第三章 離心泵

第三章離心泵

centrifugalpump

第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)第三節(jié)離心泵的相似理論和比轉(zhuǎn)數(shù)第四節(jié)船用離心泵的自吸第五節(jié)離心泵的汽蝕第六節(jié)離心泵的管理復(fù)習(xí)思考題第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)葉輪式泵的分類：離心泵………液體軸向進(jìn)入，徑向流出；軸流泵………液體軸向進(jìn)入，軸向流出；混流泵………液體沿軸線的傾斜方向進(jìn)入，仍然是沿軸線的傾斜方向流出。離心泵的優(yōu)缺點(diǎn)：

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作；

2.流量大，流量均勻；

3.重量輕，運(yùn)動(dòng)部件少，轉(zhuǎn)速高；

4.泵送的液體粘度范圍廣；

5.無自吸能力。第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)一、工作原理第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)一、工作原理

泵軸帶動(dòng)葉輪一起旋轉(zhuǎn)，充滿葉片之間的液體也隨著旋轉(zhuǎn)，在慣性離心力的作用下液體從葉輪中心被拋向外緣的過程中便獲得了能量，使葉輪外緣的液體靜壓強(qiáng)提高，同時(shí)也增大了流速，一般可達(dá)15～25m/s。

液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，液體的流速逐漸降低，又將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使泵出口處液體的壓強(qiáng)進(jìn)一步提高。液體以較高的壓強(qiáng)，從泵的排出口進(jìn)入排出管路，輸送至所需的場(chǎng)所第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式

離心泵的流量、壓頭、軸功率、效率、轉(zhuǎn)速等性能參數(shù)表示一臺(tái)泵的整體性能。泵在高效區(qū)工作，可得到最經(jīng)濟(jì)、最合理的使用。

離心泵因能量的轉(zhuǎn)遞方式不同于容積式泵，單位液體所獲得的能量（壓頭、揚(yáng)程）H與葉輪的尺寸和轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。先分析液體在葉輪中的流動(dòng)情況→再建立壓頭方程式→后分析其規(guī)律→得到管理的要點(diǎn)

為簡(jiǎn)化液體在葉輪內(nèi)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，作兩點(diǎn)假設(shè)：①葉輪內(nèi)葉片的數(shù)目為無窮多，即葉片的厚度為無限薄，從而可以認(rèn)為液體質(zhì)點(diǎn)完全沿著葉片的形狀而運(yùn)動(dòng)，亦即液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片的外形相重合；②輸送的是理想液體，由此在葉輪內(nèi)的流動(dòng)阻力可忽略。1.液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)情況及速度三角形第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式(早在1754年，瑞士數(shù)學(xué)家歐拉就提出了葉輪式水力機(jī)械的基本方程式，奠定了離心泵設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ))*相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度ω：它是以與液體一起作等角速度的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)為參照系，液體質(zhì)點(diǎn)沿葉片從葉輪中心流到外緣的運(yùn)動(dòng)速度，即相對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度ω。*絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度c：它是以固定于地面的靜止坐標(biāo)作為參照系的液質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，稱為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度用c表示。三者關(guān)系：

