流體輸運(yùn)機(jī)械

流體輸運(yùn)機(jī)械第一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日動(dòng)壓頭增量2.2.2離心泵的基本方程-能量方程即(公式：2-8)H∞

——葉輪對(duì)液體所加的壓頭，m；p1、p2——液體在1、2兩點(diǎn)處的壓力，Pa；c1、c2——液體在1、2兩點(diǎn)處的絕對(duì)速度，m/s；

ρ——

液體的密度，kg/m3；c2w2u2前彎后彎r2β2c1w1u1圖液體進(jìn)入與離開(kāi)葉輪時(shí)的速度12α2

α1

β1理論壓頭靜壓頭增量2第二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2.2離心泵的基本方程-能量方程液體從點(diǎn)1運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)2，靜壓頭增加（p2–p1）/ρg的原因：①質(zhì)量為1kg的液體因受離心力作用而接受的外功：②質(zhì)量為1kg的液體從點(diǎn)1運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)2由于通道的截面增大，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能質(zhì)量為1kg的液體通過(guò)葉輪后其靜壓能的增量：(2-9)c2w2u2r2β2c1w1u112α2

α1

β13第三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2.2離心泵的基本方程-能量方程(2-11)根據(jù)余弦定律(2-7)(2-7a)在離心泵設(shè)計(jì)中，一般都使設(shè)計(jì)流量下的(2-12a)離心泵的理論壓頭(2-9帶入2-8)(2-12)4第四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2.2離心泵的基本方程-能量方程泵的流量，m3/s葉輪周邊的寬度，m葉輪直徑，m(2-15)(2-13)葉片裝置角c2w2u2r2β2c1w1u112α2

α1

β1公式2-14？5第五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日b）理論壓頭影響因素分析-葉片幾何形狀根據(jù)裝置角β2的大小，葉片形狀可分為三種：(a)(a)β2<90o為后彎葉片，cotβ2>0，qT↑，H∞

↓

(b)(b)β2=90o為徑向葉片，cotβ2=0，H∞不隨qT變化(c)(c)

β2>90o為前彎葉片，cotβ2<0，qT↑，H∞↑6第六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日理論壓頭影響因素分析-葉輪轉(zhuǎn)速（n）和直徑（D2）(2-15)(2-16)葉輪直徑D2↑,T∞↑;葉輪轉(zhuǎn)速n↑，理論壓頭T∞↑

。

7第七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日理論壓頭影響因素分析-理論流量qT(2-15a)(2-15)離心泵H∞-qT圖前彎葉片徑向葉片后彎葉片8第八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日理論壓頭影響因素分析-密度（ρ）(2-15)離心泵H∞與密度無(wú)關(guān)9第九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日c）實(shí)際壓頭流體通過(guò)泵的過(guò)程中壓頭損失的原因：（1）葉片間的環(huán)流：由于葉片數(shù)目并非無(wú)限多，液體有環(huán)流出現(xiàn)，產(chǎn)生渦流損失。（2）阻力損失：實(shí)際流體從泵進(jìn)口到出口有阻力損失。（3）沖擊損失：液體離開(kāi)葉輪周邊沖入蝸殼四周流動(dòng)的液體中，產(chǎn)生渦流。2.2.2離心泵的基本方程-能量方程

由于前彎葉片的絕對(duì)速度c2大，液體在泵殼內(nèi)產(chǎn)生的沖擊劇烈得多，轉(zhuǎn)化時(shí)的能量損失大為增加，效率低。故為獲得較高的能量利用率，離心泵總是采用后彎葉片。10第十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

實(shí)際壓頭的意義：泵提供的壓頭必須滿足流體輸送的需要，而流體輸送伴隨著位壓頭（升揚(yáng)高度），靜壓頭、動(dòng)壓頭的變化和阻力損失（管路阻力損失，不含有泵的流動(dòng)阻力損失，泵的阻力損失計(jì)入泵的效率），因此a理論壓頭H∞b環(huán)流損失d沖擊損失c阻力損失HqT實(shí)際壓頭H11第十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2離心泵2.2.3離心泵的主要性能參數(shù)bch0真空表壓力表圖測(cè)定離心泵性能參數(shù)的裝置（2-12）由于兩截面間的管長(zhǎng)很短，其阻力損失通?？梢院雎?，兩截面間的動(dòng)壓頭差一般也可以略去，則可得（1）壓頭（H）和流量(qT)由b、c兩截面間的柏努利方程：注：壓頭，也稱作揚(yáng)程（H）單位用J/N或m表示；流量(qT)為體積流量12第十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）有效功率Pe、軸功率P和效率η有效功率Pe：離心泵單位時(shí)間內(nèi)對(duì)流體做的功Pe=Hqρg，W軸功率P：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)由電機(jī)輸入離心泵的能量W。Pe<P泵的效率η：泵對(duì)外加能量的利用程度，η<100%。泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在以下三種損失：①容積損失(ηV)該損失是指葉輪出口處高壓液體因機(jī)械泄漏返回葉輪入口所造成的能量損失。在三種葉輪中，開(kāi)式葉輪的容積損失較大，但在泵送含固體顆粒的懸浮液時(shí)，葉片通道不易堵塞；閉式葉輪的滲漏量較小，但在磨損后滲漏便嚴(yán)重。②水力損失(ηh)

