1 离心泵的工作特性
离心泵特性
c2
α2
u2 w1
β1
r2
c1
α1
③ 稳态流动。
─→最大扬程──理论扬程，H 在叶片进出口列机械能衡算方程：
r1
u1
Δ p c H g 2g
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
2
──动能、静压能均提高
■
〓
化工原理-流体输送机械/11.离心泵特性
8
Δp ── ρg
离心力作功
r2
r1
2 2 u u Fc dr 1 r 2 dr (r22 r12 ) 2 1 r1 2 2 r2 2
2 2 w w 1 2 动能→静压能 2
则：
2 2 2 u2 u12 w12 w2 c2 c12 H 2g 2g 2g
代入前面余弦定律
h
f1- 2
6 / 9.807 0.6118 m
■ 〓
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
化工原理-流体输送机械/11.离心泵特性
20
得扬程：
H=5+2.2042/(2×9.807)+24.98+0.6118=30.84m
在1-1、3-3截面间列式，得泵的升扬高度，即
Z3=H-∑hf1-3=30.84-(0.6118+0.8)=29.4m
则有：
2 l u hf d 2g
Δp 2 2 H Δ Z KV A KV g
H
② ①
管路特性曲线为一抛物 线的右半支。如加大K(管 系阻力增大)，该曲线上 翘：①→②。
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
V ' n' V n V ' D' V D
离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。
它们之间的关系常用特性曲线来表示。
特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。
（一）离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。
离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。
压头的影响因素在前节已作过介绍。
3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。
反映能量损失大小的参数称为效率。
离心泵的能量损失包括以下三项，即(1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。
闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。
(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。
这种损失可用水力效率ηh来反映。
额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。
(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。
机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。
离心泵的总效率由上述三部分构成，即η=ηvηhηm（2-14）离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。
通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。
4、轴功率N由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。
离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有Ne = HgQρ（2-15）式中Ne------离心泵的有效功率，W；Q--------离心泵的实际流量，m3/s；H--------离心泵的有效压头，m。
离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的性能参数与特性曲线泵的性能及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。
离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。
它们之间的关系常用特性曲线来表示。
特性曲线是在一定转速下，用20℃清水在常压下实验测得的。
（一）离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。
离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。
压头的影响因素在前节已作过介绍。
3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使泵的实际（有效）压头和流量均低于理论值，而输入泵的功率比理论值为高。
反映能量损失大小的参数称为效率。
离心泵的能量损失包括以下三项，即(1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。
闭式叶轮的容积效率值在0.85～0.95。
(2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。
这种损失可用水力效率ηh来反映。
额定流量下，液体的流动方向恰与叶片的入口角相一致，这时损失最小，水力效率最高，其值在0.8～0.9的范围。
