壳、各连接处密封，不漏运行时，泵壳、各连接处密封，不漏气气密封密封流体在泵内不流体在泵内不“汽化汽化”职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程防液流走灌泵灌泵:开进口阀开进口阀微开出口阀微开出口阀灌满泵灌满泵关闭出口阀关闭出口阀职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程限 流
11、孔 板阀阀灌泵方法：灌泵方法：打开进口阀打开进口阀1微开出口阀微开出口阀2关闭出口阀关闭出口阀2职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的性能离心泵的性能职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的性能参数离心泵的性能参数描述离心泵本身性能的一组物理量1、叶轮转速、叶轮转速n：10003000r/min，最常见，最常见2900r/min。2、流量：离心泵在单位时间内排到管路系统的液体体、流量：离心泵在单位时间内排到管路系统的液
12、体体积，以积，以q表示。单位为表示。单位为L/s或或m3/h。3、扬程：液体通过泵后，泵给予、扬程：液体通过泵后，泵给予1N液体的有效能量，液体的有效能量，以以H表示，单位为表示，单位为m，扬程又称为压头。，扬程又称为压头。4、轴功率：、轴功率：离心泵运转时泵轴所需的功率称为轴功率。离心泵运转时泵轴所需的功率称为轴功率。以符号以符号N表示，单位为表示，单位为W或或kW。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程5、效率效率：泵在运转时，由于机械摩擦损失、水力损失泵在运转时，由于机械摩擦损失、水力损失和容积损失消耗了一
13、部分能量，使得泵轴所作的功要大和容积损失消耗了一部分能量，使得泵轴所作的功要大于液体所获得的能量。将离心泵的有效功率与轴功率之于液体所获得的能量。将离心泵的有效功率与轴功率之比值称为泵的总效率，用符号比值称为泵的总效率，用符号 表示。表达式为表示。表达式为gqHNe gqHNNNe职业应用化工技术专业教学资源库职业应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线一定转速下一定转速下由厂商提供由厂商提供测定条件一般测定条件一般为为20清水清水职业应用化工技术专业教学资源库职业应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备
14、操作与控制课程课程1、Hq：H随随q增大而下降。增大而下降。2、Nq：N随随q的增大而上升。的增大而上升。离心泵启动时应关闭离心泵启动时应关闭泵的出口阀，可减小启动电流，以保护电机。泵的出口阀，可减小启动电流，以保护电机。3、q：q=0时时=0，有最高效率点（设计点），离，有最高效率点（设计点），离心泵要在最高效率区工作，工程上规定最高效率的心泵要在最高效率区工作，工程上规定最高效率的92%以上的区域为最高效率区。以上的区域为最高效率区。4、离心泵铭牌上所标出的性能参数指的是泵运行在最离心泵铭牌上所标出的性能参数指的是泵运行在最高效率点下的性能。高效率点下的性能。讨论讨论:职业职业教育教育应用
15、化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程影响离心泵特性的因素影响离心泵特性的因素 （1）液体的性质）液体的性质 液体的密度液体的密度 液体的密度对离心泵的扬程、流量和效率没有影响，轴功率随液体的密度对离心泵的扬程、流量和效率没有影响，轴功率随所输送的液体密度增加而增大，成正比关系。所输送的液体密度增加而增大，成正比关系。离心泵的出口压强与密度成正比。离心泵的出口压强与密度成正比。液体的粘度液体的粘度 液体粘度的增大，泵的流量、扬程和效率均减小，而轴功率增液体粘度的增大，泵的流量、扬程和效率均减小，而轴功率增大。当液体的运动粘度大于大。
16、当液体的运动粘度大于20cst20cst时，离心泵的性能要进行修正。时，离心泵的性能要进行修正。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程 （2 2）离心泵的转速）离心泵的转速 离心泵的特性曲线是在一定的转速下测定的，当转速发离心泵的特性曲线是在一定的转速下测定的，当转速发生改变时，泵的流量、扬程、轴功率和效率也随之改变。生改变时，泵的流量、扬程、轴功率和效率也随之改变。当液体粘度不大，转速变化小于当液体粘度不大，转速变化小于20%时，可认为泵的效时，可认为泵的效率不变，此时泵的流量、扬程和轴功率与转速率不变，此时泵
