流体输运机械

流体输运机械第一页，共七十二页，编辑于2023年，星期日动压头增量2.2.2离心泵的基本方程-能量方程即(公式：2-8)H∞

——叶轮对液体所加的压头，m；p1、p2——液体在1、2两点处的压力，Pa；c1、c2——液体在1、2两点处的绝对速度，m/s；

ρ——

液体的密度，kg/m3；c2w2u2前弯后弯r2β2c1w1u1图液体进入与离开叶轮时的速度12α2

α1

β1理论压头静压头增量2第二页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2.2离心泵的基本方程-能量方程液体从点1运动到点2，静压头增加（p2–p1）/ρg的原因：①质量为1kg的液体因受离心力作用而接受的外功：②质量为1kg的液体从点1运动到点2由于通道的截面增大，一部分动能转变为静压能质量为1kg的液体通过叶轮后其静压能的增量：(2-9)c2w2u2r2β2c1w1u112α2

α1

β13第三页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2.2离心泵的基本方程-能量方程(2-11)根据余弦定律(2-7)(2-7a)在离心泵设计中，一般都使设计流量下的(2-12a)离心泵的理论压头(2-9带入2-8)(2-12)4第四页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2.2离心泵的基本方程-能量方程泵的流量，m3/s叶轮周边的宽度，m叶轮直径，m(2-15)(2-13)叶片装置角c2w2u2r2β2c1w1u112α2

α1

β1公式2-14？5第五页，共七十二页，编辑于2023年，星期日b）理论压头影响因素分析-叶片几何形状根据装置角β2的大小，叶片形状可分为三种：(a)(a)β2<90o为后弯叶片，cotβ2>0，qT↑，H∞

↓

(b)(b)β2=90o为径向叶片，cotβ2=0，H∞不随qT变化(c)(c)

β2>90o为前弯叶片，cotβ2<0，qT↑，H∞↑6第六页，共七十二页，编辑于2023年，星期日理论压头影响因素分析-叶轮转速（n）和直径（D2）(2-15)(2-16)叶轮直径D2↑,T∞↑;叶轮转速n↑，理论压头T∞↑

。

7第七页，共七十二页，编辑于2023年，星期日理论压头影响因素分析-理论流量qT(2-15a)(2-15)离心泵H∞-qT图前弯叶片径向叶片后弯叶片8第八页，共七十二页，编辑于2023年，星期日理论压头影响因素分析-密度（ρ）(2-15)离心泵H∞与密度无关9第九页，共七十二页，编辑于2023年，星期日c）实际压头流体通过泵的过程中压头损失的原因：（1）叶片间的环流：由于叶片数目并非无限多，液体有环流出现，产生涡流损失。（2）阻力损失：实际流体从泵进口到出口有阻力损失。（3）冲击损失：液体离开叶轮周边冲入蜗壳四周流动的液体中，产生涡流。2.2.2离心泵的基本方程-能量方程

由于前弯叶片的绝对速度c2大，液体在泵壳内产生的冲击剧烈得多，转化时的能量损失大为增加，效率低。故为获得较高的能量利用率，离心泵总是采用后弯叶片。10第十页，共七十二页，编辑于2023年，星期日

实际压头的意义：泵提供的压头必须满足流体输送的需要，而流体输送伴随着位压头（升扬高度），静压头、动压头的变化和阻力损失（管路阻力损失，不含有泵的流动阻力损失，泵的阻力损失计入泵的效率），因此a理论压头H∞b环流损失d冲击损失c阻力损失HqT实际压头H11第十一页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2离心泵2.2.3离心泵的主要性能参数bch0真空表压力表图测定离心泵性能参数的装置（2-12）由于两截面间的管长很短，其阻力损失通常可以忽略，两截面间的动压头差一般也可以略去，则可得（1）压头（H）和流量(qT)由b、c两截面间的柏努利方程：注：压头，也称作扬程（H）单位用J/N或m表示；流量(qT)为体积流量12第十二页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（2）有效功率Pe、轴功率P和效率η有效功率Pe：离心泵单位时间内对流体做的功Pe=Hqρg，W轴功率P：单位时间内由电机输入离心泵的能量W。Pe<P泵的效率η：泵对外加能量的利用程度，η<100%。泵运转过程中存在以下三种损失：①容积损失(ηV)该损失是指叶轮出口处高压液体因机械泄漏返回叶轮入口所造成的能量损失。在三种叶轮中，开式叶轮的容积损失较大，但在泵送含固体颗粒的悬浮液时，叶片通道不易堵塞；闭式叶轮的渗漏量较小，但在磨损后渗漏便严重。②水力损失(ηh)