該損失是由于實(shí)際流體在泵內(nèi)有限葉片作用下各種摩擦損失（即前述環(huán)流損失、摩擦損失、沖擊損失）。③機(jī)械損失(ηm)

該損失包括旋轉(zhuǎn)葉輪蓋板外表面與液體間的摩擦以及軸承機(jī)械摩擦所造成的能量損失。Η與ηV、ηh、及ηm的關(guān)系？13第十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日離心泵的軸功率P可直接用效率來(lái)計(jì)算：一般小型離心泵的效率50~70%，大型離心泵效率可達(dá)90%。泵的軸功率，W泵的壓頭，m泵的流量，m3/s流體密度，kg/m3泵的效率2.2.3離心泵的主要性能參數(shù)14第十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）葉輪轉(zhuǎn)速n1000~3000轉(zhuǎn)/min（或r.p.m）；2900轉(zhuǎn)/min最常見(jiàn)。

泵在出廠前，必須確定其各項(xiàng)性能參數(shù)，即以上各參數(shù)值，并把它標(biāo)在銘牌上；這些參數(shù)是在最高效率條件下用20℃的水測(cè)定的。2.2.3離心泵的主要性能參數(shù)15第十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2離心泵2.2.4離心泵特性曲線（Characteristiccurves)

由于離心泵的各種損失難以定量計(jì)算，使得離心泵的特性曲線H～qT、P～qT、η～qT的關(guān)系只能靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定，在泵出廠時(shí)列于產(chǎn)品樣本中以供參考。右圖所示為4B20型離心泵在轉(zhuǎn)速n＝2900r/min時(shí)的特性曲線。若泵的型號(hào)或轉(zhuǎn)速不同，則特性曲線將不同。借助離心泵的特性曲線可以較完整地了解一臺(tái)離心泵的性能，供合理選用和指導(dǎo)操作。4B20離心泵n＝2900r/min3026221814100204060801001201401284080%70%60%50%40%30%20%0H/mNkWqT/(m3/h)圖4B型離心泵的特性曲線16第十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日由右圖可知：

（1）H～qT曲線：qT↑，H↓(qT很小時(shí)

可能例外)。當(dāng)qT＝0時(shí)，H也只能達(dá)到一定值，這是離心泵的一個(gè)重要特性。

（2）N～

qT曲線：qT↑，P

↑。當(dāng)qT＝0時(shí)，P最小。這要求離心泵在啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥門(mén)，以減小啟動(dòng)功率，保護(hù)電動(dòng)機(jī)免因超載而受損。

（3）η～qT曲線：有極值點(diǎn)(最大值)，于此點(diǎn)下操作效率最高，能量損失最小。在此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量稱為額定流量。泵的銘牌上即標(biāo)注額定值，泵在管路上操作時(shí)，應(yīng)在此點(diǎn)附近操作，一般不應(yīng)低于92％ηmax

。4B20離心泵n＝2900r/min3026221814100204060801001201401284080%70%60%50%40%30%20%0H/mNkWqT/(m3/h)圖2－124B型離心泵的特性曲線17例2-2第十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2.4離心泵特性曲線離心泵特性曲線的影響因素（1）密度ρ對(duì)特性曲線的影響①理論qT=πD2b2c2sinα2

與ρ無(wú)關(guān)，實(shí)際qT也與ρ無(wú)關(guān)，但qms=ρqT

與ρ有關(guān)。②理論H∞=u2c2cosα2/g與ρ無(wú)關(guān)，實(shí)際H也與ρ無(wú)關(guān)。③P=HqTρg/η

。教材附錄泵性能表上列出的軸功率是指輸送20℃清水時(shí)的P。所選泵用于輸送比水的ρ大的液體應(yīng)先按N’=

ρ’N/ρ核算軸功率，若N’≥

表中的電機(jī)功率，應(yīng)更換功率大的電機(jī)，否則電機(jī)會(huì)燒掉。18第十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2離心泵（2）流體粘度μ對(duì)特性曲線的影響μ↑、∑hf↑、qT↓、H↓、η↓、P↑(η↓的幅度超過(guò)qT

