水泵基础知识.pdf

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1、水泵基础知识目 录第一部分、中国泵类产品市场特点 4一.中 国 的泵制造业目前存在的问题 41.市场特征及现状 42.泵制造企业统计数据 53.泵制造企业地域分布 5二.泵类产品技术发展趋势 51.泵行业技术发展的趋势 52.市场需求趋势预测 7第二部分、泵的基本知识 11一.什么是泵？11二.泵在各个领域的应用 12三.泵的基本参数 12四.泵的汽蚀现象 14五.泵的特性曲线及其应用 16六.离心泵的工作点和流量调节 18七.泵的全性能测试台 19八.泵体常用材料175条 19九.中国泵行业行业标准大全 20第三部分、各种泵的基本原理 25容积式液压泵的工作原理 25二.叶片泵的工作原理 2

2、5三.离心泵的工作原理 25四.往复泵的工作原理 27五.单螺杆泵的工作原理 28六.螺杆泵的工作原理 30七.真空助力泵的工作原理 33八.通用机械真空泵设备工作原理 34九.水环式真空泵/液环真空泵工作原理 35十.罗茨泵的工作原理 35十一.旋片式真空泵工作原理 36十二.热泵知识 36十三.隔膜式定量泵浦动作原理 38十四.多功能气动隔膜泵的工作原理 38十五.长柱塞抽油泵的工作原理及特点 40十六.精密计量泵的基本原理及其控制方法 40十七.柱塞式喷油泵结构工作原理 43十八.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 44十九.奈莫泵工作原理 45二十.齿轮泵的工作原理 45二十一.摆线内啮合齿轮

3、泵的工作原理46二十二.LCD背光驱动电荷泵的原理 47二十三.脉冲栓流气力输送泵的工作原理 48第四部分、泵的选型方法 48一.泵选型一般程序及需要考虑的几方面因素 48二.泵的选型步骤、方法及选型要求 50三.如何选择水泵型号和规格？51四.空调循环水泵的选择 51五.潜水电泵的选型常识 53六.排水泵的选择和要求 54七.如何在复杂化学介质中选用化工流程泵 55八.重载荷化工流程泵选用说明 57九.螺杆泵应用特点与合理的选用方法 58十.旋转柱塞泵的选择 59十一.离心泵的类型和选用 59十二.如何恰当选择计量泵 60十三.双螺杆泵的选型技巧 65十四.三螺杆泵的选型技巧 67十五.建筑

4、给排水中消防泵的选择 68十六.选择生活给水泵的一般要求 69十七.小型水泵的选择与使用方法 69第五部分、安装、维护及其他 71一.水泵隔振安装技术规程要求 71二.齿轮泵代替柱塞泵功能技术情况分析 71三.工程机械液压柱塞泵的使用与维修（直轴斜盘式柱塞泵）73四.活塞式隔膜泵使用操作方法 76五.机械密封的密封失效原因分析 77六.离心泵的调节方式与能耗分析 79七.离心泵的联用 81八.单螺杆泵特性试验 82九.潜水排污泵的维护与保养 85十.影响泵用机械密封外部条件的研究 86十一.正确选择机械密封是防止液泵泄漏关键 90十二.消防水泵接合器设计中的几个问题 96十三.转子的静平衡和动

5、平衡 97第一部分、中国泵类产品市场特点中国的泵制造业目前存在的问题1 .市场特征及现状1 国有企业状况堪忧，前途黯淡由于生产体制不适合生产力的发展，泵行业中国有企业大多数都不太景气，很多都已经停产、转让，濒临破产的边缘1 民营企业纷纷崛起，扮演愈来愈重要的角色由于民营的体制与国有体制相比，较适合生产力的发展，近几年来民营企业发展异常快速，民营企业的数量已远远大于国有企、业的数量，民营企业的产值也远大于国有企业，泵企业中年产值最大的企业已经是民营企业。民营企业仍在继续前进。1 由于市场采购形式的变化，市场竞争异常激烈由于采购市场的规范化和公开化，采购大多采取招投标、集中采购、政府采购等方式，使