(3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。
机械损失可用机械效率ηm来反映，其值在0.96～0.99之间。
离心泵的总效率由上述三部分构成，即η=ηvηhηm（2-14）离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。
通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。
4、轴功率N由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。
离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量，则有Ne = HgQρ（2-15）式中Ne------离心泵的有效功率，W；Q--------离心泵的实际流量，m3/s；H--------离心泵的有效压头，m。
卧式离心泵的工作特点介绍
卧式离心泵的工作特点介绍
1.结构紧凑：卧式离心泵由电机和泵体组成，采用水平布置，结构紧凑，占地面积小，便于安装和维护。
泵体和电机通过联轴器连接，实现高效的传动和运转。
2.能耗低：卧式离心泵工作时，通过电机带动叶轮高速旋转，将液体抽入泵体并迅速输送。
泵体内部的叶轮与泵体之间的间隙非常小，确保离心泵的高效率。
由于泵体和叶轮都是由高强度材料制成，使得泵的各部件寿命长。
另外，通过合理设计，减少了能量的损耗，实现了能耗低的工作特点。
3.流量稳定：卧式离心泵的工作特点之一是能够稳定输送液体。
在泵体中，叶轮和泵体之间形成一个密封腔，当叶轮转动时，液体被离心力推动，从入口进入泵体，然后经过叶轮的旋转将液体向出口方向输送。
卧式离心泵的泵体和叶轮均采用精密加工，内部流道形状设计合理，能够保证液体流动的稳定性，避免了流量波动引起的液压变化。
4.压力高：卧式离心泵的另一个工作特点是能够产生较高的压力。
在卧式离心泵的泵体中，叶轮受到电机驱动旋转产生离心力，使得液体获得较高的动能。
随着液体通过叶轮流动后，它的压力也随之增加。
因此，卧式离心泵能够产生较高的压力，满足不同工况下的需求。
5.使用范围广泛：卧式离心泵适用于水泵、石油、化工、制药、农业灌溉等领域。
不同于其他类型的泵，离心泵能够输送各种类型的液体，包括清水、污水、酸碱溶液、油类等。
另外，卧式离心泵还可以进行多级连接，实现更大的流量和更高的扬程。
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线是衡量离心泵性能总体效率的一种重要标准，从它可以了解离心泵的流量、压力、运行电流强度之间的关系。
根据离心泵的结构，可以区分水力性能和电气性能，他们各自的特性曲线不完全一样。
离心泵的水力特性曲线，正输出量随压力的变化构成，是衡量特定离心泵的水力效率的基本依据。
水力特性曲线表明离心泵在静态工作条件下，输出流量与压力之间的变化关系，且一般情况下压力越高，可输出流量越低。
另一方面，电气性能特性曲线，它表述的是当离心泵输出流量变化时，所需的电功率的变化。
电气性能特性曲线表明，一般情况下，当输出液体流量增加，电功率也会增加。
离心泵特性曲线提供了对离心泵功能表现的观察和分析，有帮助于检查污染排放，故障排除，优化设计及宣传技术，运行状态查看等，所以它对于查验离心泵性能非常重要和实用。
此外，离心泵特性曲线也常常被用来研究离心泵的可靠性以及未来配置的升级，如加入变频器，以节约能源。
离心泵特性实验报告
离心泵特性测定实验报告一、实验目的1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用；2．测定离心泵在恒定转速下的操作特性，做出特性曲线； 3．了解电动调节阀、流量计的工作原理和使用方法。
二、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。
由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。
1．扬程H 的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程：f h gug p z H g u g p z ∑+++=+++2222222111ρρ （1）由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项f h ∑，速度平方差也很小故可忽略，则有 (=H gp p z z ρ1212)-+- 210(H H H ++=表值）（2） 式中： 120z z H -=，表示泵出口和进口间的位差，m ；ρ——流体密度，kg/m 3； g ——重力加速度 m/s 2；p 1、p 2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa ；H 1、H 2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m ； u 1、u 2——分别为泵进、出口的流速，m/s ； z 1、z 2——分别为真空表、压力表的安装高度，m 。
由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。
2．轴功率N 的测量与计算k N N ⨯=电 （3）其中，N 电为电功率表显示值，k 代表电机传动效率，可取95.0＝k 。
即：电N N 95.0= （4）3．效率η的计算泵的效率η是泵的有效功率Ne 与轴功率N 的比值。
有效功率Ne 是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，轴功率N 是单位时间内泵轴从电机得到的功，两者差异反映了水力损失、容积损失和机械损失的大小。
