第一章泵的分類

在一般情況下，液體只能從高處自動流向低處，從高壓設備內

自動流向低壓設備內。如果把低處的液體送往高處，把低壓設

備內的液體送往高壓設備內，就必須給這些液體提供一定的能

量才能達到此目的。我們通常把能給液體提供能量的設備叫泵。

第一節葉片式泵

1.什么叫葉片式泵？

葉片式泵是指通過泵軸旋轉時帶

動各種葉片旋轉的泵。如離心泵、

混流泵、軸流泵、旋渦泵等。

2.什么叫離心泵？

安裝徑流式葉輪的泵叫離心泵。圖

1-1-1為離心泵的葉輪。

3.什么叫混流泵？

安裝混流式葉輪的泵叫混流泵。圖

1-1-2為混流泵的葉輪。

此泵的葉輪安裝的流道的轉彎處，

液體可由葉

圖1-1-1離心泵

（徑流式）葉輪的類型

1

輪傾斜流出，葉片數少，流道寬闊。

4.混流泵有什么特點？

0當流量小于設計流量時,容易在泵體內形成旋渦，如圖1-1-30

31-1-2混流泵（混圖1-1-3混流系

流式）葉輪的類型葉輪內的旋渦

因為該泵的流道寬，比較容易形成軸向旋渦，如果流量很小,

很可能會出現二次回流，如圖l-l-4o

5.什么叫軸流泵？

安裝軸流式葉輪的泵叫軸流泵，圖1-1-5為軸流泵的葉輪。

圖1-1-4混流泵葉輪內的二次回流

圖1-1-5軸流泵（軸流式）葉輪的類型

2

6.軸流泵的構造如何？

軸流泵的一般構造如圖

1-1-6。這種泵的構造簡單，

緊套.重量輕，流量大，效

率高，但揚程低，可以輸送

比較臟污的液體。

7.旋渦泵有什么特點？

旋渦泵的特點是揚程高，

但施?小.適宜輸送粘度比

較氐的液體和易揮發的液體。

它的吸入口、壓出口都在葉

輪的外周。如圖1-1-7。

3B1-1-6幗流泵的構造

1-”輪；2—?葉；J-?s

4-透水*隊管i5-出水彎管

第二節容積式泵3

1.什么叫容積式泵？

容積式泵是指利用泵缸內容積的變化來輸送液體的泵。如往復

泵，活塞泵、螺桿泵、齒輪泵等。

2.什么叫往復泵？

往復泵是利用活塞的往復運動來輸送液體的泵。靠活塞的往復

運動將能量直接以靜壓能的形式傳I送給液體。由于液體是不可

壓縮的，所以在活塞壓送液體時，可以使液體承受很高的壓強，

從而獲得很高的揚程。

3.什么叫單缸單作用泵？

單缸單作用泵就是活塞單方面運動時作功。它的工作原理如圖

1-2-1?