6、得市场竞争异常激烈，泵行业内企业之间自相残杀现象相当严重，价格大幅下降，利润变薄。市场对产品质量、进度、价格、品牌等方面的要求越来越高。1 基础研究工作开展的比较少，产品技术水平落后前几年由于我国在基础研究的投人比较少，科研成果取得少，泵行业产品设计的基础理论和设计方法基本上没有什么大的发展，引进的一些国外产品也不是最先进的产品，总体上讲泵行业的技术水平是比较落后的。1 由于传统的管理思想和企业经营者的素质较低，企业管理水平落后到目前为止，大多数泵行业企业领导的实际文化水平不高，素质偏低，没有什么相应的先进管理模式，虽然许多企业已经拿到了 1 5 0 9 0 0 0认证证书和生产许可证，但实际

7、管理模式还是老的办法，企业的管理水平跟不上企、也规模的发展速度，影响了企业的发展。1 企业发展速度和规模加快，技术人员供不应求我国的泵制造企业，尚未形成真正的品牌优势，不具备强大的市场影响力。现在的市场竞争,实际上是品牌、质量、价格、服务与信誉的竞争。我们要与国际知名品牌泵业公司合作，引进他们的先进技术和管理模式，结合中国实际，快速调整产品结构，开发实用性强、技术含量高、性能好的工业用泵。批量生产规模经济，运用现代营销战略，对稳步开发国内市场至关重要，是我们发展工业用泵的一条极其可行的发展出路。2.泵制造企业统计数据表：2 0 0 2-2 0 0 3年中国5 2 5家泵生产制造企业统计数据年份

8、 工业总产值（亿元）产品销售收入（亿元）利润总额（亿元）从3.泵制造企业地域分布业 人 数（万人）不变价出口值（亿元）当年价2 0 0 3 年 1 9 3.7 31 9 9.4 91 8 4.0 28.2 91 4.1 23 4.1 52 0 0 2 年 1 6 3.4 21 6 6.0 91 5 0.9 75.21 4.4 62 8.1 2从上面的图可以看出，全国泵制造企业主要集中在华东沿海地区，华北沿海地区以及长江中游地区，以上三个地区泵制造企业占全国的6 4%；特别华东沿海地区（江苏、浙江、上海）的泵制造企业占全国的3 8%。相对而言，西部地区泵制造企业就很少，占全国1 0%都不到。浙江

9、、江苏、山东、辽宁是泵制造企业分布最多的省市，四个省企业数相加共有2 7 3家之多，占全国的比重达49.5%。泵制造企业数超过10家的这13个省市相加一共有460家，占全国的 83.3%。泵类产品技术发展趋势泵在我国是应用最广泛的通用机械产品，据不完全统计，我国每年泵产品的产值在400亿元以匕 每年全国发电量的20%25%要消耗在泵产品上，全国泵产品的制造厂家在6000家以上。1 .泵行业技术发展的趋势随着我国经济的高速发展，市场竞争异常激烈，泵产品的技术水平对提高企业知名度和竞争力有着非常重要的作用。企业应非常严肃认真地对待这个问题。企业应采取各种措施解决这个问题，如:引进国外先进技术、开展

10、科研攻关、与外企合资合作等。通过不断的努力，提高产品的技术水平和质量。以下就是今年泵行业技术发展的趋势1 介质在泵内部流动的理论研究和产品设计方法需要突破研究开展的方向1 外部流场的流动状态的掌握以及内部流场经计算后如何准确地进行判别。1 规定工况点轴向力、径向力的准确计算，变工况后的轴向力、径向力计算。1 多级泵平衡鼓、平衡盘的准确设计。1 泵产品准确的结构计算。1 泵产品水力部分的优化设计。1 建立一大批高效的可靠的混流泵、轴流泵水力模型。1 三元理论和二元理论设计方法在泵产品设计中的准确应用和推广。1 泵产品的计算机辅助设计CAD、辅助试验CAT、辅助制造CAM1 计算机技术在全球范围内

11、发展速度异常快速，各行各业都普遍广泛地应用计算机技术，但在泵行业应用开展的不好，计算机的应用主要处于绘图和计算器的作用，虽然开展了一些研究内容，但并不十分理想，没有得到广泛的应用。研究开展的方向：2 开发理想实用的设计软件。2 用计算机技术和流体理论对内部流场进行准确的计算。2 泵产品水力部分模型制做应采用计算机技术。1 泵产品的机电仪一体化技术研究随着国民经济的快速发展，各行各业都陆续规范化，使用单位对泵产品的要求越来越高，对机电仪一体化的要求越来越多，很多企业由于技术水平不高，一时还达不到用户的要求。主要内容咱动监控、自动调节工况、变频技术应用、故障诊断分析等。1 特殊泵产品的设计在泵产品

