离心泵

第一节 离心泵的结构与工作原理

一、泵的类型及应用

泵不仅使用在石油化工生产中，而且在国民经济的各个部门也都有广泛的应用，如城市的给排水、农村的灌溉和排涝、机械工业中机器的润滑和冷却及热电厂和原子能发电站等都要使用泵，所以泵也是一种通用设备。由于泵的用途极为广泛，备输送液体的性质有时差异也很大，为了满足不同场合对泵性能的要求，泵的种类也十分繁多，通常可按工作原理和用途进行分类。 （一）按泵的工作原理分类

按工作原理可分为容积式泵、叶片式泵和其他类型泵。 1、容积式泵

容积式泵是依靠泵内工作容积的大小做周期性变化来输送液体的，当工作容积增大时，泵吸入液体；工作容积减小时、泵排出液体。根据工作机构的运动特点有往复泵和回转泵两种。往复泵的工作机构作往复运动，属于这种类型的有活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。回转泵的工作机构作定轴转动，属于这种类型的有齿轮泵、螺杆泵、滑片泵等。 2、叶片式泵

叶片式泵是依靠一个或数个高速旋转的叶轮推动液体流动、实现液体输送的。根据液体在泵内的流动方向有离心泵、轴流泵、混流泵及漩涡泵。

除了容积式泵和叶片式泵外，还有一些其他类型的泵，如喷射泵、

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水锤泵、电磁泵等。 （二）按泵的用途分类

根据所输送液体的名称或在工艺过程中的具体用途可以直接对泵进行命名，如清水泵、污水泵、泥浆泵、砂泵、耐酸泵、热油泵、低温泵、热水循环泵、锅炉给水泵等。

此外，还可以按泵的驱动方式的不同分为电动泵、气（汽）动泵、水动泵、磁力传动泵和手动泵等。 （三）各类泵的适用范围

不同类型的泵其性能特点不同，适用场合也不同。离心泵主要用于大、中流量和中等压力的场合；往复泵主要用于小流量和高压力的场合；转子泵和漩涡泵则适用于小流量和较高压力的场合。其中离心泵具有适用范围广、结构简单及运转可靠等优点，在石油化工生产及其他相关行业得到了广泛的应用，容积泵只在特定的场合下使用，其他类型泵则应用较少。 二、离心泵的构造及分类

离心泵主要由泵体、泵盖、叶轮、泵轴、轴承及支架、密封装置等组成。离心泵按其结构不同也有多种类型。 1、按叶轮的吸入方式分类

按离心泵所装叶轮的吸入方式，有单吸式离心泵和双吸式离心泵。单吸式离心泵的叶轮只从一侧吸入液体，双吸式离心泵的叶轮从两侧同时吸入液体。单吸式离心泵的叶轮结构简单，制造方便，应用广泛；双吸式离心泵则能输送的流量较大。目前我国生产的单吸式离

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心泵流量为4.5~300m3/h，扬程为8~150m；双吸式离心泵的最大流量在2000m3/h以上，扬程为10~110m3。 2、按所装叶轮的数目分类

泵体中只装有一个叶轮的称为单级泵，在同一根轴上装有两个以上叶轮的称为多级泵，一个叶轮和与其配套的固定原件合称为一个级。液体每经过一级其能量增加一次，所以级数越多，泵的扬程就越高。

3、按泵壳的剖分方式分类

泵壳在泵轴中心线的平面上刨分的称为中开式泵，泵壳在垂直于泵轴中心线的平面上刨分的称为分段式泵。中开式离心泵两级的最多，也可以是单级的或多级的，一般不超过四级，分段式离心泵一般都在三级以上。 三、离心泵的工作原理

离心泵的祖耀工作部件是叶轮，泵在启动前要先将泵内灌满液体，泵启动后叶轮随泵轴一起旋转，叶轮内的液体在离心力作用下沿叶片流道被甩向叶轮外围，流进泵壳继而被送入排液管，在叶轮的叶片进口形成了一定的真空，吸液槽内的液体在大气压力作用下不断地经吸液管进入叶轮，而叶轮中的液体又不断经排液管排出。离心泵是依靠内、外压力差吸入液体，依靠高速旋转获得能量，被叶轮甩出的液体由于是在流通截面逐渐扩大的流道中流动，流速沿流动方向在降低，压力沿流动方向在提高，所以，液体不仅能从排液管排出，并且还能输送到一定的高度。

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如果离心泵在启动前没有在泵壳和吸、排液管中灌满液体，则泵启动后是不能输送液体的，这是应为离心泵的吸、排液口是相通的，叶轮中充有空气时，由于空气的密度比液体的密度小得多，液轮旋转时产生的离心力不足以将叶轮内的空气甩出，叶轮的叶片进口处形不成较高的真空，泵就吸不上液体。所以离心泵在启动前必须灌泵或将叶轮内的空气抽出后才能启动。

第二节 离心泵的性能

表示离心泵工作特性的参数称为离心泵的性能参数。离心泵的主要性能参数包括流量、扬程、功率、效率、允许吸上真空度及允许气蚀余量等。 1、流量

单位时间内从泵的排液管实际排出的液体体积量称为离心泵的流量。流量的常用单位是m3/h、m3/s或L/s，流量的大小可在泵的排液管路中直接用流量计测量，泵的铭牌上所标的流量为离心泵在设计工况点工作时的流量，不是泵的最大流量。 2、扬程

单位重量的液体流过泵时所增加的能量，称为离心泵的扬程。扬程的单位是J/N，简化后为m。虽然泵扬程的单位和高度的单位相同，但不能简单地将其理解为泵所能提升液体的高度。由于液体流过泵时所增加的能量，一部分用于提高液体的压力，一部分用于增加液体的流速，还有一部分用于克服流动阻力，剩下的部分才能用于提升液体的高度，因此，泵所能提升液体高度是小于其扬程的。一般离心泵的

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扬程都是随流量的增大而降低的，泵铭牌上所标扬程为泵在设计工况点工作时的扬程，不是泵的最大扬程。 3、功率

离心泵的功率可用输出功率表示，也可用输入功率表示。单位时间内由原动机传递给泵轴的功称为轴功率；单位时间内泵对输出液体所作的功称为有效功率，它是泵的输出功率，即泵的输入功率中被有效利用的那部分功率。 4、效率

效率是衡量泵工作经济性的指标。由于工作时在泵内衣存在着泄露、流动阻力、机械摩擦等损失，所以泵不可能将原动机输入的功率全部转变为液体的有效功率

第三节 离心泵的气蚀

一、气蚀现象及危害

从前面所述离心泵的工作原理可知，泵在工作时叶轮入口处的压力是低于吸液槽液面压力的，而且叶轮入口处的压力越低，泵的吸入性能就越好。当叶轮入口处的压力低到某一极限值以下时，离心泵就会出现气蚀现象，这对泵的危害是很大的。 1、气蚀现象的产生

离心泵在工作时，当叶轮的叶片进口处的压力低于工作温度下液体的饱和蒸汽压时，液体气化产生气泡，当这些气泡随液体流到叶轮内的高压区时，由于气泡周围的压力大于液体的饱和蒸汽压，使形成气泡的蒸汽重新凝结为液体，气泡破灭。由于这种气泡的产生和破灭

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