和H↓的幅度，P↑)。泵廠家提供的特性曲線是用清水測(cè)定的，若實(shí)際輸送流體μ比清水μ大得較多，特性曲線將有所變化，應(yīng)校正后再用。

若液體的運(yùn)動(dòng)粘度小于2×10-5m2/s，如汽油、煤油、輕柴油等，則對(duì)粘度的影響可不進(jìn)行修正。

cq、cH和cη根據(jù)液體粘度、泵的流量和揚(yáng)程查表獲得。圖2-10,2-11。19例2-3第十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）轉(zhuǎn)速n對(duì)特性曲線的影響不同轉(zhuǎn)速下的速度三角形

泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)得的，實(shí)際使用時(shí)會(huì)遇到n改變的情況，若n變化<20％，可認(rèn)為液體離開(kāi)葉輪時(shí)的速度三角形相似，α2不變（如圖所示)，則泵的效率η不變（等效率）。（2-22）比例定律20第二十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（4）葉輪直徑D2對(duì)特性曲線的影響泵的特性曲線是針對(duì)某一型號(hào)的泵(D2一定)而言的。一個(gè)過(guò)大的泵，若將其葉輪略加切削而使D2變小，可以降低qT和H而節(jié)省P。若D2變化<20%，可以認(rèn)為液體離開(kāi)葉輪時(shí)的速度三角形相似，α2不變，η不變，πD2b2不變，則根據(jù)以上各式可得離心泵的切割定律如下：例題2-4P9321第二十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2離心泵2.2.5離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)（1）管路特性曲線方程令而令22第二十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日管路特性方程P96公式2-5

將泵的H~q線和管路的he~q線畫(huà)在一張圖上，得到交點(diǎn)A如右圖所示，該點(diǎn)稱為泵在管路上的工作點(diǎn)，此時(shí)H=he。在工作點(diǎn)處泵的輸液量即為管路的流量qT，泵提供的壓頭（揚(yáng)程）H必恰等于管路所要求的壓頭he。當(dāng)工作點(diǎn)是在高效區(qū)（η不低于92％ηmax），則該工作點(diǎn)是適宜工作點(diǎn)，說(shuō)明泵選擇的較好。OqTqTHH1管路he～q圖

離心泵的工作點(diǎn)泵H～q泵～qA工作點(diǎn)同時(shí)滿足（2）離心泵的工作點(diǎn)泵的特性方程P96公式2-17

23第二十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2.5離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)注意：①管路特性曲線he=A+Bq2為開(kāi)口向上的拋物線，它在縱軸截距反映了管路上下游總勢(shì)能差；B反映了管路阻力的大?。籅↑，同樣流量下管路的阻力越大，B較大的管路稱為高阻管路，反之則稱為低阻管路；②泵特性曲線中流量的單位可能是m3/s或m3/h；求工作點(diǎn)時(shí)，管路特性曲線的整理應(yīng)注意保持單位一致；③離心泵工作點(diǎn)的求法：解析法即當(dāng)泵的特性曲線已知，可與管路特性曲線聯(lián)立求工作點(diǎn)；若泵特性曲線未知，只有特性曲線圖，則用圖解法即將管路特性曲線畫(huà)在泵特性曲線圖上，兩線的交點(diǎn)即為工作點(diǎn)。OqTqTHH1管路he～q圖2-13離心泵的工作點(diǎn)泵H～q泵～qA24第二十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)就是設(shè)法改變工作點(diǎn)的位置，有以下兩種方法：①改變管路特性曲線在離心泵出口處的管路上安裝調(diào)節(jié)閥。改變出口閥門(mén)的開(kāi)度即改變管路阻力系數(shù)（K亦變）可改變管路特性曲線的位置，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。OqT2qT1qThe2H221低阻高阻H1

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、靈活，應(yīng)用范圍廣。對(duì)于調(diào)節(jié)幅度不大而經(jīng)常需要改變流量的場(chǎng)合，此法尤為適用。

缺點(diǎn)：不僅增加了管路阻力損失（在閥門(mén)關(guān)小時(shí)），且使泵在低效率點(diǎn)工作，在經(jīng)濟(jì)上很不合理。因閥門(mén)關(guān)小多消耗的功率為2.2.5離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)25第二十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日②改變泵的特性曲線由前述比例定律、切削定律可知，改變泵的轉(zhuǎn)速、切削葉輪都可以達(dá)到改變泵的特性曲線的目的。如圖2－14所示，泵的轉(zhuǎn)速由n1減小至n2時(shí)，泵的H～q線下移，工作點(diǎn)由點(diǎn)A1移至點(diǎn)A2，流量由qT1減小至qT2。

