《化工原理》何潮洪第二版输送设备
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何潮洪化工原理第二章：流体输送机械
w2 2 w2 2 2 w2
2>90
2=90
20/73
后弯叶片
径向叶片 前弯叶片 浙江大学《化工原理》电子教案 /第二章
理论压头H与流量Q关系曲线
似乎泵设计时应取前弯叶片，因其H 为最高。但实际 上泵的设计都采用后弯叶片。Why？ w2 w2 w2 c2小，泵内流动阻力损失小
回忆： 思考： 为什么叶片向后弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？ 思考： 为什么导轮的弯曲方向 与叶片弯曲方向相反？
铭 牌
11/73
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
三．离心泵的主要性能参数及特性曲线
压头： 可用如图装置测量。
在泵进口b 、泵出口 c 间列机械能衡算式：
2 2 p b ub p c uc H h0 h f g 2 g g 2 g
转速 流量 压头 轴功率 效率 允许汽蚀余量
w2 2 2
2
c2 u2
b c d
设计 流量 25/73
w1 1 1 c1
u1
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
转 速 流 量 三．离心泵的主要性能参数及特性曲线 压 头 轴 功 率 效 率 有效功率Ne=mwe＝QgH ，单位W 或kW 允 许 汽 蚀 余 量
对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多 用机械密封。
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
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三．离心泵的主要性能参数及特性曲线
转 速 ----n，单位r.p.s或r.p.m 流 量 ----Q，m3/s或m3/h，可在输出端测量 ，又称扬程，泵对单位重量流 压 头 ----H 体提供的有效能量，m。 =h 离心泵的主要性能参数 e 轴 功 率 效 率 允 许 汽 蚀 余 量
2>90
2=90
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后弯叶片
径向叶片 前弯叶片 浙江大学《化工原理》电子教案 /第二章
理论压头H与流量Q关系曲线
似乎泵设计时应取前弯叶片，因其H 为最高。但实际 上泵的设计都采用后弯叶片。Why？ w2 w2 w2 c2小，泵内流动阻力损失小
回忆： 思考： 为什么叶片向后弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？ 思考： 为什么导轮的弯曲方向 与叶片弯曲方向相反？
铭 牌
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浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
三．离心泵的主要性能参数及特性曲线
压头： 可用如图装置测量。
在泵进口b 、泵出口 c 间列机械能衡算式：
2 2 p b ub p c uc H h0 h f g 2 g g 2 g
转速 流量 压头 轴功率 效率 允许汽蚀余量
w2 2 2
2
c2 u2
b c d
设计 流量 25/73
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浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
转 速 流 量 三．离心泵的主要性能参数及特性曲线 压 头 轴 功 率 效 率 有效功率Ne=mwe＝QgH ，单位W 或kW 允 许 汽 蚀 余 量
对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多 用机械密封。
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
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三．离心泵的主要性能参数及特性曲线
