離心泵的主要構(gòu)件和工作原理

1、2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械12.2 離心泵離心泵(Centrifugal pump)離心泵離心泵電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械22.2 離心泵離心泵(Centrifugal pump)2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械32.2.1 離心泵的主要構(gòu)件和工作原理離心泵的主要構(gòu)件和工作原理葉輪：葉輪：迫使流體高速旋轉(zhuǎn)，形成在中心引入低勢(shì)能（低靜壓能）流體，在迫使流體高速旋轉(zhuǎn)，形成在中心引入低勢(shì)能（低靜壓能）流體，在外緣輸出高勢(shì)能（高靜壓能）外緣輸出高勢(shì)能（高靜壓能） 、高動(dòng)能流體的工作環(huán)境。、高動(dòng)能流體的工作環(huán)境。蝸殼：蝸

2、殼：流道逐漸擴(kuò)大，將動(dòng)能的一部分轉(zhuǎn)化成勢(shì)能（靜壓能）。流道逐漸擴(kuò)大，將動(dòng)能的一部分轉(zhuǎn)化成勢(shì)能（靜壓能）。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械4離心泵的能量形式轉(zhuǎn)換過程離心泵的能量形式轉(zhuǎn)換過程 原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)軸軸葉輪旋轉(zhuǎn)葉輪旋轉(zhuǎn)葉片間液體葉片間液體旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)受到離心力受到離心力中心中心外圍外圍液體被做功液體被做功流速減小部分流速減小部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換動(dòng)能轉(zhuǎn)換 靜壓能靜壓能 呈呈高壓態(tài)離開葉輪進(jìn)入蝸殼高壓態(tài)離開葉輪進(jìn)入蝸殼動(dòng)能動(dòng)能 從電能到機(jī)械能形式的轉(zhuǎn)換過程從電能到機(jī)械能形式的轉(zhuǎn)換過程2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械5（1 1）葉輪葉輪葉片葉片（+ +蓋板蓋板）離心泵的

3、主要部件及作用離心泵的主要部件及作用2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械6（2 2）泵殼泵殼：液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換（動(dòng)動(dòng)靜靜）（3 3）吸上原理與氣縛現(xiàn)象吸上原理與氣縛現(xiàn)象葉輪中心形成低壓（因液體連續(xù)流動(dòng)）葉輪中心形成低壓（因液體連續(xù)流動(dòng)）若泵內(nèi)有氣，若泵內(nèi)有氣， 則則 小，小，P Poutout小，小，泵入口壓力泵入口壓力P Pinin大，此處的真空度大，此處的真空度小小, , 液體不能吸上液體不能吸上氣縛現(xiàn)象。氣縛現(xiàn)象。因此，啟動(dòng)前需要灌泵，并且密封，防止空氣吸入。因此，啟動(dòng)前需要灌泵，并且密封，防止空氣吸入。液體以高壓離開葉輪液體以高壓離開葉輪（4

4、 4）軸封的作用軸封的作用（5 5）平衡孔的作用平衡孔的作用消除軸向推力消除軸向推力 )force lcentrifuga(outFP inoutPP2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械7（6 6）導(dǎo)輪的作用導(dǎo)輪的作用 減少能量損失減少能量損失2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械82.2.2 2.2.2 離心泵的性能參數(shù)離心泵的性能參數(shù)characteristic parameters與特性曲線與特性曲線離心泵的理論壓頭離心泵的理論壓頭葉片數(shù)葉片數(shù) 液體無環(huán)流液體無環(huán)流理想流體理想流體無能量損失無能量損失 VqctggbrgH 22221離心泵的基本方程離心泵的

5、基本方程r r葉輪半徑；葉輪半徑；葉輪旋轉(zhuǎn)角速度；葉輪旋轉(zhuǎn)角速度；q qV V泵的體積流量；泵的體積流量；b b葉葉片寬度；片寬度； 葉片裝置角。葉片裝置角。gcuH222cos vTqctggAuguH 22222 是是流流體體流流出出的的截截面面積積222Abr2 22ru 假設(shè)假設(shè):2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械9旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)：旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)：wcuW為相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，為相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，u為切向速度，為切向速度，c為絕對(duì)速度為絕對(duì)速度。省略省略2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械10在一定的轉(zhuǎn)速在一定的轉(zhuǎn)速 n 下：下：090coso 2222222sinsin2

6、 wAwbrqv 反映泵本身在一定條件下，提供能量的額定能力。反映泵本身在一定條件下，提供能量的額定能力。是是流流體體流流出出的的截截面面積積2222Abr 面方向上的流速面方向上的流速是垂直于是垂直于222sinAw 2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械11在一定的轉(zhuǎn)速在一定的轉(zhuǎn)速 n 下：下：vTqctggAuguH 22222 特點(diǎn)：壓頭特點(diǎn)：壓頭HT與密度與密度無關(guān)。無關(guān)。 vTqfH 222nr2nDu u2 是外緣切向速度是外緣切向速度 VqctggbrgH 22221 22ru 是是流流體體流流出出的的截截面面積積2222Abr 面方向上的流速面方向上的流速是垂直