4.什么叫單缸雙作用泵？

單缸雙作用泵就是活塞運動時，前進、后退同時作功。如圖1-2-20

圖1-2-1單作用往復泵

1一泵缸；2—活塞；3—活塞桿；圖1-2-2單缸雙作用往復泵

4一排出閥；5—吸入閥

4

5.什么叫電動往復泵？

以電動機為原動力，經過減速機或皮帶再與泵連接，此種泵叫

電動往復泵。

6.什么叫蒸汽往復泵？

以蒸汽為原動力，利用蒸汽直接作用于汽缸，在錯汽閥的幫助

下，由于汽缸活塞的往復運動，帶動油缸活塞的往復運動，此

種泵叫蒸汽往復泵。

7.什么叫雙缸雙作用泵？

雙缸雙作用泵就是兩個單缸單作用泵的組合體。由于油缸活塞

的往復運動同時作功，所以排量大，工作效率比較高，能量利

用比較好。

8.什么叫活塞泵？

活塞泵是指利用活塞的上、

下運動來輸送液體的泵。它有兩個逆

止閥。如果吸入液體時，

活塞向上，泵體內形成負壓，

這時出水側的逆止閥在自重和壓差

的作用下自動關閉，進水側的逆止閥

打開，液體進入泵體內。當液體受到

擠壓后活塞向下降落，因為泵內壓力

升高，迫使進水逆止閥關閉，出水逆

止閥打開，液體就這樣被排出管路。

如圖1-2-3?圖1-2-3活塞泵1一活

9.活塞泵有什么用處？塞；2—進水逆止閥；3—

因為此種泵的工作是不連續的。電動出水逆止閥；4一泵體

的活塞泵，壓力可以打到很高，所以

一般作為試驗壓力用泵。

5

10.什么叫螺桿泵？它有什么特點？

螺桿泵是幾個螺桿嚙合在一起組成的泵。如圖1-2-4。螺桿泵的

特點是自吸能力比較好，效率比較高，在正常工作時聲音比較

小，較為堅固耐用。

11.什么叫齒輪泵？它有什么特點？

齒輪泵是由兩個齒輪嚙合在一起組成的泵。如圖1-2-50

圖1-2-4螺桿泵1一泵體;2—主動螺桿;3-從動螺桿；4一聯軸

器;5—吸油室；6—壓油室；7一滑動軸承

齒輪泵的特點是自吸能力比較好，構造也很簡單，出口流量也

比較穩定，運行時可靠。這種泵在工作時只能用入口閥門調節

流量，無論啟動泵或停定泵時，出口閥門全開，否則會發生操

作事故。

12.齒輪泵的工作原理是什么？

當齒輪泵運行時，被吸進來的液體充滿齒坑，這時液體隨著齒

輪向外沿殼壁被輸送到高壓空間，因為兩個齒輪相互嚙合，所

以把齒坑內的液體擠出去，排到出口管路內。此時封閉空間逐

漸增大，形成了負壓區，入口液體在大氣壓力或入口管道液體

壓力的作用下被迫流入泵的吸入口。

第三節各種類型泵的特點

1.葉片式泵（離心泵、旋渦泵）和容積式泵（往復泵）有什么不同？

這兩種泵在作用原理、性能、操作與調節、結構特點等均有差別。

把它們的差別整理成表1-3-1。

表1—3—1

類型葉片式容積式

離心泵1旋渦泵往復泵

主要葉輪與泵體葉輪與泵體活（柱）塞與泵缸

珈住

作葉輪旋轉產生離葉輪旋轉產生離活（柱）塞作往復

用心力，使液體能心力，使液體形運動，使泵缸內

原

量增加，泵體中成徑向旋渦，同工作容積多次間

理

蝸殼（導輪〉擴時葉片間又形歌變化，泵閥控

散管使部分速度成縱向旋渦，使制液體單向吸入

性1流量大而均勻，流量小而均勻，流量小而不均勻

能且隨揚程變化且隨揚程變化（脈動幾乎不隨揚

程壽仰

2揚程大小決定于與離心泵相同揚程大，且決定于

葉輪外徑和轉泵本身動力、強度

諫和密封

3揚程和軸功率與揚程和軸功率與揚程和流憊兒乎

流量存在對應流量存在對應無關，只是流置

關系，揚程隨流的關系，揚程隨隨揚程增加而漏

量增加而降低，流量增加而降損使流量降低，

九K6?17、右a大白*?卜品fri+tT+I21R、右。左六」，-r-L如小右+7.IB工u

4吸入高度較小，吸入高度較小，吸入高度大，不易

易產生汽蝕現拜式泵有自吸產生抽空現象，有

象能力自吸能力

續表

類墮葉片式容積式

離也、泵旋渦泵往復泵

性5在低流量下效率在低流量下效率效率較高，在不同

較低，但在設計較離心泵高，但揚程和流量下工

能點色率較高，大式泵效率低率仍能保持較高

赭速蒿

6轉速較高莪速低

啟動前必須灌啟動時必須打開啟動必須打開出

有出口閥，不用出n

操作關死出口閥，用閥，不用出口閥調

閥或改變轉速調口閥調下流里，流量，采用旁路閥

調節量，但+宜在低流米用旁路調節節，或改變轉數、

下工作（柱）塞行程調節

結構簡單、緊湊,結構復雜，易損件

手安裝和檢修，

結構與離心泵相同多，易出故障，維

特點面積小，基礎小,煩，占地面積大，

可與電機直接基礎大

適用流至大，揚程低,流量小，揚程低,流量小，揚程高，

范圍液體粘度小，并液體粘度小，不液體粘度大，不

適于輸送懸浮宜用于輸送不宜用于輸送不干

液和不干凈液干凈液體凈液體

8

第二章離心泵

煉油廠中使用最多的泵是離心泵。它是由原動機（電動機或汽

輪機）通過軸帶動葉輪高速旋轉（一般為145r/min或2900r/min）,

使液體獲得能量而完成輸送任務的機械設備。

第一節離心泵的分類、型號、工作原理及主要參數

1.什么叫立式離心泵？

立式離心泵的泵軸是直立安裝的。這種泵的結構緊湊，占地面

積小，轉速高，體積小。吸入口、排出口都是橫向設置的。

2.什么叫臥式離心泵？

臥式離心泵的茱軸是水平安裝的。它的支撐腳落在基礎上，泵

軸通過聯軸節與電動機或減速機連接，這樣維護、檢修都在地

面上工作，所以比較方便。

3.什么叫單級離心泵？

安裝一個葉輪的離心泵叫單級離心泵。單級離心泵的泵體一般

為蝸殼形。因為液體向外流動時，流道的橫斷面逐漸擴大，所

以流速減小，將部分動能轉化為靜壓能，起到能量轉換的作用。

單級離心泵的葉輪如圖2-1-1。

4.什么叫多級離心泵？

圖2-1；單級泵葉輪示意圖圖2-1-2多級泵葉輪示意圖

1—葉輪;2—導流器;3—泵殼；1一出液；2—進液；

4一出口；5—進口3—泵軸：4一葉輪

多級離心泵總的揚程比較高，為每級葉輪的揚程之和。

5.什么叫雙吸泵？

液體從葉輪兩側進入泵體的泵叫雙吸泵。液體加給雙吸泵的

軸向推力小。生產能力大的泵多為雙吸泵。

6.什么叫低壓、中壓、高壓離心泵？

工作壓力在1叱'以下的離心泵叫低壓離心泵。如煉廠的排水

泵、裝車泵、倒罐用的冷油泵等。

工作壓力在1~6泌？3之間的離心泵叫中壓離心泵。如冷

油泵和熱油泵等。

工作壓力在6從？3以上的離心泵叫高壓離心泵。如鍋爐給

水泵、油田注水泵等。

7.離心泵的型號有什么意義？

離心泵有水泵、油泵、耐腐蝕泵等。油泵系列代號用字母"V"

表示，有單級、多級、單吸、雙吸等。

離心泵的型號意義如下：

10

例1100YI------60A

-葉輪直徑第一次切削

-泵設計點單級揚程(m)

-所用材料代號

-輸送油品的離心泵

-泵吸入口直徑(mm)

例2250YS11-150X2

-葉輪級數

-設計點單級揚程(m)

-泵所用材料代號雙吸式葉輪

(該單元若為D表示單吸多級分段式葉輪)

-輸送油品離心泵

-泵吸入口直徑(mm)

例350YI------60A

-葉輪第一次切削

-單級揚程60m

-系所用材料代號

-單級離心油泵

-吸入口直徑(mm)

