三、 离心泵的主要性能参数
出厂的离心泵铭牌上列有下列参数： 转速n、流量Q、压头H、轴功率N、效率。 1、流量 Q ，单位：m3/s 或 m3/h。
以体积流量表示的泵的送液能力 。 Q主要与泵的结构有关。
叶轮直径d 增大、叶轮转速n 增加，Q均随之增大。
2、扬程（压头）H，单位：m
泵对单位重量液体提供的有效能量，亦即液体在进泵前与
Q2 Q Q1
Q
图2-14 泵转速改变时 工作点的变化
课堂小结
1、离心泵的工作原理
2、气傅现象
3、离心泵的特性参数及影响因素
4、离心泵的工作点及流量调节
六、 离心泵的安装高度
1、离心泵的安装高度 因泵的吸液作用是由于液面与叶 轮中心处的压强差，当液面压强一定 时，推动液体流动的压强差就有一定 的限度，所以泵的安装高度也有一限 度。
c——液体的绝对速度；
（2-11）
u ——液体的圆周速度；
w ——液体沿叶片运动的相对速度。
离心泵的理论压头H∞与流量Q、角速度ω、叶轮构造尺寸（叶片 装置角β2、叶轮直径r2 ）有关。
c2
cr2
w2 β2
α2
u2
ω
cu2 w1 L2
L1 R1 u1
c1
r2
离心泵理想压头方程的推导
3、实际压头
因液体通过泵是有压头损失，泵的实际压头小于理论压头。 （1）叶片间的环流：液体在叶轮内的环流产生涡流损失，此 损失与叶片数、液体的黏度有关，与流量几乎无关。 （2）阻力损失：流体在泵内的阻力损失，与流速的平方成正 比，亦与流量的平方成正比。 （3）冲击损失：液体离开叶轮周边进入蜗壳时产生涡流而造 成的损失，此损失与泵的结构有关。
3、基本部件与构造
离心泵主要由两部分构成： 旋转部件:叶轮、泵轴； 静止部件:泵壳、轴封装置等。 最主要的部件： 叶轮 泵壳 轴封装置。
（1）叶轮
开式：适于输送含悬浮物的物料。制造方便、清洗容易，但
效率低。 半开式：适于输送易沉淀、粘性大，或有固体颗粒的流体。 闭式：用于输送清洁液体。造价高、效率好，一般大多用此。
3
五、离心泵的工作点与流量调节
1、管路特性方程
通过某一特定管路的流量与所需压头
之间的关系，称为管路特性方程。 即: Nhomakorabeap he z hf g 2 g
u 2
简化为：
he=A+BQ2
（2-19）
输送系统示意图
管路特性曲线，表示在特定管路 系统中，于固定的操作条件下， 液体流经该管路时所需的压头与 流量的关系。此曲线的形状完全 由管路的布局与操作条件决定， 而与泵的性能无关。 图2-13 离心泵的工作点
2、离心泵的工作点
离心泵总是安装在一定管路上工作的，泵所提供的压头(H)
与流量（Q）应与管路所需的压头(he)与流量(Q)相一致。
离心泵的特性曲线H-Q与其所在管路的特性曲线he-Q绘于同
一坐标图上，两曲线的交点M称为泵在该管路上的工作点。
该点所对应的流量和压头既能满足管路的要求，又为泵所提
供。换言之，表示一个特定的泵安装在一条特定的管路上时，
二、离心泵的理论压头与实际压头
1、压头的意义 泵向单位重量液体提供的能量，称为泵的压头（或扬程），
用H表示，单位为m。
泵的压头应等于管路所需压头。
p u 2 he z hf g 2 g
泵产生的压头主要用于使液体位置升高静压头增大以及克服 流动过程中的压头损失。
2、理论压头
第二章：流体输送机械
本章主要内容
1、了解输送设备在生产中的应用和分类 2、掌握离心泵的基本结构、工作原理、主要特性参数、 流量调节、泵的安装和操作，合理地选择离心泵。 3、了解往复泵的工作原理、特性、流量调节方法。 4、了解压缩机鼓风机、通风机的工作原理、特点及选
用方法。
1、概述
流体从 低处 → 高处； 低压处 → 高压处； 所在地→ 较远处； 需要对流体做功，增加流体的机械能。 2、流体输送设备（通用机械）： 液体输送设备 —— 泵； 气体输送设备 —— 通风机、鼓风机、压缩机或真空泵； 作用：向系统输入能量，补充所需机械能； 用于流体的输送或加压。
1、操作原理
离心泵装置简图 1.叶轮 2.泵壳 3.泵轴 4.吸入口 5.吸入管6.排出口 7.排除管 8.底阀 9.滤网 10.调节阀
离心泵启动后泵轴带动叶轮高速旋转，产生离心力，液体在离
心力的作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外缘的过程中获得了能量。
由于泵壳中流道逐渐扩大，液体流速减小，使部分动能转换为静 压能。最终液体以较高的压强从泵的排出口进入排出管路，输送 至目的地。 当叶轮内的液体被抛出后，叶轮中心处 形成低压区，造成吸入口处压强低于贮槽液 面的压强，在此压强差的作用下，液体便沿 着吸入管道连续地吸入泵内。
后盖板 平衡孔
开式
半开式
闭式
(a) 单吸式
图2-2 离心泵的叶轮
（2）泵壳
泵壳亦称泵体，主要作用是将叶轮封闭在一定的空间，以
使叶轮引进并排出液体，并将液体所获得的大部分动能转变
成静压能，因此它又是一个能量转换装置。
图2-3 泵壳与导轮
（3）轴封装置
旋转的泵轴与固定的泵 壳之间的密封，称为轴封。 它的作用是防止高压液体在 泵内沿轴漏出，或者外界空 气沿轴进入泵内。 ①填料密封。填料密封又称 图2-5 填料密封 1.填料座 2.液封环 3.填料 4.填料压盖 5.双头螺栓 6.螺母
理论压头：离心泵在理想情况下所能产生的压头，用H∞表示。
2 p2 p1 c2 c12 H g 2g
（2-2） （2-3） （2-7）离心泵基本方程
p2 p1