優(yōu)點(diǎn)：不額外增加管路阻力，在一定范圍內(nèi)可保持泵在高效率區(qū)工作（n改變<20％時(shí)，可基本保持效率η不變，如圖中兩種轉(zhuǎn)速下的效率曲線所示），能量利用較為經(jīng)濟(jì)，這對(duì)大功率泵是重要的。

缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)不方便，一般只有在調(diào)節(jié)幅度大、時(shí)間又長(zhǎng)的季節(jié)性調(diào)節(jié)中才使用。OqT1H1A1n2n1H2n1>n2圖2-14改變泵的特性曲線A2qT226第二十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2.5離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)OqT2=90qTH2H(m)A2關(guān)小閥門(mén)改變泵的工作點(diǎn)A1he2qT(m3/h)OqT2=90qT1’H2’H(m)減小轉(zhuǎn)速并輔以閥門(mén)調(diào)節(jié)流量A1’he2=64A1qT(m3/h)qT1A2’27第二十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2.5離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)OqT2qT1H2H(m)A2A1he2qT(m3/min)ab關(guān)小閥門(mén)后管路he~q等效率曲線原管路he~qn1時(shí)泵H~qn2時(shí)泵H~q28第二十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2.6離心泵的安裝高度zspsKe圖離心泵的安裝高度s

如右圖所示，液面較低的液體能被吸入泵的進(jìn)口，是由于葉輪將液體從其中央甩向外周，在葉輪中心進(jìn)口處形成負(fù)壓（真空），從而在液面與葉輪進(jìn)口之間形成一定的壓差，液體籍此壓差被吸入泵內(nèi)。現(xiàn)在的問(wèn)題是離心泵的安裝高度zs（zs即葉輪進(jìn)口與液面間的垂直距離）是否可以取任意值？29第二十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日汽蝕（Cavitation）現(xiàn)象

在液面s與泵內(nèi)壓強(qiáng)最低處即葉輪中心進(jìn)口處K-K面之間列機(jī)械能衡算式，得：zspsKe圖

離心泵的安裝高度s若液面壓強(qiáng)ps一定，吸入管路流量一定（即uk一定），安裝高度zs↑，∑hf(s-k)↑，pk↓，當(dāng)pk下降至等于操作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓pv時(shí)（即pk＝pv），液體將發(fā)生什么現(xiàn)象？又會(huì)使泵產(chǎn)生什么現(xiàn)象？2.2.6離心泵的安裝高度30第三十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

液體將發(fā)生部分汽化現(xiàn)象，所生成的大量蒸汽泡在隨液體從葉輪進(jìn)口向葉輪外周流動(dòng)時(shí)，又因壓強(qiáng)升高，氣泡立即凝聚，氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體以極大的速度沖向氣泡原來(lái)所在的空間，在沖擊點(diǎn)處產(chǎn)生很高的局部壓強(qiáng)（高達(dá)幾百個(gè)大氣壓），沖擊頻率高達(dá)每秒幾萬(wàn)次之多。尤其當(dāng)汽泡的凝結(jié)發(fā)生在葉輪表面時(shí)，眾多的液體質(zhì)點(diǎn)尤如細(xì)小的高頻水錘撞擊著葉片；另外汽泡中還可能帶有氧氣等對(duì)金屬材料發(fā)生化學(xué)腐蝕作用。泵在這種狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，將導(dǎo)致葉片過(guò)早損壞。這種現(xiàn)象稱為泵的汽蝕現(xiàn)象。zspsKe圖

離心泵的安裝高度s離心泵在產(chǎn)生汽蝕條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生什么樣的后果呢？2.2.6離心泵的安裝高度-氣蝕現(xiàn)象31第三十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

汽蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，泵體振動(dòng)并發(fā)生噪音，流量qT、揚(yáng)程（壓頭）H和效率η都明顯下降，嚴(yán)重時(shí)甚至吸不上液體。因此汽蝕現(xiàn)象是有害的，必須加以避免。那么，如何避免汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生呢？從前面的分析可知，泵的安裝高度zs受到汽蝕現(xiàn)象的限制，為壁面汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生:①泵的安裝位置不能太高，以保證葉輪中各處壓強(qiáng)高于被輸送液體的飽和蒸汽壓pv;②可采取ps↑；③∑hf(s-k)↓。我國(guó)的離心泵規(guī)格中采用下述兩種指標(biāo)——允許汽蝕余量（有的教材給出必需汽蝕余量）和允許吸上高度來(lái)表示泵的吸上性能，下面簡(jiǎn)述這兩種指標(biāo)的意義，并說(shuō)明如何利用它們來(lái)確定泵的安裝高度不至于發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。2.2.6離心泵的安裝高度-氣蝕現(xiàn)象32第三十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日汽蝕余量

