干货泵的基础知识

、什么是泵?

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。

泵主要用来输送水、油、酸碱液、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。

泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵

三类。除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。

如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单

级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输

送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。

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。

二、泵的定义与历史来源

输送液体或使液体增压的机械。广义上的泵是输送流体或使

其增压的机械，包括某些输送气体的机械。泵把原动机的机

械能或其他能源的能量传给液体，使液体的能量增加。

水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代已有各种提

水器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔棒（前17

世纪）、辘粘（前11世纪）、水车（公元1世纪），以及公

元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。公元前200年

左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原始的活塞泵-灭火

泵。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载，以后陆

续出现了其他各种回转泵。1689年，法国的D.帕潘发明了4

叶片叶轮的蜗壳离心泵°1818年，美国出现了具有径向直叶

片、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。1840〜1850年,美

国的H.R・沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的

活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。1851〜1875年，带有导

叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。

随后，各种泵相继问世。随着各种先进技术的应用，泵的效

率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。

三、泵的分类依据

（-）工作原理

1）工作原理可分为又分为叶片式、容积式和其它形式。

①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。

②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。

③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。另外，泵也

可按输送液体的性质、驱动方法、结构、用途等进行分

类。

2）按工作叶轮数目来分类

①单级泵；即在泵轴上只有一个叶轮。

②多级泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时

泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。

3）按工作压力来分类

①低压泵：压力低于100米水柱；

②中压泵：压力在100〜650米水柱之间；

③高压泵：压力高于650米水柱。（多级离心泵可达

2800m）

4）按叶轮进水方式来分类

①单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水

口；

②双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进

水口。它流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个

单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。

5）按泵壳结合缝形式来分类

①水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合

缝。（最常见的水平中开泵是双吸泵）

②垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直。

6）按泵轴位置来分类

①卧式泵：泵轴位于水平位置。

②立式泵：泵轴位于垂直位置。

7）按叶轮出来的水引向压出室的方式分类

①蜗壳泵：水从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状

的泵壳。

②导叶泵；水从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，

之后进下一级或流入出口管。（常用于多级泵和轴流

泵）

（二）、操作原理

由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的

泵壳之内。叶轮紧固于泵轴上，泵轴与电机相连，可由

电机带动旋转。吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，

并在吸入管底部装一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，与

排出管路相连，装有调节阀。

离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮

所产生的离心力，因此称为离心泵。

离心泵的工作过程：

开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。

开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力Q液

体在此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增

高，并以很高的速度流入泵壳。在泵壳中由于流道的不

断扩大，液体的流速减慢，使大部分动能转化为压力

能。最后液体以较高的静压强从排出口流入排出管道。

泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面

压强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液

体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。

离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的

密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很

小，叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要

的真空度，这样，离心泵就无法工作。为了使启动前泵

内充满液体，在吸入管道底部装一止逆阀。此外，在离

心泵的出口管路上也装一调节阀，用于开停车和调节流

量。

四、泵在各个领域中的应用

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19.61Mpd（200kgf/cm2）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。

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。

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。

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。

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。

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。

在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以

上，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°

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。正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械

工业中的一类生要产品。

五、泵的基本参数

表征泵主要性能的基本参数有以下几个：

工、流量Q

流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量）。

体积流量用Q表示，单位是:m3/s,m3/h,l/s等。

质量流量用Qm表示,单位是：t/h,kg/s等。

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/m3o

2、扬程H

扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰）

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。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。

3、转速n

转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min。

4、汽蚀余量NPSH

汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。汽蚀

余量国内曾用Ah表示。

5、功率和效率

泵的功率通常是指输入功率，即原动机传支泵轴上的功率，

故又称为轴功率，用P表示；

泵的有效功率又称输出功率，用Pe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。

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体所获得的有效能量一却泵的有效功

率；

Pe=pgQH(W)=YQH(W)

式中p——泵输送液体的密度(kg/m3):

Y一一泵输送液体的重度(N/m3)；

Q——泵的流量(m3/s)；

H----M的扬程(m)；

g——重力加速度(m/s2).