7、于是垂直于222sinAw 2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械12說明：說明：（1 1）裝置角裝置角：90度度 前彎葉片前彎葉片 q qV V H 90度度 后彎葉片后彎葉片q qV V H （線性規(guī)律）（線性規(guī)律） = 90度度 徑向葉片徑向葉片 H 與與 q qV V 無關(guān)無關(guān)（2 2）實(shí)際生產(chǎn)中采用）實(shí)際生產(chǎn)中采用后彎葉片后彎葉片 90度度 流動(dòng)能量損失小流動(dòng)能量損失小 b b、r r、 H （3 3）理論壓頭理論壓頭H (或或HT)與流體的性質(zhì)與流體的性質(zhì)、無關(guān)無關(guān)（4 4）H（即（即He）與與H 的差距的差距 葉片間環(huán)流葉片間環(huán)流；阻力損失阻力損失；沖擊損失沖擊損失

8、2 2c2c2 2c2 2c2 VqctggbrgH 22221 sincos ctg2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械13 PgPH T若泵啟動(dòng)時(shí)泵體內(nèi)是空氣，泵啟動(dòng)后產(chǎn)生的壓頭為一定值，但因空氣密度小，若泵啟動(dòng)時(shí)泵體內(nèi)是空氣，泵啟動(dòng)后產(chǎn)生的壓頭為一定值，但因空氣密度小，造成的壓差或泵吸入口的真空度很小，不能將液體吸入泵內(nèi)。造成的壓差或泵吸入口的真空度很小，不能將液體吸入泵內(nèi)。“氣縛氣縛”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。2 2c22v2222TsincosqgAuguH 2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械14hm/3Qm/HTHeH(1)葉片之間的環(huán)境：與葉片數(shù)、流體粘度葉片

9、之間的環(huán)境：與葉片數(shù)、流體粘度有關(guān)，與流量幾乎無關(guān)。有關(guān)，與流量幾乎無關(guān)。（2）阻力損失（摩擦損失）：約與流量的）阻力損失（摩擦損失）：約與流量的平方成正比。平方成正比。（3）沖擊損失：流體以絕對(duì)速度）沖擊損失：流體以絕對(duì)速度c2進(jìn)入蝸進(jìn)入蝸殼，雖部分轉(zhuǎn)化為靜壓能，但亦存在著明顯殼，雖部分轉(zhuǎn)化為靜壓能，但亦存在著明顯的能量損失。裝置角的能量損失。裝置角是按照所設(shè)計(jì)泵的額是按照所設(shè)計(jì)泵的額定流量確定的，若泵在額定流量下工作，沖定流量確定的，若泵在額定流量下工作，沖擊損失最小，若泵偏離額定流量工作，沖擊擊損失最小，若泵偏離額定流量工作，沖擊損失增大。損失增大。在一定的轉(zhuǎn)速在一定的轉(zhuǎn)速 n 下：下：

10、vTqctggAuguH 22222 vTqfH 直線關(guān)系直線關(guān)系1、泵的有效壓頭、泵的有效壓頭H與與H 的差距的差距葉片間環(huán)流葉片間環(huán)流；阻力損失阻力損失；沖擊損失沖擊損失2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械15TH容積損失：容積損失：壓頭損失：壓頭損失：主要由流體摩擦阻力損失造成。主要由流體摩擦阻力損失造成。灌泵后，關(guān)閉閥灌泵后，關(guān)閉閥門，在流量等于門，在流量等于零時(shí)啟動(dòng)。零時(shí)啟動(dòng)。主要性能參數(shù)主要性能參數(shù) characteristic parametersaeNN 效率小于效率小于100%原因有容積損失、原因有容積損失、壓頭損失和機(jī)械損失。壓頭損失和機(jī)械損失。影響到泵的效

11、率影響到泵的效率2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械16離心泵內(nèi)液體漏回現(xiàn)象離心泵內(nèi)液體漏回現(xiàn)象2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械17離心泵的主要性能參數(shù)總結(jié)離心泵的主要性能參數(shù)總結(jié)（1 1）( (葉輪葉輪) )轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n：10003000rpm；2900rpm常見常見（2 2）( (體積體積) )流量流量q qV V: :m3/s， 葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速（3）壓頭（揚(yáng)程）壓頭（揚(yáng)程）H H（H He e）：）：1N流體通過泵獲得的機(jī)械能。流體通過泵獲得的機(jī)械能。J/N, m與流量、葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和與流量、葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和n有關(guān)有關(guān)。H