转 速 ----n，单位r.p.s或r.p.m 流 量 ----Q，m3/s或m3/h，可在输出端测量 ，又称扬程，泵对单位重量流 压 头 ----H 体提供的有效能量，m。 =h 离心泵的主要性能参数 e 轴 功 率 效 率 允 许 汽 蚀 余 量
华南理工大学化工原理化工原理第二章流体输送机械精品PPT课件
第一节 液体输送机械
表2-1液体输送机械的分类
泵是一种通用的机械，广泛使用在国民经济各部门中。 其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作方便等 优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点讲述离心 泵，对其它类型的泵作一般介绍。
第一节 液体输送机械
二、离心泵构造和原理
1.离心泵的工作原理 图2-1是一台安装在管路中 的离心泵装置示意图，主要部件 为叶轮1，叶轮上有6-8片向后弯 曲的叶片，叶轮紧固于泵壳2内 泵轴3上，泵的吸入口4与吸入管 5相连。液体经底阀6和吸入管5 进入泵内。泵壳上的液体从排出 口8与排出管9连接,泵轴3用电机 或其它动力装置带动。
第一节 液体输送机械
2.离心泵的主要部件 离心泵的主要部件为叶轮、泵壳和轴封装置。 2.1叶轮：是离心泵的关键部件,其作用是将原动机的 机械能传给液体,使通过离心泵的液体静压能和动能均有 所提高。叶轮有6-8片的后弯叶片组成。按其机械结构可 分为以下三种,如图2-2所示。开式叶轮仅有叶片,两侧均 无盖板,如图 (a)所示,适于输送含有固体颗粒的液体悬浮 物；半闭式叶轮,没有前盖板而有后盖板,如图 (b)所示, 适于输送浆料或含固体悬浮物的液体,效率较低 ；闭式叶 轮两侧分别有前、后盖板,流道是封闭的，如图 (c)所示, 适于输送高扬程、洁净液体,效率较高。
2.3轴封装置：泵轴与泵壳之间的密封成为轴封。其作用是防止 高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出,或者外界空气以相反方向漏入泵 壳内的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种，如下图 所示。普通离心泵所采用的轴封装置是填料函，即将泵轴穿过泵壳的 环隙作为密封圈，于其中填入软填料（例如浸油或涂石墨的石棉绳）, 以将泵壳内、外隔开，而泵轴仍能自由转动。
另外：叶轮按其吸液方式的不同可分为单吸式和双吸 式两种，如图2-3所示。单吸式叶轮构造简单，液体从叶 轮一侧被吸入；双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入 液体。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，并较好地 消除轴向推力。故常用于大流量的场合。
化工原理(第二版)第二章ppt
四．离心泵的主要性能参数和特性曲线 与效率有关的各种能量损失：
（1）容积损失： 内漏
（2）水力损失：
环流损失、摩擦损失、冲击损失
（3）机械损失：
泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦
小型水泵： 一般为5070% 大型泵： 可达 90%以上
四．离心泵的主要性能参数和特性曲线
2. 离心泵特性曲线及其换算
w2 2 2
2
c2 u2
w1 1 1 c1
u1
三．离心泵的理论压头和实际压头
原因二：液体由 1 流到 2 时，由于流动通道逐渐扩大，故 w 逐渐 变小，这部分能量将转化为静压能
2 2 p 2 p1 w1 w2 g 2g 2
w2 2 2
2
3 P q H ~ D N a v e 2
四．离心泵的主要性能参数和特性曲线
思考：若泵在原转速n下的特性曲线方程为 H C DQ
2
则新转速n下泵的特性曲线方程表达式如何？ 若叶轮切割，又如何？
n Q Q n n H H n
2
H
2
n n 2 H C D Q n n
w2 2 2
c2 c2 r c2u
2
2
u2
三．离心泵的理论压头和实际压头
Qu2 Q 2 u ctg 2 r2 ctg 2 2r2 b2 2b2 H g g
2 2
请思考：与 H有关的因素有那些？分别是什么关系？
讨论： （1）理论压头与流量 Q、叶轮转速、叶轮的尺寸和构 造（r2、b2、 2）有关；