该损失是由于实际流体在泵内有限叶片作用下各种摩擦损失（即前述环流损失、摩擦损失、冲击损失）。③机械损失(ηm)

该损失包括旋转叶轮盖板外表面与液体间的摩擦以及轴承机械摩擦所造成的能量损失。Η与ηV、ηh、及ηm的关系？13第十三页，共七十二页，编辑于2023年，星期日离心泵的轴功率P可直接用效率来计算：一般小型离心泵的效率50~70%，大型离心泵效率可达90%。泵的轴功率，W泵的压头，m泵的流量，m3/s流体密度，kg/m3泵的效率2.2.3离心泵的主要性能参数14第十四页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（3）叶轮转速n1000~3000转/min（或r.p.m）；2900转/min最常见。

泵在出厂前，必须确定其各项性能参数，即以上各参数值，并把它标在铭牌上；这些参数是在最高效率条件下用20℃的水测定的。2.2.3离心泵的主要性能参数15第十五页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2离心泵2.2.4离心泵特性曲线（Characteristiccurves)

由于离心泵的各种损失难以定量计算，使得离心泵的特性曲线H～qT、P～qT、η～qT的关系只能靠实验测定，在泵出厂时列于产品样本中以供参考。右图所示为4B20型离心泵在转速n＝2900r/min时的特性曲线。若泵的型号或转速不同，则特性曲线将不同。借助离心泵的特性曲线可以较完整地了解一台离心泵的性能，供合理选用和指导操作。4B20离心泵n＝2900r/min3026221814100204060801001201401284080%70%60%50%40%30%20%0H/mNkWqT/(m3/h)图4B型离心泵的特性曲线16第十六页，共七十二页，编辑于2023年，星期日由右图可知：

（1）H～qT曲线：qT↑，H↓(qT很小时

可能例外)。当qT＝0时，H也只能达到一定值，这是离心泵的一个重要特性。

（2）N～

qT曲线：qT↑，P

↑。当qT＝0时，P最小。这要求离心泵在启动时，应关闭泵的出口阀门，以减小启动功率，保护电动机免因超载而受损。

（3）η～qT曲线：有极值点(最大值)，于此点下操作效率最高，能量损失最小。在此点对应的流量称为额定流量。泵的铭牌上即标注额定值，泵在管路上操作时，应在此点附近操作，一般不应低于92％ηmax

。4B20离心泵n＝2900r/min3026221814100204060801001201401284080%70%60%50%40%30%20%0H/mNkWqT/(m3/h)图2－124B型离心泵的特性曲线17例2-2第十七页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2.4离心泵特性曲线离心泵特性曲线的影响因素（1）密度ρ对特性曲线的影响①理论qT=πD2b2c2sinα2

与ρ无关，实际qT也与ρ无关，但qms=ρqT

与ρ有关。②理论H∞=u2c2cosα2/g与ρ无关，实际H也与ρ无关。③P=HqTρg/η

。教材附录泵性能表上列出的轴功率是指输送20℃清水时的P。所选泵用于输送比水的ρ大的液体应先按N’=

ρ’N/ρ核算轴功率，若N’≥

表中的电机功率，应更换功率大的电机，否则电机会烧掉。18第十八页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2离心泵（2）流体粘度μ对特性曲线的影响μ↑、∑hf↑、qT↓、H↓、η↓、P↑(η↓的幅度超过qT

和H↓的幅度，P↑)。泵厂家提供的特性曲线是用清水测定的，若实际输送流体μ比清水μ大得较多，特性曲线将有所变化，应校正后再用。

若液体的运动粘度小于2×10-5m2/s，如汽油、煤油、轻柴油等，则对粘度的影响可不进行修正。

cq、cH和cη根据液体粘度、泵的流量和扬程查表获得。图2-10,2-11。19例2-3第十九页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（3）转速n对特性曲线的影响不同转速下的速度三角形