12、 Hz z（4 4）軸功率軸功率N N（P Pa a）：）：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位時(shí)間原動(dòng)原動(dòng)機(jī)輸入泵軸的能量機(jī)輸入泵軸的能量有效功率有效功率P Pe e：?jiǎn)挝粫r(shí)間液體獲得的能量單位時(shí)間液體獲得的能量gqHP Vee 2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械18（5 5）效率）效率 100%容積損失容積損失，水力損失，機(jī)械損失水力損失，機(jī)械損失離心泵的性能曲線測(cè)定離心泵的性能曲線測(cè)定HqVNqVqV廠家實(shí)驗(yàn)測(cè)定廠家實(shí)驗(yàn)測(cè)定產(chǎn)品說明書產(chǎn)品說明書2020 C C清水清水泵的效率：泵的效率：efficiency（1）容積效率：流量損失）容積效率：流量損失V0.850.95（2）水力效率：壓頭損失）

13、水力效率：壓頭損失k=0.80.9（3）機(jī)械效率：機(jī)械部件之間的摩擦）機(jī)械效率：機(jī)械部件之間的摩擦j0.960.99泵的總效率：泵的總效率： V k jaePP 2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械19 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 (characteristic curves)軸軸NeH hm/3Vqkw/aN%/ m/eH離心泵的操作：離心泵的操作：1）灌泵并保持密封，防止氣縛現(xiàn)象；）灌泵并保持密封，防止氣縛現(xiàn)象；2）在最小流量下啟動(dòng)。）在最小流量下啟動(dòng)。3）在出口管路上安裝流量調(diào)節(jié)閥門。在出口管路上安裝流量調(diào)節(jié)閥門。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械

14、20在某一轉(zhuǎn)速在某一轉(zhuǎn)速 n 下下gqHPVee aP點(diǎn)時(shí)的軸功率點(diǎn)時(shí)的軸功率同時(shí)測(cè)得該流量同時(shí)測(cè)得該流量aePP n2MMPMa 扭矩扭矩通過最簡(jiǎn)單的管路反映通過最簡(jiǎn)單的管路反映泵的有效壓頭。泵的有效壓頭。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械21軸功率軸功率 Pa gqHPVea nn2 vveeqqHHDDqqvv 2eeDDHH 3 DDPPaa葉輪直徑葉輪直徑 D22 vveeqqnnHH2 vveeqqHH)() ()(22常數(shù)常數(shù)KqHqHVeVe 轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n的泵特性曲線上的每一點(diǎn)均可用這一方法轉(zhuǎn)換至轉(zhuǎn)速為的泵特性曲線上的每一點(diǎn)均可用這一方法轉(zhuǎn)換至轉(zhuǎn)速為n的曲線

15、上相對(duì)的曲線上相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。因此，可得到新轉(zhuǎn)速下的泵特性曲線。應(yīng)的點(diǎn)。因此，可得到新轉(zhuǎn)速下的泵特性曲線。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械22泵的轉(zhuǎn)速泵的轉(zhuǎn)速 n 變化后，泵實(shí)際特性曲線方程式如何變換？變化后，泵實(shí)際特性曲線方程式如何變換？例：某一臺(tái)泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為例：某一臺(tái)泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為 n1=1480r/min 時(shí)，時(shí)，2Ve3 .404 .38qH min/m,m3Ve qH將轉(zhuǎn)速變化為將轉(zhuǎn)速變化為 n2=1700r/min 后，泵的特性曲線方程式如何？后，泵的特性曲線方程式如何？解：解：根據(jù)比例定律根據(jù)比例定律1212nnqqvv 21221212 vveeqqnnHH 21

16、221212123 .404 .38 vvvvveeqqqqqHH2222223 .407 .503 .40148017004 .38vveqqH 1 , eHhmqV3,m,He1n2 , eH2n2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械23思考題：離心泵的壓頭是指（思考題：離心泵的壓頭是指（ ）A流體的升舉高度；流體的升舉高度；B 流體動(dòng)能的增加；流體動(dòng)能的增加；C流體靜壓能的增加；流體靜壓能的增加；D 單位流體獲得的機(jī)械能。單位流體獲得的機(jī)械能。解：根據(jù)實(shí)際流體的機(jī)械能衡算式解：根據(jù)實(shí)際流體的機(jī)械能衡算式H=(Z2-Z1)+(P2-P1)+(u22-u12)/2g+Hf離心泵

17、的壓頭可以表現(xiàn)為流體升舉一定的高度（離心泵的壓頭可以表現(xiàn)為流體升舉一定的高度（Z2Z1）、增）、增加一定的靜壓能（加一定的靜壓能（P2P1）/g、增加一定的動(dòng)能、增加一定的動(dòng)能 (u22-u12)/2g 以以及用于克服流體流動(dòng)過程中產(chǎn)生的壓頭損失及用于克服流體流動(dòng)過程中產(chǎn)生的壓頭損失Hf 。但。但A、B、C的說法都不全面。離心泵的壓頭是泵施加給單位牛頓流體的機(jī)的說法都不全面。離心泵的壓頭是泵施加給單位牛頓流體的機(jī)械能械能J（J/Nm)。故答案。故答案D正確。正確。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械24第第2講：講：2.2.3 離心泵的工作點(diǎn)；離心泵的工作點(diǎn)；離心泵的串聯(lián)操作；

