船舶辅机第四章离心泵

1、复习复习1.1.往复泵的概念？往复泵的概念？2.2.回转泵的概念？回转泵的概念？3.3.往复泵和回转泵都属于那种泵？往复泵和回转泵都属于那种泵？4.4.泵按其工作原理可分为那些泵？泵按其工作原理可分为那些泵？5.5.叶轮式泵主要有哪些泵？叶轮式泵主要有哪些泵？学习目标：学习目标：一、掌握离心泵的基本结构、工作原理一、掌握离心泵的基本结构、工作原理二、了解离心泵的分类、性能特点及用途二、了解离心泵的分类、性能特点及用途三、掌握离心泵的工况调节方法三、掌握离心泵的工况调节方法第四章第四章 离心泵离心泵第一节第一节 离心泵的工作原理离心泵的工作原理第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结

2、构第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点第四节第四节 离心泵实例离心泵实例一一. .离心泵的工作原理离心泵的工作原理1.1.叶轮叶轮 2. 2. 叶片叶片 3. 3. 泵壳泵壳 4.4.吸入接管吸入接管 5. 5. 扩压管扩压管 6.6.泵轴泵轴第四章第四章 离心泵离心泵无自吸能力，启动前需加引水无自吸能力，启动前需加引水一一. .离心泵的工作原理离心泵的工作原理第四章第四章 离心泵离心泵说明说明一一. .离心泵的工作原理离心泵的工作原理第四章第四章 离心泵离心泵 泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮

3、中也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达151525m/s25m/s。 液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐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。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，液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输

4、送至所需的场所输送至所需的场所一一. .离心泵的工作原理离心泵的工作原理第四章第四章 离心泵离心泵单级离心泵单级离心泵工作原理工作原理多级离心泵多级离心泵工作原理工作原理二、离心泵的分类二、离心泵的分类第四章第四章 离心泵离心泵1.1.按泵轴的方向分：立式泵、卧式泵按泵轴的方向分：立式泵、卧式泵2.2.按液体进入叶轮的方式分：单吸泵、双吸泵按液体进入叶轮的方式分：单吸泵、双吸泵3.3.按叶轮的数目分：单级泵、多级泵按叶轮的数目分：单级泵、多级泵总结：总结：1.1.离心泵的工作原理离心泵的工作原理2.2.离心泵无自吸能力离心泵无自吸能力第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构

5、离心泵主要部件的结构一一. .叶轮和压出室叶轮和压出室叶轮的型式：开式、叶轮的型式：开式、闭闭式式、半开式半开式1.1.叶轮叶轮将原动机的机械能传递给被输送液体的工作部件。将原动机的机械能传递给被输送液体的工作部件。形式形式叶轮的型式：单侧吸入式、叶轮的型式：单侧吸入式、 双侧吸入式双侧吸入式第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构一一. .叶轮和压出室叶轮和压出室1.1.叶轮叶轮2.2.压出室压出室 主要任务是要以最小的水力损失汇聚主要任务是要以最小的水力损失汇聚在从叶轮中流出的高速液体中，将其引向在从叶轮中流出的高速液体中，将其引向泵的出口或下一级并

6、使液体流速降低，将泵的出口或下一级并使液体流速降低，将大部分动能转换为压力能。大部分动能转换为压力能。离心泵的压出室主要有蜗壳式和导轮式两种。离心泵的压出室主要有蜗壳式和导轮式两种。第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构一一. .叶轮和压出室叶轮和压出室作用：汇集由叶轮甩出的液作用：汇集由叶轮甩出的液体，又是一个能量转换装置。体，又是一个能量转换装置。第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构一一. .叶轮和压出室叶轮和压出室扩压管是渐扩截面，将扩压管是渐扩截面，将大部分动能转换成压力大部分动能转换成压力能。能。包

7、括螺线形涡室和扩压管。包括螺线形涡室和扩压管。第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构一一. .叶轮和压出室叶轮和压出室作用：减少液体自叶作用：减少液体自叶轮甩出的液体与蜗壳轮甩出的液体与蜗壳间撞击而产生的摩擦间撞击而产生的摩擦损失损失 多级离心泵采用导多级离心泵采用导轮做能量转换装置。轮做能量转换装置。第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构一一. .叶轮和压出室叶轮和压出室 导轮由圆环形盖板及导轮由圆环形盖板及4848片导叶和后盖板的反导片导叶和后盖板的反导叶构成。导叶数与叶轮叶片数互为质数，以防共振，叶构成。

