离心泵的工作原理及分类
离心泵的基本知识
泵的分类方法有以下三种： (一)按工作原理分类1．容积式泵依靠泵内工作室容积大小作周期性地变化来输送液体的泵； 2．叶片式泵依靠泵内高速旋转的叶轮把能量传给液体，从而输送液体的泵； 3．其它类型泵依靠一种流体(液、气或汽)的静压能或动能来输送液体的泵。
此类泵又称流体动力作用泵。
采用这种分类方法时，根据泵的结构又可分为以下几种。
(二)按泵产生的压力(扬程)分类1．高压泵总扬程在600m以上；2．中压泵总扬程为200～600ml3．低压泵总扬程低于200m。
（三）按泵用处分类第2节离心泵的工作原理及分类一．离心泵的基本构成离心泵的主要部件有：叶轮、转轴、吸入室、泵壳、轴封箱和密封环等，如图2－1所示。
有些离心泵还装有导轮、诱导轮、平衡盘等。
离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和蜗壳。
其作用简述如下：（1）吸入室吸入室位于叶轮进口前，其作用是把液体从吸入管引入叶轮,要求液体吸入室的流动损失要小，并使液体流入叶轮时速度分布均匀。
（2）叶轮叶轮是离心泵的重要部件，液体就是从叶轮中得到能量的。
对叶轮的要求损失最小的情况下，使单位重量的液体获得较高的能量。
（3）蜗壳蜗壳位于叶轮出口之后，其功用是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并按一定要求送入下级叶轮或送入排出管。
由于液体在流出叶轮时速度很高，为了减少后面的管路损失，液体在送入排出管以前，必须将其速度降低，把速度能转变成静压能，这个任务也要求蜗壳等转能装置来完成，而且要求蜗壳在完成上述两项任务时流动损失最小。
二．离心泵的工图2—1 离心泵基本构件作原1一转轴 2一轴封箱 3一扩压管 4一叶轮 5一吸入室 6一密封理离心泵是由原动机(电动机或汽轮机)带动叶轮高速旋转，使液体由于离心力的作用而获得能量的液体输送设备，故名离心泵。
当原动机带动叶轮高速旋转时，充满在泵体内的液体，在离心力的作用下，从叶轮中心被抛向叶轮的外缘。
在此过程中，液体获得了能量，提高了静压强，同时由于流速增大，动能也增加了。
离心泵基础知识
（三）、离心泵的分类
离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式 ： 1、按叶轮吸入方式分：（1）单吸式离心泵；如图所示
（2）双吸式离心泵；如图所示
2、按叶轮数目分：
（1）单级离心泵 泵中只有一个叶轮，单级离 心泵是一种应用广泛的泵。由于液体在泵内只 有一次增能，所以扬程较低。 （2）多级离心泵 具有两个或两个以上叶轮的 离心泵称为多级离心泵。级数越多压力越高。 图所示为一台分段式离心水泵，这种泵的叶轮 一般为单吸式。
叶轮 结构图
2．泵轴
离心泵的泵轴的主要作用是传递动力，支承叶轮保持在 工作位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连， 另一端支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密 封等零部件。 泵轴属阶梯轴类零件，一般情况下为一整体。但在防 腐泵中，由于不锈钢的价格较高，有时采用组合件。接 触介质的部分用不锈钢，安装轴承及联轴器的部分用优 质碳素结构钢，不锈钢与碳钢之间可以采用承插连接或 过盈配合连接。由于泵轴用于传递动力，且高速旋转， 在输送清水等无腐蚀性介质的泵中，一般用45#钢制造， 并且进行调质处理。在输送盐溶液等弱腐蚀性介质的泵 中，泵轴材料用40Cr，且调质处理。在防腐蚀泵中，即 输送酸、碱等强腐蚀性介质的泵中，泵轴材质一般为 1Crl8Ni9或1Crl8Ni9Ti等不锈钢。