泵的特性曲线是在一定转速下测得的，实际使用时会遇到n改变的情况，若n变化<20％，可认为液体离开叶轮时的速度三角形相似，α2不变（如图所示)，则泵的效率η不变（等效率）。（2-22）比例定律20第二十页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（4）叶轮直径D2对特性曲线的影响泵的特性曲线是针对某一型号的泵(D2一定)而言的。一个过大的泵，若将其叶轮略加切削而使D2变小，可以降低qT和H而节省P。若D2变化<20%，可以认为液体离开叶轮时的速度三角形相似，α2不变，η不变，πD2b2不变，则根据以上各式可得离心泵的切割定律如下：例题2-4P9321第二十一页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2离心泵2.2.5离心泵的工作点与流量调节（1）管路特性曲线方程令而令22第二十二页，共七十二页，编辑于2023年，星期日管路特性方程P96公式2-5

将泵的H~q线和管路的he~q线画在一张图上，得到交点A如右图所示，该点称为泵在管路上的工作点，此时H=he。在工作点处泵的输液量即为管路的流量qT，泵提供的压头（扬程）H必恰等于管路所要求的压头he。当工作点是在高效区（η不低于92％ηmax），则该工作点是适宜工作点，说明泵选择的较好。OqTqTHH1管路he～q图

离心泵的工作点泵H～q泵～qA工作点同时满足（2）离心泵的工作点泵的特性方程P96公式2-17

23第二十三页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2.5离心泵的工作点与流量调节注意：①管路特性曲线he=A+Bq2为开口向上的抛物线，它在纵轴截距反映了管路上下游总势能差；B反映了管路阻力的大小；B↑，同样流量下管路的阻力越大，B较大的管路称为高阻管路，反之则称为低阻管路；②泵特性曲线中流量的单位可能是m3/s或m3/h；求工作点时，管路特性曲线的整理应注意保持单位一致；③离心泵工作点的求法：解析法即当泵的特性曲线已知，可与管路特性曲线联立求工作点；若泵特性曲线未知，只有特性曲线图，则用图解法即将管路特性曲线画在泵特性曲线图上，两线的交点即为工作点。OqTqTHH1管路he～q图2-13离心泵的工作点泵H～q泵～qA24第二十四页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（3）流量调节流量调节就是设法改变工作点的位置，有以下两种方法：①改变管路特性曲线在离心泵出口处的管路上安装调节阀。改变出口阀门的开度即改变管路阻力系数（K亦变）可改变管路特性曲线的位置，达到调节流量的目的。OqT2qT1qThe2H221低阻高阻H1

优点：操作简便、灵活，应用范围广。对于调节幅度不大而经常需要改变流量的场合，此法尤为适用。

缺点：不仅增加了管路阻力损失（在阀门关小时），且使泵在低效率点工作，在经济上很不合理。因阀门关小多消耗的功率为2.2.5离心泵的工作点与流量调节25第二十五页，共七十二页，编辑于2023年，星期日②改变泵的特性曲线由前述比例定律、切削定律可知，改变泵的转速、切削叶轮都可以达到改变泵的特性曲线的目的。如图2－14所示，泵的转速由n1减小至n2时，泵的H～q线下移，工作点由点A1移至点A2，流量由qT1减小至qT2。

优点：不额外增加管路阻力，在一定范围内可保持泵在高效率区工作（n改变<20％时，可基本保持效率η不变，如图中两种转速下的效率曲线所示），能量利用较为经济，这对大功率泵是重要的。

缺点：调节不方便，一般只有在调节幅度大、时间又长的季节性调节中才使用。OqT1H1A1n2n1H2n1>n2图2-14改变泵的特性曲线A2qT226第二十六页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2.5离心泵的工作点与流量调节OqT2=90qTH2H(m)A2关小阀门改变泵的工作点A1he2qT(m3/h)OqT2=90qT1’H2’H(m)减小转速并辅以阀门调节流量A1’he2=64A1qT(m3/h)qT1A2’27第二十七页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2.5离心泵的工作点与流量调节OqT2qT1H2H(m)A2A1he2qT(m3/min)ab关小阀门后管路he~q等效率曲线原管路he~qn1时泵H~qn2时泵H~q28第二十八页，共七十二页，编辑于2023年，星期日2.2.6离心泵的安装高度zspsKe图离心泵的安装高度s

如右图所示，液面较低的液体能被吸入泵的进口，是由于叶轮将液体从其中央甩向外周，在叶轮中心进口处形成负压（真空），从而在液面与叶轮进口之间形成一定的压差，液体籍此压差被吸入泵内。现在的问题是离心泵的安装高度zs（zs即叶轮进口与液面间的垂直距离）是否可以取任意值？29第二十九页，共七十二页，编辑于2023年，星期日汽蚀（Cavitation）现象