8、导叶数与叶轮叶片数互为质数，以防共振，导叶外径为叶轮外径导叶外径为叶轮外径1.31.51.31.5倍倍第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构一一. .叶轮和压出室叶轮和压出室导轮式和压出室导轮式和压出室二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置1-泵壳 2-叶轮 在叶轮与泵壳或泵盖间设密封环；在泵轴穿出泵壳在叶轮与泵壳或泵盖间设密封环；在泵轴穿出泵壳出设密封装置。出设密封装置。( (阻漏环阻漏环) )第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构 作用：作用：叶轮进口处叶轮进口处的径向间隙对容积效率的径向间隙对容积效率影

9、响最大。影响最大。使用密封环使用密封环可使泵壳和叶轮进口处可使泵壳和叶轮进口处的径向间隙很小，磨损的径向间隙很小，磨损后容易修复。后容易修复。二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置密封环图例密封环图例1.1.密封环密封环第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置 密封环多为铜合金，也有不密封环多为铜合金，也有不锈钢或酚醛树脂等。叶轮锈钢或酚醛树脂等。叶轮动环、动环、泵壳泵壳静环，可成对使用，或只静环，可成对使用，或只设静环。设静环。密封环的位置：只设静环时，在叶轮入口与泵壳之间密封环的位置：只设静环时，在叶轮入口与

10、泵壳之间 成对使用时，叶轮处：动环成对使用时，叶轮处：动环 泵壳处：静环泵壳处：静环1.1.密封环密封环第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置 密封环有平环、曲径环两种。平环使密封环有平环、曲径环两种。平环使用较多，可用铜套自己加工用较多，可用铜套自己加工( (车床车床) )。曲径。曲径环多用于压头较高的离心泵，密封效果好。环多用于压头较高的离心泵，密封效果好。1.1.密封环密封环第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置2.2.轴封轴

11、封 填料是由植物纤维、人造纤维、石棉纤填料是由植物纤维、人造纤维、石棉纤维等的编制物或以有色金属为基体，辅以浸维等的编制物或以有色金属为基体，辅以浸渍材料或充填材料制成的绳状物，常见的是渍材料或充填材料制成的绳状物，常见的是方形截面的石棉盘根。一般方形截面的石棉盘根。一般0.5MPa0.5MPa时时3434圈，圈，0.51MPa0.51MPa时时4545圈。填料密封应该适当泄漏，圈。填料密封应该适当泄漏，不超过不超过6060滴滴/ /分钟，可通过轴封压盖调整压紧分钟，可通过轴封压盖调整压紧度。度。1 1）填料密封式轴封）填料密封式轴封第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构

12、离心泵主要部件的结构二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置2.2.轴封轴封 水封环由断水封环由断面呈面呈H H形的两个半形的两个半圆合成圆合成, ,其作用主其作用主要是防止空气从要是防止空气从轴封处进入泵内，轴封处进入泵内，其次也可冷却、其次也可冷却、润滑泵轴。润滑泵轴。1 1）填料密封式轴封）填料密封式轴封第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置2.2.轴封轴封 机械密封机械密封 是借助于动是借助于动环和静环精密配环和静环精密配合来密封的。合来密封的。第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构

13、离心泵主要部件的结构二、离心泵的密封装置二、离心泵的密封装置2.2.轴封轴封第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构三、离心泵的轴向力三、离心泵的轴向力产生轴向力的原产生轴向力的原因因: :叶轮两侧的液叶轮两侧的液压力不等压力不等第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构轴向力的危害：引起叶轮轴向串动轴向力的危害：引起叶轮轴向串动, ,叶轮与泵体摩擦叶轮与泵体摩擦, ,破坏轴封破坏轴封1.1.止推轴承法止推轴承法三、离心泵的轴向力三、离心泵的轴向力常用轴向力的平衡方法：常用轴向力的平衡方法：仅用它作为平衡措施的补充手