17、的流量、扬程和轴功率与转速n之间的关系之间的关系可近似用比例定律表达可近似用比例定律表达2121nnQQ22121nnHH32121nnNN职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程DDQQ2DDHH3DDNN （3 3）叶轮的直径）叶轮的直径 若将同一型号离心泵的叶轮若将同一型号离心泵的叶轮“切割切割”减小，泵的减小，泵的流量、流量、扬程、轴功率和效率均发生变化，当叶轮直径变化不大于扬程、轴功率和效率均发生变化，当叶轮直径变化不大于20%，而转速不变时，叶轮直径与流量、扬程、轴功率之，而转速不变时，叶轮直径与流量、
18、扬程、轴功率之间近似关系可用切割定律表示间近似关系可用切割定律表示式中式中 Q、H、N叶轮直径为叶轮直径为D时泵的性能；时泵的性能；Q、H 、N 叶轮直径为叶轮直径为D 时泵的性能。时泵的性能。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的安装高度离心泵的安装高度职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程（一）汽蚀现象（一）汽蚀现象 离心泵的汽蚀现象见离心泵的汽蚀现象见汽蚀汽蚀。“汽蚀汽蚀”产生的原因产生的原因 当叶轮内缘叶片入口处压强
19、当叶轮内缘叶片入口处压强等于或低于输送温度下液体的饱和蒸气压，引起部分液等于或低于输送温度下液体的饱和蒸气压，引起部分液体汽化。含有气泡的液体进入叶轮后，因压强升高而迅体汽化。含有气泡的液体进入叶轮后，因压强升高而迅速凝聚，气泡消失产生了局部真空，周围液体高速冲向速凝聚，气泡消失产生了局部真空，周围液体高速冲向气泡中心，造成冲击和震动。气泡中心，造成冲击和震动。“汽蚀汽蚀”的影响的影响 汽蚀发生时，泵的流量、压头下汽蚀发生时，泵的流量、压头下降，泵体震动有噪音，严重时由于将导致叶轮损坏。以降，泵体震动有噪音，严重时由于将导致叶轮损坏。以至泵不能正常工作。至泵不能正常工作。“汽蚀汽蚀”的防止的防
20、止 减小离心泵进口管路的阻力，确定适减小离心泵进口管路的阻力，确定适当的安装高度，合适的流体输送温度。当的安装高度，合适的流体输送温度。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程gpgugpNPSHvc221min1（二）汽蚀余量（二）汽蚀余量 1 1、临界汽蚀余量和必需汽蚀余量、临界汽蚀余量和必需汽蚀余量 泵泵刚刚发生汽发生汽蚀时，泵入口液体的总压头超出液体饱和蒸气压头的蚀时，泵入口液体的总压头超出液体饱和蒸气压头的富余量称为临界汽蚀余量，用（富余量称为临界汽蚀余量，用（NPSH）c表示，表示，单位单位为为m。表达
21、式为。表达式为式中式中 p1min刚发生汽蚀时，泵入口处最低压强，刚发生汽蚀时，泵入口处最低压强，Pa；pv输送温度下液体的饱和蒸气压，输送温度下液体的饱和蒸气压，Pa；u1 泵入口管内液体的流速，泵入口管内液体的流速，m/s；输送温度下液体的密度，输送温度下液体的密度，kg/m3。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程gpgugpNPSHva 2211临界汽蚀余量的数值由实验测定。按国家有关标准，临界汽蚀余量的数值由实验测定。按国家有关标准，将所测定的将所测定的（NPSH）c 加上一定的安全量作为必需汽加上一定
22、的安全量作为必需汽蚀余量蚀余量（NPSH）r，并列入泵产品样本以供查用。，并列入泵产品样本以供查用。必必需汽蚀余量是指：需汽蚀余量是指：泵在工作时不产生汽蚀现象所必须泵在工作时不产生汽蚀现象所必须具有的富余能量具有的富余能量。2、装置汽蚀余量、装置汽蚀余量 为使泵在工作时不发生汽蚀，为使泵在工作时不发生汽蚀，泵进口处液体的静压头与动压头之和超出操作温度下泵进口处液体的静压头与动压头之和超出操作温度下液体饱和蒸气压头的富余量，称为装置汽蚀余量，用液体饱和蒸气压头的富余量，称为装置汽蚀余量，用（NPSH）a ，单位为单位为m。表达式为。表达式为式中式中 p1泵正常工作时入口处压强，泵正常工作时入口
