u
2 2

u12
2gLeabharlann Hf 12把数据代入，得
H

z2 z1
p2 p1
g
0.5
0.28 0.025106
1000 9.81
31.6mH2O
在工作流量下泵的有效功率为
Ne

HQg

31.6 251000 9.81 3600
2150W

2.15kW
为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之 间有时还装有一个固定不动的带有叶片的圆盘，称为导 叶轮。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，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，使能 量损失减小，使动能向静压能的转换更为有效。
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二．离心泵的主要性能参数与特性曲线
1、离心泵的性能参数
1）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qV表示，单位为m3/s或m3/h。又称为泵的送液能力 。 2）离心泵的压头
泵对单位重量的液体所提供的有效能量，以He表示，
单位为m。又称为泵的扬程。
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离心泵的压头取决于： 泵的结构（叶轮的直径、叶片的弯曲情况等） 转速 n 流量 qV，
泵轴效率为
Ne 2.15 64.2%
N 3.35
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三、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度
1、气蚀现象
气蚀产生的条件 叶片入口附近k处的 压强Pk等于或小于 输送温度下液体的 饱和蒸气压 。
液体将在此处部分汽化，产生气泡。气泡进入高压区后 急剧凝结或破裂。首产生极大的局部冲击压力，反复作 用，导致泵壳和叶轮损坏，这种现象称为气蚀。
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贮槽液面0-0’与入口处11’两截面间列柏努利方程
Hg

P0 P1
g

u12 2g

H
f 01
若贮槽上方与大气相通，则
P0即为大气压强Pa
Hg

Pa P1
g

u12 2g

H
f
01
为了确定安装高度，采用两种指标来表示泵的
抗气蚀性能．允许吸上真空度 和气蚀余量
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如何确定转速一定时， 泵的压头与流量之间 的关系呢？
实验测定
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H的计算可根据b、c两截面间的柏努利方程：
Pb
g

ub 2 2g

He

Z

Pc
g

uc 2 2g
(hf
)bc
He

Z

Pc Pb
g

uc2 ub2 2g
(hf
)bc
He Z (Pc Pb ) / g
2、离心泵的允许吸上真空度
HS '
pa p1
g
——离心泵的允许吸上真空度 定义式
注意：HS’单位是压强的单位，通常以m液柱来表示。在水
泵的性能表里一般把它的单位写成m（实际上应为mH2O）。
将
HS '
pa

p1 / g 代入
Hg

pa p1
g
u12 2g
H f 01
得
Hg
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接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀材料制 耐腐蚀泵 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 输送石油产品的泵 ，要求密封完善。（Y 型）
杂质泵
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输送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。
3）轴封装置
A 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，或者外界
空气漏入泵壳内。
B 轴封的分类
填料密封：主要由填料函壳、软填料和填料压盖组
轴封装置
成，普通离心泵采用这种密封。
机械密封：主要由装在泵轴上随之转动的动环和固 端面密封 定于泵壳上的静环组成，两个环形端面
由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动，
通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。
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第二节 离心泵
离心泵的外观
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一．离心泵的操作原理、构造与类型 1、操作原理
• 由若干个弯曲的叶 片组成的叶轮置于 具有蜗壳通道的泵 壳之内。 • 叶轮紧固于泵轴上 泵轴与电机相连， 可由电机带动旋转。
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• 吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，并在吸入管底部装 一止逆阀。
解：与泵的特性曲线相关的性能参
数有泵的转速n、流量Q、压头H、轴 功率N和效率。其中流量和轴功率已 由实验直接测出，压头和效率则需进 行计算。
以真空表和压力表两测点为1，2截 面，对单位重量流体列柏努力方程
压力表
z2
真空表
z1
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H
z2 z1

p2 p1
g


HS
'
u12 2g

H
f
01
——允许吸上高度的计算式
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HS’值越大，表示该泵在一定操作条件下抗气蚀性能好，安 装高度Hg越高。 HS’与泵的结构、流量、被输送液体的物理性质及当地大气 压等因素有关。 通常由泵的制造工厂 试验测定，实验在大
气压为10mH2O（9.81Pa）
下,以20℃清水为介质 进行的。
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例：用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如附图所示。
当调节出口阀使管路流量为25m3/h时，泵出口处压力表读数为 0.28MPa（表压），泵入口处真空表读数为0.025MPa，测得泵 的轴功率为3.35kW，电机转速为2900转/分，真空表与压力表 测压截面的垂直距离为0.5m。试由该组实验测定数据确定出与 泵的特性曲线相关的其它性能参数。
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1）H～q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）N～q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。
离心泵启动时，应关闭出口阀，使启动电流最小，以保 护电机。 3）η～q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。
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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q、H、N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。
注意：在选用离心泵时，应使离心泵在该点附近工作。 一般要求操作时的效率应不低于最高效率的92%。
强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便 经吸入管路进入泵内，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 所产生的离心力，因此称为离心泵。
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6
2
3
1
4 5
离心泵原理的动画
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气缚
离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远 小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心 处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样， 离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚”。
根据结构 开式叶轮 没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒 的液体悬浮物。
半闭式叶轮只有后盖板，可用于输送浆料或含固体 悬浮物的液体，效率较低。
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2）泵壳 A. 泵壳的作用 • 汇集液体，作导出液体的通道； • 使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。 B. 导叶轮
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4）轴功率及有效功率
轴功率：电机输入离心泵的功率,用N表示，单位为J/S,
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
轴功率和有效功率之间的关系为 ： N Ne /
有效功率可表达为
Ne qV Hg
轴功率可直接利用效率计算
N qV Hg /
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•确定离心泵安装高度时应使用泵最大流量下的HS’进行计
算
•HS’随q增大而减小
若输送其它液体，且操作条件与上述实验条件不符时，需对
HS’进行校H正S。 HS
'( H a
10)

Pv 9.81103

0.24
1000

3、气蚀余量
为防止气蚀现象发生，在离心泵入口处液柱的静压头 p1
第 一章 流体的流动及输送
第一节 离心泵
•离心泵的操作原理、构造与类型
•离心泵的主要性能参数与特性曲 线
•离心泵的气蚀现象与允许吸上高 度
其他类型的泵
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流体输送机械：向流体作功以提高流体机械能的装置 • 输送液体的机械通称为泵；
例如：离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。 • 输送气体的机械按不同的工况分别称为:
2、离心泵的特性曲线
离心泵的H、η 、 N都与离心泵的qｖ有关，它们之间
的关系由确定离心泵压头的实验来测定，实验测出的一组 关系曲线：
H～q 、η ～q、 N～q