速度三角形如圖示：三個(gè)速度構(gòu)成了速度Δ，α表示c與u之間的夾角，β表示ω與u反方向延長(zhǎng)線之間的夾角，α，β稱為流動(dòng)角，其大小與葉輪的結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)余弦定理，則：1.液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)情況及速度三角形第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪內(nèi)的速度有三個(gè)：*圓周運(yùn)動(dòng)速度u：葉輪帶動(dòng)液體質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的速度，若將c分解為徑向分量Cr和圓周分量Cu，則分別為：（得出的公式結(jié)論將在后面用） 則：1.液體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)情況及速度三角形第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式2.離心泵的揚(yáng)程方程式1）理想壓頭方程式（歐拉公式）揚(yáng)程等于單位重量液體通過泵后所具有的能量增值（即液體離開葉輪和進(jìn)入葉輪時(shí)的壓頭之差）。勢(shì)能壓力能速度能第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式1）理想壓頭方程式（歐拉公式）(續(xù)）☆假設(shè)葉輪不轉(zhuǎn)，液體仍以葉輪回轉(zhuǎn)時(shí)那樣的相對(duì)速度ω通過葉輪，其能量表達(dá)式：（站在葉輪上看液體）☆實(shí)際上葉輪在轉(zhuǎn)，液體在過程中獲得離心力所作的功W，其能量表達(dá)式：（站在泵的殼體上看液體）2.離心泵的揚(yáng)程方程式第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式☆離心力對(duì)單位重量液體所作的功W：離心力＝1）理想壓頭方程式（歐拉公式）(續(xù)）2.離心泵的揚(yáng)程方程式第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式離心力做的功（3）壓頭公式（1）能量表達(dá)公式（2）（3）式代于（2）式后，在代于（1）式，得歐拉方程I式：Hp（靜壓頭）Hc(動(dòng)壓頭)離心力的作用下葉輪旋轉(zhuǎn)所增加的靜壓頭葉片間通道面積逐漸加大使液體的相對(duì)速度減少所增加的靜壓頭液體流經(jīng)葉輪后所增加的動(dòng)壓頭（在蝸殼中其中一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能）Hp用于克服裝置中的流阻、液位差和反壓。要求Hp大于這三者之和。Hc表現(xiàn)為液流的絕對(duì)速度增加。要求Hc不宜過大，因?yàn)镠c大流阻大。歐拉方程I式速度三角形和余弦定律：得：（4）（1）將（4）式代于（1）式后，得：歐拉方程II式2）對(duì)歐拉方程II式的分析歐拉方程II式①在離心泵設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭，一般使α1＝90°

（液體徑向進(jìn)入葉片間通道），cosα1＝0歐拉方程II式2.離心泵的揚(yáng)程方程式第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式②根據(jù)速度三角形2）對(duì)歐拉方程II式的分析(續(xù)）α2c2u=c2cosα2

=u2–cr2ctgβ2w2α2c2u2cr2c2uβ2將上兩式代入歐拉方程II式后，得：設(shè)葉輪的外徑為D2，葉輪出口處的寬度為b2，理論流量QT?=cr2A

，則：β2β22.離心泵的揚(yáng)程方程式第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式稱為離心泵的基本方程式α2β2u2c2w2β22）對(duì)歐拉方程II式的分析(續(xù)）2.離心泵的揚(yáng)程方程式第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式2.離心泵的揚(yáng)程方程式第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式3)對(duì)離心泵基本方程式的討論：①HT?與轉(zhuǎn)速n有關(guān)：n↑→HT?↑；反之相反；HT?與D有關(guān),即與葉輪的直徑有關(guān)，增大葉輪直徑，揚(yáng)程增加。②

HT?與β2有關(guān),即與葉片型式有關(guān)；?。┖髲澣~片（葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反）

ⅱ）徑向葉片ⅲ）前彎葉片2.離心泵的揚(yáng)程方程式第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式3)對(duì)離心泵基本方程式的討論：③與流量之間的關(guān)系前彎式葉片后彎式葉片直葉式葉片④與輸送的液體性質(zhì)無關(guān)，公式中無液體的性能參數(shù)

。(pd-ps)=ρgH

壓頭不變，泵送不同的液體，其產(chǎn)生的吸排壓差不同。第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)二、離心泵的壓頭方程式2.離心泵的揚(yáng)程方程式3)對(duì)離心泵基本方程式的討論：?。┖髲澣~片（葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反）ⅱ）徑向葉片ⅲ）前彎葉片靜壓大、動(dòng)壓小、噪音小、效率高、工作平穩(wěn)、不會(huì)過載。靜壓小、動(dòng)壓大、噪音大、效率低、能量轉(zhuǎn)換中損失大、適宜風(fēng)機(jī)工況。介于后彎葉片與前彎葉片之間。對(duì)葉片出口角β2的討論：靜壓大、動(dòng)壓小、噪音小、效率高、工作平穩(wěn)、不會(huì)過載。對(duì)葉片出口角β2的討論：三、離心泵的定速特性曲線分析