12、使用领域内，对泵产品有一些特殊的使用要求，由于种种原因，泵产品还不满足这方面的要求，只能用一些相近的产品进行替代。但由于不能完整全面的满足要求，使用效果并不理想。今后应广泛地开展这方面的研究。几种近期应研究的产品：2 气混输泵的设计与制造.2 临界、超临界锅炉给水泵的设计与制造。2 透平机械的设计与研究。2 烟气脱硫泵的设计与研究。2 泵产品的可靠性研究1 随着各行各业的快速发展，泵的使用单位对泵的可靠性要求愈来愈高，从历史上看泵行业对这方面研究得较少，主要是沈阳水泵研究所开展了一些工作，编制了二个标准:JB/T6881-1993 泵可靠性测定试验、JB/T68s2 1993 泵可靠性验证试验

13、，根据实际的应用需要，应开展这方面的研究。1 泵产品的节能研究泵产品的节能工作开展的时间比较长，但近期的效果不理想，随着使用市场的规范和我国加人 WTO后，这个问题又变得重要起来。传统的节能观点主要是考虑效率指标，实际上这是不正确的，是不全面的，产品的可靠性、选型、过流部件的材质、密封问题、使用寿命、工况点调节等方面对节能都有着重要的影响。应全方位的考虑节能问题2.市场需求趋势预测预计到2005年,工业泵工业总产值将达到150亿元,可实现销售收入160亿元。2010年,工业泵行业工业总产值预计达到180亿元，销售收入达190亿元，是 2000年 的 150%。行业经济效益将得到明显的提高。泵产

14、品国内市场的占有率也将从目前的84%左右，提高到90%。其中，火电、核电和 三大化工 中的重点产品市场2005年和2010年占有率分别达到75%和 80%以上。未 来 10年，也是泵行业出口创汇增加幅度最大的时期，预 测 2005年、2010年的出口创汇额分别可达4.5亿美元和7亿美元左右。2005年 和 2010年产品的出口额将占到工业总产值的 25%和 32%左右。产品重点发展为超临界火电机组配套用锅炉给水泵、空冷火力发电机组用泵、核电站用泵，逐步填补油田、海上采汕、炼油和汕品、石化等方面的特殊用泵空白，形成工业泵行业新的经济增长点。工业泵出口的主要国家和地区是，东南亚、孟加拉、巴基斯坦、

15、南非等地。表 2005 2010年中国工业泵发展预测7.0项目单位协会2005 年行业2010 年协会 行业工业总产值（不变价）亿元 75.0 150.0销售收入（当年价）亿元80.0 160.0重要产品产量 万台30.7 42.2离心泵万台3.44.2锅炉给水泵 万台X 1.5轴流泵万台0.10.2混流泵万台1.41.8旋涡泵万台0.70.9深井泵万台1.31.5潜水电泵万台3.64.8喷灌泵万台6.08.0离心油泵（化工流程泵）万台 1.2 1.6耐腐蚀泵万台2.02.6螺杆泵万台1.33.0污水泵万台6.810.2泥浆泵、渣浆泵万台0.7 0.8水环真空泵及压缩机万台0.5 0.6计 量

16、 泵（比例泵）万台0.5 0.6生产能力增长率%50 150利润亿元1.73.4 2.4 4.1税金亿元8.29.8就业人口万人1121 14 20出口创汇亿美元3.0 4.5 6.0未来各行业的市场需求100.0110.0180.0190.02电力电力工业是国民经济的基础产业，近期，电力企业将进入大反展阶段。火力发电将采用超临界和超级临界常规火电机组。核电将提高设备的国产化。火电利核电的反展为泵行业提供良好的机遇，增添了新的市场。全国人均发电量约60KW.h,是世界人均用电水平的40%；我国人均装机容量是0.2K W,是美国的6.6%。生活用电市场尚待开发，因此，发电设备装机容量还将稳步发展

17、，电站泵还将有一定的市场，年需各种泵儿千台，其中主要泵种年需求量估算如下：给水泵9 0-1 0 0 台前置泵9 0-1 0 0 台循环泵60 70台强制循环泵20 25台冷凝泵60 70台冷凝器用水环真空泵60 70 台离心式处灰泵800900台往复式降灰泵400 4 5 0 台偶合器30 35台计量泵800-900台处灰冲洗往复泵120 170台环保用隔膜泵400 500台水煤浆和煤泥浆用泵120 170台冶金尾矿用泵500-700台2 核电由于安全、清洁、经济、可靠、所以法国，德国、英国美国、加拿大、日本、韩国等发达国家核电发电量占总发电量的比重已大于17%,其中法国甚至于高达70%以上。