zspsKe圖

離心泵的安裝高度s或泵吸入口的全壓頭汽蝕余量Δh最小汽蝕余量Δhmin在s與e之間列柏努利方程得：2.2.6離心泵的安裝高度33第三十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日允許汽蝕余量Δh允許允許安裝高度zs允許(2-21)這種求zs允許的方法稱為允許汽蝕余量法。2.2.6離心泵的安裝高度34第三十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日討論：

（1）Δh允許由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，不同型號(hào)的泵其值不同，由廠家出廠前由實(shí)驗(yàn)測(cè)定；測(cè)定條件為：液面壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，流體為水，水溫20℃

；（2）當(dāng)進(jìn)口管路無(wú)阻力，液面壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，ue=0，不考慮飽和蒸汽壓影響時(shí)，zs=10.33m是泵安裝高度的極限；（3）當(dāng)進(jìn)口管路阻力增大時(shí)，允許安裝高度降低，故應(yīng)盡可能減小吸入管路的阻力；如：*

吸入管路盡量短，少走彎路；

*進(jìn)口管路直徑一般大于出口管路直徑；

*

進(jìn)口管路上避免不必要的管件，如泵裝于液面下可免裝止逆閥（并且啟動(dòng)前不用灌泵），流量調(diào)節(jié)閥裝于出口管路；2.2.6離心泵的安裝高度35第三十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

（4）實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，管路的流量有可能發(fā)生變化，那么此時(shí)吸入管路的阻力也發(fā)生變化；若流量增大則允許安裝高度減小，所以為避免在實(shí)際操作中由于流量的提高或其他參數(shù)（如液體溫度，液面壓力等）的變化而出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，允許安裝高度按可能出現(xiàn)的最大流量計(jì)算并且實(shí)際安裝高度應(yīng)低于允許安裝高度：

（5）對(duì)油泵通常給出允許汽蝕余量，當(dāng)實(shí)際操作條件與允許汽蝕余量測(cè)定條件不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行校正：對(duì)于油品ф<1

，所以經(jīng)過(guò)校正后的允許安裝高度值更大，而未經(jīng)過(guò)校正計(jì)算得到的允許安裝高度則較小；因此對(duì)此類情況將不作校正（作為額外的安全余量）。2.2.6離心泵的安裝高度36第三十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日允許吸上高度Hs定義當(dāng)pk=pv，pe=pemin時(shí)剛好發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，此時(shí)的吸上高度為不會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象的最大值：

為了安全允許吸上高度為：所以允許安裝高度也可用允許吸上高度法計(jì)算2.2.6離心泵的安裝高度37第三十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日討論：（1）Hs只能由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，不同型號(hào)的泵其允許吸上真空度不同，由廠家出廠前由實(shí)驗(yàn)測(cè)定；測(cè)定條件為：液面壓力為1atm，流體為水，水溫20℃

，飽和蒸汽壓為0.24mH2O；（2）當(dāng)進(jìn)口管路阻力增大時(shí)，允許安裝高度降低，故應(yīng)盡可能減小吸入管路的阻力；（3）允許安裝高度按可能出現(xiàn)的最大流量計(jì)算并且實(shí)際安裝高度應(yīng)低于允許安裝高度：

（4）zs=10.33m是泵安裝高度的極限；（5）對(duì)清水泵通常給出允許吸上真空度的參數(shù)，當(dāng)操作條件與允許吸上高度測(cè)定條件不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行校正2.2.6離心泵的安裝高度38第三十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日為操作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓，mH2O

為操作條件下輸送液體時(shí)允許吸上高度，m液柱

為操作條件下的液面壓力，mH2O

再考慮操作條件下輸送流體密度與測(cè)定條件下流體密度的差異：

由該式可知，液面壓力越小、飽和蒸汽壓越高、密度越大，則允許的安裝高度越低；經(jīng)校正后操作條件下的允許安裝高度為：2.2.6離心泵的安裝高度39第三十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日離心泵的類型

離心泵類型的劃分按輸送流體的性質(zhì)：清水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質(zhì)泵等；按葉輪的吸入方式：?jiǎn)挝?、雙吸泵；按葉論數(shù)目：?jiǎn)渭?jí)泵、多級(jí)泵；（1）清水泵（Cleanwaterpumps）輸送清水或物性與水相近且無(wú)腐蝕、雜質(zhì)少的液體。單級(jí)單吸泵：IS（或B）型，中小型水泵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作容易；揚(yáng)程8~98m，流量45~360m3/h