18、離心泵的串聯(lián)操作；離心泵的并聯(lián)操作。離心泵的并聯(lián)操作。2.2.4 離心泵的汽蝕現(xiàn)象、汽蝕余量及安裝高度。離心泵的汽蝕現(xiàn)象、汽蝕余量及安裝高度。第第2章章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械（6學(xué)時(shí)）2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械25由工作點(diǎn)讀出的流量由工作點(diǎn)讀出的流量 qv 、壓頭、壓頭 He 就是管道中實(shí)際的流量，流就是管道中實(shí)際的流量，流體在此流量下，實(shí)際所得到的有效壓頭。體在此流量下，實(shí)際所得到的有效壓頭。 duty point2veBqAH 21212VeKqgPPZZH 2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械26工作點(diǎn)工作點(diǎn)(duty point)的求法：的

19、求法：（1）圖解法；）圖解法；（2）解析法。）解析法。 2V421212e8qgddlgPPZZH 2VeBqAH 注意兩個(gè)方程式中注意兩個(gè)方程式中 qv 的單位一定要一致，一般都統(tǒng)一到的單位一定要一致，一般都統(tǒng)一到 m3/s2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械272. 流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié) （即改變泵的工作點(diǎn)）（即改變泵的工作點(diǎn)）調(diào)節(jié)出口閥門的開度，改變管路的特性曲線調(diào)節(jié)出口閥門的開度，改變管路的特性曲線 2v421212eqgddl8gPPZZH 調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，改變泵的特性曲線調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，改變泵的特性曲線優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便.靈活靈活缺點(diǎn)：能耗缺點(diǎn)：能耗2 vveeq

20、qHH 21221212123 .404 .38 vvvvveeqqqqqHH2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械28注意：泵特性曲線因轉(zhuǎn)速變化發(fā)生了移動(dòng)。若求轉(zhuǎn)速變化后的注意：泵特性曲線因轉(zhuǎn)速變化發(fā)生了移動(dòng)。若求轉(zhuǎn)速變化后的工作點(diǎn)，還必須結(jié)合管路的特性曲線工作點(diǎn)，還必須結(jié)合管路的特性曲線。2VVee qqHH 2V1212eKqgPPZZH 2 vveeqqHH)() ()(22常數(shù)常數(shù)KqHqHVeVe 2VeKqH 等效率方程等效率方程2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械29例：例： 某輸水管路中，離心泵在轉(zhuǎn)速為某輸水管路中，離心泵在轉(zhuǎn)速為n=2900r/

21、min時(shí)的特性曲線方程為時(shí)的特性曲線方程為2525VqH 管路特性方程為管路特性方程為210VkqH qV的單位為的單位為m3/min試求試求：1）k=2.5時(shí)的工作點(diǎn)（時(shí)的工作點(diǎn)（qVA、HA）; 2)將閥門關(guān)小，使得將閥門關(guān)小，使得k=5時(shí)的工作點(diǎn)（時(shí)的工作點(diǎn)（qVB、HB）; 3）閥門開度由）閥門開度由k=2.5關(guān)小到關(guān)小到k=5，流量由，流量由qVA減小到減小到qVB ，管路阻力損失，管路阻力損失增加了多少？增加了多少？4) 如果改變泵的轉(zhuǎn)速，將流量調(diào)整到如果改變泵的轉(zhuǎn)速，將流量調(diào)整到qVB ，管路能量消耗如何變化？，管路能量消耗如何變化？ 5）若不采用改變閥門開度，而是采用改變轉(zhuǎn)速的

22、方法，使得流量由）若不采用改變閥門開度，而是采用改變轉(zhuǎn)速的方法，使得流量由qVA減小到減小到qVB ，則轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)整到多少？，則轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)整到多少？6）比較：由流量）比較：由流量qvA減小到減小到qvB時(shí)，時(shí)，調(diào)整閥門開度與調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)整閥門開度與調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速，能量消耗的差異是多少？能量消耗的差異是多少？2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械30解：解：1）泵特性曲線方程泵特性曲線方程2525VqH 管路特性曲線方程（此時(shí)管路特性曲線方程（此時(shí) k=2.5)25 . 210VqH 聯(lián)立（聯(lián)立（1）、（）、（2）得）得（1）（2）hmmqVA/8 .84min/41. 133 )(