在液面s与泵内压强最低处即叶轮中心进口处K-K面之间列机械能衡算式，得：zspsKe图

离心泵的安装高度s若液面压强ps一定，吸入管路流量一定（即uk一定），安装高度zs↑，∑hf(s-k)↑，pk↓，当pk下降至等于操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压pv时（即pk＝pv），液体将发生什么现象？又会使泵产生什么现象？2.2.6离心泵的安装高度30第三十页，共七十二页，编辑于2023年，星期日

液体将发生部分汽化现象，所生成的大量蒸汽泡在随液体从叶轮进口向叶轮外周流动时，又因压强升高，气泡立即凝聚，气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极大的速度冲向气泡原来所在的空间，在冲击点处产生很高的局部压强（高达几百个大气压），冲击频率高达每秒几万次之多。尤其当汽泡的凝结发生在叶轮表面时，众多的液体质点尤如细小的高频水锤撞击着叶片；另外汽泡中还可能带有氧气等对金属材料发生化学腐蚀作用。泵在这种状态下长期运转，将导致叶片过早损坏。这种现象称为泵的汽蚀现象。zspsKe图

离心泵的安装高度s离心泵在产生汽蚀条件下运转，会产生什么样的后果呢？2.2.6离心泵的安装高度-气蚀现象31第三十一页，共七十二页，编辑于2023年，星期日

汽蚀现象发生时，泵体振动并发生噪音，流量qT、扬程（压头）H和效率η都明显下降，严重时甚至吸不上液体。因此汽蚀现象是有害的，必须加以避免。那么，如何避免汽蚀现象的产生呢？从前面的分析可知，泵的安装高度zs受到汽蚀现象的限制，为壁面汽蚀现象的发生:①泵的安装位置不能太高，以保证叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压pv;②可采取ps↑；③∑hf(s-k)↓。我国的离心泵规格中采用下述两种指标——允许汽蚀余量（有的教材给出必需汽蚀余量）和允许吸上高度来表示泵的吸上性能，下面简述这两种指标的意义，并说明如何利用它们来确定泵的安装高度不至于发生汽蚀现象。2.2.6离心泵的安装高度-气蚀现象32第三十二页，共七十二页，编辑于2023年，星期日汽蚀余量

zspsKe图

离心泵的安装高度s或泵吸入口的全压头汽蚀余量Δh最小汽蚀余量Δhmin在s与e之间列柏努利方程得：2.2.6离心泵的安装高度33第三十三页，共七十二页，编辑于2023年，星期日允许汽蚀余量Δh允许允许安装高度zs允许(2-21)这种求zs允许的方法称为允许汽蚀余量法。2.2.6离心泵的安装高度34第三十四页，共七十二页，编辑于2023年，星期日讨论：

（1）Δh允许由实验测定，不同型号的泵其值不同，由厂家出厂前由实验测定；测定条件为：液面压力为标准大气压，流体为水，水温20℃

；（2）当进口管路无阻力，液面压力为标准大气压，ue=0，不考虑饱和蒸汽压影响时，zs=10.33m是泵安装高度的极限；（3）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽可能减小吸入管路的阻力；如：*

吸入管路尽量短，少走弯路；

*进口管路直径一般大于出口管路直径；

*

进口管路上避免不必要的管件，如泵装于液面下可免装止逆阀（并且启动前不用灌泵），流量调节阀装于出口管路；2.2.6离心泵的安装高度35第三十五页，共七十二页，编辑于2023年，星期日

（4）实际生产过程中，管路的流量有可能发生变化，那么此时吸入管路的阻力也发生变化；若流量增大则允许安装高度减小，所以为避免在实际操作中由于流量的提高或其他参数（如液体温度，液面压力等）的变化而出现汽蚀现象，允许安装高度按可能出现的最大流量计算并且实际安装高度应低于允许安装高度：

（5）对油泵通常给出允许汽蚀余量，当实际操作条件与允许汽蚀余量测定条件不同时，应进行校正：对于油品ф<1

，所以经过校正后的允许安装高度值更大，而未经过校正计算得到的允许安装高度则较小；因此对此类情况将不作校正（作为额外的安全余量）。2.2.6离心泵的安装高度36第三十六页，共七十二页，编辑于2023年，星期日允许吸上高度Hs定义当pk=pv，pe=pemin时刚好发生汽蚀现象，此时的吸上高度为不会发生汽蚀现象的最大值：

