流体质点在叶轮内的运动 （1）圆周运动u 圆周运动 （2）相对运动w 相对运动

　　液体在叶轮中的运动由随叶轮旋转的切向速度 u和沿 和沿 两部分组成。 叶片表面相对于叶轮的相对速度 w两部分组成。 两部分组成 （3）合速度c c=uw （4）速度三角形 假定流体与叶轮的相对运动轨迹与叶片的形状完全 一致， 从理论上可确定液流在叶轮进、 一致 ， 从理论上可确定液流在叶轮进 、 出口处的速度三 角形，根据余弦定理： 角形，根据余弦定理： 2 2 2 w = c1 u1 −2cu1cosα1 1 1

　　泵的轴功率和有效功率 泵在运转过程中由于存在种种能量损失，使泵的实际（有 泵在运转过程中由于存在种种能量损失，使泵的实际（ 压头和流量均较理论值为低。 效）压头和流量均较理论值为低。 有效功率： 有效功率：

　　描述压头、轴功率、效率与流量关系（H—Q、N—Q、 描述压头、轴功率、效率与流量关系（ η—Q）的曲线。对实际流体，这些曲线尚难以理论推导，而 ）的曲线。对实际流体，这些曲线尚难以理论推导， 是由实验测定。 是由实验测定。

　　气缚 离心泵若在启动前未充满液体， 离心泵若在启动前未充满液体，则 泵内存在空气， 泵内存在空气，由于空气密度远小于液 体，产生的离心力很小。吸入口十大买球的app处所形 产生的离心力很小。 成的真空不足以将液体吸入泵内，启动 成的真空不足以将液体吸入泵内， 离心泵后不能输送液体，此现象称“ 离心泵后不能输送液体，此现象称“气 缚”。 带滤网的底阀 在吸入管底部安装。底阀为止逆阀， 在吸入管底部安装。底阀为止逆阀， 防止启动前灌入的液体从泵内漏失。滤 防止启动前灌入的液体从泵内漏失。 网防止固体物质进入泵内。 网防止固体物质进入泵内。 调节阀 出口处的压出管道上安装， 出口处的压出管道上安装，供调节流 量时使用。 量时使用。

　　静压头的增量由离心力做功和能量转换所组成： 静压头的增量由离心力做功和能量转换所组成：

　　1、离心泵的理论压头求解的基本假设： 离心泵的理论压头求解的基本假设 假设：

　　（1）叶轮内叶片的数目无限多，叶片的厚度为无限薄，液 叶轮内叶片的数目无限多，叶片的厚度为无限薄， 叶片的数目无限多 厚度为无限薄 体完全沿着叶片的弯曲表面而流动无任何倒流现象； 体完全沿着叶片的弯曲表面而流动无任何倒流现象； （2）液体为粘度等于零的理想液体，没有流动阻力。 液体为粘度等于零的理想液体，没有流动阻力。

　　总压头 H∞ = 动压头 Hdyn 势压头 Hpot 离心泵主要想得到静压头以克服输送阻力， 离心泵主要想得到静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。 置蜗壳使流体的动压头转换成势压头。转换过程必然有 机械能损耗， 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。 中所占的比例。 离心泵总是采用后弯叶片以获得较高的能量利用率。 离心泵总是采用后弯叶片以获得较高的能量利用率。 离心泵基本方程式为一直线 离心泵基本方程式为一直线

　　叶轮的作用：直接给液体传递能量的部件。 叶轮的作用：直接给液体传递能量的部件。

　　离心泵的泵壳通常制成蜗牛型，故又称为蜗壳。 离心泵的泵壳通常制成蜗牛型，故又称为蜗壳。 泵壳的作用：汇聚由叶轮流出的液体，同时转换能量。 泵壳的作用：汇聚由叶轮流出的液体，同时转换能量。 轴封装置 分为填料密封装置和机械密封装置两种。 分为填料密封装置和机械密封装置两种。

　　泵的轴功率不可能全部转变为有效功率， 泵的轴功率不可能全部转变为有效功率，即有效功率小于轴 功率。泵的有效功率与轴功率之比称为效率， 表示。 功率。泵的有效功率与轴功率之比称为效率，用η表示。 表示 总效率η 总效率η：

　　离心泵的效率低主要是由于容积损失、水力损失、 离心泵的效率低主要是由于容积损失、水力损失、机械损失 容积损失 的原因。 的原因。

　　离心泵特性曲线，一般都是在一定的转速下， 离心泵特性曲线，一般都是在一定的转速下，以常温的 清水为介质实验测得的。 清水为介质实验测得的。如输送其他密度和粘度与水不同的 液体时，泵的性能会发生变化。 液体时，泵的性能会发生变化。此外改变泵的转速和叶轮直 泵的性能也会发生变化。 径，泵的性能也会发生变化。 影响离心泵性能的因素很多，其中包括液体性质（密度ρ和 影响离心泵性能的因素很多，其中包括液体性质（密度 和 粘度µ等）、泵的结构尺寸 泵的结构尺寸（ ）、泵的转速 泵的转速n等 粘度 等）、泵的结构尺寸（如D2和β2）、泵的转速 等。