11

例4250YSII-150X3葉輪級數

單級揚程150m,總揚程450m

泵所用材料代號

雙吸離心熱油泵

泵入口直徑(mm)

8.離心泵用I、I、I類材料是什么意思？

I類材料為不耐腐蝕的球墨鑄鐵。泵的使用溫度不大于2501,

使用壓力不大于3姑

II類材料為不耐腐蝕的碳鋼。泵的使用溫度不大于2501,使用

壓力不大于3~5姑？！Io

III類材料為耐酸性腐蝕的不銹鋼。泵使用溫度不大于2501,

使用壓力不大于5姑?3。若使用溫度大于4001時，可用合金

鋼。

9.離心泵的工作原理是什么？

離心泵在啟動前，先向泵體內充滿被輸送的液體，葉輪在泵

軸的帶動下轉動時產生離心力，液體由葉輪中心被甩到葉輪

以外，這時葉輪中心產生負壓，液體從泵的吸入口流向葉輪

中心，泵軸不停地旋轉，葉輪不停地吸入和排出液體。

10.離心泵有什么優點？

離心泵可與電動機直接相連，轉速高，一般為14501/1八11八

29001/111111人運行平穩，流量均勻，壓力波動不大，構造簡

單，操作方便，效率比較高等。

11.什么叫離心泵的流量？

離心泵在單位時間內能排出液體的數量叫該泵的流量。

12.什么叫體積流量?

在單位時間內，流體流過管路某一截面積的流體體積數量叫

體積流量。

Vs=-V/tm3/s(m3/h)(2-1-1)

式中V"流體的體積，m3;

t——時間,s(h)o

13.什么叫質量流量？

在單位時間內，流體流過管路某一截面積的流體質量叫質量流

12

量。

Gs=G/tkg/s(2-1-2)

式中G——流體的質量，kg;

I時間，So

14.質量流量和體積流量有什么關系？

質量等于體積乘它的密度，即G-rxp,所以質量流量等于體積流

量乘它的密度，即

式中p——液體的密度，kg/m3。

15.什么叫離心泵的揚程？

單位質量的液體通過離心泵后能被提升的高度叫揚程或泵的

壓頭。也可以說液體進泵前和出泵后的總壓頭差叫泵的揚程,

用H表示，單位為m水柱。，

16.泵的揚程和哪些因素有關？

泵的揚程與泵的結構、轉速和流量等有關；與泵的吸入口和

排出口的距離有關；吸入口真空度大小，排出口的壓力高低

有關；也和吸入口、排出口的速度有關。

17.計算泵揚程的公式是什么？

計算泵揚程的公式為：

H=*J%陛皿+八(m水柱)(244)

P2g

式中P表泵出口壓力，MPa;

P真——泵吸入口的真空度，MPa;

(ImmHg=0.000133MPa);

W2泵出口流速，m/s;

W1------泵入入口流速，m/s;

h------泵出、入口位差，m;

P液體密度，kg/m3;

g重力加速度，m/s2o

18.泵的揚程高低是如何決定的？

泵的揚程高低是由設計決定的。它與泵的葉輪直徑大小有關;

與葉輪數目和轉速快慢有關；也與流量大小的變化有關。

例：某水泵的排量為20m3/h,出口壓力為0.35MPa,入口真空

表讀數為0.033MPa,出、入口高度差為1m,出、入口的管徑

13

相同，求該泵的揚程？

解：因為出、入口的管徑相同，所以Wi=W2

p=1000kg/m3

代入公式

|_|P表+P真_1_W22-W12+h=935+°?°33)X1°S+]

P2g103

=39.3m

此泵揚程為39.3m

19.什么叫離心泵的轉速？

離心泵的轉速是指泵軸在單位時間內旋轉的次數。用n表示,

單位r/min。一般小泵高些2900r/min或1450r/min,大泵低些

970r/min或730r/min。在轉速一定的情況下，流量、揚程、

功率為一定值。

20.什么叫離心泵的功率？

在單位時間內，離心泵所能作功的大小，用N表示，單位：

kW。

21.什么叫功和功率？

把1kg的物體提高Im,我們說對這個物體所做的功為IN.mo

單位時間內所做的功叫功率，用N.m/s表不。在工程上因單位

太小，常用kW表示。

lkW=1000N.m/s

22.什么叫有效功率？

除去機械本身的能量損失和消耗外，由于泵的運轉而使液體

實際獲得的功率叫有效功率，用N有表示。它為質量流量和

揚程的乘積。

N有=pQgH

W=小絲KW(2-l-5)

式中Q-----液體的體積流量，m3/s;.

H------泵的揚程，m;

P----■該液體的密度，kg/m3?

從上式可看出，泵的有效功率和所輸送液體密度有關，液體

的密度越大，輸送時泵的有效功率越高

23.什么叫軸功率？

14

軸功率是指原動機械傳給泵軸的功率，用N軸表示。因為液

體在泵內流動時，泵體會對液體產生各種阻力，所以軸功率

大于有效功率，二者相差一個效率。

N軸=源四(2-1-6)

式中n效率，%；

其余同前。

24.什么叫離心泵的效率？

離心泵在運轉時，各機部件之間，部件與液體之間都會發生

摩擦、沖擊和漏損等，會損失部分能量，也就是說泵的軸功

率不會全部傳給液體，即不可能全部轉變為有用功率，有用

功率與軸功率之比叫該泵的效率，用n表示，單位％。

r)=R100%(2-1-7)

‘N軸''

式中n—效率，%。

25.什么叫配套系數？

離心泵的效率一般為60%~80%之間。為了安全，泵在安裝時,

它的軸功率比計算出來的軸功率要大些，即軸功率乘上一個

大于1的系數，此系數叫配套系數，用K表示。

N配=K*N軸(2-1-8)

式中K一一配套系數。

配套系數K可從表2-1-1中查得。

例：某水泵的生產能力為8m3/h,揚程50m,此泵效率為70%,

求該泵的軸功率和有效功率？

解：N軸=需

表2-1-1配套系數

泵軸功率/kw<55-1010-5050-100>100

電動機/kW2~1.31.3—1.151.15-1.101.08-1.051.05

內燃機/kW1.5-1.31.3-1.21.2—1.151.15

15

_1000x8x9.8x50

―1000x0.7x3600

=1.56kW

N有=|\|.q

=1.56x0.7

=l.lOkW

該泵的軸功率為1.56kW,有效功率為l.lOkW?

