流体输送机械-泵(电子教材)

心泵总是采用后弯叶片（
2 25）o ~。30o
2.2.1离心泵的工作原理
（5）液体密度 对理论压头的影响
HT 与 无关，也就是说被输送液体
不变。可以这样解释：
变，在其他条件不变时 HT
Fc
mr 2
,
p
Fc A
2
, HT
p
g
与无关.
气缚现象（前一节已解释）
2.2.2离心泵的特性曲线
（1）泵的有效功率 Pe 和效率 液体从泵中实际得到的功率称为有效功率 Pe
性能表上。
2.2.4离心泵的安装高度
为安全，实际安装高度 注意：
Hg Hg （0.5 ~ 1）
① 允许汽蚀余量的校正泵。性能表上列出的 h 值也是按
输送20oC的清水测定出来的，当输送其它液体时，h值应按下
式校正。
h h
式中 h ——输送其它液体时的允许汽蚀余量，m；
——校正系数，为输送温度下液体的密度与饱和蒸汽
2.2.4离心泵的安装高度
为安全起见，通常是将 Hg,max 减去一定量作为安装高度的 上限，称为最大允许安装高度 Hg
H g
p0
g
pv
g
H
f
(01)
(NPSH )r
0.5
(NPSH )r 称为必需汽蚀余量，(NPSH )r 0.5 > (NPSH )C
Hg < Hg,max 。对照解题指南P182式（11-18）可知：
He (qv ) C Dqv2
泵的工作点即为两条曲线的交点。
2.2.4离心泵的安装高度
（1）汽蚀现象
液面较低的液体，能被吸入泵的进口，是由于叶轮将液体 从其中甩向外围，而在叶轮中心进口处形成负压（真空）。泵 内压强最低处是叶轮中心进口 K K 处，在 0 0 面与 K K 面之间到机械能衡算式并以 0 0 面为基准水平面，得：
2.1 概述
（3）流体输送机械的分类 ① 动力式（叶轮式）：包括离心式、轴流式； ② 容积式（正位 移式）：包括往复式，旋转式； ③ 其他类型：如喷射式等。
2.2离心泵
2.2.1离心泵的工作原理 2.2.2离心泵的特性曲线 2.2.3离心泵的流量调节和组合操作 2.2.4离心泵的安装高度 2.2.5离心泵的类型与选用
Pe qv He g
电动机给予泵轴的功率称为轴功率 Pa。泵在运转过程中由于
存在种种原因导致机械能损失，使得Pe Pa ，Pe与Pa之比称为泵的
效率
Pe
Pa
轴功率
Pa
Pe
qV He g（W）= qV He（KW）
102
2.2.2离心泵的特性曲线
(2)离心泵的特性曲线
由于离心泵的种类很多，前述各种泵内损失难以估计， 使得离心泵的实际特性曲线关系 H Q 、 N Q 、 Q 只能 靠实验测定，在泵出厂时列于产品样本中以供参考。
HT 随叶片形状 2 而变。
①径向叶片，2
=
90 ，ctg2
=0， H T
=
u22 g
与
qv
无关。
②后弯叶片，2
90
, ctg2
0,
HT
u22 g
③前弯叶片， 2
90
, ctg2
0, HT
u22 g
由此可见，前弯叶片产生的HT 最大，似乎前弯叶片最有利，实际 情况是否果真如此呢？
2.2.1离心泵的工作原理
2.流体输送机械
2.1概述 2.2离心泵 2.3往复泵 2.4其他化工用泵 2.5气体输送机械
2.1 概述
（1）管路特性曲线方程——描述管路中流量 qv与所需补加能量H 的关系式
2.1 概述
列以单位重量流体为蘅算基准的机械能蘅算式（实际流体柏努利方程式）
z1
p1
g
u12 2g
H
z2
p2
g
u22 2g
③ Q曲线有极值点（最大值），在此点下操作效率最高,能量
损失最小。与此点对应的流量称为额定流量。泵的铭牌上即标注额定
值，泵在管路上操作时，应在此点附近操作，一般不应低于92%max 。
2.2.2离心泵的特性曲线
（3）液体密度 对特性曲线的影响
理论 qv D2b2c2 sin2 与 无关，实际 qv 与 也无关，
压的函数，其值小于1。
2.2.4离心泵的安装高度
值可由有关手册查得，但通常 ＜1， h＜ h，则按 h
计算的允许安装高度 H g 允许 ＞ Hg允许 ,故为简便起见，h 也可不校
正，而把它作为外加的安全因数。
② (NPSH )r 与 qv 有关，qv ，(NPSH )r ，Hg ，因此在确定
p0
g
Hg
pK
g
uK 2 2g
H f (0K )
若液面压强 p，0 吸入管路流量及管路一定（即 uK 、 H f (0K)
一定）。安装高度 Hg , pK ， 当 pK 至等于操作温度下被输送 液体的饱和蒸汽压 pv时（即 PK pv ），液体将发生沸腾部分