離心泵的定速特性曲線：在既定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的揚(yáng)程、功率、效率等參數(shù)與流量的函數(shù)關(guān)系曲線稱之。①

葉輪上的葉片數(shù)目是有限的6～12片，葉片間的液流并不是由許多完全相同的單元流束組成，導(dǎo)致泵的壓頭降低。

②

液體在葉片間流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)存在軸向渦流，其直接影響速度頭，導(dǎo)致泵的壓頭降低。

③

液體具有粘性，在泵內(nèi)存在磨擦等。

④

泵內(nèi)有各種泄漏現(xiàn)象，實(shí)際的Q小于QT∞

第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)1）揚(yáng)程－流量曲線2）功率－流量曲線QHN-QN

流量為零時(shí)，功率最小，適合采用封閉啟動(dòng)。大功率離心泵此時(shí)電機(jī)的啟動(dòng)電流最小，對(duì)船舶電站沖擊最小。35～50%N額第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)三、離心泵的定速特性曲線分析

根據(jù)理論流量Q和理論揚(yáng)程Ht求出泵的水力功率，即可作出Qt-Ph曲線。3）效率－流量曲線

根據(jù)曲線和曲線，求出每一流量時(shí)的效率，即可作出實(shí)際流量與效率的關(guān)系曲線。三、離心泵的定速特性曲線第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)HNN-QH-Qη-QηQ三、離心泵的定速特性曲線分析當(dāng)泵轉(zhuǎn)速n一定時(shí)，由實(shí)驗(yàn)可測(cè)得H～Q，Na～Q，η～Q，這三條曲線稱為性能曲線，由泵制造廠提供,供泵用戶使用。泵廠以20℃清水作為工質(zhì)做實(shí)驗(yàn)測(cè)定性能曲線。?。〩～Q，Q↑→H↓，呈拋物線H=A－BQ2ⅱ）Na～Q，Q↑→Na↑，當(dāng)Q=0，Na最小ⅲ）η～Q，Q↑→η先↑后↓，存在一最高效率點(diǎn)，此點(diǎn)稱為設(shè)計(jì)點(diǎn)。與ηmax對(duì)應(yīng)的H，Q，Na值稱為最佳工況參數(shù)，也是銘牌所標(biāo)值。泵的高效率區(qū)η=92%ηmax，這一區(qū)域定為泵的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍。三、離心泵的定速特性曲線第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)三、離心泵的定速特性曲線分析4）實(shí)測(cè)的定速特性曲線四、管路特性曲線和泵的工況點(diǎn)1.管路特性曲線液體流過既定的管路時(shí)，它所需的壓頭H與流量之間的函數(shù)關(guān)系：ZpdrpsrH=Hst+∑h＝Z+(pdr-psr)/ρg+KQ2∑h：管路阻力，等于KQ2Hst：高度差和壓力差，等于Z+(pdr-psr)/ρgZ(pdr-psr)/ρgHQ管路阻力增加→阻力曲線變陡靜壓頭增加→靜壓線上移第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)四、管路特性曲線和泵的工況點(diǎn)2.離心泵的壓頭和流量的實(shí)用公式壓頭公式：K=0.0001~0.00015nr/minD2

葉輪外徑m流量公式：（適用場(chǎng)合為排送冷水的離心泵，設(shè)計(jì)的進(jìn)口流速大約在3m/s左右）D1

泵吸入口直徑（單位吋）1吋＝25.4mm第一節(jié)離心泵的工作原理和性能特點(diǎn)第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)SuctionanddischargeflangeImpeller

