离心泵
②密度的影响
a）ρ发生变化，He 不发生变化
Fmr2
H eP gF gsm gr2与密度 无
b）ρ 发生变化，qv不发生变化 c）离心泵的η-qv 曲线也不随液体密度而变化 d）泵的轴功率则随输送液体的密度改变而改变
PPeHevqg
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
进入泵壳，流道增大，动
能静压能，高压
③吸液
中心外缘，形成真空，
在液面压力（常为大气压） 与泵内压力（负压）的压差 作用下，液体吸入。
离心泵之所以能够输送液 体，主要是依靠高速旋转的 叶轮所产生的离心力。
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离心泵
③高阻管路，曲线较陡；低阻管路，曲线较平缓。
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离心泵
（2）离心泵的工作点 ——泵的He-qv与管路的He-qv曲线的交点
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讨论：
①工作点泵特性曲线 & 管路特性曲线 工作点确定：联解两特性方程 作图，两曲线交点
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注意： max 铭牌的主要性能参数 max 在一定转速下的最高效率点，称为
离心泵的设计点。离心泵在该点附近工作 最为经济。
高效率区的效率不低于最高效率的92% 左右，位于最高效率的7%左右。
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离心泵
（2）影响离心泵特性曲线的主要因素 ①粘度的影响
②根据流体输送机械的工艺原理： a）离心式 ——高速旋转的叶轮向液体输送能量 b）往复式 ——利用活塞的往复运动，将能量传递给液体 c）旋转式 ——利用转子的旋转作用而吸入和排出液体 d）流体作用式 ——利用流体流动时动能和静压能的相互转换来吸 送液体或气体
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μ↑，阻力↑，He↓， qv↓ ，η↓， P↑ a）液体粘度μ↑，叶轮内液体的流速降低↓，使得流量 减小qv↓。 b）液体 粘度μ↑，泵内的流动摩擦损失（水力损 失）↑，使扬程减小He ↓。 c）液体粘度μ↑，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦 而引起的能量损失（机械损失）↑，使轴功率P增加。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
离心泵的主要性能参数
（1）流量 泵的送液能力，是指在铭牌规定的扬程内单位时间泵
所能够输送的液体体积，用qv表示，单位常用m3/s或
m3/h。 qv理f结构，尺 n 寸，
q v实 f结构， n ， h 尺 f， p 2寸，
（2）扬程（压头）
HeABqv2 A z p
描述在特定管路中，Βιβλιοθήκη g 输送一定量的流体
和所要求提供的 扬程之间的对应关系。
B8 2gld5le
Bfl,,d ,
讨论： ①A是He–qv 曲线在He轴上截距；管路所需最小外加压头
②若在阻力平方区，与qv无关,B为管路特性系数
②泵装于管路 工作点（He,qv ) qv= 泵供流量 = 管得流量 He = 泵供压头 = 流体得压头
③工作点（qv ,He ,Pe, ）→泵的实际工作状态 该点对应的效率 是在离心泵的最高效率区，该点
为适宜的工作点。
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离心泵
（3）离心泵的流量调节 ①是在排出管线上装适当的调节阀，以改变管路特性曲
虑机械的联接方式和泵可能发生超负荷运 转，即要考虑传动效率、电动机效率和安 全系数。 当电机和泵连接时，传动效率为1， 电动机效率为0.95，安全系数 β需查表确定。
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离心泵
讨论： ①离心泵的扬程与升扬高度的关系：
升扬高度是指离心泵将流体从低位送到高位时两液 面间的高度差，即BE中的△z
h
1
g 2g g 2g
0
0
u0 0，u1是由于离心力的大生小产
p0 p1 u12 h
g 2g
u1 ，p0 p1，无法产生吸入液体流动力的。动
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离心泵
贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮 槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不 能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。
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离心泵
（3）主要部件 ①叶轮 a）作用：提供液体的动能和静压能 b）结构：叶轮上有4-12片后弯叶片 按叶片两侧有无盖板分为： 开式叶轮，半开式叶轮，闭式叶轮
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离心泵
按照叶轮数目： 单级离心泵 多级离心泵
按照吸液方式的不同： ——单吸：液体只能从一侧吸入 ——双吸：液体可从两侧同时吸入 可以消除轴向推力
P电P轴Pe
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离心泵
（4）效率
由于泵内部的能量损失，泵轴从电机获得的功率并没
有全部传给液体。
①容积损失
容