（一）、离心泵转子
转子是指离心泵的转动 部分， 它包括叶轮、泵轴、轴 套、轴承等零件；如图 所示。
1、叶轮
叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高速旋转对液体做功而 实现液体的输送，是离心泵重要零件一。 按结构形式，叶轮可分为以下三种。 (1)闭式叶轮叶轮的两侧均有盖板，盖板间有4—6个叶片， 如图1—10 (a)所示。闭式叶轮效率较高，应用最广，适用 于输送不含固体颗粒及纤维的清洁液体。闭式叶轮有单吸 和双吸两种类型。双吸叶轮如图1—11所示，适用于大流 量泵，其抗汽蚀性能较好。如图1—10 (b)。这种叶轮结构 简单，制造容易，但效率低，适用输送含较多固体悬浮物 或带纤维体。 (3)半开式叶轮这种叶轮只有后盖板，如图1—10 (c)所示。 它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体，其效率介 于开式和闭式叶轮之间。
泵的分类及工作原理
泵的分类及工作原理泵是一种能够将液体或气体从低压区域输送到高压区域的机械设备。
根据其工作原理和结构特点，泵可以分为很多种类。
下面将介绍几种常见的泵及其工作原理。
1. 偏心齿轮泵（Gear Pump）：偏心齿轮泵是一种通过齿轮间的间隙来吸入和排出液体的泵。
当齿轮旋转时，通过齿轮的啮合使液体从吸入口吸入，然后通过齿轮齿间的间隙被排出。
这种泵结构简单，性能稳定，适用于处理高黏度的液体。
2. 离心泵（Centrifugal Pump）：离心泵是利用离心力将液体输送到高压区域的泵。
它由进口口、叶轮、弯管、出口口和电机等部件组成。
当电机带动叶轮旋转时，通过叶轮的离心作用使液体从进口口吸入并迅速被推向出口口。
离心泵结构简单，具有流量大、扬程高的特点，广泛应用于工业领域。
3. 渣浆泵（Slurry Pump）：渣浆泵是专门用于输送高浓度固体颗粒的泵。
它的结构与离心泵类似，但相对于离心泵，渣浆泵更加耐磨和耐腐蚀。
渣浆泵通过搅拌和高速旋转将颗粒悬浮在液体中，并通过离心力将混合物推向目标区域。
4. 涡轮泵（Turbine Pump）：涡轮泵是一种利用涡轮叶轮的高速旋转来传输液体的泵。
涡轮泵由进口口、叶轮、出口口和电机等部件组成。
电机带动叶轮高速旋转时，液体受到离心力的作用，被推向出口口。
涡轮泵适用于要求低压区域的高流量和低扬程的场合。
5. 多级泵（Multistage Pump）：多级泵是由多个泵腔组成的泵，每个泵腔都可以独立进行工作。
多级泵的每个泵腔都由进口口、出口口和叶轮等组成，液体会在每个泵腔中产生一次增压，最终达到所需的高压。
多级泵适用于要求高压的场合。
泵的工作原理是利用能源（如电机或发动机）驱动泵体进行工作。
在泵体内部，液体通过进口口进入泵体，然后被泵的机械结构（如叶轮，齿轮或柱塞）吸入。
经过相应的液压能转换之后，液体被推入出口口并送到需要的地方。
在泵的工作过程中，为了确保液体的顺利传输，泵需要克服系统中的摩擦阻力、惯性阻力和重力阻力等因素。
离心泵的分类及用途
离心泵的分类及用途离心泵是工业中常见的一种泵类。
它是利用离心力将流体从进口处吸入，通过离心运动将流体加速并压缩，最后再通过出口处将流体排出。
离心泵的结构简易，使用方便，广泛应用于工业、农业、市政等领域。
常见的离心泵有以下几种分类和用途。
一、按照结构和工作方式分类1. 单级离心泵单级离心泵是由进口口、叶轮、泵体和出口口组成的最简单的离心泵。
它的工作原理是利用叶轮的高速旋转产生离心力，使流体被压缩并排出。
单级离心泵适用于输送清水和化学性质较为温和的流体，如水泵、冷却泵等。
2. 多级离心泵多级离心泵是由多个单级离心泵组合而成的复合离心泵。
