3 泵的特性曲线 He~qv，Pa~qv，η~qv
泵的特性曲线测定(录像)
d吸=38mm,d出=25mm, 测得水流量 qV=5×10-4m3/s, z2-z1=0.2m p压=0.2MPa, p真=27kPa。
求：He=?
解：由泵进、出口列方程
4 特性曲线的影响因素
①密度: ρ对He~qV，η~qV无影响;对Pa~qV有影响 ②粘度: μ对He~qV，η~qV，Pa~qV都有影响 ③转速: 当n变化<20%时，比例定律：
H1
K
'
qV2 2
d
5 2
10
8(l le 2d15 g
)
qV2 1
10
K
'
qV2 1 d15
(实际d↑, ε/d↓, λ↓, 偏保险)
消去K’可得
(d2 )5 d1
H1 H2
10 10
qV2 qV2
2 1
18 10 (3)2 15.5 10 2
3.27
1
1
d2 3.275 d1 3.275 25 32mm
4 离心泵的主要构件(录像) 叶轮：迫使液体高速旋转，形成离心力场 中心加入低势能、低动能液体 外缘输出高势能、高动能液体 蜗壳：流道逐渐扩大，将动能部分转化成势能
5 理论压头(理想流体，叶片无限薄，无限多)
总机械能变化
HT
u22 g
u2 gA2
qV ctg2
转速、直径、弯角、流量
6 理论压头的影响因素
7 离心泵 目的：给流体加入机械能 7.1 离心泵工作原理 1 输送流体所需的能量 从1至2截面
z1
p1
g
u12 2g
H
z2
p2
g
u22 2g
H
f
H f
l d
u2
2
g
8
l
d 2d
4g
qV2
KqV2
高度湍流，K与流量无关 2 管路特性的影响因素 阻力部分：①管径d ②管长l、le或ζ
③
泵轴振动强烈，甚至振断
2 汽蚀余量NPSH
由1至K：pg1
u12 2g
pk
g
uk2 2g
H
f 1 K
pK=pV, 发生汽蚀, 这时p1最小,
定义临界汽蚀余量(NPSH)c
( NPSH )C
p1min
g
u12 pV
2g g
uk2 2g
H
f
1 K
由0至K：
p0
g
Hg
H f 01
H f 1K
pk
g
例3 图示管路输送液体, 泵转速n=2900r/min时， 泵特性曲线为 He=40-0.1qV2 (He—m,qV—m3/h) 流量为10m3/h, 现欲采用 降低转速的办法使流量
减少30% (流动处于阻力平方区) 。 求：转速n’应降至多少？
解：管路H=12+KqV2 原工作点A:
qV=10m3/h H=40-0.1×102=30m
求：①当p1=p2时,
qV ,H ,η ,p出 ②当p1<p2时，
qV ,H ,η ,p出
,Pe ; ,Pe 。
解：①管路特性不变,工作点 不变, qV不变, H不变, η不变。
由点3至2排能量方程
②管路特性曲线下移，
p
因 g ↓，图解思维
qV↑，H↓，η不定
例2 某离心泵特性曲线为 He=20-0.5qV2 (He—m,qV—m3/h) 两敞口容器液面高差10m,
n
n’=0.8018×2900=2325 r/min
易犯错误：
解：n' n q'V 2900 7 =2030r/min
qV
10
对工作点的含义毫无认识.
3 并联组合 同样压头下，两泵流量相加
H单=φ(qV)， H并
(qV
2
)
例如： H单=20-2qV2 H并=20-0.5qV2
工作点 qV’≠2qV
4 串联组合 同样流量下，两泵压头相加
H单=φ(qV)， H串=2φ(qV)
例如： H单=20-2qV2 H串=40-4qV2
工作点 H’ ≠ 2H
5 组合方式的选择
当 P
g
H 单 max
时，
必须串联
7.4 离心泵安装高度 1 汽蚀现象(录像)
叶轮入口K处压强最低，Hg太大时，pK≤pV, 液体汽化，形成汽泡，受压缩后溃灭。 后果：叶轮受冲击而出现剥落
如果 q'V n'
qV n
则有 H'e n'2
He n
P'a Pa
n'3
n
7.3 离心泵工作点和流量调节 1 工作点 工程处理方法：过程分解法
2 流量调节 ①出口阀开度 优点：调节简便、灵活 缺点：能耗 ②改变转速n 节能，但不方便
例1 已知：充分湍流，
λ=常数，现将离心水泵
由输水改为输送CCl4, ρ=1630kg/m3
uk2 2g
pK=pV时
H g max
p0
g
pV
g
H f 01
H f 1K
uk2 2g
H g max
p0
g
pV
g
H f 01
( NPSH )C
规定必需汽蚀余量
(NPSH)r=(NPSH)c+Δ,
进泵样本，与流量有关
实际汽蚀余量 NPSH p1 u12 pV
g 2g g
物理意义
须比(NPSH)r大0.5m以上，
d
势能增加部分：①位差Δz ②压差Δp ③密度ρ
p2 p1
g
3 流体输送机械分类 按作用原理分：
动力式(叶轮式)：离心式，轴流式； 容积式(正位移式)：往复式，旋转式； 其它类型：喷射式，流体作用式等。 按流体可压缩性分： 液体输送机械：统称为泵； 气体输送机械：通风机、
鼓风机、 压缩机、 真空泵
3 最大允许安装高度[Hg]
代入管路方程
K
H 12 qV2
0.18
新工作点B:
将 qV
q'V
n n'
qV’=7m3/h; , He H 'e
H’=12+0.18×72=20.82m
( n )2 n'
同时代入泵特性方程H=40-0.1qV2
得新泵特性方程
H 'e
40( n')2 n
0.1q'V2
将B点qV’=7m3/h; H’=20.82m代入 得 n' 0.8018
①叶片弯角β2和流量qV
②叶轮转速n
u2=nπD2 ③气缚现象(录像)
液体密度不出现 Δp∝ ρ gHT, 气缚现象 灌泵---吸入管装单向阀，
泵启动前:灌泵排气
7.2 离心泵特性曲线 1 泵的有效功率
Pe=ρgqVHe Pa基本上随流量qV单调上升 泵启动时关出口阀 2 泵的效率
Pe
Pa
原管径d1=25mm，流量 qV1=2m3/h，现要使流量增 加50%, 将原管路换粗成d2。 求：d2
解：分析
①泵特性没变，靠管路特性改变
②找d对管路特性的影响
③合理简化处理(偏保险考虑)
由泵特性,得
H1 20 0.5 22 18m
H2 20 0.5 32 15.5m
由管路方程
H2 10