泵概论 -西安泵阀钱老师

泵 按作用 原理分类 动力式 按力对液体的 作用形式分类 叶片式 摩擦式 容积式 按工作机械的 运动方式分类 往复运动 旋转运动
按工作机构的形式分类 气 空 提 升 式
按工作机构的形式分类 隔 膜 式 和 软 管 式
离 心 式
混 流 式
轴 流 式
旋 涡 式
射 流 式
活 塞 式
柱 塞 式
气 压 式
齿 轮 式
螺 杆 式
滑 片 式
图 1-3
泵的分，从人们的日常生 活、生产，到医疗、航空航天等高科技各个领 域，凡是有液体流动的地方，就有泵在工作， 都离不开泵的身影。可以说，没有泵就没有现 代的文明。因此，它的应用领域包括：动力工 业、石油与化工、采矿与冶金、核工业与船舶 工业、航空航天、医药医疗、农田排灌、市政 建设、给排水与生态环境保护等各个领域。
式中，Z-为泵进、出口断面距选定计算基准面的海拔高度值， 脚标的 d-表示泵出口处，s-表示泵进口处；P-为压强； -为流 速； -为所输送物料的密度； g -为当地的重力加速度。 泵的扬程是表征泵本身性能的重要指标之一，它只和泵所 输送的物料在泵进、出口之间的能量差有关，而与其装置系统没有直接关系；但泵的装置系 统（由于阻力损失的不同）对所输送物料的实际扬程有影响。 2、流量 Q 流量是指在单位时间内泵输送出去的液体或物料（体积或质量）的量；并以 Q 或 Q 再加 脚标表示。 体积流量就用 Q 表示；其量纲为 m3 h 、 m3 s 和 L s 等； 质量流量就用 Qm 表示；其量纲为 t h 、 kg s 和 g s 等。 两者之间的关系为
3
现以动力工业中的火力发电厂为例，说明泵的应用。 火力发电厂的生产过程是一个汽、水循环的过程。如图 1-4 所示，火力发电的发电过程， 首先是由锅炉把水烧成蒸汽，再由这种高温高压蒸汽推动汽轮机带动发电机旋转来完成发电 过程的。在此过程中，锅炉中的水是由锅炉给水泵从加热器向锅炉提供的；加热器中的水主 要是从汽轮机出来的工作后的废汽经冷凝器凝结的水由冷凝泵再输送给加热器，而循环利用 的。冷凝器冷却所用的冷却循环水，则是由循环泵提供的。而炉渣排出则需用灰渣泵清除； 锅炉烟气中的除硫需用脱硫泵抽送石灰浆进行脱硫；等等。同样，在我们的水力发电厂中也 要用到多种不同类型不同规格的泵。 各种用途常用泵的类型，如下表所示。 表 1、各种用途常用泵的类型表
4
输油 炼油 化学工业 化工流程 高温液体 熔融金属 低温液体 船舶工业 锅炉给水 抽凝结水 输送循环水 装油、清仓 平衡 推进 轻工 纸浆 药液 陶瓷泥浆 食品 饮料 酵母 均质 建筑施工 排水 疏浚 混凝土 锅炉给水 楼房供水 排放污水 建筑设备 温水循环 冷房（冷却， 循环，喷雾）
集散油输送和长距离管 道输送 在炼油厂各装置流程中 输送各种油料及附产品 在化工装置中输送液体 输送 400℃以上的热煤 盐等 高温介质 输送-100℃以下的液态 氧等 向锅炉给水 抽吸冷凝器凝结水 输送冷凝器用循环水 装油、卸油、清船 平衡船体和喷水推进 输送各种浓度纸浆 输送黑液 输送陶瓷料浆 输送饮料，乳品 输送酵母 细化果茶，乳品、豆制 品 排出施工中涌水 清淤 压送混凝土，向搅拌机 供水 向锅炉给水 向高楼给水 宾馆、餐厅排污水物 供热水或暖房用热水 将冷冻机冷凝器出来的 温水打到冷却塔进行循 环，使水在冷冻机蒸发 器和空调器盘管间循环 使反应堆的液体向蒸汽 发生器循环 给一次回路供上充水和 主泵密封冷却水 为反应堆安全壳喷淋器 提供冷却水 停堆时，将反应堆余热 排出 向蒸发生器提供循环水
来表示。