23、处压强，Pa。（绝对压强）。（绝对压强）职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程 为了保证泵安全运行，按国家有关标准装置汽蚀余为了保证泵安全运行，按国家有关标准装置汽蚀余量要大于必需汽蚀余量量要大于必需汽蚀余量0.3m以上，即以上，即3.0raNPSHNPSH输送清水时：输送清水时：输送工艺流体时：输送工艺流体时：raNPSHNPSH)3.11.1(（三）离心泵安装高度（三）离心泵安装高度 离心泵允许安装高度又称为离心泵允许安装高度又称为允许吸上高度，指的是泵吸入口允许吸上高度，指的是泵吸入口与吸入贮槽液面之间允许
24、的最大与吸入贮槽液面之间允许的最大垂直距离垂直距离。对对离心泵的吸液示意离心泵的吸液示意图中贮图中贮槽的液面槽的液面0-0与泵入口与泵入口1-1两截面两截面列柏努利方程式列柏努利方程式职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程10,21102fgHgugppH 10,0favgHNPSHgppH 所以所以若贮槽上方与大气相通，若贮槽上方与大气相通，p0为当地大气压强为当地大气压强 pa，则有，则有10,favagHNPSHgppH 离心泵的实际安装高度必须等于或低于允许安装高度，离心泵的实际安装高度必须等于或低于允许
25、安装高度，否则，在操作时将有发生汽蚀的危险。否则，在操作时将有发生汽蚀的危险。补充例题补充例题 职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的选用离心泵的选用职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的类型离心泵的类型 1、清水泵清水泵 常用清水泵为单级单吸式，其系列代号为常用清水泵为单级单吸式，其系列代号为“IS”，结构见结构见IS型单级单吸型单级单吸离心泵结构图离心泵结构图，实物外形见，实物外形见单级单吸离心泵单级单吸离心泵。
26、型号表示如下：以型号表示如下：以IS80-65-160 为例为例其中其中 IS国际标准单级单吸清水泵；国际标准单级单吸清水泵；80泵吸入口直径（泵吸入口直径（mm）；）；65泵排出口直径（泵排出口直径（mm）；）；160叶轮的名义尺寸（叶轮的名义尺寸（mm）。）。若要求提供较高压头，可采用多级泵，其系列代号为若要求提供较高压头，可采用多级泵，其系列代号为“D”，结结构和实物外形见构和实物外形见多级泵原理多级泵原理。若要求流量很大，可采用双吸式离心泵，系列代号为若要求流量很大，可采用双吸式离心泵，系列代号为“Sh”。见见IS型型离心泵性能表离心泵性能表和和型谱图型谱图 2、耐腐蚀泵耐腐蚀泵 单级
27、单吸悬臂式化工流程泵，其系列代号为单级单吸悬臂式化工流程泵，其系列代号为“IH”，它是取代原，它是取代原“F”型耐腐蚀泵的换代产品。型耐腐蚀泵的换代产品。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程 泵的型号泵的型号 IH50-32-160AIH50-32-160A其中其中 IH国际标准单级单吸国际标准单级单吸化工流程化工流程泵；泵；50泵吸入口直径（泵吸入口直径（mm）；）；32泵排出口直径（泵排出口直径（mm）；）；160叶轮的名义尺寸（叶轮的名义尺寸（mm）；）；A叶轮直径第一次切割。叶轮直径第一次切割。3、油泵
28、、油泵 用以输送不含固体颗粒的石油产品，国产用以输送不含固体颗粒的石油产品，国产油泵系列代号为油泵系列代号为“Y”，也有单吸和双吸、单级和多级之，也有单吸和双吸、单级和多级之分。其型号表示如下：分。其型号表示如下：DY6-25 2 其中其中 DY多级单吸离心油泵；多级单吸离心油泵；6泵设计点流量（泵设计点流量（m3/h）；）；25泵设计点单级扬程值；泵设计点单级扬程值；2叶轮级数。叶轮级数。职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程职业职业教育教育应用化工技术专业教学资源库应用化工技术专业教学资源库流体输送设备操作与控制流体输送设备操作与控制课程课程离心泵的选用离心泵的选用 离心泵的选用，通常可按下列原则进行：离心泵的选用，通常可按下列原则进行：（1）根据被输送液体的性质和操作条件，初步确定离）根据被输送液体的性质和操作条件，初步确定离心泵的类型；心泵的类型；（2）根据具体管路提出的流量和扬程的要求确定离心）根据具体管路提出的流量和扬程的要求确定离心泵的型号；泵的型号；（3）若有几种型号的泵同时在较高效率范围内满足管）若有几种型号的泵同时在较高效率范围内满足管路的具体要求，则应按效率较高，和（路的具体要求，则应按效率较高，和（NPSH）r较小的较小的原则选择一个型号。原则选择一个型号。补充例题补充例题