多級(jí)泵：D型，揚(yáng)程高，14~351m，10.8~850m3/h

雙吸泵：SH型，流量大，9~140m，120~12500m3/h

型號(hào)：IS100-65-250（或2B312B31A2B31B）2.2.7離心泵的類型和選擇40第四十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日型號(hào)的意義：為泵吸入口直徑，英寸基本型號(hào)在最高效率下的揚(yáng)程，m；泵類型葉輪直徑在基本型號(hào)基礎(chǔ)上切削一圈2B31AIS100-65-250為泵排出直徑，mm葉輪公稱直徑，mm為泵吸入口直徑，mm41第四十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）耐腐蝕泵（Corrosionresistantpumps）與液體接觸的部件由耐腐蝕材料（鑄鐵、高硅鐵、合金鋼、玻璃、塑料等）制成且更換容易，密封可靠，適用于輸送具有腐蝕性的液體。揚(yáng)程15~195m，流量2~400m3/h

型號(hào)：50F-10350F-103A50F-103B

意義：50為吸入口直徑，mm；F為泵類型；103為基本型號(hào)在最高效率下的揚(yáng)程，m。（3）油泵（Oilpumps）用于輸送石油產(chǎn)品，由于油品易燃易爆，密封要求高。適用溫度-45℃~400℃

，揚(yáng)程60~603m，流量6.25~500m3/h。型號(hào)：50Y-6050Y-60A50Y-60×250Y-60A×2

意義：50為吸入口直徑，mm；Y為泵類型；60為基本型號(hào)在最高效率下的揚(yáng)程，m；×2為葉輪級(jí)數(shù)。42第四十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（4）雜質(zhì)泵輸送液體中含有固體顆粒雜質(zhì)，粘度大的液體如泥漿等；雜質(zhì)泵不易堵塞，耐磨，葉輪流道寬（2~3片）。（5）液下泵（Submergedpumps）安裝于貯槽內(nèi)液面下，適用于輸送各種腐蝕性流體，密封要求不高（泵內(nèi)外均為輸送的流體，無(wú)泄漏問(wèn)題）。（6）屏蔽泵（Cannedmotorpumps）葉輪與軸相連固定，密封性能高，根本上消除了泄漏，適用于輸送易燃易爆、有毒、具有放射性或貴重的液體。揚(yáng)程16~95m，流量0.65~200m3/h，溫度-35℃~400℃

。（7）管道泵（Pipelinepumps）適用于長(zhǎng)距離管道輸送的中途加壓，24~150m，6.25~360。（8）低溫用泵（Cryogenicpumps）43第四十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（1）選用①根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型；②根據(jù)管路系統(tǒng)的性質(zhì)和工藝要求確定流量和壓頭（應(yīng)以生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的最大流量計(jì)算）；③根據(jù)所需流量和壓頭確定泵的型號(hào)（所選泵的流量與揚(yáng)程應(yīng)比工藝要求略高，有一定的余量；但余量又不宜太大，否則回遠(yuǎn)離高效區(qū)，效率低；對(duì)多臺(tái)泵都合適的情況下選擇操作條件下效率最高的）；④對(duì)泵所配電機(jī)的功率進(jìn)行校核確定是否更換電機(jī)。

2.2.7離心泵的類型和選擇44第四十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）安裝①對(duì)關(guān)鍵管道用泵或容易損壞的泵應(yīng)安裝備用泵（并聯(lián)一臺(tái)工作，一臺(tái)備用）；②安裝高度不能太高，應(yīng)小于允許安裝高度；③設(shè)法盡量減少吸入管路的阻力，以減少發(fā)生汽蝕的可能性。主要考慮：吸入管路應(yīng)短而直；吸入管路的直徑可以稍大；吸入管路減少不必要的管件；調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝于出口管路。2.2.7離心泵的類型和選擇45第四十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)①啟動(dòng)前應(yīng)灌泵（泵裝在液面以下則為自然灌泵），并排氣，防止出現(xiàn)氣縛現(xiàn)象；②應(yīng)在出口閥關(guān)閉的情況下啟動(dòng)泵，使啟動(dòng)功率、電流最小，避免燒毀電機(jī)；③停泵前先關(guān)閉出口閥，避免管道中的液體倒流，帶動(dòng)葉輪倒轉(zhuǎn)，以免損壞葉輪和電機(jī)，尤其對(duì)沒(méi)有安裝底閥的情況；④多臺(tái)泵組合操作（以兩臺(tái)同型號(hào)泵的串、并聯(lián)操作為例）雙泵聯(lián)合操作其特性有如何呢？與單泵特性有何區(qū)別？2.2.7離心泵的類型和選擇46第四十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日12HCAqabq