ShaftsealShaft第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)葉輪的型式：一、葉輪和壓出室第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)葉輪的型式：開式半開式閉式單側(cè)吸入式雙側(cè)吸入式一、葉輪和壓出室第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)葉輪的型式：開式半開式閉式壓出室

作用：（1）匯集由葉輪甩出的液體。（2）是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。（3）減少液體自葉輪甩出的液體與蝸殼間撞擊而產(chǎn)生的摩擦損失。分類：渦殼導(dǎo)輪一、葉輪和壓出室第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)渦殼泵和導(dǎo)輪泵的區(qū)別：一、葉輪和壓出室第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)渦殼泵（與導(dǎo)輪泵相比）在非設(shè)計(jì)工況效率變化較小，高效率工作區(qū)較寬，水力性能更完善；在非設(shè)計(jì)工況下會(huì)產(chǎn)生不平衡徑向力；單級(jí)、兩級(jí)泵一般多為渦殼式；三級(jí)以上的泵多為導(dǎo)輪式。導(dǎo)輪式多級(jí)泵由各級(jí)葉輪、導(dǎo)輪和徑向剖分的各段泵殼沿軸向組裝而成，故又稱分段式多級(jí)泵加工簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊；隨級(jí)數(shù)增加，其重量相應(yīng)比渦殼式可減輕20％～50％；缺點(diǎn)是零件較多，拆修不便。第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)二、離心泵的密封裝置密封環(huán)分類間隙要求（表3-1）檢查（涂色法）軸封填料：是由植物纖維、人造纖維、石棉纖維等編織物或以有色金屬為基體，輔以某些浸漬材料或充填材料制成的繩狀物。第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)二、離心泵的密封裝置水封環(huán)的作用填料密封合理的漏泄量是漏泄液體應(yīng)保持每分鐘不超過60滴。第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)三、離心泵的軸向力1.軸向力的產(chǎn)生

液體壓力的分布沿徑向呈拋物線規(guī)律葉輪兩側(cè)壓力不對(duì)稱軸向力方向由葉輪后蓋指向葉輪進(jìn)口端大小單級(jí)壓頭m單級(jí)壓頭m經(jīng)驗(yàn)系數(shù)0.6～0.8密封環(huán)半徑輪轂半徑2.軸向力的平衡方法1）止推軸承2）平衡孔或平衡管3）雙吸葉輪或葉輪對(duì)稱布置4）平衡盤第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)三、離心泵的軸向力2.軸向力的平衡方法（續(xù)）組成：葉輪、平衡盤（固定在泵軸上）、平衡室、卸放管（連接泵吸口）pc葉輪背面壓力降pA→b1隙→pB