23、152柱柱OHmHA 2） 管路特性曲線方程（此時(shí)管路特性曲線方程（此時(shí) k=5)2510VqH （3）聯(lián)立（聯(lián)立（1）、（）、（3）得）得hmmqVB/5 .73min/22. 133 )(5 .172柱柱OHmHB 3）閥門開度由閥門開度由k=2.5關(guān)小到關(guān)小到k=5，流量由，流量由qVA減小到減小到qVB ，管路阻力損失增加了多少？管路阻力損失增加了多少？即管路特性曲線不變，通過改變轉(zhuǎn)速改變泵的特性曲即管路特性曲線不變，通過改變轉(zhuǎn)速改變泵的特性曲線，將工作點(diǎn)由線，將工作點(diǎn)由A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)。點(diǎn)。OmH5 . 2155 .17HH2AB 4) 如果改變泵的轉(zhuǎn)速，將流量調(diào)整到如果改變泵

24、的轉(zhuǎn)速，將流量調(diào)整到qVB ，管路能量消耗如何變化？，管路能量消耗如何變化？min/m22. 1qq3VBvC 將將代入代入25 . 210VqH （2）中，得）中，得)(8 .132柱柱OHmHC OmH2 . 1158 .13HH2AC 即即在原來的閥門開度下，即在原來的閥門開度下，即k=2.5時(shí)，輸送流量時(shí)，輸送流量為為qVC=qVB 時(shí)，管路所需要的壓頭為時(shí)，管路所需要的壓頭為HC2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械31利用相等效率下的比例定律：利用相等效率下的比例定律：122122122HHnnqqVV )(222211常數(shù)常數(shù)KqHqHVV 2VKqH 該式稱為離心

25、泵在一定范圍內(nèi)不同轉(zhuǎn)速下的等效率方程。該式稱為離心泵在一定范圍內(nèi)不同轉(zhuǎn)速下的等效率方程。方法方法1：等效率方程：等效率方程2 .92 VCCqHKm2 .16min/m33. 1DD3VD Hq點(diǎn)：點(diǎn)：得得VDVCDCqqnn rpm2660DCDC QQnn22 . 9VqH 42525VqH 15）若不采用改變閥門開度，而是采用改變轉(zhuǎn)速的方法，使得若不采用改變閥門開度，而是采用改變轉(zhuǎn)速的方法，使得流量由流量由qVA減小到減小到qVB ，則轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)整到多少？，則轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)整到多少？2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械321n2n離心泵在轉(zhuǎn)速為離心泵在轉(zhuǎn)速為n1=2900r/mi

26、n時(shí)的特性曲線方程為時(shí)的特性曲線方程為211525VqH 方法方法2：根據(jù)比例定律，得到離心泵改變轉(zhuǎn)速為：根據(jù)比例定律，得到離心泵改變轉(zhuǎn)速為n2時(shí)的特性曲線方程時(shí)的特性曲線方程 2122121212525 VVVVVqqqqqHH222122525VqnnH （4）5）若不采用改變閥門開度，而是采用改變轉(zhuǎn)速的方法，使得若不采用改變閥門開度，而是采用改變轉(zhuǎn)速的方法，使得流量由流量由qVA減小到減小到qVB ，則轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)整到多少？，則轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)整到多少？管路特性曲線不變，通過改變轉(zhuǎn)速改變泵的特管路特性曲線不變，通過改變轉(zhuǎn)速改變泵的特性曲線，將工作點(diǎn)由性曲線，將工作點(diǎn)由A點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)。點(diǎn)。將將

27、C點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)代入（代入（4）式）式得到：得到：min/m22. 13VBVC qq)OH(m8 .132C柱柱 Hmin/r26732 n2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械33如果改變泵的轉(zhuǎn)速，將流量調(diào)整到如果改變泵的轉(zhuǎn)速，將流量調(diào)整到qVB ，即，即在原來的閥門開度下，即在原來的閥門開度下，即k=2.5時(shí)，時(shí)，輸送流量為輸送流量為qVB 時(shí)，管路所需要的壓頭為時(shí)，管路所需要的壓頭為HC)OH(m8 .132C柱柱 H如果關(guān)小閥門將流量調(diào)整到如果關(guān)小閥門將流量調(diào)整到qvB ,管路所需要的壓頭為管路所需要的壓頭為HB)OH(m7 . 32CB柱柱 HH6）比較：由流量）比較：

28、由流量qvA減小到減小到qvB時(shí)，調(diào)整閥門開度與調(diào)整泵的轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)整閥門開度與調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速，能量消耗的差異是多少？速，能量消耗的差異是多少？調(diào)整到同樣的流量調(diào)整到同樣的流量,調(diào)整閥門開度與調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速，能量消耗調(diào)整閥門開度與調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速，能量消耗的差異是的差異是)OH(m5 .172B柱柱 H2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械342022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械352022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械36兩臺(tái)相同泵的組合，如何根據(jù)單臺(tái)泵的特性曲線方程式寫出組合兩臺(tái)相同泵的組合，如何根據(jù)單臺(tái)泵的特性曲線方程式寫出組合泵的特性曲線方程式？泵的特性

