离心泵流量调节的方法
离心泵基础知识
2-2 离心泵离心泵结构简单，操作容易，流量均匀，调节控制方便，且能适用于多种特殊性质物料，因此离心泵是化工厂中最常用的液体输送机械。
近年来，离心泵正向着大型化、高转速的方向发展。
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理图2-1 离心泵活页轮一、离心泵的主要部件1．叶轮叶轮是离心泵的关键部件，它是由若干弯曲的叶片组成。
叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，提高液体的动能和静压能。
根据叶轮上叶片的几何形式，可将叶片分为后弯、径向和前弯叶片三种，由于后弯叶片可获得较多的静压能，所以被广泛采用。
叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式（即敞式）三种，如图2-1所示。
在叶片的两侧带有前后盖板的叶轮称为闭式叶轮（c图）；在吸入口侧无盖板的叶轮称为半闭式叶轮（b图）；在叶片两侧无前后盖板，仅由叶片和轮毂组成的叶轮称为开式叶轮（a图）。
由于闭式叶轮宜用于输送清洁的液体，泵的效率较高，一般离心泵多采用闭式叶轮。
叶轮可按吸液方式不同，分为单吸式和双吸式两种。
单吸式叶轮结构简单，双吸式从叶轮两侧对称地吸入液体（见教材图2－3）。
双吸式叶轮不仅具有较大的吸液能力，而且可以基本上消除轴向推力。
2．泵壳泵体的外壳多制成蜗壳形，它包围叶轮，在叶轮四周展开成一个截面积逐渐扩大的蜗壳形通道（见图2－2）。
泵壳的作用有：①汇集液体，即从叶轮外周甩出的液体，再沿泵壳中通道流过，排出泵体；②转能装置，因壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道逐渐扩大的方向一致，减少了流动能量损失，并且可以使部分动能转变为静压能。
若为了减小液体进入泵壳时的碰撞，则在叶轮与泵壳之间还可安装一个固定不动的导轮（见教材图2-4中3）。
由于导轮上叶片间形成若干逐渐转向的流道，不仅可以使部分动能转变为静压能，而且还可以减小流动能量损失。
注意：离心泵结构上采用了具有后弯叶片的叶轮，蜗壳形的泵壳及导轮，均有利于动能转换为静压能及可以减少流动的能量损失。
3．轴封装置离心泵工作时是泵轴旋转而泵壳不动，泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。
化工原理第2章 流体输送(2)
液体要求供给的压头：
p u H z H f g 2 g
2
(1)
p 对特定的管路系统， z 为固定值，与管 g
路液体的流量无关，在输送高度和压力不变情
p 况下，令 z ＝H0。若贮槽与受液槽的截 g
面积比管路截面大很多，则 u 0 。 2g
2
则（1）式简化为：
P
管路特性曲线
A
泵的特性曲线
qv
离心泵的工作点
（三）、 流量的调节
离心泵的流量调节实际上就是改变离 心泵的工作点的位置，从而适应生产任务 变化的要求。 离心泵的流量调节: （ ）在排出管线上装适当 的调节阀 1 以改变管路特性曲线 2）改变离心泵的转速和 （ 叶轮外径 改变泵的工作点。
1、改变阀门的开度
改变阀门开度以调节流量，实质是用 阀门的开大或关小的方法来改变管路的特性 曲线。 （1）阀门关小， H f 加大，管路特性曲 线变陡，如图曲线Ⅱ，泵的工作点由A移至 B。流量由qv A减至qv B。 （2）阀门开大， H f 减小，管路特性 曲线变平坦，如图曲线Ⅲ，泵的工作点由A 移至C。流量由qv A增至qv C。
v
注意：对于同一管路，并联操作时泵 的流量不会增大一倍。 因为两台泵并联后，流量增大，管路 阻力亦增大。如图：C点流量2qvⅡ 不等于A 点的流量 qvⅠ。若管路特性曲线越平坦，则 并联后的流量就越接近单台泵操作时流量的 两倍。所以并联操作能够使低阻力管路系统 的流量增加较多。而高阻力管路系统的流量 增加较少。并联时，泵的台数不宜多。因为 台数越多，所增加的流量越少，即每台泵的 流量越少。
pv p1 u ) 表达式为： ha ( g 2 g 2 g
2 1
化工原理试题库（填空）
化工原理试题库（填空）一、填空题（每空1分，共20分）1．流体的静止状态是流体运动的一种______形式。
静止流体的规律就是流体在______场的作用下流体内部______变化的规律。