pB

＜pApB→b2隙→pC

pC

＜pB

泵壓頭穩(wěn)定時(shí)：pA、pB

、pC均不變泵軸軸向穩(wěn)定

pA↑→軸左移→b2↓→pB↑→軸右移（直到新的平衡）

pA↓反之相反第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)三、離心泵的軸向力4）平衡盤1-平衡盤；2-平衡板；3-平衡套；4-末級(jí)葉輪第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)四、離心泵的徑向力1.徑向力的產(chǎn)生（只對(duì)渦殼式離心泵）設(shè)計(jì)工況時(shí)，徑向力為零（流出葉輪的液流不會(huì)與渦室的液流發(fā)生撞擊）；泵流量小于額定流量時(shí)，徑向力向渦室截面小的方向；泵流量大于額定流量時(shí)，徑向力向渦室截面大的方向。第二節(jié)離心泵的一般結(jié)構(gòu)四、離心泵的徑向力2.徑向力的平衡實(shí)際流量偏離額定流量越遠(yuǎn)、泵的壓頭越高、泵的尺寸D2和B2越大，產(chǎn)生的徑向力越大。離心泵泵軸的徑向力是交變負(fù)荷。只有壓頭和尺寸特別大的泵，才采用特殊的平衡徑向力的措施。第三節(jié)離心泵的相似理論和比轉(zhuǎn)數(shù)相似理論的意義：了解泵在改變n或線性尺寸時(shí)性能參數(shù)變化關(guān)系；用它來推導(dǎo)出離心泵的相似準(zhǔn)則數(shù)——比轉(zhuǎn)數(shù)，作為對(duì)離心泵的分類。一、相似條件1、幾何相似2、運(yùn)動(dòng)相似3、動(dòng)力相似1.分析葉輪、葉片的形狀；2.分析Ｈ、Ｐ、η與Ｑ的關(guān)系及變化趨勢(shì)；3.作為葉輪式泵的分類標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；4.了解性能，合理使用。1、幾何相似2、運(yùn)動(dòng)相似3、動(dòng)力相似兩泵過流部分相應(yīng)的幾何尺寸比值相等，葉片數(shù)及對(duì)應(yīng)的葉片安裝角也相等。兩泵各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相應(yīng)速度方向相同，比值相等，即對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度三角形相似。兩泵各對(duì)應(yīng)點(diǎn)作用于流體質(zhì)點(diǎn)上的同名力方向相同，比值相等。慣性力、粘性力、重力、壓力等。一、相似條件第三節(jié)離心泵的相似理論和比轉(zhuǎn)數(shù)二、相似定律

滿足相似條件的離心泵流量、壓頭、功率存在下述關(guān)系第三節(jié)離心泵的相似理論和比轉(zhuǎn)數(shù)1、流量相似關(guān)系2、壓頭相似關(guān)系3、功率相似關(guān)系－－－－－離心泵相似三定律特例：比例定律三、比轉(zhuǎn)數(shù)ns

只包括泵的設(shè)計(jì)參數(shù)Q、H、n，不包括幾何尺寸的相似準(zhǔn)則第三節(jié)離心泵的相似理論和比轉(zhuǎn)數(shù)3.65是最早適用比轉(zhuǎn)數(shù)的水輪機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，為保持統(tǒng)一起見，亦沿用至今。其它國(guó)家采用的比轉(zhuǎn)數(shù)公式中的系數(shù)不一定是3.65，美國(guó)是14.16，英國(guó)是12.89，日本是2.12，德國(guó)是3.65。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，以型式數(shù)K來代替比轉(zhuǎn)數(shù)ns。1）ns小的泵，葉片較“窄長(zhǎng)”，反之相反；2）ns小的泵，H/Q的比值較大，反之相反；3）ns小的泵，H～Q曲線較平坦，反之相反；4）ns增大，H-Q曲線變陡、P-Q曲線變平、高效區(qū)變窄。第四節(jié)船用離心泵的自吸離心泵無自吸能力，船用離心泵實(shí)現(xiàn)自吸的方法：采用特殊的泵殼型式或主泵自帶引水真空泵；附設(shè)用以抽氣的自動(dòng)引水裝置；采用真空箱集中引水系統(tǒng)。第四節(jié)船用離心泵的自吸一、自吸式離心泵1）外混合式自吸離心泵