它的工作原理是通过多级叶轮将流体逐步压缩并排出。
多级离心泵比单级离心泵更加适用于输送高压、高粘度和含有固体颗粒的流体，如化工、石油、制药等领域。
3. 混流泵混流泵的叶轮既有离心泵的叶片，也有轴向流泵的叶片。
它的工作原理是将流体同时产生离心力和轴向力，并将流体排出。
混流泵适用于输送低粘度、高流量的清水和中性液体。
4. 侧吸式离心泵侧吸式离心泵是可以通过侧面进入流体的离心泵。
它的进口口和出口口在同一方向，适用于需要从长管道或深水井中提取液体的场合。
二、按照用途分类1. 压力增压离心泵的最大特点是能够将流体加压并将其送出。
因此，它在一些需要压力增压的场合得到广泛应用，如输送高压给水、压缩空气等。
2. 流量调节离心泵的流量可以通过改变转速、改变叶轮的直径等多种方式来调节，因此，它在一些需要流量调节的场合得到广泛应用，如冷却塔、空调系统等。
3. 清洗离心泵不仅可以将液体输送到目的地，还可以将单元内的污物、沉积物等清除。
因此，它在一些需要清洗的场合得到广泛应用，如清洗泳池、过滤器等。
总的来说，离心泵是一种广泛应用于各种领域的泵类。
通过对其分类和用途的分析，我们可以更加清晰地了解离心泵的特点和优势，从而更好地应用它们。
泵(离心泵典型结构与工作原理)
离心泵典型结构与工作原理
离心泵的工作原理 离心泵的分类 离心泵典型结构和主要零部件 离心泵命名方式 离心泵的性能参数及基本方程 有限叶片数对理论扬程的影响 离心泵的各种损失
菜单
一
离心泵的工作原理
菜单
二
离心泵的分类
离心式 单吸 轴流式 按液体流出叶轮方向 混流式 旋涡式
按吸入方式 双吸 单级 按级数 多级
上式即为离心式机械的基本方程式-欧拉方程 式。
菜单
由于泵的理论扬程与液流性质无关，所以一台离 心泵，在同一个转速，同一个流量下工作时，不 论输送什么液体，叶轮所给出的，用被输送的液 柱高度表示的理论扬程是相同的。但由于各种液 体重度不同，因此泵出口处的压力是不一样的。
菜单
欧拉方程式的第二表达式 利用进出口速度三角形，可推导出：
菜单
立式泵
菜单
2
主要零部件
压出室
吸 入 室
叶 轮
轴 密封装置 轴向力平衡装置
菜单
叶轮：作功部件
5
结构型式： 闭式 半开式 开式
输送不含杂质的液体，效率高；造价高 输送易于沉淀或含有固体颗粒的液体 输送沙浆、污水、含纤维液体；效率低，叶片数 可少到2-4片
菜单
5 5
材料：
铸铁、青铜、钢
叶轮在轴上的安装方式
菜单
3
水力损失
摩擦损失
流体流速m/s
v2 l hf = λ 4R 2 g
摩擦损失系数 流道长度m 流道断面的水力半径m
菜单
局部损失
hj = ξ
v2 2g
局部阻力损失系数
流体流速
菜单
冲击损失
hs=K(Q-Q*)2
泵的工作流量 泵的设计流量
离心泵的工作原理
离心泵的工作原理离心泵是一种常用的流体输送设备，广泛应用于工业、农业和民用领域。
它的工作原理是利用离心力将液体从低压区域输送到高压区域。
本文将从离心泵的工作原理、结构组成、工作过程和应用领域四个方面进行详细阐述。
一、离心泵的工作原理1.1 离心力的产生：离心泵通过旋转叶轮产生离心力，将液体从中心向外推动。
当液体进入离心泵的进口处，叶轮的旋转将其加速，并使其获得离心力。
离心力的大小取决于叶轮的转速和几何形状。
1.2 压力差的形成：离心泵内部存在一个流体压力差，即进口处的低压区域和出口处的高压区域。
离心力将液体推向叶轮的出口处，从而形成一个压力差。
这个压力差使液体沿着泵的流道流动，并最终被输送到需要的地方。
1.3 转换动能：离心泵将液体的动能转化为压力能。
当液体通过叶轮的旋转运动，它的动能会逐渐增加。
随着液体从进口到出口的流动，动能逐渐转化为压力能，使液体能够克服管道阻力和重力，顺利地输送到目标地点。