29、曲線方程式？2v4ee2q102 . 740HH 并并單單并并并聯(lián)：并聯(lián)：例：某臺(tái)泵的特性曲線方程為例：某臺(tái)泵的特性曲線方程為2V4e102 . 740qH He的單位為的單位為m ，qv的單位為的單位為m3/s)q102 . 740(2H2H2v4ee單單單單串串串聯(lián)：串聯(lián)： 2v4eq102 . 72402H 串聯(lián)：串聯(lián)：2v4eq4102 . 740H 并聯(lián)：并聯(lián)：?jiǎn)螁未?lián)串聯(lián)vvqq: 2qq:vv并并單單并聯(lián)并聯(lián) 2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械371）2）3）串串H并并H2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械3821212)(veKqgPPZZ

30、H 管路特性不變，則此時(shí)流量將（）管路特性不變，則此時(shí)流量將（）A增大增大B減少減少C不變不變D不確定不確定AB點(diǎn)，其中任何一條特性曲線發(fā)生變化，點(diǎn)，其中任何一條特性曲線發(fā)生變化，均會(huì)引起工作點(diǎn)的變動(dòng)，現(xiàn)泵及其轉(zhuǎn)均會(huì)引起工作點(diǎn)的變動(dòng)，現(xiàn)泵及其轉(zhuǎn)速不變，故泵的特性曲線不變。將管速不變，故泵的特性曲線不變。將管路的特性曲線方程式列出路的特性曲線方程式列出),( VqHBA2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械39思考：對(duì)于上題，若仍然保持原流量，應(yīng)采取什么措施？思考：對(duì)于上題，若仍然保持原流量，應(yīng)采取什么措施？ 改變的是什么特性曲線？改變的是什么特性曲線？12AB2022-5-23第

31、 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械40例例1：用離心泵敞口水池中的水送往一敞口高位槽，高位槽液：用離心泵敞口水池中的水送往一敞口高位槽，高位槽液面高出水池液面面高出水池液面5m,管徑為管徑為50mm。當(dāng)泵出口管路中閥門全開。當(dāng)泵出口管路中閥門全開（0.17）時(shí)，泵入口管中真空表讀數(shù)為）時(shí)，泵入口管中真空表讀數(shù)為52.6KPa,泵出口管泵出口管中壓力表讀為中壓力表讀為155.9KPa 。已知該泵的特性曲線方程。已知該泵的特性曲線方程He=23.1-1.43105q2v 式中：式中：He的單位為的單位為m；qv的單位為的單位為m3/s.試求：試求：（1）閥門全開時(shí)泵的有效功率；）閥門全開時(shí)泵的有效功

32、率； （首先找出此時(shí)的工作點(diǎn)）（首先找出此時(shí)的工作點(diǎn)）（2）當(dāng)閥門關(guān)?。ǎ┊?dāng)閥門關(guān)小（ 80）時(shí)，其他條件不變，流動(dòng)狀態(tài)處）時(shí)，其他條件不變，流動(dòng)狀態(tài)處在阻力平方區(qū)，則泵的流量為多少？在阻力平方區(qū)，則泵的流量為多少？（尋找新的工作點(diǎn)）（尋找新的工作點(diǎn)）真真空空表表壓壓力力表表2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械41解解：（：（1）忽略出口管壓力表接口與入口管真空表接口垂直高度）忽略出口管壓力表接口與入口管真空表接口垂直高度差，自真空表接口管截面至壓力表接口管截面列機(jī)械能衡算式。差，自真空表接口管截面至壓力表接口管截面列機(jī)械能衡算式。并且忽略此間入口管與出口管段的流體阻力損失。并

33、且忽略此間入口管與出口管段的流體阻力損失。真真空空表表壓壓力力表表2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械422022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械43例例2：現(xiàn)需用兩臺(tái)相同的離心泵將河水送入一密閉的高位槽，高：現(xiàn)需用兩臺(tái)相同的離心泵將河水送入一密閉的高位槽，高位槽液面上方壓強(qiáng)為位槽液面上方壓強(qiáng)為1.5at(表壓強(qiáng)），高位槽液面與河水水面之表壓強(qiáng)），高位槽液面與河水水面之間的垂直高度為間的垂直高度為10m，已知整個(gè)管路長(zhǎng)度為，已知整個(gè)管路長(zhǎng)度為50m(包括全部局部阻包括全部局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度），管徑均為力當(dāng)量長(zhǎng)度），管徑均為50mm，直管阻力摩擦系數(shù)，直管阻力摩擦系數(shù)0