qv实 qv理
容 f结P 构 2 P 1 、 q 、 v
②水力损失泵内的损失由液体在泵内流动时的摩擦、涡流以
及流动状态的变化而产生。
第2.8节 流体输送机械
（1）定义 ①能够为流体提供能量的机械就称为流体输送机械。 ② W的e 大小是受工艺条件所限 a）位置的要求（ ）z b）压强的要求（ ）p c）克服流体的流动阻力（ ）Wf
（2）分类 ①根据所输送的流体 a）液体输送机械（泵） b）气体输送机械（风机或压缩机）
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是指单位重量液体流经泵后所获得的能量，用He 表
示，单位为m。
He理f结构，尺 n 寸，
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离心泵
在泵的进口、出口处分别安装真空表和压力表，并在 两表之间列BE，即
H eh0p2 gp1u2 22 gu1 2 H f12
2
若压头损失可忽略不计：
线。 关小出口阀 le 管路特性线变陡 工作点左上
移 He ，qv 开大出口阀 le 管路特性线变缓 工作点右下
移 He ，qv
②改变离心泵的转数或改变叶轮外径，以改变泵的特性 曲线。
注意：等效率方程
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离心泵
H eh0p2gp1u222gu12
1
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
由于两截面间的距离很近。以H1和H2分别表示真 空表和压力表上的读数：
He

h0

H2

H1

u22 u12 2g
工程上，u1 u2
He H1 H2
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扬程是能量的概念，即BE中的He
②离心泵的流量是指用泵的出口管路上的流量。
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例：用耐腐蚀泵将20oC混合酸从常压贮槽输 送到表压为196.2kPa的设备内，出口管 （Φ57×3.5mm）距贮槽液面的距离为6m, 要求最大输送量为10m3/h.已知： 20 oC混合 酸密度为1600kg/m3，μ= 2.2×10-2Pa.s，输 液管道长10m，管道上有90o标准弯头2个 （le/d=35），单向阀门1个（le/d=80），球 形阀2个（le/d=300）。转子流量计1个 （le/d=400）。如果泵的效率η=0.65，电动 机效率ηm=0.95，求选配的电动机功率？
离心泵
③离心泵转速—— n 20%以内
同一型号泵，同一液体，在η不变的前提下
q v2 n 2 q v 1 n 1
H H 1 2 e e n n 1 2 2
P P 1 2 P P 1 2 e e H H 2 1 q q v v 1 2 e e n n 1 2 3
水

He 实 He 理
水f结构、液体 性
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
③机械损失——轴承与密封圈，叶轮盖板与液体的 摩擦，使功率增大。
机

P理 P实
离心泵的效率（又称总效率）：
总容水机
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
讨论： 选配电机时，根据泵的轴功率，还要考
（4）流量调节方法的比较
操作费用 设备费用 用出口阀来调节流量，是最经济的，也是最常用的
思考题： ①当泵的出口处的调节阀关小后，阀前与阀后压力以及
泵进口处的真空表压力将如何变化？ ②当泵的转速减小，出口阀前、出口阀后压力以及泵进
口处的真空表将如何变化？
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
④叶轮直径—— D -5%以内
同一型号泵，同一液体，同一转速，
在η不变的情况下
2
qv2D 2 qv1 D 1
H H1 2 eeD D 1 2
3
P P 1 2D D 1 2
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
离心泵的工作点和流量调节
（1）管路特性曲线（管路布局、操作条件）
与性能及有关计算； 以离心泵为研究中的重中之重。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
1.8.1 离心泵
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
离心泵的工作原理和主要部件 （1）工作原理 ①灌泵
在泵启动前，泵壳内灌 满被输送的液体；
②排液
原动机轴叶轮旋转 离心力叶片间液体 中心外围液体被做功 动能高速离开叶轮外缘