H
B

8(

l d
2d

4g
)
b a
B ,则曲线斜率 （高阻管路） B ,则曲线斜率 （低阻管路）
qV
管路特性曲线
③ 离心泵的工作点
即管路、泵特性曲线交点。 1）公式计算
H A BQ2
H k BQ 2
2）作图法 分别在图上作出泵的特性曲 线和管路特性曲线，读出交 点坐标。
B c’
d
H串
A
H
c
b
qV qV,串
离心泵的串联操作
水
孔板流量计 U形压力计
泵 水封箱
煤气 填料塔
水池
煤气洗涤塔
③ 串联泵的工作点
* 串联泵的总流量和总压头↑；
* 压头增加不到单泵的两倍。
H单 H串 2H单, qV ,串 qV ,单
④ 串联泵效率 等于单泵在qV,单时的工作效率。
B c’
蔽式叶轮：适用于输送清洁液体 敞式和半蔽式叶轮：流道不易堵塞，适用于输送含有固体颗 粒的液体悬浮液，效率低。 按吸液方式：单吸式、双吸式。
后盖板 平衡孔
单(吸a) 式
双吸式
单吸式：结构简单，液体从叶轮一侧被吸入。
双吸式：吸液能力大，基本上消除轴向推力。
(3) 离心泵的性能参数
① 压头(扬程)H：离心泵对单位重量液体提供的有效机械能 量，也就是液体从泵实际获得的净机械能量。单位为J/N即 m（指m液柱）。
H

1 2g
u
2 A

pA
g

zA

1 2g
uC2

pC
g

zC

hf ,AC
H

1 2g
u
2 A

pA
g

zA

1 2g
uC2

pC
g

zC

hf ,AC
管路系统：
H z p u2
g 2g
hf
A z p
g
hf
(
l d



)
二、 离心泵在管路中的工况
（1）管路特性与泵的工作点 管路特性：流体流经管路系统时，需要的压头和流量之间的关系。
反映管路对泵的要求。
离心泵的工作点： 泵工作时的 Q 、H、N、η
说明：泵工作点受到泵性能、管路特性制约 泵性能--离心泵特性曲线，
管路特性--管路特性曲线。
① 管路特性曲线方程 本质：机械能衡算方程 反映全管路系统的能量需求特性。
模块一：流体流动与输送机械
项目四、流体输送机械
能力目标
➢能根据条件设计离心本 ➢认识离心泵工作原理 ➢认识其他输送机械 ➢能够正常操作并维护 输送机械
知识目标
了解离心泵的工作原理 及结构
掌握离心泵开停车要 点 掌握其他输送机械原理
了解输送机械种类及维护
任务1.18 离心泵结构及类型
一、离心泵的基本结构，工作原理及性能参数
① 节流调节（阀门调节） 方法：改变泵出口阀门开度 实质：改变管路特性曲线 (阀门上阻力损失变化)， 泵特性曲线不变。 节流，多消耗在阀门上能量:
优点：迅速方便,连续调节； 代价：阀门阻力损失↑； 适用：流量调节幅度不大，
须经常调节的地方。
泵出口阀：两套(手动阀和自动阀)
q‘V,M qV,M qV 离心泵节流调节时工作点的变化
至泵内压力最低点K处，若 0
0
p1 ps时，发生汽蚀
离心泵的汽蚀
② 泵汽蚀时的特征 泵体振动、噪声大；
容易发生 气蚀的K处
泵流量、压头、效率都显著下降。
③ 主要危害
造成叶片损坏，离心泵不能正常操作。
④ 汽蚀发生的位置
汽蚀时叶轮内缘叶片背面
示意图
叶轮内压力最低处 (叶轮内缘, 叶片背面 K处)。
水力效率ηH ② 容积损失
原因：高压区向低压区泄漏， 减少方法：采用蔽式叶轮等。 容积效率:
V 实际流量 / 理论流量
泵内液体的泄漏
③ 机械损失 原因：摩擦损失
机械效率ηM
任务1.19 离心泵的性能测定
一、离心泵的特性曲线 H Q曲线 N Q曲线 Q 曲线
说明：
（a）由厂家提供
g 2g g 2g
h ) f1k p1 pv
汽蚀余量： NPSH uk2
2g
h f1k