为了安全允许吸上高度为：所以允许安装高度也可用允许吸上高度法计算2.2.6离心泵的安装高度37第三十七页，共七十二页，编辑于2023年，星期日讨论：（1）Hs只能由实验测定，不同型号的泵其允许吸上真空度不同，由厂家出厂前由实验测定；测定条件为：液面压力为1atm，流体为水，水温20℃

，饱和蒸汽压为0.24mH2O；（2）当进口管路阻力增大时，允许安装高度降低，故应尽可能减小吸入管路的阻力；（3）允许安装高度按可能出现的最大流量计算并且实际安装高度应低于允许安装高度：

（4）zs=10.33m是泵安装高度的极限；（5）对清水泵通常给出允许吸上真空度的参数，当操作条件与允许吸上高度测定条件不同时，应进行校正2.2.6离心泵的安装高度38第三十八页，共七十二页，编辑于2023年，星期日为操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压，mH2O

为操作条件下输送液体时允许吸上高度，m液柱

为操作条件下的液面压力，mH2O

再考虑操作条件下输送流体密度与测定条件下流体密度的差异：

由该式可知，液面压力越小、饱和蒸汽压越高、密度越大，则允许的安装高度越低；经校正后操作条件下的允许安装高度为：2.2.6离心泵的安装高度39第三十九页，共七十二页，编辑于2023年，星期日离心泵的类型

离心泵类型的划分按输送流体的性质：清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵等；按叶轮的吸入方式：单吸泵、双吸泵；按叶论数目：单级泵、多级泵；（1）清水泵（Cleanwaterpumps）输送清水或物性与水相近且无腐蚀、杂质少的液体。单级单吸泵：IS（或B）型，中小型水泵，结构简单操作容易；扬程8~98m，流量45~360m3/h

多级泵：D型，扬程高，14~351m，10.8~850m3/h

双吸泵：SH型，流量大，9~140m，120~12500m3/h

型号：IS100-65-250（或2B312B31A2B31B）2.2.7离心泵的类型和选择40第四十页，共七十二页，编辑于2023年，星期日型号的意义：为泵吸入口直径，英寸基本型号在最高效率下的扬程，m；泵类型叶轮直径在基本型号基础上切削一圈2B31AIS100-65-250为泵排出直径，mm叶轮公称直径，mm为泵吸入口直径，mm41第四十一页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（2）耐腐蚀泵（Corrosionresistantpumps）与液体接触的部件由耐腐蚀材料（铸铁、高硅铁、合金钢、玻璃、塑料等）制成且更换容易，密封可靠，适用于输送具有腐蚀性的液体。扬程15~195m，流量2~400m3/h

型号：50F-10350F-103A50F-103B

意义：50为吸入口直径，mm；F为泵类型；103为基本型号在最高效率下的扬程，m。（3）油泵（Oilpumps）用于输送石油产品，由于油品易燃易爆，密封要求高。适用温度-45℃~400℃

，扬程60~603m，流量6.25~500m3/h。型号：50Y-6050Y-60A50Y-60×250Y-60A×2

意义：50为吸入口直径，mm；Y为泵类型；60为基本型号在最高效率下的扬程，m；×2为叶轮级数。42第四十二页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（4）杂质泵输送液体中含有固体颗粒杂质，粘度大的液体如泥浆等；杂质泵不易堵塞，耐磨，叶轮流道宽（2~3片）。（5）液下泵（Submergedpumps）安装于贮槽内液面下，适用于输送各种腐蚀性流体，密封要求不高（泵内外均为输送的流体，无泄漏问题）。（6）屏蔽泵（Cannedmotorpumps）叶轮与轴相连固定，密封性能高，根本上消除了泄漏，适用于输送易燃易爆、有毒、具有放射性或贵重的液体。扬程16~95m，流量0.65~200m3/h，温度-35℃~400℃

