化工原理论文
泵行业标准体系研究报告
转载请注明出自中国泵技术论坛 http://bbs.pumptech.cn本贴地址：http://bbs.pumptech.cn/viewthread.php?tid=5950 离心泵的工作原理和主要部件
一、离心泵的工作原理
1 离心泵的工作原理
叶轮安装在泵壳2内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。
在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。
2 气缚现象
当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。
为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或防碍泵的正常操作。
二、离心泵的主要部件
主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。
1 叶轮
叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。
叶轮一般有6~12片后弯叶片。
叶轮有开式、半闭式和闭式三种。
开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。 叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。
2 泵壳
作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。
3 轴封装置
作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。
常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。
填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的。
离心泵的工作点及其流量调节
离心泵被安装在特定的管路系统中运行，实际工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关，下面是对影响实际流量的管路特性曲线进行说明。 １．１．管路特性曲线
如图输送系统，在截面1-1’和截面2-2’
之间列柏努利方程可得，
数
那么上式可写成为： (1)在特定管路中输送液体时，管路所需压头Ｈｅ随输送液体Ｑe的平方面变化；
(2)依公式在坐标图上标绘出He~Qe曲线，称为管路特性曲线。此曲线开头由管路布局与操作条件确定，与泵的性能无关。
２．２．离心泵的工作点
将离心泵的特性曲线Ｈ～Ｑ与管路特性
曲线He~Qe绘于同一坐标图上，这两条曲线
的交点称为离心泵的工作点说明：离心泵工
作点所对应的流量与压头既能满足管路系统
要求，又为离心泵所提供。它表示一台特定
泵安装在固定管路系统上时，这台泵实际输
的流量和所提供的压头，也就是将液体按此
流量达到管路所需的压头。
３．３．离心泵流量的调节
（1） （1） 改变出口阀门开度
设离心泵原工作点Ｍ对应的流量为ＱＭ。
若关小出口阀门阻力↑，曲线变陡，
工作点由M→M1，流量QM到QM1减少。
若开大出口阀门阻力↓，曲线变平
坦，工作点由M→M1，流量QM到QM2
增大。
利用阀门调节流量迅速方便，且流
量可连续变化，故通常采用此法调节。
但关小阀门，阻力增大，需额外多消耗
部分动力。
（2） （2） 改变泵的转速
泵的转速改变，其特性曲线也随之改变。
当n向n1增大，泵特性曲线上移，工作
点由Ｍ→Ｍ１，流量QM到QM1增大。
当n向n2减小，泵特性曲线下移，工作
点由Ｍ→Ｍ２，流量QM到QM2减少。
这种调节方法需要价格昂贵的变速机构，且不能做到流量的连续调节，很少采用。但流量随转速降低而减小，动力消耗相应降低，从动力消耗角度考虑则较为合适。
说明：
离心泵的流量调节，其实质上是改变泵的工作点。由于工作点是由泵的特性曲线和管路特性曲线所决定，只要改变丙条特性曲线之一均能达到目的。
① ① 改变阀门开度调节，实质上是改变管路特性曲线；
② ② 改变泵的转速，实质上是改变泵的特性曲线。