26.在一般情況下，離心泵的效率為多少？

在泵的流量Q和揚程H為一定值時，如果泵的效率高些，則

所消耗的功率就會小些，這樣可以節省動力。一般小型離心

泵的效率為60%~80%，大型離心泵可達90%左右。

例：某臺水泵的流量為20L/S,揚程50m,軸功率40kW,求這臺

泵的效率？

解：

1\1有=遜

1000

1000x20x10-3x9.8x50

1000

=9.8kW

0=空100%

1N軸

=12xioo%

40

=24.5%

此泵效率為24.5%。

例：上題中泵的效率太低，若把效率從24.5%提高到70%,問此

時泵的軸功率應為多少？

解：r)=誓100%

N軸

NW=—

=14KW

此時泵的軸功率應為14kW。

27.離心泵的內功率有哪些損失？

當泵輸送的液體在泵內流動時，通常要產生水力損失、容積

損失和機械損失三種。

16

28.什么叫離心泵水力損失？

液體在泵內流動時，因為流道的光滑程度不同，則阻力大小

也不相同；另外當流體進入葉輪和從葉輪出來時會產生碰撞

和旋渦，也會產生能量損失。這兩部分損失統稱為水力

損失。

29.什么叫離心泵的容積損失？

因為泵體是靜止的，當葉輪在泵體內轉動時，由于間隙的存

在，這樣葉輪出口處的高壓液體有一小部分會自動的流回葉

輪進口；也可能有一部分液體會從平衡管流回到葉輪入口；

或從密封處漏損，這些損失統稱為容積損失。

30.什么叫離心泵的機械損失？

因為泵在運轉時要和軸承、填料等發生摩擦，葉輪在泵體內

運轉，它的前、后蓋板也要和液體發生摩擦，這些摩擦所造

成的能量損失統稱為機械損失。

31.如何提高泵的使用效率？

減少泵的水力損失、容積損失和機械損失，泵在運行時應盡

可能在使用范圍內工作。由于磨損，間隙增大，會使漏損增加，

降低泵效率，所以應對泵作到有問題及時維修，保持良好的潤

滑狀態，填料壓蓋和其它的緊固件的松緊要適當，降低能量消

耗，以提高泵的使用效率。

32.什么叫離心泵的比例定律？

在轉速一定的情況下，離心泵的流量Q、揚程H、功率N為一

定值。一旦離心泵的轉速發生變化，則泵的各參數也隨之發生

變化，這種規律叫泵的比例定律。

33.離心泵改變轉數后，揚程、流量、軸功率發生什么變化？

離心泵改變轉數后，各參數的變化規律可用下式表示。

nl

<?1(2-1-9)

Q2一n2

H1

=(—)2(2-1-10)

H2

N1

(2-1-11)

N2

式中nl、Hl、QI、Nl——改變轉速前的轉速、揚程、流量、

軸功率；

17

n2、H2、Q2、N2——改變轉數后的轉數、揚程、流量、軸功

率。

例：已知水泵的流量Ql=180m3/h,揚程Hl=250m,轉速nl=

2950r/min,軸功率Nl=100kW,改用n2=1450r/min的電動機,

求該泵改變轉數后的流量、揚程、軸功率？

解.雪=U

用"Q2n2

Q2普

nl

_180xl450

一2900

=90m3/h

改變轉數后的流量為90m3/ho

—=(—)2

H2n2

H2=Hi(—)2=250(―)2=62.5m

n22900

改變轉數后的揚程為62.5m。

與3

n2

N2=N1(3)3

n2

=100(—)3=12.5KW

2950

改變轉數后的功率為12.5kW,

例：離心泵的生產能力為15m3/h,揚程62m,軸功率為4.2kW,

該泵轉數由970r/min改為730r/min,試求效率有什么變化？

解：已知Ql=15m3/h,Hl=62m,Nl=4.2kW,當轉數由920—

730r/min即由nl,—n2時,效率q的變化?

VNI=pQig'i

1000〃

.pQigHi

IOOONI

_1OOOX15X9.8X62

―3600x1000x4.2

=0.603(60.3%)

改變轉數前的效率n為60.3%。

當nl------n2時

18

QI_nl

Q2一n2

Qln2=15x730=1129m3/h

nl970

改變后的流量為11.29m3/h

—H2=(—n2)2

…Hl62-L“c

H2=-—=-970—=35.12m

償)2(翁2

改變轉數后的揚程為：35.12m

—N2=(—n2)3

Nl42

N2==瑟=1.79KW

譚)3(翁3

改變轉數后的功率為1.79KW

.c_PQ29H2

■，r|-1000N2

_1000xll.29x9.8x35.12

-3600x1000x1.79

=0.603(60.3%)

改變轉數后的效率為60.3%,證明改變轉數前后的效率無變化。

34.什么叫離心泵的切割定律？

將離心泵原來的葉輪直徑切小。如圖2-1-3。即由D1切割后改

變為時，它的流量、揚程、軸功率隨之也要發生變化，這叫泵

的切割定律

(MS)