由于泵的扬程是泵输出的单位重量液体从泵中获得的有效能量，所以扬程和质量流量及 重力加速度三者的乘积，就是从泵输出去的液体在单位时间内所获得的有效能量；也就是泵 的有效功率，即 （2-4） 式中， 为被输送液体的密度， 为被输送液体的重度， 为泵输送物的质量流量， 若液体的重度单位为 ，则 （2-5） 5、效率 泵的轴功率 与有效功率 之差，是泵内的损失功率 ；传输给泵轴的输入功率 应 为有效功率 与损失功率 之和。那么，传输给泵轴的输入功率 有多少转换成了被输送 物的有效功率 了呢？或者说转换成被输送物的有效功率 占泵的轴功率 多大比例呢？ 这个比例可用泵的效率来计量，并以 来表示。即 （2-6） 6、空蚀余量 （Net Positive Suction Head） ； ； 、 。
应用场合 农业用 主要用途 灌溉 排水 自来水工程 引水 送水 配水 增压 污水处理 （下水道） 排水 中继 污水处理 矿山、 钢铁厂 坑内排水 水力采煤 水利输送 钢铁除鳞 火力发电 锅炉给水泵 冷凝水 循环水 除灰 脱硫 石油工业 钻井 抽油 注水 概要 水田或旱田灌溉 土壤改良或排洪水 从水源把水引到净水场 从净水场向配水池送水 从配水池向需要端配水 在配水管路中对水增压 排放污水、雨水 把污水提升到高处而后 自然下流 输送污水污物 排除坑内涌水 从泵嘴喷射高压水粉碎 煤层 水力输送煤粒或粗煤粒 用高压水除掉轧制钢材 表面磷皮 向锅炉给水 抽吸冷凝器中的凝结水 向冷凝器输送冷却循环 水 水力输送锅炉灰渣 除去烟灰中的二氧化硫 带出钻屑冷却钻头 从井内抽油 向井周围注水增加油层 压力 使用泵的类型 低扬程离心泵 混流泵 轴流泵 自吸泵 深井潜水泵 小型潜水泵 潜水轴流泵 潜水混流泵
H Ed E s
式中， Ed —在泵出口处单位重量的液体（或物料）具有的能量；
（2-1）
Es —在泵进口处单位重量的液体 （或物料） 具有的能量。
在水力学中，单位重量液体所具有的能量称为水头。单位 重量液体所具有的能量通常由位置势能 Z ( m ) 、压能 P g ( m ) 和动能 2 2 g (m) 三部分构成；并分别称之为位置水头、压力水 头和速度水头。所以，泵的扬程即表示为 2 2 H ( Z d Z s ) ( Pd Ps ) g (d s ) 2g （2-2）
离心油泵 多级中开或双吸式油泵、耐腐蚀 泵 单级耐腐蚀离心泵 液下泵 高温泵 低温泵 汽轮机驱动中开式多级离心泵 立式多级（第一级双吸）泵 立式单吸（两级）离心泵 立式往复泵，立式自吸泵 轴流泵和导叶式混流泵 无堵塞泵 耐腐蚀离心泵 隔膜柱塞泵 不锈钢离心泵 转子泵，齿轮泵 高压柱塞式均质泵 工程用潜水泵，自吸泵 污水泵 隔膜柱塞泵、微型离心泵 小型立式（卧式）多级离心泵 旋涡泵、管道泵、立式多级泵 潜水污水泵 管道泵 屏蔽泵
核电厂
主循环泵 上充泵 安全喷淋泵 余热排出泵 主给水泵
立式斜流泵（轴流泵） 卧式多级泵 卧式多级泵 卧式单级离心泵 多级离心泵或双吸泵
5
第二节泵的基本参数
表征泵工作与性能的主要参数有 1、扬程 H 扬程是指从泵的进口（法兰处）到出口（法兰处）被泵抽送的单位重量液体（或物料） 的有效能量增值；或者说是被抽送的单位重量液体（或物料）经过泵后其压力的增加值或增 加的液柱高度。其量纲为 m ，行业中常以“米”相称。如图 2-1，根据定义，泵的扬程即为
1
管道等对其工作性能也有一定影响。 为便于理解泵的工作过程，现再将泵工作系统装置与水轮发电机组工作系统装置示于下 面的图 1-2 中加以比较。
1、2 泵的分类
泵的种类很多，其分类方法也很多。如，有按其工作或作用原理进行分类的；还有按其 主要运动构件的运动方式、物料的吸入方式、主轴方向、叶轮的级数、被输送液体的性质、 壳体的剖分方式、泵体以及其它特征标志等来进行泵分类的。我们这里按其工作原理进行分 类，可分为叶片泵、容积泵和其它类型泵三大类。 一、叶片泵 叶片泵也称为动力式泵。所谓动力泵，就是它在能量转换的过程中通过叶片连续不断地 向所输送的物料施加传送能量。这种泵的特点显然是采用了带有叶片的叶轮；如，离心泵、 混流泵、斜流泵、轴流泵、贯流泵与漩涡泵等。 