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，用口表

不0

举例：

流量200l/s,扬程37.5m,选用水泵型号ASP200B，叶

轮直径360mm转速1450RPM,效率87%工况点轴功率

84.5kW.

如果转速变为1000RPM,根据相似定律此时流量和扬程

及功率为多少？

N1=1450RPM,N2=1000RPM

01=200l/sQ2=Q1xN2/N1=200X1000/1450=

1381/s

H1=37.5mH2=H1x

(N2/N1)=37.5X(1000/1450)=17.8m

P1=84.5kWP2=P1x(N2/N1)3=

84.5X(1000/1450)3=27,7kW

六、什么叫流量？用什么字母表示？如何换算?

单位时间内泵排出液体的体积叫流量，流量用Q表示，计量

单位；立方米/小时(m3/h)，升/秒(l/s),L/s=3.6

m3/h=0.06m3/min=60L/min

G=QpG为重量p为液体比重

例:某台泵流量50m3/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=50xl000(m3/h'kg/m3)=50000kg/h=50t/h

七、什么叫扬程？用什么字母表示？用什么计量单位？和压

力的换算及公式？

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。扬程用H表示，单位

为米（m）。泵的压力用P表示，单位为Mpa（兆帕），

H=P/p,如P为lkg/cm2,则H=（Ikg/cm2）/（1000kg/m3）

H=（lkg/cm2）/（1000公斤/m3）=（10000公斤/m2）/1000公

Jf/m3=10m

lMpa=10kg/cm2,H=（P2-Pl）/p（P2=出口压力Pl=进口压力）

八、什么叫汽蚀余量？什么叫吸程？各自计量单位表示字

母？

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，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）ro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。

吸程二标准大气压（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：某泵必需汽蚀余量为4.0米，求吸程Ah?

解:前=10.33-4。0.5二5.83米

九、什么是水泵的汽蚀现象以及其产生原因

1、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。

2、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。

3、产生汽蚀的原因及危害

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，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以

至破裂。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。

4、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。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。

十、什么是泵的特性曲线?

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。特性曲线包括：流

量■扬程曲线(Q・H),流量•效率曲线(QF),流量•功率曲

线(Q-N),流量一汽蚀余量曲线(Q-(NPSH)r),性能曲

线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其

相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工

作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为

最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。一般离心泵的

额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。在实

践选效率区间运行，即节能，又能保证泵正常工作，因此了

解泵的性能参数相当重要。

一一、什么叫泵的效率？公式如何?

指泵的有效功率和轴功率之比。n=Pe/P

泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故

又称轴功率，用P表示。

有效功率即；泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。

Pe=pgQH(W)或Pe=YQH/1000(KW)

p：泵输送液体的密度(kg/m3)

Y：泵输送液体的重度Y=pg(N/m3)

g：重力加速度(m/s)

质量流量Qm=pQ(t/h或kg/s)

十二、什么是泵的全性能测试台?

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。国家标准精度为B级。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。