第一节离心泵的工作原理和性能特点
➢ 平坦形(中低比转数泵)
➢ 叶片出口角稍大，H 变化时Q变化较大
➢ 用于那些经常需要调 节Q而又不希望节流 损失太大的场合(凝水 泵、锅炉给水泵)
3-1-3实测的定速特性曲线
➢ 驼峰形
➢ 叶片出口角较大
➢ 其Q一H曲线就比 较平坦，而在小Q 时撞击损失又大， 于是Q—H曲线就 会出现驼峰
➢ 静压头Hu是一条水平线 ➢ 管路阻力h=Q2，是一
条二次抛物线
➢ 倾斜程度取决于阻力 ➢ 纵坐标起点位置取决于
管路的静压头 ➢ 当管路阻力变化，如K值
增加，曲线变陡 ➢ 如静压头变化，管路曲
线相应向上平移
3-1-4 管道特性曲线和泵的工况点
➢ 将特性曲线和管路的特 性曲线画在一张图上
➢ Q—H曲线与管路特性曲 线的交点即泵的工况点
3-1-1 离心泵的工作原理
➢ 充满在泵中的液体随叶轮回转， 产生离心力，向四周甩出
➢ 在叶轮中心形成低压，液体便 在液面压力作用下被吸进叶轮。
➢ 从叶轮流出的液体，压力和速 度增大。
➢ 蜗壳-汇聚并导流。扩压管A增 大，流速降低，大部分动能变 为压力能，然后排出。
➢ 叶轮不停回转，吸排就连续地 进行
过了其它类型泵。
3-1-6离心泵的缺点
4．本身没有自吸能力
➢ 为扩大使用范围
➢ 在结构上采取特殊措施制造各种自吸式离心泵 ➢ 在离心泵上附设抽气引水装置。
5．泵的Q随工作扬程而变
➢ H升高，Q减小 ➢ 达到封闭扬程时，泵即空转而不排液 ➢ 不宜作滑油泵、燃油泵等要求Q不随H而变的
场合
3-1-6离心泵的缺点
➢ 液体通过泵时所增加的能量， 是原动机通过叶轮对液体作功 的结果。
离心泵的介绍及维修
离心泵的介绍及维修离心泵是一种常见的水泵，广泛应用于工业、农业和民用领域。
下面将对离心泵的介绍及维修进行详细阐述。
一、离心泵的介绍离心泵主要由泵体、叶轮、轴、密封装置、轴承等组件构成。
其工作原理是通过叶轮旋转产生离心力，将液体吸入泵体，并通过离心力将液体推出。
离心泵的主要特点有：1.流量大：离心泵的流量非常大，能够满足大量液体的输送需求。
2.扬程高：离心泵能够产生较高的扬程，使液体能够轻松提升到较高的高度。
3.运行稳定：离心泵采用叶轮旋转的方式进行工作，运行稳定可靠。
4.适用范围广：离心泵适用于输送各种液体，包括清水、污水、酸碱溶液等。
离心泵的应用领域广泛，常见的应用包括：1.工业领域：用于工厂的供水、排水系统，以及化工、冶金、食品、制药等工艺过程中的液体输送。
2.农业领域：用于农田灌溉、排灌系统，提供农田所需的水源。
3.水利工程：用于水库、农田水利、船闸、水泥厂等。
二、离心泵的维修离心泵的正常维护和保养对于确保其长期稳定运行和延长使用寿命非常重要。
以下是离心泵的常见维修事项：1.定期检查：定期检查泵体、叶轮、轴承、液压系统等部件是否正常工作，有无松动、磨损或破损现象。
并及时清理泵体内积聚的杂物和堵塞物。
2.轴承维护：轴承是离心泵的重要组成部分，保持轴承的润滑状态十分关键。
定期检查轴承的润滑情况，如有需要，进行加注或更换润滑油。
3.密封装置保养：离心泵的密封装置对泵的正常运行十分重要。
定期检查密封装置的工作效果，并进行适时的维修或更换。
4.轴的维护：离心泵的轴是连接泵体和叶轮的关键部件，定期检查轴是否有变形、裂纹等情况，如有需要进行及时修复或更换。
5.泵的平衡：离心泵在运行过程中会产生振动，对于大型泵来说，必要时应进行平衡处理，以确保泵的平稳运行。
6.泵的性能检测：定期进行泵的性能测试，检测其流量、扬程等参数是否正常，必要时进行校准或调整。
在进行离心泵维修时，需要注意安全问题，确保断电和锁定电源，避免发生意外。
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2020/6/26
15
二、离心泵的应用特性
❖1、离心泵的特性
❖离心泵的扬程、功率、效率等参数 随流量的变化关系称为工作特性。
❖应用中，常将这种关系用直角坐标 系中的曲线表示，称为特性曲线。
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16
❖ 泵的生产厂家，
通过实验得到 H/m
每种同性能泵 N/kw
的各种特性曲 线，随泵的出
Qm
希腊字母(rou柔)表示：
物体的密度，单位㎏/m3
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3
❖ ２、扬程 ❖ 扬程是指单位质量流体通过泵所获得的有效能量值。
其单位为J/kg。 ❖ 为了应用的方便，泵的扬程常用被输送介质的液柱
高度表示，单位为m，有时也用压强单位pa（帕）、 MPa（兆帕）或mmHg（毫米汞柱）表示。
❖ 则1m水柱产生的压强为：
1m gH 10009.81 9800(Pa)
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5
❖ 水银的密度为： Hg 13604kg / m3
❖ １mmHg柱产生的压强为：
1mm gH 13604 9.8 0.001
133 .32(Pa)
❖ 1atm(标准大气压)=760mmHg =133.32×760=101322.59pa ≈1.01×105pa
通常用符号ns表 ns
3
示。
H4
泵的流量， m3/s，双 吸叶轮时 取一半。
泵的单级扬 程，m
❖ 比转数的大小，大致代表了离心泵叶轮的形 状、离心泵的工作性能等。
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12
30≤ns<80 低比转数
80≤ns<150 中比转数
150≤ns<300 高比转数
300≤ns<500 混流泵