w1 1 1 c1
式 3、4 代入上式得：
化工原理CAI教室(流体输送机械)
通常在吸入管路的进口处装有一单向底阀，以截留 灌入泵体内的液体。另外，在单向阀下面装有滤网，其 作用是拦阻液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。 启动与停泵：灌液完毕后，此时应关闭出口阀后启 动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以 保护电机。启动后渐渐开启出口阀。 停泵前，要先关闭出口阀后再停机，这样可避免排 出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，以延长泵的使用 寿命。
∑Hf=[λ×（l＋le）/d+ζ]×u2/2g＝ ［ 0.028× (5/0.0805+420+35)+0.5]× 2.462/(2×9.81)=4.62m 泵的最大允许安装高度 Hg允＝(P0－Pv)/ρg－∆h－∑Hf=(101.32.335)×103/(998.2×9.81)－3.0－4.62 ＝2.48m 泵的实际安装高度应小于2.48m，取2.0 m 。
叶轮按吸液方式分有二种： ① 单吸：液体只有一侧被吸入。 ② 双吸：液体可同时从两侧吸入，具有较大的吸液 能力。而且基本上可以消除轴向推力。 2）泵壳（蜗壳形）：作用是汇集由叶轮抛出的液 体，同时将高速液体的部分动能转化为静压能。原因是 泵壳形状为蜗壳形，流道截面逐渐增大，u↓，p↑。 3）轴封装臵：泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。 作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周面漏出，或者 外界空气以相反方向漏入泵壳内。
当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心 处形成了低压区，由于贮槽内液面上方的压强大于 泵吸入口处的压强，在此压差的作用下，液体便经 吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出的液体， 只要叶轮不停的转动，液体便不断的被吸入和排出。 由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是 依靠高速旋转的叶轮，液体在离心力的作用下获得 了能量以提高压强。 气缚现象：不灌液，则泵体内存有空气，由于 ρ空气<<ρ液， 所以产生的离心力很小，因而叶轮中 心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内， 达不到输液目的。
【免费下载】化工原理 第二章 流体输送机械
第二章 流体输送机械 第一节 概述
一.流体输送的需要 2
2
He
e
工程上经常出现以下情况：
送要求。
1
1.1〈2
1
2.
2
hf
u 2
可通过机械对流体作功，使流体获得机械能，以满足输
gz1
z1
He
合理选择，正确使用。
p1
p1 g
g
u12 2
u12 2g
u 2 2g
We
He
Hf
gz2
z2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
一.流体输送的需要 2
2
He
e
工程上经常出现以下情况：
送要求。
1
1.1〈2
1
2.
2
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可通过机械对流体作功，使流体获得机械能，以满足输
gz1
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合理选择，正确使用。
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u12 2
u12 2g
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z2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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第 1 章 流体流动
一、填空题