18、而中国，2000年核电发电量16.2TW.h,占总发电量的比重仅为1.1%,装机容量2.7G W,占 0.9%。2010年核电发电量将达120TW.h,占比将提高到4。8%,装机容量20G W,占 3.7%,差距仍很远。因此，核电站用泵将有较大的发展。预测每年平均需要泵种如下：主泵、上冲泵、停推领却泵、喷淋泵、高压安全注水泵、硼酸泵、锅炉给水泵、辅助给水泵、计量泵等合计1400 18002 石油及石油的采集输炼石油和天然气是中国的主要能源，加快油气资源的开发，保持油气产量稳定持续增长，直是国家极为关注的战略任务。海上采油是采油工业重点发展的部门。现有油田采集输用泵需要更新，新开发的油田又要装备

19、足够的采集输用泵，因而采集输用泵将有一个很大的市场。特别是沙漠油田的开发和海上采油规模的扩大，为工业泵行业提供了良好的市场机遇。今后中国仍将从国外进口一定数量的原油，因此，近期将继续增大中国原油炼制你呢光里和油品的加工深度，这部分的泵需求量也将增长。其中主要泵种需求量估算如下：单位：台石油油田稠油泵约4500电潜泵800900注水泵1000 1500增压泵1500-2000聚合物注水泵150 200海上石油工业泵200 240原油炼制离心油泵、离心水泵、耐腐蚀泵、氨泵、往复泵、比例泵、齿轮泵、旋涡泵、螺杆泵、电动试压泵、泥浆泵等合计400050002“三大化工”“三大化工”是指以石油、天然气或

20、煤为原料，通过人工合成生产乙烯、化肥和煤化工产品的工业。世界上常以乙烯的产量作为衡量一个国家石油化工发展水平和规模的主要标志。中国三大化工产品的产量还不到世界总产量的5%,远远满足不了国内的需求，因此，发展“三大化工”及所需的设备制造是近期的主要任务。化工用泵主要有两大块市场，第一原有装置的改扩建工程，第二是“三大化工”向大型化发展的大容量泵的需求。其中主要泵种需求量估算如下：单位：台离心泵、高速泵、化工流程泵、耐腐蚀泵、耐磨泵和液下泵等合计约1050001200002 环保及城市自来水供应中国政府把环保产业列入了优先发展领域。中国水污染治理市场潜力巨大。中国将要成倍增加城市污水和工业污水处理

21、设施的建设，大规模的普及建设城市污水处理厂，在中国乃至世界各国都是空前的壮举，由此带来的污水处理用泵的巨大市场。我国水资源总量居世界第6位，但人均水量只列世界第88位，相当世界平均水平的1/4,因此，城市自来水建设用泵仍将有个稳定的需求量。其中主要泵种需求量估算如下：单位：台环保环保用泵合计约4000 6000城市自来水供应大型轴流泵、S 泵等合计约1200-15002“三农”及城乡市场今后，中国将重点开发农业、农村和农民服务的机械装置和产品，随着人民生活水平的提高，城乡人民日常所需的泵产品也越来越多。其中主要泵种需求量估算如下：小型螺杆泵、油浸式潜水泵、潜污水泵、自吸泵、管道泵、抽水机等合计

22、约250万台A.未来行业产品结构调整及发展重点2 优先发展的重点产品工业泵优先发展的重点产品是：为国家重点建设服务配套产品；与国外相比，在我国仍处在落后地位或在国内尚属空白的泵产品；有国际竞争力的出口创汇的产品，市场潜力大的消费类泵产品等。核电站用泵：核电站用泵将是未来十年市场增长幅度最大的泵，在中国也是与国外竞争力最薄弱的泵种。火电机组用泵：大型火电机组用泵，包括超临界机组、空冷机组，蒸汽-燃气轮机联合循环机组、除硫装置用泵等。三大化工用泵：开发耐强腐蚀又耐磨的料浆泵、输送固体颗粒开式叶轮流程泵、高吸入压力泵、超低温泵、高温泵、高粘度泵、易凝固介质泵、成品介质泵、溶剂泵、无泄漏泵、气动泵、贫