串BH串H1HqO①組合操作-串聯(lián)：若單泵的特性曲線為：

兩臺(tái)型號(hào)相同的泵串聯(lián)工作時(shí)，每臺(tái)泵的壓頭和流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單臺(tái)泵的兩倍。如圖所示，串聯(lián)泵的特性曲線在橫坐標(biāo)不變，縱坐標(biāo)加倍的方法合成。故其特性曲線為：在實(shí)際操作中，串聯(lián)操作所提供的揚(yáng)程并非是單泵的兩倍，而是H串<2H單，流量則有所提高

q串<2q單，2.2.7離心泵的類型和選擇47第四十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日qHaCbq并q1H并AB②組合操作-并聯(lián)將兩臺(tái)型號(hào)相同的泵并聯(lián)工作，而且各自的吸入管路相同，則兩泵的流量和壓頭必相同。因此，在同樣的壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單臺(tái)泵的兩倍。如圖所示。并聯(lián)泵的特性曲線為：并聯(lián)泵的流量q并和壓頭H并由合成特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)a決定，由于并聯(lián)組合中的兩臺(tái)泵的壓頭相等且均等于H并，而H并為單泵在b點(diǎn)的壓頭，故并聯(lián)泵的總效率與每臺(tái)泵的效率（圖中b點(diǎn)的單泵效率）相同。由圖可知：q并<2q，H并>H。2.2.7離心泵的類型和選擇48第四十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

不論是串聯(lián)還是并聯(lián)操作，均能一定程度上提高管路的流量和揚(yáng)程；但是哪種操作方式更為有效、合理，就要看管路的特性。如圖所示，對(duì)于低阻管路a，q并>q串，H并>H串，所以并聯(lián)組合優(yōu)于串聯(lián)組合；對(duì)于高阻管路b，qQ串>q并，H串>H并，所以串聯(lián)組合優(yōu)于并聯(lián)組合。所以串聯(lián)操作適用于壓頭大、流量小的管路；并聯(lián)操作適用于壓頭小、流量大的管路。

02468101214161820051015202530354045H/mq/m3/hba2.2.7離心泵的類型和選擇組合操作49第四十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日其他類型的泵除了離心泵外，為適應(yīng)工業(yè)不同工藝的要求，還需要其他類型的用泵。對(duì)輸送液體的機(jī)械（泵）主要分為兩大類：正位移泵和非正位移泵。

正位移泵（Positive-displacementpumps）連續(xù)或間歇地改變工作室的容積來(lái)壓送液體，此類泵吸入的液體不能倒流，只能從排出口流出，故稱之為正位移泵；其中往復(fù)泵為典型的正位移泵。2.2.7離心泵的類型和選擇50第五十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（1）往復(fù)泵

2.2.7離心泵的類型和選擇51第五十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（1）往復(fù)泵

2.2.7離心泵的類型和選擇①往復(fù)泵工作原理圖所示為曲柄連杠機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的往復(fù)泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活門(mén)組成?；钪谕饬ν苿?dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此改變泵缸內(nèi)的容積壓強(qiáng)，交替地打開(kāi)和關(guān)閉吸入、壓出活門(mén)，達(dá)到輸送液體的目的。由此可見(jiàn)，往復(fù)泵是通過(guò)活柱的往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接以壓強(qiáng)能的形式向液體提供能量的。52第五十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日②往復(fù)泵的類型按照往復(fù)泵的動(dòng)力來(lái)源可分類如下：電動(dòng)往復(fù)泵：電動(dòng)往復(fù)泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速箱和曲柄連桿機(jī)構(gòu)與泵相連，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。汽動(dòng)往復(fù)泵：汽動(dòng)往復(fù)泵直接由蒸氣機(jī)驅(qū)動(dòng)，泵的活塞和蒸氣機(jī)的活塞共同連在一根活塞桿上，構(gòu)成一個(gè)總的機(jī)構(gòu)。按照作用方式可分：?jiǎn)蝿?dòng)往復(fù)泵：活柱往復(fù)一次只吸液和排液一次。雙動(dòng)往復(fù)泵：活柱兩邊都在工作，每個(gè)行程均在吸液和排液。2.2.7離心泵的類型和選擇53第五十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日③往復(fù)泵的流量q活塞沖程，m活塞截面積，m2活塞每分鐘往復(fù)次數(shù)，1/min單動(dòng)往復(fù)泵的流量泵缸內(nèi)徑，m