14、段，承受少数仅用它作为平衡措施的补充手段，承受少数剩余的轴向推力。剩余的轴向推力。第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构2.双吸叶轮或叶轮对称布置双吸叶轮或叶轮对称布置三、离心泵的轴向力三、离心泵的轴向力液体从两侧同时液体从两侧同时吸入，使叶轮两吸入，使叶轮两侧的液压分布基侧的液压分布基本对称。本对称。第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构三、离心泵的轴向力三、离心泵的轴向力3.3.平衡孔或平衡管平衡孔或平衡管第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构三、离心泵的轴向力三、

15、离心泵的轴向力4.4.平衡盘法平衡盘法第四章第四章 离心泵离心泵第二节第二节 离心泵主要部件的结构离心泵主要部件的结构总结总结1.1.叶轮的分类叶轮的分类2.2.离心泵压出室的主要形式离心泵压出室的主要形式3.3.密封环的安装位置密封环的安装位置4.4.离心泵轴向力的平衡方法离心泵轴向力的平衡方法作业：作业：P46 2P46 2一、离心泵的扬程方程式一、离心泵的扬程方程式1.1.液体在叶轮中的流动液体在叶轮中的流动为简化液体在叶轮内的复杂运动，作两点假设：为简化液体在叶轮内的复杂运动，作两点假设： 叶轮内叶片的数目为无穷多，即叶片的厚度叶轮内叶片的数目为无穷多，即叶片的厚度为无限薄，从而可以认

16、为液体质点完全沿着叶片的为无限薄，从而可以认为液体质点完全沿着叶片的形状而运动，亦即液体质点的运动轨迹与叶片的外形状而运动，亦即液体质点的运动轨迹与叶片的外形相重合；形相重合； 输送的是理想液体，由此在叶轮内的流动阻输送的是理想液体，由此在叶轮内的流动阻力可忽略。力可忽略。 第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点圆周运动圆周运动速度速度u u：叶轮带动叶轮带动液体质点液体质点作圆周运作圆周运动的速度。动的速度。相对运动速度相对运动速度：它：它是以与液体一起作等是以与液体一起作等角速度的旋转坐标为角速度的旋转坐标为参照系，液体质点沿参照系，液体质点沿叶片从叶轮中

17、心流到叶片从叶轮中心流到外缘的运动速度，即外缘的运动速度，即相对于旋转叶轮的相相对于旋转叶轮的相对运动速度对运动速度。绝对运动速度绝对运动速度c c：它是以固定于它是以固定于地面的静止坐地面的静止坐标作为参照系标作为参照系的液质点的运的液质点的运动，称为绝对动，称为绝对运动，绝对运运动，绝对运动速度用动速度用c c表示。表示。一、离心泵的扬程方程式一、离心泵的扬程方程式1.1.液体在叶轮中的流动液体在叶轮中的流动第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点液体质点在叶轮内的速度有三个：液体质点在叶轮内的速度有三个：三者关系：三者关系： 一、离心泵的扬程方程式一、离心

18、泵的扬程方程式1.1.液体在叶轮中的流动液体在叶轮中的流动第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点速度三角形如图示：三个速度构成了速度速度三角形如图示：三个速度构成了速度，表示表示c c与与u u之间的夹角，之间的夹角，表示表示与与u u反方向延长线之间的夹反方向延长线之间的夹角，角，称为流动角，其大小与叶轮的结构有关。称为流动角，其大小与叶轮的结构有关。一、离心泵的扬程方程式一、离心泵的扬程方程式1.1.液体在叶轮中的流动液体在叶轮中的流动第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点一、离心泵的扬程方程式一、离心泵的扬程方程式2.2

19、.扬程方程式扬程方程式第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点 HpHp用于克服用于克服装置中的流阻、装置中的流阻、液位差和反压。液位差和反压。要求要求HpHp大于这三大于这三者之和。者之和。 HcHc表现为液流的表现为液流的绝对速度增加。要求绝对速度增加。要求HcHc不宜过大，因为不宜过大，因为HcHc大流阻大。大流阻大。gccgguuHT222212222212122离心力的作用下离心力的作用下叶轮旋转所增加叶轮旋转所增加的静压头的静压头 叶片间通道面积逐渐叶片间通道面积逐渐加大使液体的相对速加大使液体的相对速度减少所增加的静压度减少所增加的静压头头 液体流