3CZL-9型船用、自吸、立式能在120s內(nèi)，在吸高≤5米的情況下自動(dòng)吸入液體吸入單向閥吸入室氣液分離室外流道內(nèi)混合式：分離后的液體返回到葉輪的吸入口。外混合式：分離后的液體返回到葉輪的四周。第四節(jié)船用離心泵的自吸一、自吸式離心泵2）6CBLZ-7型串、并聯(lián)自吸式離心泵串聯(lián)工作并聯(lián)工作自吸功能自帶雙作用水環(huán)泵第四節(jié)船用離心泵的自吸一、自吸式離心泵2）6CBZ-7型串、并聯(lián)自吸式離心泵串聯(lián)工作并聯(lián)工作自吸功能自帶雙作用水環(huán)泵“啟動(dòng)”←2→“工作”待示水管出水為正常雙作用水環(huán)泵第四節(jié)船用離心泵的自吸二、設(shè)置自動(dòng)引水裝置1）帶離合器的水環(huán)泵引水裝置截至止回閥3可改用自動(dòng)閥9離合器雙作用水環(huán)泵控制桿液壓缸氣液分離柜噴射泵電磁閥壓力繼電器第四節(jié)船用離心泵的自吸二、設(shè)置自動(dòng)引水裝置2）主泵延時(shí)啟動(dòng)的空氣噴射器引水裝置第五節(jié)離心泵的汽蝕一、氣蝕現(xiàn)象及危害低壓區(qū)→產(chǎn)生氣泡→高壓區(qū)→氣泡破裂→產(chǎn)生局部真空→水力沖擊→發(fā)生振動(dòng)、噪音，對(duì)部件產(chǎn)生麻點(diǎn)、蜂窩狀的破壞現(xiàn)象。泵的流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓力最低的部位在此。泵的流量大于設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓力最低的部位在此。第五節(jié)離心泵的汽蝕一、氣蝕現(xiàn)象及危害低壓區(qū)→產(chǎn)生氣泡→高壓區(qū)→氣泡破裂→產(chǎn)生局部真空→水力沖擊→發(fā)生振動(dòng)、噪音，部件產(chǎn)生麻點(diǎn)、蜂窩狀的破壞現(xiàn)象。二、氣蝕余量Δh指泵的入口處的液體具有的壓頭與液體汽化時(shí)的壓頭(飽和蒸汽壓頭pv

/ρg）之差。又稱NPSH靜正吸上水頭（NetPositiveSuctionHead）有效氣蝕余量Δha……泵工作時(shí)，實(shí)際具有的氣蝕余量。必需氣蝕余量Δhr……為避免氣蝕所必需的氣蝕余量。必需氣蝕余量Δhr很難用理論準(zhǔn)確求得，均用試驗(yàn)確定。等于試驗(yàn)中的臨界氣蝕余量Δhc

加上0.3m。（Δhr＝Δhc+0.3m）必需氣蝕余量Δhr取決于泵的結(jié)構(gòu)型式和流量。必需氣蝕余量Δhr和允許吸上真空高度Ｈs均由試驗(yàn)得出，均來表示泵的吸入性能好壞。4第五節(jié)離心泵的汽蝕（cavitation）ΔhaΔhrH當(dāng)有效氣蝕Δha降到低于必需氣蝕余量Δhr時(shí)，產(chǎn)生噪音、振動(dòng)、壓頭明顯降低，稱不穩(wěn)定氣蝕區(qū)。當(dāng)有效氣蝕Δha進(jìn)一步降低，噪音和振動(dòng)并不強(qiáng)烈，壓頭和流量脈動(dòng)消失，特性曲線呈一條下垂線，稱“斷裂工況”，也稱“穩(wěn)定氣蝕”。HQ三、氣蝕特性曲線第五節(jié)離心泵的汽蝕（cavitation）Δha3ΔhrHHQΔha2Δha1Zs3Zs2Zs1對(duì)于不同的吸高Zs（Zs3