單動(dòng)往復(fù)泵的流量曲線是什么樣的形式？它的缺點(diǎn)是什么呢？如何加以改進(jìn)？2.2.7離心泵的類型和選擇54第五十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

單缸單動(dòng)往復(fù)泵q=ηvASn

?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)由等速旋轉(zhuǎn)的曲柄機(jī)構(gòu)變換而得，活塞往復(fù)一次只吸液和排液一次，即只在排出行程時(shí)有液體送出，管路上流量是間歇的，造成慣性損失嚴(yán)重。另一方面，活塞在排出行程的始點(diǎn)至中點(diǎn)作加速運(yùn)動(dòng)，速度從零增到最大。過(guò)了中點(diǎn)以后，活塞作減速運(yùn)動(dòng)，速度又從最大降為零。其流量變化服從正弦曲線規(guī)律，如圖所示。圖a單缸單動(dòng)往復(fù)泵的流量曲線

流量不均勻是往復(fù)泵的嚴(yán)重缺點(diǎn)。往復(fù)泵不能用于流量要求均勻的場(chǎng)合，且管路內(nèi)的液體處于變速狀態(tài)，不但增加了能量損失，且易產(chǎn)生沖擊，造成水錘現(xiàn)象。并會(huì)降低泵的吸入性能。那么如何提高流量的均勻性呢？2.2.7離心泵的類型和選擇55第五十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日雙動(dòng)往復(fù)泵單缸雙動(dòng)往復(fù)泵如圖所示，其流量為圖b單缸雙動(dòng)往復(fù)泵的流量曲線活塞左行活塞右行總流量單缸雙動(dòng)往復(fù)泵的流量曲線如圖b所示。2.2.7離心泵的類型和選擇56第五十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三缸單動(dòng)往復(fù)泵三缸單動(dòng)往復(fù)泵是由三臺(tái)單動(dòng)泵連在一根曲拐上，互成120o，實(shí)質(zhì)上就是三臺(tái)單動(dòng)泵并聯(lián)構(gòu)成。其流量曲線如圖所示，該泵流量較均勻。Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

三缸單動(dòng)往復(fù)泵的流量曲線2.2.7離心泵的類型和選擇57第五十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日往復(fù)泵的總效率，一般η=0.65-0.85

④往復(fù)泵的功率與效率Hq0H～qH～qT⑤往復(fù)泵的特性曲線由qT＝ASn知，往復(fù)泵的理論流量qT僅與活塞每次掃過(guò)的體積AS及活塞往復(fù)次數(shù)n有關(guān)，而與管路的特性無(wú)關(guān)。往復(fù)泵的實(shí)際流量q＝ηvqT，ηv<1，q<q,壓頭H不太高時(shí)ηv隨H的變化很小，H大時(shí)，ηv減小。往復(fù)泵的H～qQT，H～q如右圖所示。2.2.7離心泵的類型和選擇58第五十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日⑥往復(fù)泵的工作點(diǎn)往復(fù)泵的壓頭由管路特性曲線與泵的特性曲線的交點(diǎn)（工作點(diǎn)）確定，但壓頭（揚(yáng)程）H只決定于管路情況，如圖所示。

正位移泵的特性是：①流量Q與管路特性無(wú)關(guān)；②壓頭（揚(yáng)程）H只決定于管路情況。往復(fù)泵是正位移泵。往復(fù)泵的工作點(diǎn)2.2.7離心泵的類型和選擇59第五十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日⑦往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)離心泵可用出口閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)流量，但對(duì)往復(fù)泵此法卻不能采用，其原因何在呢？因?yàn)橥鶑?fù)泵是正位移泵，其流量與管路特性無(wú)關(guān)，安裝調(diào)節(jié)閥非但不能改變流量（q＝ηvASn），而且還會(huì)造成危險(xiǎn)，一旦出口閥門(mén)完全關(guān)閉，泵缸內(nèi)的壓強(qiáng)將急劇上升，導(dǎo)致機(jī)件破損或電機(jī)燒毀。因此，提醒大家注意：往復(fù)泵啟動(dòng)時(shí)一定要打開(kāi)出口閥（與離心泵相反），而且也不能用關(guān)小出口閥的方法調(diào)節(jié)流量。那么，往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)用什么方法呢？2.2.7離心泵的類型和選擇60第六十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日a、旁路調(diào)節(jié)2.2.7離心泵的類型和選擇旁路調(diào)節(jié)61第六十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

旁路調(diào)節(jié)并沒(méi)有改變總流量q，只是改變了總流量在主管和旁路之間的分配而已。旁路調(diào)節(jié)流量所造成的功率損失為旁路流量，m3/min

顯然，這種調(diào)節(jié)