祟邰("13)

號吟廣(2414)

式中Di、Qi、出、電原來的葉輪直徑、流量、揚程、功率；

D2、Q、力、電泵葉輪直徑切割后的葉輪直徑、流量、揚程、

軸功率。

19

離心泵的葉輪直徑切割量是有限度的。例：已知泵的葉輪直

徑Di=200mm,流量Qi=45m3/h；揚程

Hi=65m軸功率Ni=12KW,求把葉輪直徑切

割到時,流量、揚程、軸功率

D2=170mm

有什么變化？

解一駕=也

用牛Q2D2

Q24

2D1

_45X17O

圖2?1-3離心泵一200

葉輪切割圖=38.3m3/h

切割葉輪直徑后的流量為38.3m3/h

出%2

H2'D2,

廿H喑)2

=65('—200)，

=47m

切割葉輪直徑后的揚程為47m。

”里3

N2'D2，

3

N2=N1(^|)

3

=12('—200)，

=7.4KW

切割葉輪直徑后的軸功率為7.4KWo

20

可見葉輪直徑切小后，對應的流量、揚程、軸功率都變小了。

例：已知某離心泵的生產能力為lOn?外，揚程為58m,軸功

率為2.1KW,葉輪直徑由210mm切割到200mm時，求葉輪

直徑切割前、后泵的效率有什么變化？

解：巳知Qi=10m3/h,Ni=2.1kw,Hj=58m,Di=210mm

當Di—>Dz=210->200mm時，求n變化多少？

在葉輪直徑不變時的效率：

n=PQgHi

11000N1

_1000xl0x9.8x58

-3600x1000x2.1

=0.752(75.2%)

葉輪直徑切割前的效率為75.2%。

當葉輪直徑由時

DiD2=210-?200mm

Q1_D1

Q2~D2

Q23

2DI

_10x200

-210

=9.52m3/h

切割葉輪直徑后的流量為9.52m3/h

里里2

H2xD2f

廿HJ(第2

=58/(—)2

=52.61m

切割葉輪直徑后的揚程為52.61m

”也3

N2

3

N2=N1/g)

=2.1/(—)3

''200,

=1.81KW

切割葉輪直徑后的軸功率為1.81KW

n=PQgH2

11000N2

_1000x9.52x9,8x52.61

-3600x1000x2.11.81

=0.752(75.2%)

葉輪切割后的效率為75.2%,證明葉輪直徑切割前、后的效

率無變化。

35.比例定律和切割定律有什么異同之處？

比例定律是指離心泵的轉數與流量、揚程、軸功率之間的關

系。一旦泵的轉數發生變化，則泵的流量、揚程、軸功率也

隨之發生變化。

切割定律是指離心泵的葉輪直徑與流量、揚程、軸功率的關

系。一旦泵的葉輪直徑發生變化，流量、揚程、軸功率也隨

之發生變化。

共同點：當轉數或葉輪直徑變化不大時，其變化前、后的效

率基本上不變。

36.葉輪直徑允許切割量為多少？

如果葉輪直徑變化很大，其效率也會有所下降。

葉輪直徑切割量如表2-1-2。

37.液體密度對離心泵性能有什么影響？

在正常溫度下，若輸送液體密度與水的密度不同時，若泵的

流量、揚程、效率等參數不變，則軸功率隨密度的變化而變

化。可用下式計算:

比轉數~60120200300350

最大允許切割20%15%11%9%7%

效率下降值每切割10%下降1%每切割4%下降1%

表2-1-2泵葉輪切割量

N'=N￡(2-1-16)

式中N,、N該泵輸送介質和水的軸功率；

P'、p該泵輸送介質和水的密度。

38.液體粘度對離心泵性能有什么影響？

若輸送粘度很高的液體(如原油、渣油等〉，則泵的流量減少，

揚程降低，功率增加，效率降低。

39.若輸送含固體顆粒的液體對離心泵的性能有什么影響？

在一般情況下，若液體中含有固體顆粒時，泵的流量、揚程、

效率均下降，并且對泵的過流部件沖蝕嚴重，所以應該采用

耐磨材料或采取防沖蝕措施。

第二節離心泵的吸入高度、汽蝕現象、允許吸入真空度和比

轉數

1.什么叫離心泵的吸入高度？

離心泵的吸入高度是指從泵的入口中心到吸入貯槽液面的垂

直距離，如圖2-2-1,圖中2為離心泵的吸入高度。

2.離心泵為什么能吸入液體？

因為葉輪旋轉時，葉輪中心入口處形

成低于1個大氣壓或真空的低壓區,

由于貯槽液面和大氣接觸，所以液

體在大氣壓力的作用下，被壓入泵

的吸入口而被吸上來。

2.什么叫柏努力方程式？離心泵

的吸入高度用出表示。它與大氣壓

力、進口速度等有關。表示吸入高度

與這些關系的公式叫柏努力方程式。

用2-2-1離心泵的吸入高度

,,Pa-PlW1

Hi=————-Sh(2-2-1)

式中Hi——離心泵的吸入高度，m

Pa------大氣壓，MPa；

Pl——進入葉輪時液體壓力，MPa；

W——進入葉輪時液體體積流速，m/s；

g——重力加速度，9.81m/s2；

Sh—液體在吸入管內的壓頭損失，m。

4.離心泵的吸入高度與溫度有什么關系？

在一般情況下，離心泵對水的吸入高度和水的溫度有密切關系,

水的溫度高，泵的吸入高度就低；反之水的溫度低，泵的吸入

高度就高。如表2-2-1。

表2-2-1離心泵對水的吸入離度

溫度/I10203040506065

吸入高度/6543210

5.什么叫離心泵的汽蝕現象?