>Zs3>Zs3）吸高Zs越大，有效氣蝕余量Δha越小，斷裂工況向小流量的方向移動(dòng)，泵不發(fā)生氣蝕的流量范圍越小。}有效氣蝕余量Δha三、氣蝕特性曲線第五節(jié)離心泵的汽蝕（cavitation）第五節(jié)離心泵的汽蝕（cavitation）四、防止氣蝕的措施１．避免發(fā)生氣蝕的措施１）降低液體溫度（使對(duì)應(yīng)的液體飽和壓力降低）；２）減小吸上高度或變凈正吸入為灌注吸入（使吸口壓力增大）；３）降低吸入管阻力（采用粗而光滑的吸管，減少管路附件等）；４）關(guān)小排出閥或降低泵轉(zhuǎn)速（降低流量）。２．提高泵抗蝕性能的措施１）改進(jìn)葉輪入口處形狀（加大進(jìn)口直徑、加大葉片進(jìn)口邊的寬度、增大葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑、采用扭曲葉片、加設(shè)誘導(dǎo)輪）；２）采用抗蝕材料（鋁鐵青銅、2Gr13、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻合金）；３）葉輪表面光滑，葉片流道圓滑。第六節(jié)離心泵的管理

所謂離心泵的工作點(diǎn)是指離心泵的性能曲線（H～Q曲線）與管路特性曲線的交點(diǎn)，即在H～Q坐標(biāo)上，分別描點(diǎn)作出兩曲線的交點(diǎn)M點(diǎn)。Q一、離心泵工況調(diào)節(jié)的方法

1.節(jié)流調(diào)節(jié)法2.回流調(diào)節(jié)法3.變速調(diào)節(jié)法4.氣蝕調(diào)節(jié)法第六節(jié)離心泵的管理一、離心泵工況調(diào)節(jié)的方法

1.節(jié)流調(diào)節(jié)法改變出口閥的開度，實(shí)際改變了管路特性曲線。閥門關(guān)小，管路阻力增大，管路特性曲線上移，工作點(diǎn)由M→M'點(diǎn)，流量減小。特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性較差、阻力損失大，流量小工作時(shí)液體易發(fā)熱。不宜采用調(diào)節(jié)吸入閥，因會(huì)使吸入壓力降低，產(chǎn)生氣蝕。第六節(jié)離心泵的管理一、離心泵工況調(diào)節(jié)的方法

2.回流調(diào)節(jié)法打開旁通閥并調(diào)節(jié)其開度，實(shí)際改變了管路特性曲線。打開旁通閥，管路阻力減小，管路特性曲線變平，工作點(diǎn)由M→M’點(diǎn)，泵流量增大，主管流量變小，旁通管有液流。特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性很差，減小主管的流量反而使泵的流量和軸功率增加。HQR1旁通閥全關(guān)時(shí)管路特性R2新增旁通管路的特性（全關(guān)）R旁通閥全開時(shí)管路特性Q1Q’Q2Q’Q1Q2MM’旁通管流量0～Q2主管流量Q～Q1QQ～Q’泵出口流量｝R’2新增旁通管路的特性（全開）第六節(jié)離心泵的管理一、離心泵工況調(diào)節(jié)的方法

3.變速調(diào)節(jié)法改變泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)際改變了離心泵的特性曲線。轉(zhuǎn)速增加，特性曲線向上平移，流量增大；轉(zhuǎn)速降低，特性曲線向下平移，流量減小。流量、壓頭、功率的變化為：特點(diǎn)：裝置復(fù)雜（變頻交流電機(jī)）、流量變化大時(shí)，能保持在高效率區(qū)工作，經(jīng)濟(jì)性好。一、離心泵工況調(diào)節(jié)的方法

4.氣蝕調(diào)節(jié)法改變泵進(jìn)口的液柱高度，使泵在穩(wěn)定氣蝕狀況下工作（A點(diǎn)）。凝水水位降低，即泵的流注吸高減小，有效氣蝕余量減小，斷裂工況線向小流量方向移動(dòng)，工況點(diǎn)變化方向?yàn)锳1→A2→A3。HQ特點(diǎn)：很方便的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，經(jīng)濟(jì)性好。工況變化會(huì)短時(shí)間通過不穩(wěn)定氣蝕區(qū)，需采用抗蝕性好的材料制作葉輪。RA1A2A3流注高度減小冷凝器鍋爐給水泵第六節(jié)離心泵的管理二、離心泵串、并聯(lián)工作