❖ 流量有体积流量和质量流量两种表示方法。 ❖ 体积流量常用符号Q表示，其常用单位有m3/s、
m3/h和m3/L。
❖ 质量流量常用符号m或G表示，其常用单位有 kg/s或kg/h。
❖ 体积流量常用于水力计算，质量流量常用于 经济比较。
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2
❖ 体积流量与质量流量的换算关系式为：
m Q
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14
❖ 比转数过大，流体将在叶轮出口处产生较强的 二次回流，使泵的运行效率降低，所以，一般 不大于1000。
❖ 在实际应用中，可先根据工艺需要Q、H， 结合驱动机的转速，计算出比转数；再由比 转数的大小初步确定所用泵的类型。
❖ 当比转数小于30时，一般考虑选用容积式泵； 当比转数大于300时，一般选用混流泵或轴 流泵；当比转数在30~300之间时，可考虑 选用离心泵。
❖ 功率的单位为瓦，用符号W表示，
❖ 1W=1J/s=１N·m/s。
❖ 在实际应用中，单位W太小， ❖ 常用KW表示，1kW=103W。
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❖泵在单位时间内对被输送介质所做的 功称为有效功率，用Ne表示：
Ne gHQ PQ(W )
被输介质 的密度，
kg/m3
泵的扬 程，m
泵的排 量， m3/s
❖ 由：1J=1N·m， ❖ 1kgf=9.8N；
❖ 得：1J/kg=1/9.8（m）
❖ 1 m =9.8(J/kg)
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4
❖ 由:１pa=１N/m2， p gH (Pa)
❖ H米水柱产生的压强为 ： 清水的密度（4℃，1标准大气压）：
(H20) 1000kg / m3
❖ 每千克质量物体受地球引力： g 9.8N / kg
η/%
厂说明书一起
供用户使用。
❖ 实验是以20 ℃ 的清水为介质 进行的。
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H-Q η-Q N-Q
Q/(m3/h)
17
❖ 从实验特性曲线可知： H
H-Q
❖ H-Q特性曲线在Q
=0时有最高点，随Q
的增大而下降，H随Q
的增大逐渐减小。
N
Q
❖ N-Q特性曲线随Q
的增大而上升，N
N-Q
随Q 的增大而增大。
电动机效 率，%
N d Nd
泵的轴功率，kW 电功率，kW
离心泵效 率，%
b
Ne N
泵的有效功率，kW 泵的轴功率，kW
电动离心泵机组 的效率，%
db
N Nd
Ne N
Ne Nd
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❖ 5、比转数
泵的转速，
❖ 离心泵的比转数 r/min
是一个表示离心
泵相似的概念，
3.65n Q
❖ 由于单位pa较小，在实际应用中，常用kpa和 Mpa。
❖ 1kpa=103pa，1Mpa=106pa。
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6
❖ ３、功率
❖ 功率是指设备在单位时间内所做的功，常用 符号N表示。
❖ 若某设备在１S钟内把1N重的物体移动1m的 距离，则该设备所做的功为1J（1N.m），其 功率为J/S，定义为1W。
500≤ns<1000 轴流泵
Q-H
Q-H
Q-H
Q-H
Q-H
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❖ 从图中可以看出，低比转数泵的叶轮窄高， 高比转数泵的叶轮宽矮。
❖ 低比转数泵的叶轮叶片呈柱面状，高比转数 泵的叶轮叶片呈扭曲状。
❖ 低比转数泵的Q-H性能曲线存在驼峰，高比 转数泵的Q-H性能曲线存在凹谷。
❖ 比转数过小，将造成叶轮流道过于狭长，这 不仅增加制造困难，而且增大流体流经叶轮 时的摩阻损失，使泵的运行效率降低，所以， 一般情况下，离心泵的比转数不小于30。
❖第三节 离心泵的参数与工作特性
❖ 一、离心泵的参数
❖ 离心泵的主要性能参数通常标注在铭 牌中。主要有：
❖ 流量、扬程、功率、效率、转速，比 转数、允许气蚀余量等。
❖ 铭牌中标注的为设备最高效率时的参 数，称为额定工作参数。
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1
❖ １、流量
❖ 流量是指泵在单位时间内所输送流体的数量， 流量也称排量。
❖ 如电动机驱动的离心泵机组工作时，电动机 将电功率Nd转换为机械能传给泵轴，变为泵 的轴功率N，离心泵再将此机械能转换为被 输送液体的有效功率Ne。
❖ 这种能量在转换各个环节，都会存在一定的 能量损失，能量损失的程度用效率表示。
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❖ 效率是衡量离心泵工作经济性能的指标，常 用希腊字母η（艾塔 eta）表示。
泵的扬程， Pa
❖泵轴在单位时间内获得驱动机传给的
功称为轴功率，用N表示。
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❖驱动机(如电动机）在单位时间内消耗 的功称为驱动功率，用Nd表示。
Nd 3IV cos
电流/A
电压/V
电动机的功 率因数
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❖ 4、效率
❖ 离心泵一种是将电动机的电能或内燃机的燃 料内能转换为被输送液体动能或势能的能量 转换机械。