　　方程推导 假设液体为理想流体， 假设液体为理想流体，沿任何一个叶片对叶轮进出口截 面列柏努利方程， 面列柏努利方程，可得单位重量流体从旋转的叶轮获得的机 械能，即离心泵的理论压头或扬程： 械能，即离心泵的理论压头或扬程：

　　密度的影响 （1）密度的影响 离心泵的流量、压头均与液体密度无关， 离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液 流量 体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时， 体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q与η与 Q曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。 曲线基本不变， 泵的轴功率与液体密度成正比。 曲线基本不变 注意：叶轮进、 正比于液体密度。 注意：叶轮进、出口的压差 ∆p 正比于液体密度。

　　离心泵实际方程式为一曲线 离心泵实际方程式为一曲线 原因： 原因： 容积损失 水力损失 机械损失

　　泵的流量（又称送液能力）是 泵的流量（又称送液能力） 离心泵 指单位时间内泵所输送的液体 体积， 体积，离心泵的流量决定于泵 储槽 的结构尺寸和转速。 的结构尺寸和转速。 扬程 泵的扬程（又称泵的压头） 泵的扬程（又称泵的压头）是指单位重量液体流经泵后所 获得的能量，其由如右上所示实验测定。 获得的能量，其由如右上所示实验测定。 如右图所示，在泵的进出口处分别安装真空表和压力表， 如右图所示，在泵的进出口处分别安装真空表和压力表， 在真空表与压力表之间列柏努得方程式， 在真空表与压力表之间列柏努得方程式，即

　　离心泵主要由旋转的叶轮和固定 的泵壳所构成，叶轮上有4~6片后弯 的泵壳所构成，叶轮上有 片后弯 叶片，泵壳成蜗壳形。 叶片，泵壳成蜗壳形。 叶轮高速旋转，液体获得能量， 叶轮高速旋转，液体获得能量， 进入泵壳 ，由于流道扩大而将部分 动能转化为静压能，达到较高的压强， 动能转化为静压能，达到较高的压强， 最后沿切向流入压出管道。 最后沿切向流入压出管道。叶轮中心 处形成真空， 处形成真空，在液面压力与泵内压力 的压差作用下，不断地吸入和排出液 的压差作用下， 体。

　　当入口速度三角形的夹角等于 90度时，即液体从半径方 度时， 度时 向进入叶轮的理论压头 H∞ 最大。 ∞ 最大。 c2u2cosα2 =

　　（1）H－Q曲线 压头随流量的增大而降低。 压头随流量的增大而降低。 （2）N－Q曲线 轴功率随流量增大而上升， 轴功率随流量增大而上升，流量 为零时轴功率最小。离心泵启动时， 为零时轴功率最小。离心泵启动时， 应关闭泵的出口阀门， 应关闭泵的出口阀门，使起动电流减 保护电机。 小，保护电机。 （3）η－Q曲线 流量增大， 流量增大，泵的效率上升并达到 一最大值，流量再增大效率就下降。 一最大值，流量再增大效率就下降。 在一定转速下，泵的轴功率随输送流量的增加而增大， 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。 零时，轴功率最小。关闭出口阀启动离心泵，启动电流最小。 性能参数为最高效率时的数据。 离心泵铭牌上标出的 性能参数为最高效率时的数据。一般将最 的范围称为泵的高效区，应尽量在该范围内。 高效率值的 92% 的范围称为泵的高效区，应尽量在该范围内。

　　由上式可知：叶片直径增加、转速增加则泵的压头增加。 由上式可知：叶片直径增十大买球的app加、转速增加则泵的压头增加。 根据叶片的离角或流动角 β2 ，可将叶片分为三类： 可将叶片分为三类： （1）后弯叶片

　　（2）粘度的影响 粘度的影响 当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的 当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时， 能量损失增大，导致泵的流量、压头减小，效率下降， 能量损失增大，导致泵的流量、压头减小，效率下降，但轴 功率增加，泵的特性曲线均发生变化。 功率增加，泵的特性曲线）离心泵的转速对特性曲线的影响 离心泵的转速对特性曲线的影响 转速 当转速由n 改变为n 其流量、 当转速由 1 改变为 2 时，其流量、压头及功率的近似关 系为： 系为：