二、离心泵的结构组成2.1 叶轮：离心泵的核心部件是叶轮，它由多个叶片组成，呈弯曲状。
叶轮的转动产生离心力，推动液体流动。
叶轮的形状和数量会影响离心泵的性能。
2.2 泵壳：离心泵的外壳称为泵壳，它通常由金属材料制成。
泵壳的作用是固定叶轮和流道，同时保护内部零部件不受外界损坏。
2.3 流道：流道是液体流动的通道，它连接叶轮的进口和出口。
流道的形状和尺寸对离心泵的性能有重要影响。
通常，流道的截面积逐渐减小，以增加液体的流速和压力。
三、离心泵的工作过程3.1 进水阶段：当离心泵开始运转时，液体从进口处进入泵壳。
进水口通常位于泵壳的中心，液体味通过进水口进入叶轮的进口。
3.2 加速阶段：液体进入叶轮后，叶轮的旋转将其加速。
液体在叶轮的作用下，逐渐获得离心力，并从叶轮的出口处排出。
3.3 出水阶段：经过叶轮的作用，液体获得了足够的动能和压力能，可以顺利地从离心泵的出口处排出。
出口通常位于泵壳的侧面或者顶部，液体味通过出口进入管道系统。
离心泵课件
注： 介质为气体时机器称为风机、压缩机
一、泵的概念及分类
2、泵的分类： 按泵的工作原理和结构分类：叶片泵与容积泵
叶片泵【离心泵（单吸泵、双吸泵；单级泵、多级泵；蜗壳式
泵、分段式泵；立式泵、卧式泵；屏蔽泵、磁力驱动泵；高速 泵）、旋涡泵（单级泵、多级泵；离心旋涡泵）、轴流泵、混 流泵）】
❖ 一般小流量,高扬程、不占空间用立式多级离心泵 。 ❖ 大流量，低扬程用卧式泵，占用很大空间 。
三、离心泵的分类
5.按泵壳的剖分形式： a.水平（轴向）剖分泵 水平剖分式泵是指泵的壳体
是沿泵轴的方向剖分的，泵壳的 水平剖分面经过精密加工，用周 向均布的螺栓连接。该泵均为两 端支撑。双吸或单吸，单级或多 级根据泵的工作条件而选择。由 于泵壳沿轴向剖分形状为不规则 的曲线形且完全依靠金属面的严 密贴合而实现密封，因此这类泵 按API610规定其介质温度小于 205℃。
多级泵相当于多个单级离心泵串联，一级一级增压，其工作原理与 单级离心泵相同。
三、离心泵的分类
离心泵的种类很多，分类方法 常见的有以下几种方式 1.按叶轮吸入方式分：
a.单吸式离心泵 即叶轮 上只有一个进水口，流量为4.5 -300m3 /h，扬程8-150m。
b.双吸式离心泵 即叶轮 两侧都有一个进水口。它的流 量比单吸式泵大一倍，可以近 似看作是二个单吸泵叶轮背靠 背地放在了一起。流量2000m3 /h，甚至更大，扬程10-110m。
❖ 汽蚀余量分有效气蚀余量NPSHa和必须气蚀余量NPSHr ❖ A代表available有效的，可以提供的，这个由系统和管路决定，必须经过
离心泵
2
H
转速增大
比例定律
3
若不变，则
N n N n
n
n
0
Q
叶轮直径
当叶轮直径因切割而变小时，若变化程度小于20%，则
Q D2 Q D2 H D2 H D2
H
A
Q
M
工作点
M点所对应的流量Q和压头
H表示离心泵在该特定管路中实
际输送的流量和提供的压头。
2）离心泵的流量调节
——调节出口阀门 改变管路特性曲线 两种方法 ——改变n、切割叶轮 改变泵的特性曲线
改变管路特性曲线 • 阀门关小时：
管路局部阻力加大，管路特性曲线 变陡，工作点由原来的 M 点移到
条件。
2、离心泵的主要构造
泵壳（蜗壳）
静止部分 轴承箱 密封的静止部分 轴承的静止部分 离心泵 轴 轴套 转动部分（转子）
叶轮
联轴器 密封的转动部分 轴承的转动部分
离心泵实体剖面图
轴承箱 轴 叶轮 联轴节 机械密封
出口
入口
键 蜗壳 轴承
1）叶轮