離心泵葉輪在高速旋轉時產生離心力，使泵的入口處產生低于

大氣壓的真空度，使液體自動的流入泵的入口處。當入口處的

真空度達到一定程度時，雖然在常溫下，入口處的液體也能汽

化而產生汽泡，這些汽泡隨液體一起進入葉輪。在離心力的作

用下液體壓力逐漸升高，汽泡便凝結成液體而消失，此刻周圍

液體迅速來補充，從而發生了猛烈的碰撞，瞬間產生很強的水

錘現象，打擊葉輪表面，便產生機械腐蝕。一方面葉輪受到損

害，同時發生響聲，泵有振動，流量減小，揚程下降，效率降低

等，這種現象叫汽蝕現象。

6.如何消除汽蝕現象？

為了消除汽蝕現象，在制造泵葉輪的材質方面應盡量采用防腐

蝕材料，增加泵的抗腐蝕能力。在安裝時，應盡量減少泵的入

口阻力，選擇合適的吸入高度，合理操作，正確調節等。

7.允許吸入真空度和哪些因素有關？

允許吸入真空度與吸入高度及液體進入泵體的流動速度等有關,

可用下式計算：

H允=H忐+hm（2-2-2）

式中H允——泵的允許吸入真空度，m；

Hi------泵的吸入高度，m；

W------泵入口的體積流速，m/s；

h------泵吸水管路損失，m；

g-----重力加速度9.81,m/s2

8.為什么安裝泵時不能離液面太高？

（1）允許吸入真空度和流量大小有關，流量越大，允許吸入真

空度越低。

（2）要充分考慮吸水管路中的摩擦損失和局部損失，所以在一

般情況下，允許吸入真空度必須低于該泵的吸水高度，才能保證

泵的正常運行。

9.允許吸入真空度和溫度有什么關系？

泵在銘牌上給出的吸入真空度，是在標準大氣壓下，以20C水

為介質測定的。如果輸送的介質不是水或操作溫度不同時，則允

許吸入真空度的數值要需用下式計算：

25

H)C=H允+卓—p(2-2-3)

H'允一一當時液態溫度下泵的允許吸入真空度，Mpa

H允一一泵在常溫(20℃)下的允許吸入真空度，Mpa

P——泵安裝高度處液面的飽和蒸汽壓力，Mpa

~一一被輸送的液體當時溫度下的飽和蒸汽壓力，Mpa

下面給出水在不同溫度下的飽和蒸汽壓，如表2-2-2。

表2-2-2水在不同溫度下的飽和蒸汽壓力

水溫/I5102030405060708090100

飽和蒸汽壓0.91.22.44.37.512.520.231.748.271.4103.3

力/KPa

10.海拔高度與大氣壓力有什么關系？

海拔高度與大氣壓力可從下列表2-2-3中查出。海拔高度與大氣

壓力也可以從圖2-2-2中查出。

表2-2-3海拔離度與大氣壓力關系

海拔高度"且0100200300400500600

大氣壓力103102101100989796

海拔高度/01700800900100015002000

大氣壓力959493928681

例：在泵的銘牌上查明，該泵的允許吸入真空度70KPa,把泵安

裝在700m高的山上，抽送60℃的水，求此時泵的允許吸入真

空度為多少？

解：查圖2-2-2為95KPa,P'為103.3-95=8.31KPa由表2-2-2

查明水在60℃時的飽和蒸汽壓為20.2KPa。

,P汽,

H允=H允+于—P

=70-20.2-8.3

=41.5KPa

26

此時泵的允許吸入真空度為41.5Kpa?

11.什么叫離心泵的比轉數？

標準泵的揚程為1m,流量為75L/S此時

該泵的轉數叫比轉數，也叫比速，用心

表示。

12.比轉數與什么因素有關？

比轉數是表示同一類型泵性能差別的指

標。它與流量、揚程、轉數之間的關系可

用下式表示。

圖2-2-2海拔高度

與大氣壓力的關系

njQ

Ns=3.65—(2-2-4)

京

式中一一泵的比轉數；

ns

Q-泵的流量，nr7s；H-泵的揚程，m；n-泵的轉數，1/llllllr/mino

對于雙級彳泵，它的流量應除以2

Ns=3.65-y(2-2-5)

京

對于多級泵，它的揚程應被級數除

2=3.65'^

式中z—翥的級數；

其余意義同前。

13.泵的流量、揚程變化后對比轉數有什么彩響？

比轉數越大，則泵的流量大，揚程低。比轉數越小，則泵的流量

小而揚程高。

對于泵的出口管徑相同時，如果兩臺泵的流量相似，比比轉數小

的揚程高，軸功率的消耗也大。

14.泵葉輪外形與比轉數有什么關系？

比轉數小的離心泵，葉輪出口寬度窄，外徑大，葉片所形成的

流道窄而長。如果離心泵的比轉數比較大，葉輪出口寬，外徑小，

則流道短而寬。

在實踐中，離心泵比轉數的大小是根據生產需要選泵時的一個主

要參數。

舉例說明如何查比轉數圖？

在生產中為了方便，可近似的從圖2-2-3中查出某離心泵的比轉

數。

例：某離心泵的揚程18m,流量50m3,轉數為900r/min查該泵

比轉數為多少？

解：先從縱坐標查揚程18m,作水平線交于流量50m3/min線上，

再作垂直線交于轉數900r/min線上，之后作水平線，即為比轉數

化足為73。

例：某單級離心泵的流量80m3/h,為揚程20m,轉數為2950r/min,

求此泵比轉數？

解:已知Q=80m'/hh=0.022m3/s,H=20m,n=2950r/min求比轉

數生?