23、液泵、涡轮机组等。重点是开发大中型磁力泵，以解决无泄漏、输送危险性、腐蚀性和稀有贵重的液体需要。油田、采油、炼油、及油品深加工用泵油田用泵方面，开发小块油田注水泵，解决注水矿化高引起注水腐蚀问题；开发稠油集输泵、油气混输泵、深井涡轮采油泵，提高深井潜油泵的质量和性能指标。海上采油方面，开发高压海上平台注水泵，以及注水模块和注水模块中的其他海上平台用泵。在炼油及油品深加工方面，扩大现有流程泵的性能范围，使其满足年处理500800万 t 炼油厂的生产需要，开发及提高沥青泵、溶剂泵、渣油加氢脱硫泵、加氢进料泵；开发高压小流量泵，并提高其效率和耐汽腐性。开发水处理用泵系列和环保用泵，以及除泵外的水处理

24、设备，扩大服务领域。发展水利排涝、河道、港口疏浚用潜水混流泵等泵产品。开发特种大泵，如渣浆泵，煤水泵和排水泵等.城市地铁、高层建筑、道路桥梁用泵。2 适当限制发展的产品适当限制发展的产品的原则是：生产能力严重过剩的通用泵产品，在建能力过剩的投资热点产品和产品技术已过成熟期，开始进入衰败的产品。目前工业泵产品己严重过剩，根据第三次全国工业普查，泵类产品生产能力利用率57.2%,产品销售率97.3%,库存量超过生产量30%。库存量的增加必定反映了这些泵的通用产品市场及能力过剩，因此，泵行业要限制再新增加企业。2 坚决禁止生产的产品全部淘汰60年代及以前水平的产品，淘汰50%70年代水平的产品和行业

25、中公布的淘汰产品o对能耗高、效率低、寿命短、振动和噪声大的产品，以及使用在特殊场合的泵，其泄漏量不能符合要求的产品应予以禁止生产。第二部分、泵的基本知识一.什么是泵？1.泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。2.泵主要用来输送水、油、酸、碱、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。3,泵通常可按工作原讨分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。4.容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。5.

26、动力式泵，又叫叶轮式泵或叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。6.其他类型的泵，以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。7.除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。如，唱分为电动泵和水轮泵等;按 可 分 为单级泵和多级泵；按用圈可分为锅炉给水泵和计量泵等；按崎墨液体的性质可分为水

27、泵、油泵和泥浆泵等。8.泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以画成曲线来表示，称为泵的特性曲线，每一台泵都有自己特定的特性曲线泵在各个领域的应用1.从泵的性能范围看，巨型泵的流量每小时可达几十万立方米以上，而微型泵的流量每小时则在几十毫升以下；泵的压力可从常压到高达19.61Mpa（200kg%m2）以上；被输送液体的温度最低达-200摄氏度以下，最高可达800摄氏度以上。泵输送液体的种类繁多，诸如输送水（清水、污水等）、油液、酸碱液、悬浮液、和液态金属等。2.在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程

28、中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵来调节温度。3.在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国农村幅原广阔，每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。4.在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。矿井需要用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中，需用泵来供水先等。5.在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。6.在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。高压和有放射性的液体，有的还要求泵无任何泄漏等。7.在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所用的泵一

29、般在百分以匕 其类型也是各式各样的。其它如城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等，都需要有大量的泵。8.总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类生要产品。三.泵的基本参数1.流 量 Qa.离心泵的流量即为离心泵的送液能力，流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量）。泵的流量取决于泵的结构尺寸（主要为叶轮的直径与叶片的宽度）和转速等。b.体积流量用Q 表示，单位是：m3/s,m3/

30、h,1/s等。c.质量流量用Qm表示，单位是：t/h,kg/s等。d,质量流量和体积流量的关系为：Qm=pQ,式中p液体的密度（kg/m3,t/m3）,常温清水 p=1000kg/m3oe.计量单位换算：lL/s=3.6m3/h=0.06m3/min=60L/minf.例:某台泵流量50m 3/h,求抽水时每小时重量？水的比重p 为 1000公斤/立方米。解：G=Qp=5ft 1000（m3/h kg/m3）=50000kg/h=50t/hg.操作时，泵实际所能输送的液体量还与管路阻力及所需压力有关。2.扬 程 Ha,离心泵的扬程又称为泵的压头，扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法

31、兰）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。即单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。b.泵的扬程大小取决于泵的结构（如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等、转速c.扬程用H 表示，其单位是N-m/N=m,即泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。d.计量单位换算：泵的压力用P 表示，单位为Mpa（兆帕），H=P/p.如 P 为 lkg/cm2,则 H=（lkg/cm2）/（1000kg/m3）H=（1 kg/cm2）/（1000 公斤/m3）=（10000 公斤/m2）/1000 公斤/m3=10m,112=101/01