。（7）管道泵（Pipelinepumps）适用于长距离管道输送的中途加压，24~150m，6.25~360。（8）低温用泵（Cryogenicpumps）43第四十三页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（1）选用①根据被输送液体的性质确定泵的类型；②根据管路系统的性质和工艺要求确定流量和压头（应以生产中可能出现的最大流量计算）；③根据所需流量和压头确定泵的型号（所选泵的流量与扬程应比工艺要求略高，有一定的余量；但余量又不宜太大，否则回远离高效区，效率低；对多台泵都合适的情况下选择操作条件下效率最高的）；④对泵所配电机的功率进行校核确定是否更换电机。

2.2.7离心泵的类型和选择44第四十四页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（2）安装①对关键管道用泵或容易损坏的泵应安装备用泵（并联一台工作，一台备用）；②安装高度不能太高，应小于允许安装高度；③设法尽量减少吸入管路的阻力，以减少发生汽蚀的可能性。主要考虑：吸入管路应短而直；吸入管路的直径可以稍大；吸入管路减少不必要的管件；调节阀应装于出口管路。2.2.7离心泵的类型和选择45第四十五页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（3）离心泵运转①启动前应灌泵（泵装在液面以下则为自然灌泵），并排气，防止出现气缚现象；②应在出口阀关闭的情况下启动泵，使启动功率、电流最小，避免烧毁电机；③停泵前先关闭出口阀，避免管道中的液体倒流，带动叶轮倒转，以免损坏叶轮和电机，尤其对没有安装底阀的情况；④多台泵组合操作（以两台同型号泵的串、并联操作为例）双泵联合操作其特性有如何呢？与单泵特性有何区别？2.2.7离心泵的类型和选择46第四十六页，共七十二页，编辑于2023年，星期日12HCAqabq

串BH串H1HqO①组合操作-串联：若单泵的特性曲线为：

两台型号相同的泵串联工作时，每台泵的压头和流量下，串联泵的压头为单台泵的两倍。如图所示，串联泵的特性曲线在横坐标不变，纵坐标加倍的方法合成。故其特性曲线为：在实际操作中，串联操作所提供的扬程并非是单泵的两倍，而是H串<2H单，流量则有所提高

q串<2q单，2.2.7离心泵的类型和选择47第四十七页，共七十二页，编辑于2023年，星期日qHaCbq并q1H并AB②组合操作-并联将两台型号相同的泵并联工作，而且各自的吸入管路相同，则两泵的流量和压头必相同。因此，在同样的压头下，并联泵的流量为单台泵的两倍。如图所示。并联泵的特性曲线为：并联泵的流量q并和压头H并由合成特性曲线与管路特性曲线的交点a决定，由于并联组合中的两台泵的压头相等且均等于H并，而H并为单泵在b点的压头，故并联泵的总效率与每台泵的效率（图中b点的单泵效率）相同。由图可知：q并<2q，H并>H。2.2.7离心泵的类型和选择48第四十八页，共七十二页，编辑于2023年，星期日

不论是串联还是并联操作，均能一定程度上提高管路的流量和扬程；但是哪种操作方式更为有效、合理，就要看管路的特性。如图所示，对于低阻管路a，q并>q串，H并>H串，所以并联组合优于串联组合；对于高阻管路b，qQ串>q并，H串>H并，所以串联组合优于并联组合。所以串联操作适用于压头大、流量小的管路；并联操作适用于压头小、流量大的管路。

02468101214161820051015202530354045H/mq/m3/hba2.2.7离心泵的类型和选择组合操作49第四十九页，共七十二页，编辑于2023年，星期日其他类型的泵除了离心泵外，为适应工业不同工艺的要求，还需要其他类型的用泵。对输送液体的机械（泵）主要分为两大类：正位移泵和非正位移泵。

正位移泵（Positive-displacementpumps）连续或间歇地改变工作室的容积来压送液体，此类泵吸入的液体不能倒流，只能从排出口流出，故称之为正位移泵；其中往复泵为典型的正位移泵。2.2.7离心泵的类型和选择50第五十页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（1）往复泵