34、.025。單泵的特性曲線方程為單泵的特性曲線方程為He=50-1.0106qv2(式中式中He的單位為的單位為m;qv的的單位為單位為m3/s)。試通過計(jì)算比較：該兩臺(tái)泵如何組合所輸送的水流。試通過計(jì)算比較：該兩臺(tái)泵如何組合所輸送的水流量更大？量更大？2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械44根據(jù)管路特性曲線，流量大，同時(shí)所根據(jù)管路特性曲線，流量大，同時(shí)所需壓頭亦大。是因?yàn)楣苈分辛髁看?，需壓頭亦大。是因?yàn)楣苈分辛髁看?，流速大，流體的壓頭損失亦大，則所流速大，流體的壓頭損失亦大，則所需泵提供的壓頭亦要大。需泵提供的壓頭亦要大。為了明顯的發(fā)揮組合泵能夠增加為了明顯的發(fā)揮組合泵能夠增加

35、流量，增加壓頭的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于低流量，增加壓頭的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于低阻管路，并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；對(duì)于高阻管路，并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；對(duì)于高阻管路，串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。阻管路，串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。若采用串聯(lián)，聯(lián)立方程（若采用串聯(lián)，聯(lián)立方程（1）（）（3）得）得 qv串串=5.710-3(m3/s)若采用并聯(lián)，聯(lián)立方程（若采用并聯(lián)，聯(lián)立方程（2）（）（3）得）得 qe并并=6610-3(m3/s)因此，應(yīng)采用泵的并聯(lián)方式。因此，應(yīng)采用泵的并聯(lián)方式。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械45汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象 cavitations phenomena汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象當(dāng)汽蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，當(dāng)汽蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，泵的揚(yáng)程明顯減小。泵的

36、揚(yáng)程明顯減小。gPgudlguZgPZ 2222002022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械46 kfkcHguNPSH1 ,22)(流量大，臨界汽蝕余量大。流量大，臨界汽蝕余量大。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械47cfvgNPSHHgPgPH)(10,0max 5.0)(5.010,0max cfvgNPSHHgPgPH mNPSHr5 .0)(再再加加上上的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上實(shí)實(shí)際際安安裝裝泵泵時(shí)時(shí)，在在 盡量大一些，盡量大一些，數(shù)值數(shù)值為了使得為了使得gH3.安裝要求安裝要求：吸入管徑常大于壓出吸入管徑常大于壓出管徑管徑吸入管不裝調(diào)節(jié)閥吸入管不裝調(diào)節(jié)閥實(shí)際安

37、裝高度實(shí)際安裝高度HgHg最大允許安裝高度最大允許安裝高度Hg為為2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械48 k1 ,f2kc2)(HguNPSH k1 ,f2kr2)(HguNPSH gvHpt必須為負(fù)值。必須為負(fù)值。安裝高度安裝高度，此時(shí)，此時(shí)若輸送沸騰狀態(tài)的液體若輸送沸騰狀態(tài)的液體gvHpP 0Hg例例1：分析離心泵的安裝高度：分析離心泵的安裝高度Hg與所輸送流體溫度之與所輸送流體溫度之間的關(guān)系。間的關(guān)系。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械49例：用某型號(hào)離心泵將水由貯槽輸送至高位槽，已知在工作轉(zhuǎn)例：用某型號(hào)離心泵將水由貯槽輸送至高位槽，已知在工作轉(zhuǎn)速下泵

38、的特性方程為速下泵的特性方程為H=45-0.15qv2 ，式中，式中H的單位為的單位為m，qv的單的單位為位為m3/h。貯槽和高位槽的直徑分別為。貯槽和高位槽的直徑分別為8m與與5m。輸水初時(shí)，兩。輸水初時(shí)，兩槽間的垂直高度差為槽間的垂直高度差為20m，兩液槽間用長(zhǎng)，兩液槽間用長(zhǎng)200m（包括全部局部（包括全部局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）的阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）的3.5mm的鋼管相連。管路中的摩擦的鋼管相連。管路中的摩擦因數(shù)為因數(shù)為0.025。貯槽與高位槽的容量足夠，且忽略因液位變化而。貯槽與高位槽的容量足夠，且忽略因液位變化而引起的阻力損失的變化。試求：引起的阻力損失的變化。試求：（1）初始輸水量；）初始

39、輸水量；（2）完成）完成100m3輸水任務(wù)所需要的時(shí)間。輸水任務(wù)所需要的時(shí)間。m201122解：（）即確定初始的工作點(diǎn)解：（）即確定初始的工作點(diǎn)初始時(shí)的管路特性方程：初始時(shí)的管路特性方程： gudlguugppzzH22221221212 2v2v422102. 0360081. 905. 014. 305. 0200025. 082qqgudl 2v15. 045qH 2v102. 020qH h/m96. 93v0 q解解得得：2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械50m201122xh（）設(shè)在開始輸水后的某時(shí)刻（）設(shè)在開始輸水后的某時(shí)刻t，貯槽液面下降了，貯槽液面下降了x，