a)叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。 b)叶轮的分类（由叶片、盖板和轮毂组成） 闭式叶轮 叶片的内侧带有前后盖板，适于输送干 净流体，效率较高。 开式叶轮 没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒 的液体悬浮物。 半闭式叶轮 只有后盖板，可用于输送浆料或含固体 悬浮物的液体，效率较低。
状态参数。
注意：在选用离心泵时，应使离心泵在该点附近工作。
一般要求操作时的效率应不低于最高效率的92%。
3、离心泵性能的改变
1）液体性质的影响 密度 离心泵的流量与液体密度无关
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(1)在已知管路中输送一定的流量时，计算所需 在已知管路中输送一定的流量时，
的扬程 泵给出的扬程（能头） 泵给出的扬程（能头）H＝输送液体消耗的能头
H=
pD − pS
ρ
c −cS + gZSD + 2
2 D
2
J / kg
(2)计算运行中泵的扬程，泵出口的能量方程： (2)计算运行中泵的扬程，泵出口的能量方程： 计算运行中泵的扬程
r = R Z = 0 p = p0
ω2 ( R2 −r2 ) p = p0 − ρ + Z 2g
中间形成真空度
ρ
ωR
2
2
2
以上就是离心泵的原理，只不过大部分离 以上就是离心泵的原理， 原理 心泵的轴水平放置，一般离心泵转速为970rpm、 970rpm 心泵的轴水平放置，一般离心泵转速为970rpm、 1450rpm 2950rpm 转速较高， rpm、 rpm， 1450rpm、2950rpm，转速较高，离心力大大超 过重力，上述原理及计算公式可用。 过重力，上述原理及计算公式可用。 离心力为： 0.1×(2×3.14× 离心力为： 0.1×(2×3.14×1450/60)2=2303 重力为： 重力为： 9.81
kg⋅ m/ s ⋅ m N⋅ m/ kg N⋅ m kg = = =m 2 2 m/ s m/ s N
2
则以上（ ）（1 ）（1 则以上（1－1）（1－2）（1－3）为
pB − pA cB2 −cA2 +(HB + HA) + +∑hf H= ρg 2g pD − pS c −cS H= + ZSD + ρg 2g pD − pS H= + ZSD ρg
2 D 2
)' m ，(1−1 m ，(1−2)'
m ，(1−3)'
扬程与压差关系 以m表示 J/kg表示扬程 以J/kg表示扬程
∆p = ρgH Pa ， ∆p = ρH Pa ，
注意: H是液体获得的能量，不是简单的排送高度 是液体获得的能量，
①提高液位
②克服阻力
③增加液体静压能和速度能
转速（ 3 、 转速 （ ） 或r/s
每分钟旋转次数 n ， rpm
功率： 4、功率：单位时间内所做的功
工程上用1kW＝1000W 工程上用1kW＝1000W 泵的有效功率Ne Ne： 泵的有效功率Ne： 单位时间内泵输送出去的液体有效能头。 单位时间内泵输送出去的液体有效能头。
Ne =
ρQH
1000
kW
ρ：液体密度 Q：体积流量 H：扬程
二
离心泵工作原理
离心泵的一般装置示意图
离心泵的原理 流体力学：“等角速旋转容器中液体的相对平衡” 流体力学：“等角速旋转容器中液体的相对平衡”
满液体容器中心开口
r = 0 Z = 0 p = p0
2r2 ω p = p0 + ρg( - Z) 2g
ω↑ r ↑ ρ ↑ p ↑
灌满液体容器边缘开口
第一章
离心泵
centrifugal pump
第一节
离心泵的工作原理及分类： 离心泵的工作原理及分类：
一 离心泵的基本构成
主要部件
吸入室、叶轮、 蜗壳（压出室） 轴封、 吸入室 、 叶轮 、 轴 、 蜗壳 （ 压出室 ） 、 轴封 、 口环、轴封箱（支架） 口环、轴封箱（支架） 有的泵还有：导叶、诱导轮、 有的泵还有：导叶、诱导轮、平衡盘
