第1章 离心泵

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1、1.1 离心泵的结构、分类及其性能参数第一章 离心泵1.2 离心泵的工作原理1.3 离心泵的汽蚀及预防措施1.4 离心泵的特性曲线1.5 相似理论在离心泵中的应用1.6 离心泵的工作特性及工况调节1.7 离心泵的主要零部件1.8 离心泵的选用1.9 离心泵的驱动方式第一节 离心泵的结构、分类及其性能参数一、离心泵的结构 在此从功用功用的角度来认识离心泵的主要构件，即各主要部件起什么作用。而以结构的形状结构的形状与作用效能相关的分析与作用效能相关的分析则在本章后面叙述。 不同型号离心泵在个别零部件上会有差异，在此仅以典型离心泵为例介绍其组成。 1离心泵系统的构成离心泵系统的构成 通常是“低进高出

2、低进高出”，入口有真空表入口有真空表，出口出口有压力表有压力表。 要使离心泵能正常工作，必须将离心泵与吸入和排出管汇等部分共同组成如图所示的泵系统装置。 2离心泵的构造离心泵的构造离心泵的基本构件离心泵的基本构件1-吸入室吸入室(泵盖泵盖)；2-叶轮；叶轮；3-排出室排出室(蜗壳蜗壳)；4-轴；轴；5-密封填料；密封填料；6-轴承箱；轴承箱；7-支座支座 主要由吸入吸入室室1、叶轮叶轮2、排出室排出室3、轴轴4、密封填料密封填料5和支座支座7等组成。有些还有导叶导叶、诱导轮诱导轮和平平衡盘衡盘等。吸入口排出口单吸离心泵 离心泵的过流部件过流部件包括吸入室、叶轮及排出室（蜗壳）等，其作用如下：

3、吸入室吸入室：处于叶轮进口前。作用是引液体引液体入叶轮入叶轮。要求要求吸入室的流动损耗较小流动损耗较小，液体流入叶轮时速度分布较均匀速度分布较均匀。 叶轮叶轮：作用是对液体做功对液体做功。要求要求在流动损失最小情况下液体获得较高能头液体获得较高能头。 排出室排出室：位于叶轮出口之后。作用是把从叶轮流出来的液体收集液体收集起来，减速增压减速增压，以减少蜗壳中的流动损失。二、离心泵的分类 1按液体吸入叶轮的方法分类按液体吸入叶轮的方法分类 单吸式单吸式：叶轮只有单侧有吸入口，液体从叶轮一侧进入。 双吸式双吸式：叶轮两侧都有吸入口，液体从两侧进入叶轮，因而流量较大流量较大，轴向力基本平衡轴向力基本平

4、衡。S型双吸式中开泵型双吸式中开泵1-泵体；泵体；2-泵盖；泵盖；3-叶轮；叶轮；4-轴；轴；5-密封环；密封环；6-轴套；轴套；7-联轴器；联轴器；8-轴轴承体；承体；9-填料压盖；填料压盖；10-填料填料 2按叶轮级数分类按叶轮级数分类 单级泵单级泵：泵体中只装有1个叶轮。 多级泵多级泵：同一根泵轴上串装2个以上叶轮，可产生较高的能头。D型分段式多级泵型分段式多级泵1-吸入段；吸入段；2-中段；中段；3-压出段；压出段；4-轴；轴；5-叶轮；叶轮；6-导叶；导叶；7-密封密封环；环；8,9-平衡盘；平衡盘；10-轴承架；轴承架；11-螺栓螺栓 3按壳体剖分方式分类按壳体剖分方式分类 中开式

5、泵中开式泵：壳体按通过泵轴中心线的水平面剖分。（图如上所示） 分段式泵分段式泵：壳体按与轴垂直的平面剖分。 此外，还可按泵轴在空间的方位分为卧式泵卧式泵、立式泵立式泵和斜式泵斜式泵；按泵壳结构分为蜗壳式泵蜗壳式泵和透平式泵透平式泵；按输送介质不同又可分为清水泵清水泵、油泵油泵、杂质泵杂质泵及耐腐蚀泵耐腐蚀泵等。卧式泵卧式泵立式泵立式泵三、离心泵的性能参数流量流量Q表示泵表示泵在单位时间在单位时间内排出的液内排出的液体量。体量。单位：单位：m3/h或或m3/s扬程扬程H又称压又称压头。表示单头。表示单位质量的液位质量的液体从泵进口体从泵进口到泵出口的到泵出口的能量增值。能量增值。 单位：单位：m