32、12,11=在21即/2=出 口压力 Pl=进口压力）e.目前对泵的压头尚不能从理论上作出精确的计算，一般用实验方法测定：泵的扬程可同实验测定，即在泵进口处装一真空表，出口处装一压力表，若不计两表截面上的动能差（即 Au2/2g=0）,不计两表截面间的能量损失（即gfl-2=0）,则泵的扬程可用下式计算：H=h0+（p2-pl）+（pg）注意以下两点：1 式中p2为泵出口处压力表的读数（Pa）；p l 为泵进口处真空表的读数（负表压值，Pa）o1 注意区分离心泵的扬程（压头）和升扬高度两个不同的概念。2 扬程是指单位重量流体经泵后获得的能量。在一管路系统中两截面间（包括泵）列出柏努利方程式并整

33、理可得：H=AZH-AP4-（pg）+Au2v（pg）+Zhl-22 式中H 为扬程，而升扬高度仅指Az-项。2 例；现测定一台离心泵的扬程。工质为20清水，测得流量为60m/h时，泵进口真空表读数为-0.02M pa,出口压力表读数为0.47Mpa（表压），已知两表间垂直距离为0.45m若泵的吸入管与压出管管径相同，试计算该泵的扬程。u 解 由式 H=h0+（P2-P1）/p g,查 20,p=998.2kg/m3h=0.45m p=0.47Mpa=4.7*105Pa p=-0.02Mpa=-2*105PaH=0.45+（4.7*105+2*105）/998.2/9.81=50.5m3.转

34、速 n：转速是泵轴单位时间的转数，用符号n 表示，单位是r/min4.汽蚀余量NPSHa.泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力。b.汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用米标注，用（NPSH）r。c.吸程即为必需汽蚀余量Ah：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。d.吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米），标准大气压能压管路真空高度10.33米。例如

35、:某泵必需汽蚀余量为4.0米,求吸程A h?解：Ah=10.33-4.0-0.5=5.83米5.功率和效率a.泵的功率通常是指输入功率，即原动机传至泵轴上的功率，故又称为轴功率，用 P或 N 表示：泵的轴功率即泵轴所需功率，其值可依泵的有效功率N e和效率n 计算，即：N=Ne/r|=QHpg/r|=QHp/102r）（kW）b.泵的有效功率又称输出功率，用 P e 表示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。c.因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量，所以，扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出的液

36、体所获得的有效能量，即泵的有效功率：Pe=pgQH（W）=yQH（W）式 中 p泵输送液体的密度（kg/m3）；丫一泵输送液体的重度（N/m3）；Q泵的流量（m3/s）；H泵的扬程（m）；g重力加速度（m/s2）。d.轴功率P 和有效功率Pe之差为泵内的损失功率，其大小用泵的效率来计量。泵的效率为有效功率和轴功率之比，用 n 表示：r）=Pe/P。e.Pe=pgQH（W）或 Pe=yQH/1000（KW）,p：泵输送液体的密度（kg/m3）,丫：泵输送液体的重度尸p g（N/m3）,g：重力加速度（m/s）,质量流量Qm=pQ（t/h或 kg/s）f.泵在输送液体过程中，轴功率大于排送到管道中

37、的液体从叶轮处获得的功率，因为容积损失、水力损失物机械损失都要消耗掉一部分功率，而离心泵的效率即反映泵对外加能量的利用程度。g.泵的效率值与泵的类型、大小、结构、制造精度和输送液体的性质有关。大型泵效率值高些，小型泵效率值低些。6.额定性能参数：指额定流量，额定转速，额定扬程：根据设定泵的工作性能参数进行水泵设计，而达到的最佳性能，定为泵的额定性能参数，通常指产品目录或样本上所指定的参数值。如：50-125流 量 12.5m3/h为额定流量，扬程20m为额定扬程，转 速 2900转/分为额定转速四.泵的汽蚀现象1.离心泵的汽蚀现象a.离心泵的汽蚀现象是指被输送液体由于在输送温度下饱和蒸汽压等于