二、容积泵 所谓容积泵，它在能量转换的过程中是通过泵腔内的容积周期性地变化向所输送的物料 施加传送能量。它的能量转换是通过力的作用使充满液体（或输送物料）的封闭容积周期性 的变化，即周期性地改变液体所占空间的容积向所输送的液体施加传送能量来输送液体（或 物料）的。如柱塞泵（如图 8-48） 、活塞泵（如图 8-49，也称为往复泵，因为它是往复泵中 的一种，并最具代表性。 ） 、齿轮泵（如图 8-50、 ） 、螺杆泵（如图 8-51） ；容积泵中还有隔膜 泵和液压元件中所称的滑（叶）片泵等，但这两种泵的压力不是很高。
2
该类型泵的主要特点：(1)理论上能产生很大的压力（主要是考虑到工作结构强度能否承 受的很大的压力以及密封。 ） 。它的主要适用场合：为液压系统提供压力油源或输送润滑液以 及其它固液混合或固体物料等（如往复泵） ；(2)由于泵的品种不同，其压力高低、流量的连 续性和均匀性均不同，有较大差异。 三、其它类型泵 其它类型泵的工作原理千差万别，结构各异，如射流泵、水锤泵、水环真空泵、电磁泵、 杂质泵、旋壳泵（也称旋喷泵） 、自吸泵、无堵塞泵（流道泵、螺旋离心泵）等，见第八节中 的各种类型泵的结构特点和结构图；在此不予一一介绍了。 除上述的分类外，进一步的多层分类概况如框图 1-3 所示。
Qm Q
式中， -被输送液体（物料）的密度，其量纲为 t m3 或 kg m3 等。 3、转速 n 4、功率 P 泵的转速是指泵轴在单位时间（每分钟）内旋转的圈数，单位为（ r min ） 。
（2-3）
泵的功率通常是指它的输入功率，即原动机传输给泵轴上的功率；以 P 来表示。
6
泵的有效功率是指它的输出功率，即泵传输给被输送液体(物料)的功率；以 它是从泵输出去的液体在单位时间内所获得的有效能量。
泵
概
齐学义
论
第一节 泵的定义、分类与应用领域
1、1 泵的定义
泵是用来将固体机械能转换成液体能的机械；或者说是用来提升、输送液体，使液体增 加能量或压力的机械。即它是把原动机的旋转机械能转换成液体的能量（位势能、压能、动 能，甚或附带些许热能） ，使液体具有的能量增加的工作机械。其工作过程简略地说，是原动 机通过轴带动泵叶轮旋转，对液体作功使其能量增加，从而使需要数量的液体由吸入池经泵 的过流部件和管道输送到所要求的较高压力或高处的地方。 泵是一种通用机械，种类繁多，工作原理千差万别，广泛应 用于人类生存空间的各个领域。 那么，泵又是怎么使液体的能量增加，增加的过程又是 怎么样的呢？ 我们现就以图 1-1 所示的一台离心泵工作系统装置简图 为例说明离心泵的工作原理与工作过程。 原动机轴带动泵轴和叶轮一起旋转，将液体从吸入池 A 处吸入到泵内，由于叶轮在旋转，其叶片将迫使液体与叶片 一同旋转而产生离心力；在离心力的作用下，使液体向四周 散射甩出而离开叶轮（该过程与清除雨伞上的水滴，洗衣机 的甩干原理是一样的） ； 从而使叶轮内无液体腾出空间， 同时 使该空间内压力降低（低于大气压力，形成真空）产生抽吸 功能或作用；另外，在大气压力的作用下，又使新的液体由 泵的吸入口进入叶轮……。如此过程循环反复，即使液体连 续不断地由 A 处输送到 B 处。这就是泵怎么使液体能量增加和输送的过程。可见，叶轮旋转 使液体产生的离心力是液体能量增加的原动力。 这里需要说明的是，在泵启动前，须向泵（自吸泵除外）内加注欲输送的物料；如不加 注，泵叶轮只能带动空气旋转，由于空气的密度小、质量轻，则产生的离心力很小；将无法 把泵和管道内空气排出、在泵内形成真空，要输送的物料就不能被吸入到泵内，就不能输送 了。再者，在输送液体的泵装置中，一般需装设为灌注输送液用的单向底阀。 由上述可见，泵在固、液体或物料间的能量转换与输送中，泵的叶轮是最主要的关键核 心部件。当然，其它过流部件，如吸、压水室、泵腔等对其性能也有不同程度的影响；阀门、