该变化规律的数学描述，称为流体静力学基本方程，简称静力学方程。
（特殊，重力，压力）2．在圆形管道中，不可压缩流体定态流动的连续性方程表明：当流体的体积流量一定时，流速与管径平方成______比（正、反）。
此流动规律与管道的放置方式、管道上是否装有管件、阀门及输送机械的布置情况______关（有、无），它只是描述不可压缩流体在圆形管道中的______衡算关系。
（反，无，物料）3．离心泵的工作原理可由两个过程说明。
①排液过程：启动前泵内灌满液体，叶轮带动液体高速旋转并产生离心力，在离心力作用下液体从叶片间排出并在蜗牛形壳体内汇集。
由于壳体内流道渐大，部分______压头转化为静压头，在泵的出口处液体获得较高的静压头而排液。
②吸液过程：离心泵在排液过程中，叶轮中心处（包括泵入口）形成______区，由于被吸液面压强的作用，产生压强差，从而保证了液体连续不断地吸入叶轮中心。
（动，低压）4．在换热器内，冷热流体间热量传递过程的机理是：热量首先由热流体主体以______的方式传递到间壁内侧，然后以______的方式穿过间壁，最后由间壁外侧以______的方式传递至冷流体主体。
（对流，导热，对流）5．在计算换热器的热负荷时，必须分清属于有相变还是无相变，然后依据不同算式进行计算。
例如，对蒸气的______、______过程的热负荷，要予以分别计算，然后相加。
（冷凝，冷却）6．雷诺准数的表达式为。
当密度ρ＝1000kg.m -3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s -1在管中流动时，其雷诺准数等于 ,其流动类型为__ __。
(Re=d ｕρ/μ，105，湍流；)7．当地大气压为750mmHg 时, 测得某体系的表压100mmHg,则该体系的绝对压强为___ _ _mmHg, 真空度为 __Pa 。
化工机器--离心泵
四 离心泵的工作点与流量调节
（1）管路特性曲线
（2）工作点
所谓离心泵的工作点是指离心泵的性 能曲线（H～Q曲线）与管路特性曲 线的交点，即在H～Q坐标上，分别 描点作出两曲线的交点M点。 如果H～Q曲线方程可近似表示为 H=A－BQ2管路特性曲线方程表示为 H=K＋CQ2，则工作点对应的流量和 扬程由这两个方程联立求解。
液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加 宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为 静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。液体 以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送 至所需的场所。 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。
五、离心泵的相似及应用
（一）相似的产生及判据 1 相似问题的提出： 在实际使用中，往往会遇到一些特殊尺寸泵，如用于水利灌溉 的超大尺寸泵，其吸入口直径超过2米。这样的泵往往是先在实 验室将其缩小研究，等性能稳定、符合要求后，在将其放大， 这样保证在最小的制造成本下，制造出性能可以预知的大尺寸 泵。 这种问题的实质是要建立小泵与大泵之间随尺寸变化而性能 变化的数学关系。建立了这种关系，我们便称这两台泵相似。 而这种关系被称为相似定律。 2 相似的条件：----充分、必要条件 两台泵相似，应满足以下条件： 几何相似、运动相似、动力相似。
离心泵的能量损失 容积损失（泄露引起的） 容积效率 水力效率 机械效率
水力损失（粘性和涡流引起的）
离心泵流量不足的原因及提高措施
离心泵运行中，泵轴和轴承的故障也可能导致泵流量不足。当泵轴和轴承出现故障时，会降低泵的转速，使泵的效率降低，同时也会减小泵的流量。
二、提高离心泵流量的措施
1. 维护保养
泵的正常运行需要经常进行维护保养，如定期清理泵壳、叶轮及进出口管道中的污物和杂质，保持通畅。此外，在使用离心泵之前还要确保油箱中有足够的润滑油，检查轴承及密封保护装置的情况。
2. 叶轮，泵壳及进出口管道堵塞
在使用离心泵过程中，叶轮及泵壳与进出口管道内部会因为污物、杂质等物质的堆集而造成堵塞。堵塞会影响离心泵的流量和压力，阻碍水流的流动。同时，堵塞还会使离心泵的转速变慢，从而使泵的效率降低，流量减小。