40、同時(shí)，同時(shí)，高位槽液面上長(zhǎng)了高位槽液面上長(zhǎng)了h，管內(nèi)流速為，管內(nèi)流速為u，則有，則有hx225484 xh56. 2 uthtx22205. 04dd54dd84 在某時(shí)刻在某時(shí)刻t，貯槽液面至高位槽液面列機(jī)械，貯槽液面至高位槽液面列機(jī)械能衡算方程式能衡算方程式 gudlguugppzzH22221221212 2v102. 0)(56. 220qxxH 2v15. 045qH 2v2v102. 0)(56. 22015. 045qxxq xq1 .142 .99v xtx1 .142 .99dd842 即即：反映了反映了x與與t的關(guān)系。的關(guān)系。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī)

41、 械51m201122xhxtx1 .142 .99dd842 即即：反映了反映了x與與t的關(guān)系。的關(guān)系。當(dāng)完成總輸水量當(dāng)完成總輸水量100m3時(shí)，貯槽液位時(shí)，貯槽液位x為為m41. 1841002 xh52. 7d1 .142 .9984d41. 1020 xxtt （）定態(tài)；（）擬定態(tài)處理方法。（）定態(tài)；（）擬定態(tài)處理方法。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械52第第3講：講：2.2.5 離心泵的選型參數(shù)；離心泵的操作。離心泵的選型參數(shù)；離心泵的操作。2.3 往復(fù)泵往復(fù)泵2.3.1 往復(fù)泵的構(gòu)造、工作原理和性能參數(shù)；往復(fù)泵的構(gòu)造、工作原理和性能參數(shù)；2.3.2 往復(fù)泵的操作

42、。往復(fù)泵的操作。2.5 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械離心式風(fēng)機(jī)的選型參數(shù)。離心式風(fēng)機(jī)的選型參數(shù)。第第2章章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械（6學(xué)時(shí)）2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械532.2.5離心泵的類型與選用離心泵的類型與選用1.類型類型清水泵清水泵耐腐蝕泵耐腐蝕泵油泵油泵2.選用選用步驟：步驟：定性選型：根據(jù)泵的工作條件，如腐蝕性、潛水等；定性選型：根據(jù)泵的工作條件，如腐蝕性、潛水等；生產(chǎn)要求生產(chǎn)要求 qv值，計(jì)算管路所需要的值，計(jì)算管路所需要的He ，選定泵的具體型號(hào)；，選定泵的具體型號(hào)；計(jì)算泵的允許安裝高度；計(jì)算泵的允許安裝高度；計(jì)算功率，再配電機(jī)。計(jì)算功率，再配電機(jī)。20

43、22-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械54 例例2-3 如圖所示，需要安裝一臺(tái)離心泵，將流量如圖所示，需要安裝一臺(tái)離心泵，將流量45m3/h 、溫度、溫度20oC的河水輸送到敞口高位槽，高位槽水面高出河水水面的河水輸送到敞口高位槽，高位槽水面高出河水水面10m ，管路總長(zhǎng)度管路總長(zhǎng)度15m 。試選一臺(tái)離心泵，并確定泵的安裝高度。試選一臺(tái)離心泵，并確定泵的安裝高度。2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械55解：解：hmQ/453 sPamkgCo 3310005. 1,/2 .99820 時(shí)，水的時(shí)，水的選管內(nèi)流速選管內(nèi)流速u=2.5m/s,估算管內(nèi)徑估算管內(nèi)徑muQd0

44、8. 043600 mmdmm5 .8045 .88 的的水水煤煤氣氣管管，內(nèi)內(nèi)徑徑選選 smdQu/46. 2436002 51097. 1 du0043. 0 d 028. 0 )(43. 8222OHmgudllHef 截面截面1-1至截面至截面2-2之間列機(jī)械能方程式之間列機(jī)械能方程式mHZZHfe43.1812 根據(jù)根據(jù)Q、He數(shù)值選擇泵，數(shù)值選擇泵，IS80-65-125 , 其允許汽蝕余量其允許汽蝕余量mh5 . 30 . 3 kPaPCvo335.220 時(shí)時(shí)，水水的的mHf47.4: 吸吸入入管管中中 mhHgPgPHfvg63. 15 . 00 接講往復(fù)泵2022-5-23第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械56例例2：選泵的設(shè)計(jì)型問題：選泵的設(shè)計(jì)型問題分餾塔分餾塔解吸塔解吸塔儲(chǔ)罐儲(chǔ)罐m37m5m3012345Pa105P44 Pa102 . 1P65 Pa105P41 h/kg6400mh/kg10800m53h43h m5Hm6Hm2H53f43f31f 管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的動(dòng)壓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的動(dòng)壓頭很小，可以忽略。頭很小，可以忽略。設(shè)泵的效率為設(shè)泵的效率為60%，求泵的軸功率。求泵的軸功率。3m/kg710 2022-5-23第 2 章 流