十三、泵的选型

选型依据：我们要选择什么样的泵，需要哪些条件依据？

1、介质的特性；介质名称、密度、粘度、腐蚀性,毒

性等。

a.介质名称：清水、污水、石油等。当介质含气量

>75%时，最好选用齿轮泵或者螺杆泵。

b.密度：

离心泵的流量与密度无关；

离心泵的扬程与密度无关；

离心泵的效率不随密度改变；

当密度手1000Kg/m时，电机的功率应该为一般功率与

介质相对清水密度比的乘积，以防电机过载超流。

c.粘度：

介质的粘度对泵的性能影响很大，粘度过大时，泵的

压头（扬程）减小，流量减小，效率下降，泵的轴功率

增大Q

当粘度增加时，泵的扬程曲线下降，最佳工况的扬程

和流量均随之下降，而功率则随之上升，因而效率降

低。一般样本上的参数均为输送清水时的性能，当输送

粘性介质时应进行换算。

d.腐蚀性：介质有腐蚀时，采用抗腐蚀性能好的材料。

e.毒性：考虑密封方式，可采用干气密封等。

2、介质中所含固体的颗粒直径、含量多少。

根据颗粒直径、含量多少，可选择采用单流道、双流

道、多流道形式的叶轮。颗粒含量>60%时，考虑采用渣

浆泵0

3、介质温度；（℃）

高温介质需考虑密封材料的选择及材料的热膨胀系

数。介质温度偏低时，考虑采用低温润滑油和低温电

机。

4、所需要的流量（Q）

a、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按

最大流量考虑。

b、如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的

余量。

c、如果基本数据只给质量流量，应换算成体积流量。

5、扬程：

水泵的扬程大约为提水高度的1.15〜1.2倍（使用于

补水泵只给出系统图需要计算扬程的状况）o

如遇到只给出最小流量、最大流量及相对应的扬程，

应尽可能按大流量选择。

因为：

a、高扬程的泵用于低扬程，便会出现流量过大，导

致电机超载，若长时间运行，电机温度升高，甚至烧毁

电机0

b、小流量泵在大流量下运行时，会产生汽蚀，泵长

时间汽蚀，影响水泵过流部件的寿命。

十四、泵的汽蚀

1、汽蚀形成

泵在运转中，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下

的该液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，形成气

泡，当含有大量气泡的液体流进叶轮内的高压区时，气

泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气

泡破裂的同时，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，严重时会将壁击穿Q

2.汽蚀的危害

a、叶轮上留下打击状的坑；影响叶轮的使用寿命。

b、设备产生振动。

c增加噪音。

d、轻微的汽蚀只会造成水泵效率或扬程的降低。低

比转速泵随汽蚀性能下降明显，高比转速泵，当汽蚀达

到一定程度时，性能开始下降。

e、严重的汽蚀会产生很强的噪音，并缩短水泵的使

用寿。

f、估算来讲，损失最大占设计扬程的3%o

g、对于多级水泵，汽蚀只会对第一级叶轮产生影

响。

3、泵汽蚀的基本关系式为：

NPSHcWNPSHrW[NPSH]WNPSHa

式中：

NPSHa一装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，是指在现场

条件下的汽蚀余量。它可也根据系统的设计图纸计算出

来，越大越不易汽蚀；

NPSHr一泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量，是指水泵

的一个特性数据，它是由水泵制造厂商提供的。该数值

在水泵的性能图表中已经被标示出来，越小泵抗汽蚀性

能越好；

NPSHc一临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的

汽蚀量；

[NPSH]一许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余

量。

为保证系统的安全运行：实际汽蚀余量值（NPSHa）必

须要高于设计汽蚀余量值（NPSHr）°即：NPSHa>

NPSHro

4.实际汽蚀余量（NPSHa）的计算公式：NPSHa=（Hz-

Hf）+（Hp-Hvp）

其中：

Hp二水泵入口处液体表面的绝对压力（m）

Hz二液体距离水泵中心线的静态高差加）

注：对于立式水泵以第一级叶轮的中心线为准。

Hf二管路系统入口处摩擦和入口损失包括动压头。（m）

Hvp二在水泵工作温度下的液体蒸汽压力。（m）

如果NPSHA数值很小，建议选择：

更大一些型号的水泵或转速更慢一些的水泵。

5、防止汽蚀的措施

防止泵发生汽蚀从两方面考虑，即增大NPSHa和减小

NPSHr,常用的以下几种方法。

a、减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度）；

Ah=10m-NPSH-Zh

Zh：管路阻力，也叫安全系数，取：0.5〜1.0m水柱

△h：吸程

b、增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等；

c、尽量调小流量，防止泵长时间在大流量下运行；

d、在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流

速、泵不易发生汽蚀；

e、加诱导轮或增加叶轮进口处的光洁度。

八对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使

用耐汽饨材料。

十五、常见及需要注意的问题

1、电机的选择

电机的选择要留有一定的安全余量。国内厂家经验做

法：

轴功率余量

0.12-0.55kw倍

0.75-2.2kw1.2-1.4倍

3.0-7.5kW1.157.25倍

11kW以上1.1-1.15倍

2、离，L?泵启动时要关闭出口阀，轴流泵启动时要打开出

口阀。

因离心泵启动时，泵的出口管路内还没水，因此还不存

在管路阻力和提升高度阻力，在泵启动后，泵扬