离心泵特征原理

关于离心泵特征原理离心泵原理泵运行时，叶轮高速带动叶轮间的液体旋转，借离心力作用使液体沿径向运动，获得较大能量(主要为动能)。流体进入蜗壳时，流道逐渐扩大，使部分动能又转化为静压能，最后使流体沿切向压出出口管路。在流体受迫向叶轮外缘运动的同时，叶轮中心形成低压，在供液点液面与叶轮中心处的压差作用下，使液体源源吸入泵内。泵壳叶片叶轮2第2页,共17页，2024年2月25日，星期天关心离心泵什么？主要性能指标扬程(压头):输送机械提供的能量，以H表示，单位为m液柱流量Q主要特性Q—H关系对管路中离心泵特性的理解，是本章的核心问题输送机械特性与所在管路的特性密切相关……第3页,共17页，2024年2月25日，星期天主要指标的理解泵的“扬程”对应电路电源的输出电压理论扬程是……两种扬程的差异

orU?有效功率与轴功率有效功率与轴功率的差别容积损失：由叶轮高压向低压处漏液导致实际流量减小水力损失：叶片间涡流、流体入泵时的水力冲击、流体与泵件的摩擦机械损失：运动部件之间的机械摩擦机械效率

＝N

/N

值一般约为0.6一0.85，大型泵可达0.90第4页,共17页，2024年2月25日，星期天Q—H关系（中心问题）

不同型号泵Q~HQ曲线形状差别很大；

在泵出厂时实验标定，出厂时列在产品样本中第5页,共17页，2024年2月25日，星期天影响离心泵理论压头的因素根据叶片的离角或流动角

2

，可将叶片分为三类：上述

2

与H

的关系是对叶轮向液体传递的总能量的影响。（1）径向叶片：

2=90o，ctg

2=0，H

与Q

无关；（2）后弯叶片：

2<90o，ctg

2>0，H

随Q

增加而减少；（3）前弯叶片：

2>90o，ctg

2

<0，H

随Q

增加而增加。第6页,共17页，2024年2月25日，星期天影响离心泵理论压头的因素总压头H

=动压头Hdyn+势压头Hpot离心泵作为液体输送机械其目的是提高势压头以克服输送阻力，因此设置蜗壳使流体的动压头转换成势压头。但转换过程必然有机械能损耗，因此应尽量提高叶轮直接提供给液体的势压头Hpot在总压头H

中所占的比例。以

R

（又称为反作用度）代表该比例由叶轮进出口处速度三角形可知第7页,共17页，2024年2月25日，星期天影响离心泵理论压头的因素由于无预旋进液a1=90o，且大部分情况下叶轮进、出口径向速度分量cr2

cr1，所以（1）径向叶片：

2=90o，cos

2=0，

R=1/2；（2）后弯叶片：

2<90o，cos

2>0，

R>1/2

；（3）前弯叶片：

2>90o，cos

2

<0，

R<1/2

。故制造中多选用后弯叶片第8页,共17页，2024年2月25日，星期天对管路中离心泵特性的理解，是本章的核心问题主要性能指标“扬程(压头)”，输送机械提供的能量，以H表示，单位为m液柱。流量Q轴功率N

和输送机械效率

，特性Q—H关系（中心问题）Q-N

关系Q—

关系输送机械特性与所在管路的特性密切相关……第9页,共17页，2024年2月25日，星期天离心泵特性曲线轴功率随流量增大而增加。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；

Q—

曲线有极值点，与此点对应的流量称额定流量(泵铭牌上的标注值)，泵在管路上操作时，应在此点附近操作．10第10页,共17页，2024年2月25日，星期天离心泵的特性曲线（Characteristiccurves）离心泵主要性能参数：流量Q、压头(扬程)H、轴功率N和效率

离心泵特性曲线：描述压头、轴功率、效率与流量关系（H—Q、N—Q、

—V）的曲线。对实际流体，这些曲线尚难以理论推导，而是由实验测定。离心泵的特性曲线反映了泵的基本性能，由制造厂附于产品样本中，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。

HN第11页,共17页，2024年2月25日，星期天离心泵的特性曲线（Characteristiccurves）第12页,共17页，2024年2月25日，星期天H—Q

曲线离心泵扬程H（压头），是指泵在实际工作条件下对单位重量的流体所能提供的机械能，单位为m。扬程H随流量Q

的增加而下降（流量极小时不明显），这是因为采用了能量损失较小的后弯叶片。同一流量下，由于实际叶轮与理想叶轮的差异以及机械能损失，泵实际提供的扬程小于理论扬程。H—Q曲线代表的是在一定转速下流体流经离心泵所获得的能量与流量的关系，是最为重要的一条特性曲线。第13页,共17页，2024年2月25日，星期天离心泵的特性曲线（Characteristiccurves）在一定转速下，泵的轴功率随输送流量的增加而增大，流量为零时，轴功率最小。关闭出口阀启动离心泵，启动电流最小。随流量增大，泵的效率曲线出现一极大值即最高效率点，在与之对应的流量下工作，泵的能量损失最小。离心泵铭牌上标出的H、Q、N

性能参数即为最高效率时的数据。一般将最高效率值的92%

的范围称为泵的高效区，泵应尽量在该范围内操作。第14页,共17页，2024年2月25日，星期天特性曲线的变换由制造厂提供的离心泵的特性曲线是在一定转速下用20℃的清水为工质实验测定的。若输送的液体性质与此相差较大时，泵的特性曲线将发生变化，应加以修正。液体密度的影响离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无关，说明H—Q

曲线不随液体密度而变，由此

—Q

曲线也不随液体密度而变。离心泵所需的轴功率则随液体密度的增加而增加，即N—Q

曲线要变。注意：叶轮进、出口的压差

p

正比于液体密度。第15页,共17页，2024年2月25日，星期天气缚现象（airbound）泵启动前空气未排尽或运转中有空气漏入，使泵内流体平均密度下降，导致叶轮进、出口压差减小。或者当与泵相连的出口管路系统势压头一定时，会使泵入口处的真空度减小、吸入流量下降。严重时泵将无法吸上液体。解决