6、转速转速n表示泵表示泵轴转动的速轴转动的速度。度。 单位单位:r/min功率功率N表示泵表示泵对液体做功对液体做功的快慢程度。的快慢程度。 单位：单位：kW或或W效率效率h h表示泵表示泵转换能量的转换能量的有效程度。有效程度。 单位：无单位：无 1流量流量Q 泵单位时间内排出的液体量称为泵的流量，体积流量用Q表示，单位为m3/s或m3/h。式中：V 被排出液体的体积，m3； t 排出液体的时间，s或h。 也可用质量流量质量流量G表示，单位为kg/s。二者关系为：QG式中： -液体密度，kg/m3。tVQ 2扬程扬程H 扬程不能简单理解为泵输送液体所能达到的高度（m），而是位置能位置能和流动阻

7、力流动阻力，以及静静压能压能和速度能速度能的总和。sd2s2dsd2zzgccgppH式中：g 重力加速度，m/s2; ps, pd 泵入、出口处压力，Pa或kPa； cs, cd 泵入、出口处流速，m/s； zs, zd -泵入、出口处高度，m。 从上述伯努利方程可看出，泵进、出口截面动能差（cd2-cs2）和高度差（zd-zs）均不大，所以泵的扬程主要是增加液体的压力扬程主要是增加液体的压力。 3转速转速n 泵轴单位时间旋转的次数，单位为r/min。 4功率功率N 是反映泵做功的快慢程度，即泵做功能力的大小。 因泵中存在损耗，所以各处的功率不相同。 轴功率轴功率N：即泵轴泵轴单位时间内从原

8、动机（电动机）那里获得的功率获得的功率，也就是输入功率输入功率。 水力功率水力功率Nh：指单位时间内泵的叶轮给出叶轮给出的能量的能量。单位为W。（也称为转化功率转化功率）式中：式中：HT 理论扬程，指不考虑泵内流动损失（包括流体的粘理论扬程，指不考虑泵内流动损失（包括流体的粘 性造成的性造成的摩阻损失摩阻损失和泵的实际流量偏离设计流量所和泵的实际流量偏离设计流量所 造成的造成的冲击损失冲击损失）时，流经泵的液体获得的扬程，）时，流经泵的液体获得的扬程， m； QT 理论流量，指不考虑泵的转动部分和静止部分之间理论流量，指不考虑泵的转动部分和静止部分之间 的的间隙所造成的流量损失间隙所造成的流量

9、损失时的流量，时的流量，m3/s。TThHgQN返返P78 有效功率有效功率Ne：指单位时间内泵出口液体所获得的能量，即泵的输出功率泵的输出功率。单位为kW。 机械损失功率机械损失功率Nm：指叶轮外盘面与液体之间、轴与填料密封件之间以及轴与轴承之间的机械摩擦损失功率机械摩擦损失功率，其值为泵轴功率与水力功率之差：1000egQHNhmNNN返返P78 5效率效率 效率即功率的利用率，反映损耗的大小反映损耗的大小。对应不同的损耗，可用不同的效率来度量。 容积效率容积效率h hv：指实际流量Q与理论流量QT之比，衡量泵泄漏程度的大小衡量泵泄漏程度的大小。0.930.98（流量之比）TTTvQqQQ

10、Qh 容积损失容积损失是由于液体在泵内的内漏（窜流）+外漏=q引起的。其中窜流是主要的。返返P76 水力效率水力效率h hh：指有效扬程与理论扬程之比，衡量流动损失所占比例衡量流动损失所占比例。（扬程之比）TshfTThHHHHHHh 水力损失水力损失(也称泵内阻力损失泵内阻力损失)含两部分： 摩擦阻力损失摩擦阻力损失Hf：液体在流道中的沿程阻流道中的沿程阻力力损失和局部阻力损失。为系数）（1212f2CQCgvH 与Q的平方成正比。 冲击损失冲击损失Hsh：液体进入叶轮和导轮时，与叶片发生冲击与叶片发生冲击而引起的能量损失。为系数）（22d2sh)(CQQCH 也与Q的平方成正比。 冲击损失

11、主要是液体进入叶轮或导轮时的水力角水力角与叶片结构角叶片结构角不一致而造成的。两角一致叫无冲击工况无冲击工况，此时没有冲击损失，对应的排量叫设计流量设计流量Qd（最优排量（最优排量Q优优）。返返P76返返P90返返P101返返P112 机械效率机械效率h hm：指水力功率与轴功率之比，衡量机械摩擦损失的大小衡量机械摩擦损失的大小。0.90.95 泵效率泵效率h h：指有效功率与轴功率之比，即泵的总效率，衡量泵工作的经济性衡量泵工作的经济性。NNNNNmhmhmhvhTThhee)(hhhhNNHQQHNNNNNN 另外还有汽蚀余量汽蚀余量、比转速比转速等参数，在后面章节中介绍。 上述参数反映了