3. 泵运行出现气蚀现象
离心泵在运行过程中出现气蚀现象也会导致泵流量不足。正常情况下，离心泵的吸水口气压应该与液体的蒸汽压相等，否则就会产生气蚀现象。气蚀时，液体中的气体进入离心泵内部，形成气泡，并使得传递给液体的动能变小。因此，在运行过程中要注意离心泵的吸水口气压，并及时排除气蚀产生的气泡。
离心泵流量不足的原因及提高措施
离心泵是常用的水泵类型之一，广泛应用于农业、工业、建筑等领域。但在使用离心泵的过程中，有时会遇到流量不足的情况，影响工作效率和生产效益。以下将就离心泵流量不足的原因和提高措施进行详细分析。
一、离心泵流量不足的原因
1. 选型不合适
离心泵的流量要求与泵选型是有关系的。若选型不合适，则泵的流量不足也是有可能的。通常情况下，不同型号的泵所配套的动力、转速等参数是不同的，选型时应根据实际需求选择合适的泵型。
2. 优化设计
在选购离心泵时，应根据实际需求和应用场景进行选型，并应该考虑泵的流量、压力、转速等参数，以避免选择不合适的泵型。
名词解释
一、名词解释气缚：如果离心泵动时泵壳和吸入管道内没有充满液体，泵内存在空气，由于空气的密度小于液体的密度，所产生的离心力很小，不足以形成吸上液体的需要的真空度。
此时离心泵无法正常工作。
这种现象称“汽缚”。
汽蚀：当离心泵的吸入口压强P1等于输液温度下该液体的饱和蒸汽压Pv，泵入口处液体就要沸腾汽化，形成大量汽泡沫。
汽泡随液体进入叶轮的高压区被压缩后迅速凝聚成液体，体积急剧减小，周围液体就以极高的速度冲向凝聚中心，产生几十甚至几百兆帕的局部压力。
此时液体质点的急剧冲击连续打击叶轮的金属表面，使叶片受到严重损伤。
这种现象称“汽蚀。
热传导：当物体内部或两接触的物体间有温度差时，温度较高处的分子因振动而与相邻分子碰撞，并将能量的一部分传给后者，这种能量传递方式，称为热传导。
4. 稳态传热：在传热系统中温度分布不随时间而改变的传热过程称为稳态传热。
非稳态传热：在传热系统中温度分布随时间改变的传热过程称为非稳态传热。
汽蚀余量：汽蚀余量△h是指离心泵入口处液体的静压头P1/ρg与动压头u12/2g之和超过其饱和蒸汽压头Pv/ρg的某一最小指定值，即：△h=（P1/ρg+u12/2g）-Pv/ρg6．允许吸上真空度：允许吸上真空度Hs指泵入口处压力P1可允许达到的紧高真空度。
以压头形式表示为Hs=（Pa-P1）/ρg7.热交换：两个温度不同的物体由于传热，进行热量的交换。
8、热辐射：仅因物体自身温度而发出的辐射能称为热辐射。
8．单效蒸发：原料液在一个蒸发器内被加热汽化，产生的二次蒸汽引出后冷凝或排空，不再利用。
多效蒸发：原料液在多个蒸发器内被加热汽化，只在首效采用新鲜生蒸汽，产生的二次蒸汽引出后作为下一效蒸发器的加热蒸汽，末效的二次蒸汽直接冷凝或排出。
10. 当物料中的水分活度aw湿空气的相对湿度φ之间处于不同的关系时，两者之间水的传递方向将会不同。
解湿：当aw>φ时，则物料表面附近水蒸气分压p大于湿空气中的水蒸气分压pv，水分将从湿物料向湿空气中传递，这种过程称为物料的解湿。
离心泵使用时的调节方式与能源损耗分析
离心泵使用时的调节方式与能源损耗分析【摘要】离心泵的出口阀调节、变速调节、串并联调节等不同方式的调节特性及能耗损失，并进行了对比研究。
通过对比分析利用变频技术而实现的变速流量调节的方式节能效果最为显著，且经济可行。
【关键词】离心泵；流量调节；变频技术；节能离心泵是广泛应用于供水系统中的一种通用流体机械。
它具有性能适应范围广（包括流量、压头及对输送介质性质的适应性）、体积小、结构简单、操作容易、操作费用低等诸多优点。
通常，所选离心泵的流量、压头可能会和管路中要求的不一致，为了满足用户的需求，同时减少吨水电耗，需要对水泵进行流量调节，实质是改变离心泵的工作点。
离心泵的工作点是由泵的特性曲线和管路系统特性曲线共同决定的，因此，改变任何一个的特性曲线都可以达到流量调节的目的。
目前，离心泵的流量调节方式主要有调节阀控制、变速控制以及泵的并、串联调节等。
由于各种调节方式的原理不同，除各有自己的优缺点外，造成的能量损耗也不一样，为了寻求最佳、能耗最小、最节能的流量调节方式，必须全面地了解离心泵的流量调节方式与能耗之间的关系，下面就各种调节方式的优缺点及其能耗分析如下：1.离心泵流量调节的主要方式及能耗分析1.1改变管路特性曲线在泵的日常运行中，为了控制水泵的流量，最简便直接的方法就是改变离心泵出口阀门的开度，其实质就是改变管路特性曲线的位置来改变泵的工作点。