ns=3.65-^-

京

204

=171

第三節離心泵的特性曲線

1.什么叫離心泵的特性曲線？

離心泵的流量、揚程、軸功率、效率等基本性能參數，把它們

之間的關系繪成曲線叫離心泵的特性曲線，如圖2-3-1為6BA-8

型離心泵的特性曲線。

1.什么叫離心泵的流量-揚程曲線？

離心泵的流量和揚程之間關系的曲線叫流量-揚程曲線，用Q—H

表示。如果流量不大時，揚程近似直線，流量增加到一定程度時，

揚程開始降低。揚程降低的快慢與該泵的比轉數有關，比轉數

小的則下降慢些，比轉數大的下降快些。

圖2-3-168入型泵的特性曲線

3.什么叫離心泵的流量一功率曲線？它們之間有什么關系？

離心泵的流量和功率之間關系的曲線叫流量-功率曲線，用Q—N

表示，如圖2-3-1中N線。

流量和功率之間為正比例關系。流量增加時功率也增加，增加快、

慢與比轉數有關。比轉數越小，流量增加后功率增加越快；比轉

數越大，流量增加后功率增加越慢。

4.什么叫離心泵的流量-效率曲線？

離心泵的流量和效率之間關系的曲線叫流量-效率曲線，用Q-n

表示，如圖2-3-1中口線。

5.什么叫高效區？它與比轉數有什么關系？

當流量為零時，效率也為零，隨著流量增加，效率也增加，但增

加到一定數值后又下降了，開始出現下降時的最高點叫高效區。

高效區與比轉數有關。比轉數小的，高效區寬些，泵的使用范圍

也大些；比轉數大的，高效區窄些，泵的使用范圍小些。

6.離心泵的性能曲線有什么用途？

(1)根據離心泵的性能曲線，可以查其它曲線的變化規律。

(2)根據離心泵的性能曲線，確定該泵的工作點，由工作點便

30

可查該泵的流量和揚程。

(3)根據離心泵的性能曲線，可以正確選擇啟動泵的操作方式。

例：6BA-8型離心泵的流量Q=47.2L/s,用圖2-3-1查該泵的揚程、

功率和效率為多少？

解：在橫坐標找Q=47.2L/s點，作垂線交于功率曲線、揚程曲線、

效率曲線的A、B、C各點，作平行線，便可得出功率N=20KW揚

程H=33M,效率『78%。

第四節離心泵的主要部件及材料選擇

1.離心泵的主要部件有哪些？

離心泵的主要部件有葉輪、泵體、軸、軸承、吸入室、壓出室、

密封裝置和平衡裝置等。

2.舉例說明"丫"型油泵的結構如何？

"丫”型油泵的結構如圖2-4-1?

3A離心泵的葉輪有什么作用？

離心泵的葉輪是對液體作功的部件。葉輪在泵體內由泵軸的帶

動下高速旋轉，使流過泵的液體獲得能量。也就是說通過葉輪

的高速旋轉把機械能傳給液體，使液體才能獲得很高的動壓能。

31

圖2-4-1丫型油泵結構圖1-聯軸器部件；2—泵軸：3—護軸套：4一填料壓蓋5—泵體；6—葉輪;

7—泵蓋;8—密封環

4.離心泵的葉輪是由哪些部件組成？

離心泵的葉輪是由前輪板、后輪板、葉片和輪轂四部分組成

的。它分為閉式葉輪、半開式葉輪和開式葉輪。

5.什么叫閉式葉輪？

閉式葉輪是由前蓋板、后蓋板之間夾有彎曲葉片組成的，

這樣葉片間就形成流道。它適于輸送揚程高、清潔的液體，

但制造比較復雜。如圖2-4-2。

6.什么叫單吸（雙吸）式葉輪？

閉式葉輪分為單吸式葉輪和雙吸式葉輪兩種。

單吸泵在葉輪中心一側（雙吸兩側）以主軸中心為圓心并且平

行于主軸的環行入口，用鍵把葉輪固定在主軸上。這種葉輪

傳遞的能量較大，效率比較高，是石油化工行業應用比較廣

泛的葉輪型式，如圖2-4-3。

7.什么叫半開式（開式）葉輪？

只有一面輪板的葉輪叫半開式葉輪。它可輸送含有固體顆粒

或雜質的液體。

圖2-4-3閉式葉輪1一葉片;

2—后輪板；3—前輪板

圖2-4-3葉輪的型式

無前、后輪板的葉輪叫開式葉輪。它可輸送漿狀或糊狀液體。

如圖2-4-4?

33

8.一般葉輪的葉片數目為多少？

一般情況下，一個葉輪葉片數目為5~10片，葉片厚度4?

7mm

葉片數目多些，使葉輪流道中液體的軸向旋渦小些，可提高

泵的揚程。如果葉片的數目過多，會使流道變窄，容易堵塞，

增加摩擦損失，增加能量消耗，降低了泵的效率。

9.葉輪是用什么材料制造的？

根據泵的用處和腐蝕情況不同，用以制造葉輪的材料也不盡

相同。

1）輸送介質的溫度比較低，壓力不大，介質比較干凈，無

腐蝕作用時，葉輪多用鑄鐵或鑄鋼制造，再經過機械加

工即可。

2）輸送酸、堿等腐蝕性介質，葉輪多用耐腐蝕材料，如

耐酸硅鐵、青銅、不銹鋼等。

3）若輸送介質在4001以上時，葉輪必須用耐高溫的不銹

鋼或合金鋼。

10.離心泵的泵體有什么作用？

離心泵的泵體是接受從葉輪中排出的液體，同時將液體

的動能轉變成為壓力。為了使泵正常運行，所以要求泵體要

有足夠的強度和良好的工藝特性。

圖2-4-5為液體在泵體內的流動狀態。圖245泵殼及殼內液體流動

狀態

11.制造泵體用什么材料?