1．某液体在内径为 d 的水平管路中作稳定层流流动其平均流速为 u，当它以相同的体 积流量通过等长的内径为 d （ d d 2 ）的管子时，则其流速为原来的 倍，压降 P 是
原来的 倍。[四川大学 2008 研]
u 20y 200y2 ，式中 y 为截面上任一点至管内壁的径向距离（m），u 为该点上的流速
（m/s）；油的粘度为 0.05Pas 。则管中心的流速为
m/s ， 管 半 径 中 点 处 的 流 速 为
m/s，管壁处的剪应力为 N/m2 。[清华大学 2001 研]
【答案】0.4968 0.3942 1
d d
2
u u44 Nhomakorabea16d2
因此，压降是原来的 16 倍。
2．一转子流量计，当通过水流量为 1m3/h 时，测得该流量计进、出间压强降为 20Pa；
当流量增加到 1.5m3/h 时，相应的压强降为 。[四川大学 2008 研]
【答案】20Pa
【解析】易知 P1
P2
Vf g（f Af
），当转子材料及大小一定时，Vf
2．如图 1-1（a）、（b）、（c）所示的三种装置中两测压孔之间距离 L，管径均相同。当 管中水的流速相同时，压差计的读数分别为 R1、R2、R3，则：（ ）。[浙江大学 2004 研]
A．R2＜ R1＜ R3 B．R1 R2 R3 C．R1＜ R2 R3 D．R1R2 R3
（a）
（b）
（c）
【解析】管内径 d 120 6 2 108mm 。
在管中心处 y 0.054m ，则流速为 v 20 0.054 200 0.054 2 0.4968m/s 。
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第 1 章 流体流动
一、填空题
1．某液体在内径为 d 的水平管路中作稳定层流流动其平均流速为 u，当它以相同的体 积流量通过等长的内径为 d （ d d 2 ）的管子时，则其流速为原来的 倍，压降 P 是
原来的 倍。[四川大学 2008 研]
u 20y 200y2 ，式中 y 为截面上任一点至管内壁的径向距离（m），u 为该点上的流速
（m/s）；油的粘度为 0.05Pas 。则管中心的流速为
m/s ， 管 半 径 中 点 处 的 流 速 为
m/s，管壁处的剪应力为 N/m2 。[清华大学 2001 研]
【答案】0.4968 0.3942 1
d d
2
u u44 Nhomakorabea16d2
因此，压降是原来的 16 倍。
2．一转子流量计，当通过水流量为 1m3/h 时，测得该流量计进、出间压强降为 20Pa；
当流量增加到 1.5m3/h 时，相应的压强降为 。[四川大学 2008 研]
【答案】20Pa
【解析】易知 P1
P2
Vf g（f Af
），当转子材料及大小一定时，Vf
2．如图 1-1（a）、（b）、（c）所示的三种装置中两测压孔之间距离 L，管径均相同。当 管中水的流速相同时，压差计的读数分别为 R1、R2、R3，则：（ ）。[浙江大学 2004 研]
A．R2＜ R1＜ R3 B．R1 R2 R3 C．R1＜ R2 R3 D．R1R2 R3
（a）
（b）
（c）
【解析】管内径 d 120 6 2 108mm 。
在管中心处 y 0.054m ，则流速为 v 20 0.054 200 0.054 2 0.4968m/s 。
考研《化工原理》考试大纲(学术学位)
三、主要参考书目
1.何潮洪，刘永忠，窦梅，冯霄.《化工原理》（上），科学出版社，2017
2.何潮洪，伍钦，魏凤玉，姚克俭.《化工原理》（下），科学出版社，2017
3.余立新，蒋维钧.《化工原理》，清华大学出版社，2005
4.姚克俭，姬登祥，俞晓梅等.《化工原理实验立体教材》，浙江大学出版社，2009
（5）熟练掌握简单管路、并联管路和分支管路的计算方法；
（6）掌握流速、流量的测定原理和方法。
2.流体输送机械
（1）深入理解流体输送机械的流量、压头、功率和效率等概念，熟练掌握泵的特性曲线；
（2）掌握离心泵的操作原理，理解气缚和汽蚀现象；
（3）熟练掌握离心泵选型和安装高度计算的方法；
（4）熟练掌握不同类型流体输送机械的流量调节方法；
6.传热设备（换热器）
（1）了解化工生产中常用的换热设备；
（2）熟练掌握列管式换热器的结构、选型和设计方法；
（3）熟练掌握换热过程的强化途径；
（4）了解其它类型换热器的结构及其特点。
7.质量传递基础
（1）理解两相传质过程概念；
