离心泵的汽蚀
汽蚀现象 液体在一定温度下，由于泵内的压力小于该温度下液 体的饱和蒸汽压（汽化压力），而产生汽泡，并随液 体进入高压区，汽泡破裂，产生水力冲击。 汽蚀的危害 产生强烈振动（汽蚀共振现象） 过流部件剥蚀 泵性能下降
汽蚀曲线
汽蚀余量NPSH（净正入口压 头） NPSHa：装置汽蚀余量 由泵装置确认的汽蚀余量， 也称有效汽蚀余量或可用汽 蚀余量。 NPSHr：泵的必需汽蚀余量 泵自身测试出的汽蚀余量 NPSHa需大于NPSHr（差值 为安全裕量S，S>1m）才能 保正不发生汽蚀
离心泵比例定律和切割定律
比例定律 同一台泵，当叶轮直径不变，改变转速则： Q2/Q1=(n2/n1) H2/H1=(n2/n1)2 P2/P1=(n2/n1)3
切割定律 同一台泵，当转速不变，叶轮外径切割时则： Q2/Q1=(D2/D1) H2/H1=(D2/D1)2 P2/P1=(D2/D1)3
离心泵性能曲线特点
H N η H-Q
N-Q
通过出口节流或调速调节 流量 出口阀关阀启动 需自灌 输送低粘度的介质，流量 和扬程范围广
η-Q
Q
离心泵的相似理论
相似条件 几何相似、运动相似、动力相似 相似定律 Q2/Q1=(n2/n1)*(D2/D1)2 H2/H1=(n2/n1)2*(D2/D1)2 P2/P1=(n2/n1)3*(D2/D1)5*(ρ2/ρ1) Q: 流量 H: 扬程 n: 转速 D: 叶轮直径 ρ:介质密度
罗茨真空泵 分子真空泵 牵引分子泵 复合式真空泵 水喷射真空泵 气体喷射泵 蒸汽喷射泵 扩散泵
液环真空泵
属于粗真空泵 （较低的真空度）。 通常用于抽吸不含固体颗粒，不溶于水，无腐蚀性的 气体，若改变结构材料，也可抽吸腐蚀性的气体 优点是：液环泵大部分是铸件，加工要求也不高，成 本较低 缺点是：体积较大，重量大，效率低，能耗高
离 心 泵
自 吸 泵
凸 轮 泵
真 空 泵
软 管 泵
计 量 泵
离心泵主要零部件
叶轮 泵的心脏，由前盖板、后盖板、叶片、轮毂组成；叶轮外径与 扬程有密切的关系；叶轮出口宽度与流量有密切的关系。
泵体
作用：收集从叶轮出口流出的液体；将液体的速度能（动能） 大部分转换为压能；将液体导向到排出管路中。
离心泵、自吸泵、蠕动泵、计 量泵等常用泵的选型
泵的分类及形式
离心泵
叶片式泵
旋涡泵 混流泵
单吸泵、双吸泵 单级泵、多级泵 涡壳泵、节段泵 立式泵、卧式泵 屏蔽泵、磁力驱 动泵
泵
容积式泵
轴流泵 往复泵——柱塞泵、隔膜泵等
转子泵——齿轮泵、螺杆泵等
其他类型泵——射流泵、水锤泵 等
叶片式泵：通过叶轮中叶片传递功率。 容积式泵：通过改变液体体积引起压力变化而达到输送的目的。
泵盖：与泵体共同构成泵腔，泵腔是承压场所。 轴封 泵的密封有静密封和动密封，动密封主要指轴封，轴封主要是 机械密封和填料密封
离心泵主要零部件
轴
作用：传递扭矩（能量）、支撑叶轮。 泵与电机同轴，也可单独分成不同的轴。共轴是指电机轴伸延 长，叶轮 直接安装压轴的延伸部件上，轴的支撑仍由电机上轴承 完成。
蠕动泵缺点
初期采购成本高 流量有限（目前最大流量80m3/Hr) 脉冲较大（但可选配PD来有效的降低脉冲） 软管材料有限 需要润滑油来进行润滑和冷却 对背压比较敏感-高背压会导致回流（因此在选型时需 根据最高压力来确定垫片数量） 软管的损坏无法预知 CIP型泵非常昂贵，但可以通过旁通来实现
计量泵的基本结构
出口单向止回阀
工艺物料
柱塞 入口单向止回阀
计量泵吸入冲程
出口单向阀关闭
入口单向阀打开 介质吸入液力腔内
计量泵排出冲程
介质从液力腔排出 出口单向阀打开
入口单向阀关闭
计量泵液力端类型
柱塞泵 机械隔膜泵 液压隔膜泵
柱塞泵头
出口单向止回阀 填料润滑注入口
柱塞 入口单向止回阀 填料
计量泵的特点
属于往复型容积泵 流量几乎不随压力增减而变化 进出口均有单向止回阀 停/开车均可全量程精确调节流量 通常采用耐腐材料制造 适合长期连续使用
计量泵P-Q曲线
低衰减
计量泵
离心泵 流量 (L/hr) 0 Bar
7 Bar
计量泵典型运用过程
工艺管路
离心泵 (L/min) 计量泵 (L/hr)
NPSH
NPSHa-Q
汽蚀界限
NPSHr-Q
Q
NPSHa 计算
P1---泵吸入口压力，Pa Pv---液体在该温度下的饱和蒸汽压，Pa Hv1---吸入管道阻力损失，m