当阀门全开时，泵的工况点为a，当阀门关小时，管路局部阻力增大，管路特性曲线变陡，此时工作点向左上方由a点移至b点使流量减小，扬程增加，由图1可以看出，a点与b点之间存在水头损失。
从图上可以分析出：调节出口阀开度的方法操作简便、灵活，但阀门关小增加了管路阻力，使增大的压头消耗于阀门的附加阻力上，额外消耗了功率，经济上不合理。
单台离心泵工况调节方式分析
通 常 ，在 工艺 设计 和生 产实 践 中 ，离心 泵
的 流 量和 扬 程 可 能 会 比管 路 中要 求 的偏 大 ，或 者 由于生产任务 、工艺要求发生变化 ，需对泵 的运
时流量连续，可 以在某一最大流量与零 之间随意
调 节 ，且 无 需额 外 投 资 。但节 流 调节 是 人 为 增 加 阻力 ，造成扬程损失 ，能量利 用率差 ，泵 的效率
． ５ ３ ．
１ ． ２旁 路 调节
Ｈ ／ ｍ
旁 路 调 节 是 将 泵 排 出 的液 体 ， 一 部 分 通 过 旁 路 引入 到 其 它 装 置 或 重 新 引 回吸 液 池 ，从 而 使 泵 输 送 到装 置 的 流 量 得 到 调 节 的方 法 。旁 路 调 节 实
质上是通过 改变管路特性 曲线的位置来改变泵 的 工作点。如图２ 所示 ，设主管路、旁路 的管路特性 分别为 （ Ｑ～ｈ ） 、 （ Ｑ～ｈ ）： ，则 并 联 后 的管 路 特 性 为 Ｏ～ｈ 。 当 旁 路 调 节 阀 完 全 关 闭时 ，Ｑ～ Ｈ 曲线与 （ Ｑ～ｈ ）。 曲线 的交 点 为Ｍ ；旁 路 调 节 阀 打开 时 ，Ｑ～ Ｈ曲线 与 Ｑ～ｈ 曲线 的交 点为 Ｍ。按 分 支 管 路 中求 各 管 路 流 量 的方 法 ，过 Ｍ点 做 水 平 线 交 （ Ｑ～ｈ ） 于Ａ 。 点，交 （ Ｑ ～ｈ ）： 于Ａ ： 点 ，则通 过 主管路、旁路 中的流量分别为Ｑ 、Ｑ 主管 路 中 的 流 量 比关 闭旁 路 阀 时 主 管 路 中的 流 量 小 ， 所 以 ，流 量 得 到 了调 节 。 这 种 调 节 方法 虽 然 操 作 中较 为 简 单 方 便 ，但 旁 路 中 的 流 量 仍 需 要 消 耗 泵 功 ，经 济 性 较 差 。仅 适 宜 比转 数 较 大 、 扬 程 流 量 曲线较 陡的情况 采 用 。
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离心泵流量调节的方法
离心泵是一种常见的流体输送设备，其主要用途是将流体从低压区域输送至高压区域。
离心泵的流量调节是指通过控制泵的工作状态，达到调节流量的目的。
常用的离心泵流量调节的方法主要有以下几种：
1.调节泵的转速：离心泵的流量与转速呈正相关关系。
通过改变泵的转速，可以实现流量的调节。
这种方法一般适用于转速可调的离心泵。
调节泵的转速可以通过改变电机的工作频率、改变传动装置的传动比等方式实现。
2.调节泵的叶轮直径：离心泵的叶轮直径与流量呈正相关关系。
通过改变叶轮直径，可以实现流量的调节。
一般情况下，离心泵的叶轮直径是固定的，但一些离心泵可以更换叶轮来实现流量调节。
3.调节泵的进口截面积：离心泵的进口截面积与流量呈正相关关系。
通过改变进口截面积的大小，可以实现流量的调节。
这种方法一般适用于一些较小的离心泵，可以通过调节进口阀门的开度或者安装调节阀门来实现。
4.调节泵的出口阻力：离心泵的出口阻力与流量呈负相关关系。
通过改变出口阻力的大小，可以实现流量的调节。
一般情况下，离心泵的出口阻力主要包括管道摩阻、阀门阻力等。
可以通过改变管道的直径、改变阀门的开度等方式来调节出口阻力。
5.调节泵的叶片角度：离心泵的叶片角度与流量呈正相关关系。
通过改变叶片角度的大小，可以实现流量的调节。
这种方法一般适用于一些可调节叶片角度的离心泵。
除了以上常用的方法外，还有一些其他的流量调节方法，如改变泵的出口管道长度、改变泵的进口压力等。
需要根据具体情况选择合适的方法来实现流量的调节。
在实际应用中，一般会根据实际需要选择不同的流量调节方法。
对于需要频繁进行流量调节的系统，可以考虑使用转速可调的离心泵或者带有调节阀门的离心泵。
对于需要长时间保持稳定流量的系统，可以选择合适的叶轮直径或者进口截面积。
此外，在进行流量调节时，还需要考虑泵的工作效率、压力损失等因素，以确保系统的正常运行。