38、或低于泵入口处（实际为叶片入口处）的压力而部分汽化，引起泵产生噪音和震动，严重时，泵的流量、压头及效率的显著下降。b.显然，汽蚀现象是离心泵正常操作所不允许发生的。2.避免汽蚀现象发生的关键是泵的安装高度要正确，尤其是当输送温度较高的易挥发性液体时，更要注意。3.汽蚀：液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。4.汽蚀溃灭：汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。5.泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温

39、度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡。6.当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小破裂。7.在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。8.汽蚀过程：在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。9,产生汽蚀的原因及危害水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。10.离心

40、泵的安装高度Hga.允许吸上真空高度b.允许吸上真空高度H s是指泵入口处压力p l 可允许达到的最大真空度Hs=(Pa-Pl)/(p g),根据Hs计算的安装高度公式为：Hg=Hs-ul2/2g-HfO-l,而实际的允许吸上真空高度Hs值并不是根据式Hs=(Pa-Pl)/(p g)计算的值，而是由泵制造厂家实验测定的值，此值附于泵样本中供用户查用。位应注意的是泵样本中给出的Hs值是用清水为工作介质，操作条件为20及及压力为1.013x105Pa时的值，当操作条件及工作介质不同时，需进行换算。c.输送清水，但操作条件与实验条件不同，可依下式换算Hsl=Hs+(Ha-10.33)-(Hv-0.2

41、4)d.输送其它液体当被输送液体及反派人物条件均与实验条件不同时，需进行两步换算：第一步依上式将由泵样本中查出的Hsl；第二步依下式将H sl换算成Hs最后再将H s代入计算出安装高度。11.汽蚀余量Aha.对于油泵，计算安装高度时用汽蚀余量Ah来计算，即b.用汽蚀余量A h由油泵样本中查取，其值也用20清水测定。若输送其它液体，亦需进行校正，详查有关书籍。c.从安全角度考虑，泵的实际安装高度值应小于计算值。又，当计算之H g为负值时,说明泵的吸入口位置应在贮槽液面之下。d.例 2-3 某离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力为1.5mH2O,当地大气压为9.

42、81xlO4Pa,液体在吸入管路中的动压头可忽略。试计算：输送20清水时泵的安装；改为输送800c水时泵的安装高度。u 解：输送20C清水时泵的安装高度已知：Hs=5.7mHf0-l=1.5mul2/2g=0,当地大气压为9.81 xl()4P a,号泵出厂时的实验条件基本相符，所以泵的安装高度为：Hg=5.7-0-1.5=4.2mo输送80水时泵的安装高度输送80水时，不能直接采用泵样本中的H s值计算安装高度，需按下式对H s时行换算，即：Hsl=H s+(H a-10.33)-(H v-0.24),已知 Ha=9.81xlO4P等 10mH2O,由附录查得 80水 的 饱 和 蒸 汽 压

43、 为 47.4kPa o Hv=47.4xlO3Pa=4.83mH2OHsl=5.7+10 10.33 一4.83+0.24=0.78m,将 Hsl 值代入式中求得安装高度：Hg=Hs 1 -HfD-1 =0.78-1.5=-0.72m,Hg为负值，表示泵应安装在水池液面以下，至少比液面低0.72m。五.泵的特性曲线及其应用1.离心泵的特性曲线a.通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线，实质上，离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式，通过实测求得。b.离心泵的特性曲线是将由实验测定的Q、H、N、1 等数据标绘而成的一组曲线。C.此图由泵的制造厂家提供，供使

44、用部门选泵和操作时参考。d.不同型号泵的特性曲线不同，但均有以下三条曲线：H-Q线表示压头和流量的关系；N-Q线表示泵轴功率和流量的关系；TQ线表示泵的效率和流量的关系；e.泵的特性曲线均在一定转速下测定，故特性曲线图上注出转速n 值。f.离心泵特性曲线上的效率最高点称为设计点，泵在该点对应的压头和流量下工作最为经济。离心泵铭牌上标出的性能参数即为最高效率点上的工况参数。g.离心泵的性能曲线可作为选择泵的依据。确定泵的类型后，再依流量和压头选泵。h.例用清水测定一台离心泵的主要性能参数。实验中测得流量为10m 3/h,泵出口处压力表的读数为0.17MPa(表压)，入口处真空表的读数为-0.02