自吸泵主要零部件
自吸泵的原理
所谓自吸泵，就是在启动前不需灌水（安装后第一次 启动仍然需灌水），经过短时间运转，靠泵本身的作 用，即可以把水吸上来，投入正常工作 。 气液混合式自吸泵的工作过程：由于自吸泵泵体的特 殊结构，水泵停转后，泵体内存有一定量的水，泵再 次启动后由于叶轮旋转作用，吸入管路的空气和水充 分混合，并被排到气水分离室，气水分离室上部的气 体溢出，下部的水返回叶轮，重新和吸入管路的剩余 空气混合，直到把泵及吸入管内的气体全部排出，完 成自吸，并正常抽水。
离心泵剖面图
叶轮
电机
轴
泵盖 轴封 泵体
离心泵工艺参数
４效率 η
泵有效功率与轴功率的比值。是衡量消耗的能量究竟发挥 了多大效果的一个百分数。
５汽蚀余量NPSH （m）
为保证泵不汽蚀，泵叶轮进口处单位重量的液体所必须具 有的超过汽化压力的富余能量
６功率
有效功率——单位时间内液体从泵中获取的能量 轴功率——单位时间内原动机传给泵的功率 配套功率——与泵匹配的原动机的功率
凸轮泵的缺点
转子容易受到破坏 安装不方便 需要轴封 复杂的轴承结构 需要2根传动轴-因此磨损会加倍 需要2组机械密封结构 输送低粘度物料效率不高（会打滑） 仅在高速低粘度的工况下可进行灌装 密封件失效会导致泄露 泵体同流体接触，有双向污染的倾向 不适合输送磨蚀性流体 备件昂贵 减速机的震动可能会导致转子的相互摩擦
蠕动泵优点
安装容易，易于操作 适合输送磨蚀性，腐蚀性，高粘度及剪切敏感性流体 适合输送含气泡，高固含量流体 可安全的干运行（软管中没有流体） 完全避免双向污染（流体仅同软管接触） 计量精确，可用于定量添加物料 没有密封圈，阀门，隔膜，同物料接触的转子，定子 和活塞等，无泄露，堵塞和磨损 备件少，唯一的消耗部件：新软管=新泵
凸轮泵的结构图
凸轮泵的工艺参数
凸轮泵与蠕动泵，计量泵同属于容积式泵，其工艺参 数及曲线等同于蠕动泵及计量泵。
凸轮泵需额外考虑黏度的影响。黏度对于泵的性能影 响很大
凸轮泵的工艺参数
真空泵的分类
液环真空泵 往复式真空泵 旋片式真空泵 定片式真空泵 滑阀式真空泵 余摆线真空泵 干式真空泵
泵的轴功率随排出压力的升高而增大，泵的效率也随 之提高。但超过额定值后，由于内泄漏量的增大，效 率会有所下降。 随着液体黏度增大和含气量的增加，泵的流量下降， 效率下降。
蠕动泵所需电机功率P估算
泵轴功率Pa计算: Pa=（pd-ps）*105*Q/（102*η）KW pd---泵的出口压力，Mpa ps---泵的进口压力， Mpa Q---泵的流量，m3/s η---泵额定工况下效率，一般取65~85%
离心泵比例定律和切割定律
比转数 ns=3.65*n*(Q)0.5 / (H)0.75 n--- 泵的转速 r/min Q---流量 m3/s H--- 扬程 m 叶轮外圆允许切割量
≤60 20% 60~120 15% 120~200 200~300 300~350 11% 9% 7% ≥350 0%
自吸泵与离心泵的区别
除了自吸泵无需考虑汽蚀裕量之外，其他工艺参数均 与离心泵类似。
自吸高度工业级自吸泵最高可达11m，卫生级自吸泵 最高4m（具体须与供应商联系）
蠕动泵主要原理
蠕动泵又称为软管泵
就象用手指夹挤一根充满流体的软管，随着手指向前 滑动管内流体向前移动。蠕动泵也是这个原理只是由 滚轮取代了手指。通过对泵的弹性输送软管交替进行 挤压和释放来泵送流体。就象用两根手指夹挤软管一 样,随着手指的移动,管内形成负压,液体随之流动. 蠕动 泵就是在两个转辊子之间的一段泵管形成“枕”形流 体。
P=K*Pa/ηt KW K---离心泵功率余量系数
泵的轴功率 Pa/KW
《15 15<Pa《55 >55
电动机
1.25 1.15 1.10
汽轮机
1.1 1.1 1.1
ηt---泵传动装置效率
直连传动 1.0 平皮带传动 0.95 三角皮带传动 0.92 齿轮传动 0.9~0.97 蜗杆传动 0.7~0.9
比转数ns 允许切割 量 效率下降
每切割10% 下降1%
每切割4% 下降1%
离心泵所需电机功率P估算
泵轴功率Pa计算: Pa=H*Q*ρ/（102*η）KW H---泵的额定扬程，m Q---泵的额定流量，m3/s ρ---介质密度，kg/m3 η---泵额定工况下效率，一般取65~80%
离心泵所需电机功率P估算