一般低壓或中壓泵的渦室，多用鑄鐵制造。高壓泵一般均用

高強度鑄鐵、鑄鋼或合金鋼制造。

12.為什么單級泵的泵體為蝸形？

根據液體離開葉輪后的自由流

1一蝸型泵殼；2—擴散管

因為液體在蝸形體向外流動時，流道面積逐漸增加，則流

速均勻減慢，所以把動能轉變成靜壓能。泵的出口部分逐漸

擴大，變成了一個能量轉換的場所。

13.舉例說明為什么多級泵的泵體為圓形？

多級泵的泵體靠近葉輪外固定一個導輪，它把從上一級葉輪

出來的液體導向下一級葉輪，最后導向泵體出口流道。因

為導輪上有許多導向葉片，所以同時也能起到能量轉換的作

用。圖2-4-7為多級離心泵的結構圖。

14.什么叫離心泵的吸入室？

離心泵吸入管接頭到葉輪進口前的空間部分叫吸入室。液

體只有經過吸入室才能流入葉輪。在液體流入葉輪之前，它

的流動狀態要保持平穩，要有均勻的速度分布，要有最小的

流動損失.

圖2-4-70入型離心泵結構圖

1一進水段；2—中段；3一葉輪；4一軸；5一導葉；6—密封環；7—平衡盤；8—平衡環；

9一出水段導葉；10一出水段；11-尾蓋；12—軸套乙；13-軸套螺母；14一軸承乙部件；

15—彈性聯軸器部件；16—軸承甲部件；17—軸套甲18一填料壓蓋；19一填料環；20-

填料

15.舉例說明什么叫錐形管吸入室

離心泵有三種吸入室，即錐形管式、圓環形、半螺旋形吸入室。

錐形管式吸入室如圖2-4-8。

它是最簡單的一種吸入室。由于構造簡單，制造方便，液體的

流速分布均勻，流動阻力損失比較小等，所以一般單級單吸離

心泵多數采用錐形管式吸入室。

16.什么叫離心泵的壓出室和導輪？

離心泵的壓出室和導輪，是泵的能量轉換裝置，它把從葉輪流

出來的液體收集起來，送到下一級葉輪或泵的出口，同時把一

部分動能轉變成為壓力能。

17.壓出室和導輪有哪幾種形式？

有螺旋形渦室、環形壓出室、徑向導輪、流道式導輪和扭曲葉

片式導輪。

18.環形壓出室有什么特點？

環形壓出室如圖2-4-9。

圖2-4-8錐形管吸入室圖2-4-9環形壓出室

環形壓出室的各斷面面積相等，所以各點的流速也相等，液體

對壓出室有沖擊損失，效率比較低。

19.離心泵的軸向力是怎樣產生的？

1）葉輪兩側的液體壓力不對稱。

2）液體從葉輪入口流到出口，因流體的流動方向由軸向變為

40徑向，所以在葉輪上產生反作用力。

20.如何消除離心泵的軸向力？

安裝軸向力平衡裝置，可消除軸向力。如:

1）單級泵可在葉輪上開平衡孔。

2）多級泵的葉輪可對稱安裝。

3）裝平衡盤。

4）采用雙吸葉輪。如圖2-4-10。

5）采用平衡管平衡掉各葉輪間的壓力等。

圖2-4-10雙吸式葉輪

21.軸向力對泵的正常運行有什么害處？

由于軸向力的作用，可以使葉輪產生位移，改變了葉輪和溢流

道的同心度，使流量減少，揚程降低，嚴重時葉輪和泵體發生

摩擦，直至發生設備事故。

22.舉例說明多級泵如何消除軸向力？

采用葉輪對稱布置，如圖2-4-11。即把兩組葉輪的進水方向相

反的裝在軸上，這樣所產生的軸向力就互相抵消了。

23.離心泵為什么要密封？

1）泵軸穿過泵體時必須有間隙。

2）葉輪和泵體間也有間隙。

41

圖2-4-11葉輪對稱布置的多級離心水泵

1—泵體；2—泵蓋；3—葉輪；4―密封環；5一級間隔板；6—

空氣管；7—導管；8—泵軸；9—填料環；10—填料壓蓋；11-

聯軸器；12—軸承體蓋；13—軸承端蓋

這些間隙的存在，增加了泄漏，嚴重時也可能引起事故，也降

低了泵的效率，增加了能量消耗，所以要采用密封的辦法消除

間隙。

24.什么叫軸封？

旋轉的泵軸和靜止的泵體間的密封叫軸封。軸封是為了防止高

壓液體從泵體中漏出或外界空氣漏入泵體內而設的。

25.軸封的辦法有哪些？

通常軸封的辦法有：填料密封、機械密封、浮動環密封、迷宮

式密封等。

26.舉例說明什么叫填料密封？

填料密封是離心泵在密封中用得最多的一種密封形式，

圖2-4-12離心泵的填料密封

1一填料套；2—填料環；3—填料；

4一填料壓蓋；5—長扣雙頭螺栓；6—螺母

填料密封是由填料套、填料環、填料、填料壓蓋、長扣雙頭螺栓

和螺母等組成。它是由填料和軸的外表面緊密接觸來實現密封的。

在正常運行時，必須用壓蓋將填料壓緊，才不至于使液體從泵軸

處泄漏。但也不能壓得太緊，否則軸和填料的摩擦增加，嚴重時

會發熱，降低了泵的效率。

27.填料密封所用材料是什么？

一般為石墨、黃油浸過的棉織物品、石棉、金屬箔包石棉芯、聚

四氟乙烯等。

28.填料密封有什么特點？

一般填料密封的泄漏量為6滴/分鐘左右。填料密封的結構