1.串聯(lián)工作HQH1H2HQAAR流量相同壓頭疊加Q=Q1=Q2H=H1+H2注意：H提高后，末級(jí)的泵的密封和強(qiáng)度。第六節(jié)離心泵的管理二、離心泵串、并聯(lián)工作2.并聯(lián)工作注意：兩臺(tái)泵的特性不同，并聯(lián)工作時(shí)，工作點(diǎn)會(huì)在壓頭大的泵上（KL）段，使壓頭小的泵產(chǎn)生倒灌，在零流量下運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)熱。HQ壓頭相同流量疊加H=H1=H2Q=Q1+Q2HQ1Q2Q兩泵單獨(dú)工作時(shí)：Q’1+Q’2=Q’>QH’1<HH’2<HQ’1Q’2H’1H’2KL第六節(jié)離心泵的管理單泵兩泵并聯(lián)合成曲線兩泵串聯(lián)合成曲線①低阻管路②高阻管路③Q3串Q3并Q1串Q1并Q2串Q2并QH實(shí)際情況多數(shù)屬于單泵工作，只是流量達(dá)不到指定要求，因此，若以增大流量為目的，則泵的串，并聯(lián)的選擇取決于管路特性曲線。二、離心泵串、并聯(lián)工作選擇1）對(duì)管路特性曲線①而言，Q1并=Q1串，并、串聯(lián)相同。2）對(duì)管路特性曲線②而言，Q2并＞Q2串，采用并聯(lián)。（低阻管路）3）對(duì)管路特性曲線③而言，Q3并＜Q3串，采用串聯(lián)。（高阻管路）第六節(jié)離心泵的管理三、離心泵的葉輪切割切割定律QHPηΔhrRD2D’2PBPAP’H’Q’特性曲線上下平移，參數(shù)變化如切割定律。葉輪切割有要求：第六節(jié)離心泵的管理四、離心泵輸送粘性液體

液體的運(yùn)動(dòng)粘度大于20mm2/s時(shí)，其參數(shù)Q、H、P、η均將發(fā)生變化。粘度增加后，特性曲線降低，管路阻力增加，流量減少得多，壓頭和功率變化較小。第六節(jié)離心泵的管理五、離心泵的使用和檢修1.啟動(dòng)、運(yùn)行、停車；2.檢修時(shí)的注意事項(xiàng)。六、離心泵常見故障的分析1.啟動(dòng)后不能供液；2.流量不足；3.電機(jī)過載；4.運(yùn)轉(zhuǎn)中振動(dòng)過大，產(chǎn)生異常聲響。第六節(jié)離心泵的管理1）機(jī)械方面2）液體方面氣蝕現(xiàn)象、喘振現(xiàn)象（具有凸峰壓頭曲線的離心泵被用于壓力液柜或冷卻器）。喘振（1）液位上升→管阻線Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ上移，工作點(diǎn)A→B→C變化，發(fā)生工況點(diǎn)在B→C→O之間周而復(fù)始地循環(huán)，導(dǎo)致周期性的水擊、噪聲和振動(dòng)。壓力液柜4.運(yùn)轉(zhuǎn)中振動(dòng)過大，產(chǎn)生異常聲響第六節(jié)離心泵的管理六、離心泵常見故障的分析喘振（2）K處有氣體，壓力不高→工況點(diǎn)在A，L后處管阻大→管阻曲線為→

R，K處壓力上升，管阻曲線Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ上移，工作點(diǎn)A→

B→C

，直至流量降為零，而后K處壓力迅速下降→，發(fā)生工況點(diǎn)在B→C→O之間周而復(fù)始地循環(huán)，發(fā)生周期性的水擊、噪聲和振動(dòng)。LⅢC1）機(jī)械方面2）液體方面氣蝕現(xiàn)象、喘振現(xiàn)象（具有凸峰壓頭曲線的離心泵被用于壓力液柜