4、按泵体形式
（1）蜗壳式 双蜗壳式： （2）双蜗壳式：平衡径向力 双蜗壳或双层蜗室 筒式泵：双层泵壳，外层承压，内筒起蜗室功能。 （3）筒式泵：双层泵壳，外层承压，内筒起蜗室功能。
介质： 5、按介质：
清水泵、油泵、耐腐蚀泵、液态烃泵、冷凝水泵等油浆泵、泥 清水泵、油泵、耐腐蚀泵、液态烃泵、冷凝水泵等油浆泵、 浆泵、污水泵、 浆泵、污水泵、饮料泵
H=
pD − pS
ρ
c −cS + gZSD + 2
2 D
2
J / kg
进出口直径相同或相差很小时 cS＝cD，则
H=
pD − pS
ρ
+ gZSD
(3)工程上习惯用米液柱表示 (3)工程上习惯用米液柱表示
kg·m/kg m/kg， 工程单位制中每单位重量液体过泵获得的能量 kg m/kg，即m 国际单位制能头用J/kg J/kg， g=9 m/N质量 国际单位制能头用J/kg，用g=9.8m/s2除则得 N·m/N质量 m/N
离心泵的过流部件
叶轮(Impelller) 1 吸入室 2 叶轮(Impelller) 3 蜗壳 （ Volute ） 了解: 了式
(a) Fully open (b) Semiopen (c) Fully closed (d) Double suction
双吸泵
多段式多级离心泵
筒式泵
筒式泵
多级高压热油泵
多级泵
高 速 部 分 流 泵
高 速 部 分 流 泵
四
离心泵的主要工作参数 离心泵的主要工作参数
流量(Flowrate capacity)： (Flowrate， 1、流量(Flowrate，capacity)：单位时间内输送的液体 量 。 /h， /s， 体积流量 Q m3/h， m3/s， L/s kg/h， M=Q×ρ 质量流量 M kg/h， kg/s, M=Q ρ 液体密度 ρ kg/m3 扬程(head (head） 指每公斤质量的液体从泵进口（ 2 、 扬程 (head ） ： 指每公斤质量的液体从泵进口 （ 进口 法兰）到泵出口（出口法兰）能头的增值。 法兰）到泵出口（出口法兰）能头的增值。 也就是单位质量液体经过泵后获得的有效能头即总扬 常用H表示,单位J/kg 程。常用H表示,单位J/kg
还有△ 汽蚀余量）、 Hs（吸入真空度）、 ）、n 还有△hr（汽蚀余量）、 Hs（吸入真空度）、ns 比转数） （比转数）以后介绍
离心泵启动前泵内灌满液体， 灌泵。 离心泵启动前泵内灌满液体，称灌泵。 驱动机（原动机）带动叶轮高速旋转， 驱动机（原动机）带动叶轮高速旋转，叶片 带动液体旋转，产生离心力， 带动液体旋转，产生离心力，液体获得能量 压力能、速度能增加）输送液体。 （压力能、速度能增加）输送液体。 叶轮入口形成低压，靠吸入罐与泵之间压差， 叶轮入口形成低压，靠吸入罐与泵之间压差， 不断吸入液体，连续工作。 不断吸入液体，连续工作。
kg/m3 m3/s J/kg
5、效率：η表示衡量泵的经济性的指标 效率：
泵轴输入功率N 轴功率）和液体得到功率Ne（ 泵轴输入功率N（轴功率）和液体得到功率Ne（有效功 Ne 两者差别在于损失(包括流动损失、泄漏、机械摩擦) 率）两者差别在于损失(包括流动损失、泄漏、机械摩擦)。
Ne η = ×100% N
三 了解: 了解:
离心泵分类
液体吸入叶轮方式 1、按液体吸入叶轮方式
单吸式泵和双吸式泵
2、按叶轮级数
单级泵（只有一个叶轮）和多级泵: 单级泵（只有一个叶轮）和多级泵:即一轴上串有两个以 上叶轮。 上叶轮。
壳体剖分方式 3、按壳体剖分方式
（1）中开式泵 通过轴中心线水平分开, 通过轴中心线水平分开,多为蜗壳式泵 （2）分段式泵 垂直于轴平面分开, 垂直于轴平面分开,多级泵常用