20、经叶轮液体流经叶轮后所增加的动后所增加的动压头（在蜗壳压头（在蜗壳中其中一部分中其中一部分将转变为静压将转变为静压能）能）一、离心泵的扬程方程式一、离心泵的扬程方程式第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点H Hp p（静压头）（静压头） H Hc c( (动压头动压头) ) 2.2.扬程方程式扬程方程式 离心泵的定速特性曲线：在既定的转速离心泵的定速特性曲线：在既定的转速下，离心泵的扬程、功率、效率等参数与流下，离心泵的扬程、功率、效率等参数与流量的函数关系曲线。量的函数关系曲线。 二、离心泵的定速特性曲线二、离心泵的定速特性曲线1.1.理论定速特性曲线分析理

21、论定速特性曲线分析第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点二、离心泵的定速特性曲线二、离心泵的定速特性曲线HH-Q-Q 当泵转速当泵转速n n一定时，一定时，由实验可测得由实验可测得H HQ Q，P PQ Q，Q Q，这三条曲线，这三条曲线称为性能曲线，由泵制称为性能曲线，由泵制造厂提供造厂提供, ,供泵用户使用。供泵用户使用。 1.1.理论定速特性曲线分析理论定速特性曲线分析第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点PP-Q 1 1）扬程流量曲线）扬程流量曲线(1)(1)陡降型陡降型_ _曲线曲线1 1 流量稍变化扬程有大变化，流

22、量稍变化扬程有大变化，扬程有大变化流量变化不大扬程有大变化流量变化不大123QH二、离心泵的定速特性曲线二、离心泵的定速特性曲线2.2.对定速特性曲线的分析对定速特性曲线的分析第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点二、离心泵的定速特性曲线二、离心泵的定速特性曲线2.2.对定速特性曲线的分析对定速特性曲线的分析第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点1 1）扬程流量曲线）扬程流量曲线(2)(2)平坦型平坦型_ _曲线曲线2 2流量变化较多静压头变化不流量变化较多静压头变化不大大(3)(3)驼峰型驼峰型_ _曲线曲线3 3在相同压力

23、下会出现两种流在相同压力下会出现两种流量量123QH 2)2)功率流量功率流量(P-Q)(P-Q)曲线曲线 P PQ Q，QPQP，当，当Q=0Q=0，P P最小最小 3)3)效率流量效率流量( _Q)( _Q)曲线曲线 Q Q，Q Q 先先后后， 二、离心泵的定速特性曲线二、离心泵的定速特性曲线2.2.对定速特性曲线的分析对定速特性曲线的分析第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点管路特性曲线：流体管路特性曲线：流体流过某一既定管路时流过某一既定管路时所需的扬程和流量间所需的扬程和流量间的函数关系。的函数关系。离心泵的工作点（工况离心泵的工作点（工况点）：离心

24、泵的性能曲线点）：离心泵的性能曲线（H HQ Q曲线）与管路特性曲线）与管路特性曲线的交点，即在曲线的交点，即在H HQ Q坐坐标上的标上的M M点。点。第四章第四章 离心泵离心泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点 应尽量使泵在额定应尽量使泵在额定工况点附近工作。工况点附近工作。泵的特性曲线泵的特性曲线（提供能量）（提供能量）管路特性曲线管路特性曲线（消耗能量）（消耗能量）Q Q第四章第四章 叶轮式泵与喷射泵叶轮式泵与喷射泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点 离心泵工况调节是指改变泵的工况点。离心泵工况调节是指改变泵的工况点。第四章第四章 叶轮式泵与喷射泵叶轮式泵与喷射泵第三节第三节 离心泵的性能特点离心泵的性能特点 1 1节流调节法节流调节法 改变出口阀的开改变出口阀的开度，实际改变了管路度，实际改变了管路特性曲线。特性曲线。 阀门关小，管路阀门关小，管路阻力增大，管路特性阻力增大，管路特性曲线上移，工作点由曲线上移，工作点由MMMM点，流量减小。点，流量减小。 第四章第四章 叶轮式泵与喷射泵叶轮式泵与喷射泵 2 2）回流调节法）回流调节法 打开旁通阀并调节其打开旁通阀并调节其开度，实际改变了管路特开度，实际改变了管路特性曲线。性曲线。 打开旁通阀，管路阻打开旁通阀，管路阻力减小，管路特性曲线变力减小，管路特性曲线变平，工作点由平，工作点由MMMM