汽化，所生成的大量蒸汽压泡在随液体从叶轮进口向叶轮外围
（2）最大安装高度 Hg,max 、最大允许安装高度 Hg 与实际要
安装的高度 H g pk pv 时发生汽蚀现象，此时的安装高度最大
H g,max
p0
g
pv
g
H f (01)
uK 2 2g
H f (1K)
(NPS=H )C
uK 2 2g
H
f (1K)
(NPSH )C 由泵的厂家提供，故 Hg,max 可以计算。
下所需补加能量 H 。
2.1 概述
（2）流体输送机械的压头和流量（风机的全风压和风量）
泵的流量指泵的单位时间内送出的液体体积，也等于管路中
的流量，这是输送任务所规定必须达到的输送量。
泵的压头（又称扬程）H
（解题指南用H表示，m）是指泵向
e
单位重量流体提供的能量。
泵 He 与 qv 的关系是本章的主要内容。
2.2.4离心泵的安装高度
汽蚀现象是有害的，必须加以避免。从上面的分析可知，泵的安
装高度H g不能太高，以保证叶轮中各处压强高于被输送液体的饱 和蒸汽压 pv 。我国的离心泵规格中采用下述两种指标来表示泵的
吸上性能，下面简述其意义，并说明如何利用该指标来确定泵的 Hg 不致与发生汽蚀现象。
2.2.4离心泵的安装高度
2.2.4离心泵的安装高度
流动时，又因压强升高，气泡立即凝聚，气泡的消失产生局部真 空，周围的液体以极大的速度冲向气泡原来所在的空间，在冲击 点处产生很高的局部压强（高达几百个大气压），冲击频率高达 每秒几万次之多。尤其当气泡的凝结发生在叶轮表面时众多的液 体质点如细小的高频水锤撞击着叶片，另外气泡中可能带有氧气 等对金属材料发生化学腐蚀作用。泵在这种状态下长期运转，将 导致叶片过早损坏。这种现象称为泵的汽蚀现象。汽蚀现象发生 时，泵体振动，发出噪音，泵的 qv , He , ，严重时甚至吸不上 液体。
d d
)
8
(l +
le )
2d4g
2d4g
2g d5
2.1 概述
注意：
①解题指南p177，式（11-9）he B KQ 2 等于上式
he
H，qv
Q，B
z
p
g
② qv (m3 / s), H (m)
若指定解题时 qv (m3 / h或m3 / min)，所求H仍为（m）。K=？
③阀门关小， （le） ，K， 管路特性曲线变陡，在同样流量 qv
（4）液体粘度 对特性曲线的影响
， Hf ，qvHe ， ，Pa （ 的幅度超过 qvHe 的幅
度，Pa ）。泵厂家提供的特性曲线是用清水测定的，若实际
输送液体 比清水 大得较多。特性曲线将有所变化，应校
后再用，其他书有介绍校正方法。
2.2.2离心泵的特性曲线
（5）转速n对特性曲线的影响 泵的特性曲线是在一定转速下测得，实际使用时会遇
2.2.2离心泵的特性曲线
由图可见： ①一般离心泵扬程H 随流量 Q 的增大而下降（Q 很小时可能例外 ）。当 Q =0时，由图可知 H 也只能达到一定数值，这是离心泵的一个 重要特性； ②轴功率N 随流量增大而增加，当Q 0 时，N 最小。这要求离心 泵在启动时，应关闭泵的出口阀门，以减小启动功率，保护电动机免 因超载而受损；
(NPSH )c
p1，min g
u12 2g
pv g
uK 2 2g
H f (1K)
(NPSH )c可通过实验测定，不是改变 Hg 发生汽蚀，而是设法在泵的
qv 不变的条件下逐次降低 p1（例如关小吸入管路中的阀），当泵内刚
好发生汽蚀（以泵 He较正常值下降3%作为发生汽蚀的标志）时测取 p1，min 由上式计算 (NPSH )c ， (NPSH )r (NPSH )c +安全余量，(NPSH )r 列在泵的
我们分析如下：
HT =位头（z）+静压头（
p
g）+动压头（
u2 ）
2g
而 2 90 的前弯叶片流体出口的绝对速度 c2 很大，此时增加的压
头主要是动压头，静压头反而比后弯叶片小。动压头虽然可以通过蜗壳
部分地转化为静压头，但由于 c2大，液体在泵壳内产生的冲击剧烈得多，
转换时的能量损失大为增加，效率低。故为获得较多的能量利用率，离
2.2.1离心泵的工作原理
（1）离心泵的主要构件——叶轮和蜗壳
（2）离心泵的理论压头 HT
假设：①叶片的数目无限多，叶片的厚度无限薄，从而可以认为 液体完全沿着叶片的弯曲表面流动，无任何环流现象；②液体是理想 流体，无摩擦阻力损失。在叶轮的进、出口截面到机械能衡算式，从 而导出离心泵理论压头 HT 为 ：