2.2.7离心泵的类型和选择51第五十一页，共七十二页，编辑于2023年，星期日（1）往复泵

2.2.7离心泵的类型和选择①往复泵工作原理图所示为曲柄连杠机构带动的往复泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活门组成。活柱在外力推动下作往复运动，由此改变泵缸内的容积压强，交替地打开和关闭吸入、压出活门，达到输送液体的目的。由此可见，往复泵是通过活柱的往复运动直接以压强能的形式向液体提供能量的。52第五十二页，共七十二页，编辑于2023年，星期日②往复泵的类型按照往复泵的动力来源可分类如下：电动往复泵：电动往复泵由电动机驱动，电动机通过减速箱和曲柄连杆机构与泵相连，把旋转运动转变为往复运动。汽动往复泵：汽动往复泵直接由蒸气机驱动，泵的活塞和蒸气机的活塞共同连在一根活塞杆上，构成一个总的机构。按照作用方式可分：单动往复泵：活柱往复一次只吸液和排液一次。双动往复泵：活柱两边都在工作，每个行程均在吸液和排液。2.2.7离心泵的类型和选择53第五十三页，共七十二页，编辑于2023年，星期日③往复泵的流量q活塞冲程，m活塞截面积，m2活塞每分钟往复次数，1/min单动往复泵的流量泵缸内径，m

单动往复泵的流量曲线是什么样的形式？它的缺点是什么呢？如何加以改进？2.2.7离心泵的类型和选择54第五十四页，共七十二页，编辑于2023年，星期日

单缸单动往复泵q=ηvASn

。活塞的往复运动由等速旋转的曲柄机构变换而得，活塞往复一次只吸液和排液一次，即只在排出行程时有液体送出，管路上流量是间歇的，造成惯性损失严重。另一方面，活塞在排出行程的始点至中点作加速运动，速度从零增到最大。过了中点以后，活塞作减速运动，速度又从最大降为零。其流量变化服从正弦曲线规律，如图所示。图a单缸单动往复泵的流量曲线

流量不均匀是往复泵的严重缺点。往复泵不能用于流量要求均匀的场合，且管路内的液体处于变速状态，不但增加了能量损失，且易产生冲击，造成水锤现象。并会降低泵的吸入性能。那么如何提高流量的均匀性呢？2.2.7离心泵的类型和选择55第五十五页，共七十二页，编辑于2023年，星期日双动往复泵单缸双动往复泵如图所示，其流量为图b单缸双动往复泵的流量曲线活塞左行活塞右行总流量单缸双动往复泵的流量曲线如图b所示。2.2.7离心泵的类型和选择56第五十六页，共七十二页，编辑于2023年，星期日三缸单动往复泵三缸单动往复泵是由三台单动泵连在一根曲拐上，互成120o，实质上就是三台单动泵并联构成。其流量曲线如图所示，该泵流量较均匀。Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

三缸单动往复泵的流量曲线2.2.7离心泵的类型和选择57第五十七页，共七十二页，编辑于2023年，星期日往复泵的总效率，一般η=0.65-0.85

④往复泵的功率与效率Hq0H～qH～qT⑤往复泵的特性曲线由qT＝ASn知，往复泵的理论流量qT仅与活塞每次扫过的体积AS及活塞往复次数n有关，而与管路的特性无关。往复泵的实际流量q＝ηvqT，ηv<1，q<q,压头H不太高时ηv随H的变化很小，H大时，ηv减小。往复泵的H～qQT，H～q如右图所示。2.2.7离心泵的类型和选择58第五十八页，共七十二页，编辑于2023年，星期日⑥往复泵的工作点往复泵的压头由管路特性曲线与泵的特性曲线的交点（工作点）确定，但压头（扬程）H只决定于管路情况，如图所示。

正位移泵的特性是：①流量Q与管路特性无关；②压头（扬程）H只决定于管路情况。往复泵是正位移泵。往复泵的工作点2.2.7离心泵的类型和选择59第五十九页，共七十二页，编辑于2023年，星期日⑦往复泵的流量调节离心泵可用出口阀门来调节流量，但对往复泵此法却不能采用，其原因何在呢？因为往复泵是正位移泵，其流量与管路特性无关，安装调节阀非但不能改变流量（q＝ηvASn），而且还会造成危险，一旦出口阀门完全关闭，泵缸内的压强将急剧上升，导致机件破损或电机烧毁。因此，提醒大家注意：往复泵启动时一定要打开出口阀（与离心泵相反），而且也不能用关小出口阀的方法调节流量。那么，往复泵的流量调节用什么方法呢？2.2.7离心泵的类型和选择60第六十页，共七十二页，编辑于2023年，星期日a、旁路调节2.2.7离心泵的类型和选择旁路调节61第六十一页，共七十二页，编辑于2023年，星期日

旁路调节并没有改变总流量q，只是改变了总流量在主管和旁路之间的分配而已。旁路调节流量所造成的功率损失为旁路流量，m3/min

显然，这种调节