2 2 u2 u12 w12 w2 2 2
cu 2u2 c2u2 cos 2 H g g 1 Q cot 2 2 H (r2 ) g 2b2
2、液体性质对离心泵特性的影响
（1）密度的影响：
理论压头、流量及效率与液体密度无关。 因Ne =QHg ，泵的轴功率是随着密度的增大而增大。 （2）黏度的影响： 当液体的运动黏度小于2×10-5m2/s时，黏度对离心泵特性的 影响可忽略。 当输送液体的黏度较大时，泵内的阻力损失增大，泵的扬
N~ Q
η~Q NPSHr ~ Q
Q
含汽蚀余量的离心泵特性曲线
(2)讨论：
H～Q曲线： Q↑， H↓， Q=0时， H也有限。
N～Q线： Q ↑，N ↑，当Q=0时， N=Nmin。此时N只消耗于
叶轮对液体的搅拌及机械摩擦，为非有用功。离心泵开启时，
应关闭出口阀门，以降低启动功率，保护电机。 ～Q：Q=0时， = 0，随Q增加，逐渐增大 ，并在某流量 处有最大值。说明在此条件下操作能量消耗最小，操作最经济。 一般泵的铭牌上所标明的数值即为泵在最高效率时相应的Q、 H值，选泵时，应使泵在此点附近操作，使操≥0.92max。
3
上式为离心泵的比例定律。
（2）叶轮直径的影响。
对几何相似的叶轮：
Q D Q D
3
H D H D
2
N D N D
5
叶轮切削幅度在20%以内，
Q D Q D H D H D
2
N D N D
泵所实际输送的流量和所提供的压头。
3. 离心泵的流量调节
（1）改变管路特性
H 或 he
在离心泵出口处的管路上安装调
节阀，改变出口阀门的开启度实现。 优点：操作简便、灵活，而且流量可 以连续变化，适合化工连续生产的特 点，应用广泛，若调节幅度不大而经
Q1 Q Q2 Q
常需要改变流量时，此法尤为适用。
【例2-1】
用水对离心泵的性能进行测定，实验测得：Q＝10m3/h， pc ＝0.17MPa(表压)， pb ＝160mmHg(真空度)，N＝1.07kW。 ho ＝0.5m。求泵的压头及效率。
解:
pc pb 0.17 106 160 133.3 H＝h0 ＝0.5 20.0m ρg 1000 9.81


离心泵


单吸泵、双吸泵
单级泵、多级泵 蜗壳式泵、分段式泵 立式泵、卧式泵 屏蔽泵、磁力驱动泵 高速泵 单级泵、多级泵
漩涡泵
离心漩涡泵
混流泵 轴流泵 往复泵
电动泵
蒸汽泵

柱塞泵 隔膜泵 计量泵
容积式泵
转子泵
齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑片泵
其他类型泵
喷射泵、空气升液泵、电磁泵
第一节 离心泵
一、 离心泵的操作原理与构造
离心泵结构示意图
2、气缚现象
气缚现象:当离心泵启动时，若泵内未能充满液体而存在大量 空气，则由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的 惯性离心力很小，在叶轮中心处形成的低压不足以形成吸入液 体所需要的压强差（真空度），这种虽启动离心泵但不能输送 液体的现象称为气缚现象。 防止方法：启动前向泵壳内灌满液体。
效率： 有效功率与轴功率的比值，以表示。反映泵对外加能量
的利用程度。离心泵的效率一般在50～70%，大型泵可达90%。
＝ Ne/N
N = Ne/ N电机 = (1.1～1.2)N
影响泵效率的因素：
①水力损失：实际流体在叶片间的通道内及泵壳中流动造成的 能量损耗，包括环流损失、阻力损失、和冲击损失。 ②容积损失：因叶轮外缘液体的压强高于叶轮中心吸入口，部 分液体将由泵体与旋转叶轮间的缝隙漏回吸入口，这部分流体 所取得的能量形同无用，造成容积损失。 ③机械损失：轴承、轴封等处的机械摩擦，以及叶轮盖板外表 面与液体间的摩擦造成机械损失。
程、流量都要下降，效率降低，但轴功率增大，泵的特性曲线