p1
g

u12 2g

pv
g
关于NPSH（Net Positive uction Head）
* 泵抗汽蚀能力的参数
* NPSH↓，则泵抗汽蚀能力↑。 * NPSH=f(泵结构、流体种类、流量)
（4） 叶轮直径对特性曲线的影响 切削法：同一型号的泵，可通过切削叶轮直径，而维持 其余尺寸（包括叶轮出口截面积）不变的方法来 改变泵的特性曲线的方法
在叶轮直径变化不大（不超过10~20%），近似认为叶轮出 口的速度及泵的效率基本不变的前提下：
切削定律：
Q D ( )
QD
H ( D)2 HD
u2 2g
8(

l
d
2d 4g
)
Q 2 BQ2
说明：由管路系统本身决定，与泵的特性无关。
② 影响管路特性曲线的因素
影响 A： z、p： A z p g
： p 0时， 对A无影响
影响B：
p 0时， ,则A
B f (流量、管径管路布置 )
H We g
② 流量 Q：以体积流量表示的送液能力。其单位为：
m3 / s, m3 / h
大小取决于泵的结构型式、尺寸（叶轮直径和流道尺寸） 转速及液体黏度。
③ 功率：
有效功率Ne：单位时间内液体经离心泵所获得的实际 机械能量，也就是离心泵对液体做的净功率。
Ne We Q QgH
qV,1
qV,并
qV
离心泵的并联操作
等于单泵在qV,单时的工作效率。
(2) 串联操作 泵型号相同，首尾相连。
① 泵的合成特性曲线改变 相同流量下，压头加倍。
qV ,串 qV ,单时， H串 2H单
如果H单

k

BqV
2 ,单

H串 2
k

BqV
2 ,串
② 管路合成特性曲线不变
L A BqV 2
离心泵组合方式的选择
(4) 组合泵的流量调节 方法：同单泵； 注意：确定组合泵的工作点时， 应使用泵的合成特性曲线和管路特性曲线。
H b
2’
2
1a
1’
qV
离心泵组合方式的选择
任务1.20 离心泵的气缚现象处理
一、 离心泵的汽蚀现象
1
① 汽蚀现象（空蚀）
1
吸入管段: 无外加机械能，
z
液体靠势能差，吸入离心泵。
HL H
q q H- qV 曲线 L- qV 曲线 V ,L V ,HM
HM
P
η
d
c
qV,M qV 离心泵工作点
（2）离心泵的流量调节 实质：对工作点的调整； 方法：改变泵或管路特性曲线。
H
q q H- qV 曲线
L- qV 曲线
V ,L V ,HM
HM
P
η
d
c
qV,M qV 离心泵工作点
② 调节离心泵转速或改变叶轮直径 实质：改变泵特性曲线， 管路特性不变。
Q n(D)
H n2(D2)
n3(D3)
优点：不因调节流量而损失能量。 适用：流量变化幅度大的场合。
HM H’M
H H- qV
H’- qV
Mn M' E
n'
qV q’V,M qV,M
改变转速时工作点的变化
三、 离心泵的组合运转工况分析
流量↑，则NPSH↑，泵抗汽蚀能力↓ * 由泵样本提供，工程上常用。
d
H串
A
H
c
b
qV qV,串
离心泵的串联操作
(3) 两种组合方式的比较及选择
① 截距A > He单max
应采用串联操作 原因：并联泵压头不够大。
② 串、并联都满足时， 应根据管路特性选择 对于低阻管路(B较小)， 宜采用并联操作； 对于高阻管路(B较大)， 宜采用串联操作；
H b
2’
2
1a
1’
qV
。（e）η-Q 曲线
离心泵典型的特性曲线
设计点：最高效率点，对应的参数值称为最佳工况参数
高效区范围： 92%max
选用离心泵，尽可能在高效区内工作。
（2）离心泵性能曲线实验测定
FI-02
FI-03
FI-01
离心泵性能曲线测定装置图
① 测定原理
H

(z2

z1)
p2 p1
g

u22 u12 2g
N ( D)3 ND
适用：叶轮切削量小于10%-20%
（5）叶轮转数对特性曲线的影响 同一台离心泵，转速改变，特性曲线也发生变化。 若转速改变后，叶轮出口速度、泵的效率近似 保持不变， 则有：
比例定律：
Q n Qn
H ( n)2 Hn
N ( n)3 Nn
适用：叶轮转数变化不超过20%
⑤ 衡量泵抗汽蚀能力的参数
汽蚀余量、吸上真空高度。
(2) 离心泵的汽蚀余量
① 汽蚀余量
1
列1-1(泵入口)及K-K间的机械能衡算式：
1
z