（2）熟练掌握相组成的各种表示方法；
（3）熟练掌握费克定律和分子扩散速率的计算；
（4）理解对流扩散概念，熟练掌握对流扩散速率的计算。
8.气体吸收
（1）熟练掌握气体在液体中溶解度的表示方法和亨利定律的三种形式；
（2）熟练掌握吸收速率方程、总传质系数和传质分系数之间的关系；
（3）熟练掌握吸收塔物料衡算和操作线方程；
（4）熟练掌握低浓度气体吸收塔溶剂用量和填料层高度、理论塔板数的计算；
硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲
科目代码、名称:
专业类别：
■学术型□专业学位
1.何潮洪，刘永忠，窦梅，冯霄.《化工原理》（上），科学出版社，2017
2.何潮洪，伍钦，魏凤玉，姚克俭.《化工原理》（下），科学出版社，2017
3.余立新，蒋维钧.《化工原理》，清华大学出版社，2005
4.姚克俭，姬登祥，俞晓梅等.《化工原理实验立体教材》，浙江大学出版社，2009
（5）熟练掌握简单管路、并联管路和分支管路的计算方法；
（6）掌握流速、流量的测定原理和方法。
2.流体输送机械
（1）深入理解流体输送机械的流量、压头、功率和效率等概念，熟练掌握泵的特性曲线；
（2）掌握离心泵的操作原理，理解气缚和汽蚀现象；
（3）熟练掌握离心泵选型和安装高度计算的方法；
（4）熟练掌握不同类型流体输送机械的流量调节方法；
6.传热设备（换热器）
（1）了解化工生产中常用的换热设备；
（2）熟练掌握列管式换热器的结构、选型和设计方法；
（3）熟练掌握换热过程的强化途径；
（4）了解其它类型换热器的结构及其特点。
7.质量传递基础
（1）理解两相传质过程概念；
（2）熟练掌握相组成的各种表示方法；
（3）熟练掌握费克定律和分子扩散速率的计算；
（4）理解对流扩散概念，熟练掌握对流扩散速率的计算。
8.气体吸收
（1）熟练掌握气体在液体中溶解度的表示方法和亨利定律的三种形式；
（2）熟练掌握吸收速率方程、总传质系数和传质分系数之间的关系；
（3）熟练掌握吸收塔物料衡算和操作线方程；
（4）熟练掌握低浓度气体吸收塔溶剂用量和填料层高度、理论塔板数的计算；
硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲
科目代码、名称:
专业类别：
■学术型□专业学位
化工原理流体输送机械共10页word资料
第2章流体输送机械概述2.1 离心泵2.1.1 离心泵的工作原理和主要部件2.1.2 离心泵的基本方程式2.1.3 离心泵的主要性能参数和特性曲线2.1.4 离心泵的气蚀现象和允许安装高度2.1.5 离心泵的工作点与流量调节2.1.6 离心泵的类型、选择与使用2.2 往复泵2.3 离心通风机概述流体输送设备就是向流体作功以提高其机械能的装置，所供能量用以克服沿程阻力、高差、压差等1.管路系统对流体输送机械的要求流体输送是化工生产及日常生活中最常见、最重要的单元操作之一。
从输送的工程目的出发，管路系统对输送机械的要求通常为：①应满足工艺上对流量及能量（压头、风压、或压缩比）的要求；②结构简单，质量轻，设备费低；③操作效率高，日常操作费用低；④能适应物料特性（如黏度、腐蚀性，含固体物质等）要求。
2.输送机械的分类（1）根据被输送流体的种类或状态分类通常输送液体的机械称为泵；输送气体的机械按其产生压强的高低分别称之为通风机、鼓风机、压缩机及真空泵。
（2）按工作原理可分成以下四类：离心式，往复式，旋转式，流体动力作用式。
液体输送机械根据流量和压头的关系，液体输送机械分为离心式和正位移式。
2.1 离心泵2.1.1 离心泵的工作原理和主要部件(1)主要部件①叶轮—通常由6-12片后弯叶片组成，可分为闭式、半闭式和开式三种形式。
将原动机的机械能直接传给液体，以增加其动能和静压能。
②泵壳—呈蜗壳形，是汇集液体和能量转换的场所。
使部分动能转化为静压能。
为了减少液体直接进入泵壳时因碰撞引起的能量损失，再也论和泵壳之间有时还装有一个固定不动而且带有叶片的导轮。
轴封装置——用于泵壳与泵轴间的密封，分填料密封（小型泵）和机械密封（大型泵）两种。
（2）工作原理液体自吸入口吸入后，在高速旋转的叶片上获得能量，在离心力作用下飞向泵壳内，因蜗壳型流道渐宽而将部分动能转化成静压能，于是液体以较高的静压能从排出口排出。
当液体自叶轮中心甩向四周后，叶轮中心产生了低压区，此时外界作用于贮槽上方的压强大于泵吸入口处的压强，在此压差作用下液体被吸入管路。