45、1Mpa,轴功率为1.07KW,电动机的转速为2900r/min,真空表测压点与压力表测压点的垂直距离为0.2m。试计算此在实验点下的扬程和效率。u 解：泵的主要性能参数包括转速n、流 量 Q、扬 程 H、轴功率N 和效率。直接测出的参数为转速 n=2900r/min,流量 Q=10m3/h=0.00278m3/s,轴功率 N=1.07K W,需要进行计算的有扬程H 和效率。用 式 H=h0+(P2-P1)/(p g)计算扬程H,已知：hOR.5m,p=1000kg/m3,P2/pg=(1.7*105)/(1000*9.81)=1.73m,Pl/pg=(-2.1*104)/(1000*9.81

46、)=-2.14m,于是 H=0.5+l7.3-(-2.14)=20m,Ne=HQpg=2(kO.OO278x 1000 x9.8 l=545W=0.545kW,T=Ne/Nxl00%=0.545/1.07xl00%=51%2.影响离心泵性能的主要因素a.液体物理性质对特性曲线的影响1 生产厂所提供的特性曲线是以清水作为工作介质测定的，当输送其它液体时，要考虑液体密度和粘度的影响。1 粘度当输送液体的粘度大于实验条件下水的粘度时，泵体内的能量损失增大，泵的流量、压头减小，效率下降，轴功率增大1 密度离心泵的体积流量及压头与液体密度无关，功率则随密度增大而增加。b.离心泵的转速对特性曲线的影响1

47、当液体粘度不大，泵的效率不变时，泵的流量、压头、轴功率与转速可近似用比例定律计算，即 Q2/Ql=n2/nl,H2/H1=(n2/nl)2,N2/N1=(n2/nl)3,式 中:Q I、H l、N1离心泵转速为n l 时的流量、扬程和功率。Q2、H2、N 2离心泵转速为n2时的流量、扬程和功率。1 上面的一组公式称为比例定律。当转速变化小于20%时，可认为效率不变，用上工进行计算误差不大。若在转速为n l 的特性曲线上多选几个点，利用比例定律算出转速为n2时相应的数据，并将结果标绘在坐标纸上，就可以得到转速为n2时的特性曲线。c.叶轮直径对特性曲线的影响：1 当泵的转速一定时，其扬程、流量与叶

48、轮直径有关。：Q2/Q1=D2/D1,H2/H1=(D2/D1)2,N2/N1=(D2/D1)31 式中：Q I、H l、N l离心泵转速为在D I时的流量、扬程和功率。Q2、H2、N 2离心泵转速为D 2时的流量、扬程和功率六.离心泵的工作点和流量调节1.管路特性曲线a.当离心泵安装在特定的管路系统中时，泵应提供的流量和压头应依管路的要求而定。b.管 路 所 需 压 头 与 流 量 的 关 系 曲 线 称 为 管 路 特 性 曲 线，其方程用下式表示He=A+BQe22.离心泵的工作点a.当泵安装在一定管路系统中时.，泵的特性曲线与管路与曲线的交点即为泵的工作点。b.工作点所示的流量与压头既

49、是泵提供的流量和压头，又是管路所需要的流量和压头。c.离心泵只有在工作点工作，管中流量才能稳定。d.泵的工作点以在泵的效率最高区域内为宜。3.离心泵的流量调节a.对一台泵而言，特性曲线不会变，而管路特性曲线可变。b.当泵的工作点所提供的流量不能满足新条件下所需要的流量时，即应设法改变泵工作点的位置，即需要进行流量调节。c.流量调节的方法有：1 在离心泵出口管路上装一调节阀，改变阀门开度，即改变管路特性曲线He=A+BQe2中之B 值，阀门开大，工作点远离纵轴；阀门关小，工作点靠近纵轴1 这种调节方法的优点是，操作简便、灵活。其缺点是，阀门关小时，管路中阻力增大，能量损失增大，从而使泵不能在最高

50、效率区域内工作，是不经济的。用改变阀门开度的方法来调节流量多用在流量调节幅度不大、而经常需要调节的场合。1 改变泵的转速，即改变泵的特性曲线。1 车削叶轮外径也改变泵的特性曲线。1 采用以上两种方法均可改变泵的曲线。用这些方法调节流量在一定范围内可保证泵在高效率区内工作，能量利用较经济，但不方便，流量调节范围也不大，故应用不广泛。七.泵的全性能测试台1.能通过精密仪器准确测试出泵的全部性能参数的设备为全性能测试台。2.国家标准精度为B 级。3.流量用精密蜗轮流量计测定，扬程用精密压力表测定。吸程用精密真空表测定。功率用精密轴功率机测定。转速用转速表测定。效率根据实测值：n=rQ102计算。八.