1
船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
一、工作原理
二、扬程方程式
第三章 离心泵 [Centrifugal Pump]
第一节 离心泵原理和性能特点
三、定速特性曲线
四、管路特性曲线和工况点
五、扬程和流量估算
六、特点
2
船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
一、工作原理
悬臂式单级离心泵
叶轮用左旋螺纹螺帽固定在泵轴上,防止反复起
动因惯性而松动。也有的采用带锁紧螺帽的螺帽。
蜗壳将液体平稳导向扩压管，扩压管将大部分动
能变为压力能。
3
船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
4
船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
5
船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
二、扬程方程式
1,液体在叶轮中的流动情况（二点假设为基础）
u,圆周速度
?,相对速度绝对速度, c
? ?c
u
cr
60/Dnu ??
v
t
r DB
Q
A
Qc
?????
叶轮的流量、转速和尺寸既定
后，叶轮内各处的速度三角形
就确定。
6
船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
2,扬程方程式
? ? g ccg ppzzgcgpzgcgpzH t 222 2122121221112222 ????????
?
?
???
? ???
???
?
???
? ???
? ???
Wggpzggpz ?????? 22
2
22
2
2
11
1
?
?
?
?
? ? g uurgdrrgW rrr
r 22
1 212222 2
1
2
1
???? ? ??
理论扬程即为进出叶轮的水头之差：
根据理论力学，在研究非惯性系统的运动物体时，只
要加上惯性力来分析，则就可以采用惯性系统的一切
力学定律。于是就有：
由于在 r 处的离心力为 m(r?)2/r，单位液体重量的离心力
为 r?2/g，从半径 r1处至 r2处的离心力对单位重量液体所
作的功：
（ 3－ 4）
（ 1）
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
将上式所得结果代入（ 3－ 4）式，于是：
代入 1式，即得离心泵扬程方程式：
由于多数离心泵都是径向吸入，即没有切向分速，
c1u=0，而 c2u=u2 - c2rctg?2,于是扬程方程即可写成：
? ? g uugg ppzz 22 212221221212 ??????? ???
? ?53222 212221222122 ???????? g ccgg uuH t ??
运用余弦定理，去掉 ?项，则：
g
cucuH uu
t
1122 ??
?
2
22
2
2 ?c tg
g
cu
g
uH r
t ???
额定扬程与液体密度无关,与叶
轮直径、转速、叶片出口角有关。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
由于圆周速度只取决于叶轮的尺寸和转速,u2是
一定的，而 c2r与理论流量呈正比，因而，即可求
得理论扬程与理论流量的函数曲线。
注,?2相对速度 ?2和圆周速度 u反方向的夹角
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
结论,(1) 离心泵扬程主要取决于叶轮的直径及转速。
(2) 扬程与叶片出口角 ?2 有关。前弯叶片能量损失大而
不采用。 为了提高效率,一般采用后弯叶片。 虽然扬程
低，但能量损失低。
(3) 理论扬程与液体的物性无关,实际上有影响。
根据 pd-ps=?gH，泵送水和空气时的理论扬程是相同的，
但所形成的压差相差很大。所以,离心泵无自吸能力。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
三、定速特性曲线
1,理论定速特性曲线
在既定转速下,H,P,?等与 Q的关系曲线。
t t? (1) 流量 -扬程曲线
扬程方程式,Qt-Ht?
因为涡流损失,Qt-Ht
因为水力损失,Qt-H
因为容积损失,Q-H
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
三、定速特性曲线
1,理论定速特性曲线
在既定转速下,H,P,?等与 Q的关系曲线。
t t? (2) 流量 -功率曲线
根据 Ph=?gQtHt,Qt - Ph
Ph加上机械摩
擦功率损失,Qt - P
Qt减去泄漏量 q,Q - P
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
三、定速特性曲线
1,理论定速特性曲线
在既定转速下,H,P,?等与 Q的关系曲线。
t t? (3) 流量 -效率曲线
根据 Q - H和 Q -P曲线和
?= ?gQH/P，即可作出
Q- ?曲线。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
2,实测的定速特性曲线
测量方法：使泵在恒定
转速下工作，改变排出
阀开度，测出 Q-H,Q-P、
Q-?,Q-?hr(必需汽蚀余
量 )曲线。
(1) Q-H曲线的三种类型：
① 陡降形；②平坦形；③驼峰形 (祥见比转数 )
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
2,实测的定速特性曲线
测量方法：使泵在恒定
转速下工作，改变排出
阀开度，测出 Q-H,Q-P、
Q-?,Q-?hr(必需汽蚀余
量 )曲线。
(2) Q = 0时功率最小，功率随流量增大而增加，
而且封闭扬程不很高，所以 封闭起动 以减小起
动电流和电网电压波动。但不许长时间运行，
以防发热。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
2,实测的定速特性曲线
测量方法：使泵在恒定
转速下工作，改变排出
阀开度，测出 Q-H,Q-P、
Q-?,Q-?hr(必需汽蚀余
量 )曲线。
(3) 由 Q -?,额定 (设计 )工况效率高, 因为液体
进出叶轮撞击损失最小。 非额定工况引液体撞
击而导致效率低。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
四、管路特性曲线和工况点
管路特性曲线, 液体通过管路时所需的压头与
流量间的函数关系曲线。
2Qk
g
ppzhHH srdr
st ?
????? ?
?
Hst-管路静压头 ?h-管路阻力
滤器脏污、阀门关小、液体粘度
变大,k变大，曲线变陡。管路静
压头变化，曲线上下平移。
离心泵特性曲线和管路特性曲线
的交点称为 泵的工况点 。 Q-H向
下倾斜的泵具有稳定工况点。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
五、扬程和流量估算
扬程估算公式：
/ h )(m 5 320DQ ?
( m ) 222 DKnH ?
流量估算公式：
K-系数 (1-1.5)?10-4
n-转速 (r/min)
D2-叶轮外径 (m)
D0-泵吸口直径 (inch)(1in?25mm)
问题：离心泵出口直径 100mm，吸口直径 125mm，
叶轮外径 300mm，额定流量约为 ( )125m3/h
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
六、特点
1,流量连续均匀,范围大，易调节。
2,转速高，结构简单、可靠。
3,对杂质不敏感,易损件少，维修管理方便。
4,没有自吸能力。
5,流量随工作扬程而变。
6,扬程取决于叶轮外径和转速，不适合高扬程、
小流量。
船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
一、工作原理
二、扬程方程式
第三章 离心泵 [Centrifugal Pump]
第一节 离心泵原理和性能特点
三、定速特性曲线
四、管路特性曲线和工况点
五、扬程和流量估算
六、特点
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
一、工作原理
悬臂式单级离心泵
叶轮用左旋螺纹螺帽固定在泵轴上,防止反复起
动因惯性而松动。也有的采用带锁紧螺帽的螺帽。
蜗壳将液体平稳导向扩压管，扩压管将大部分动
能变为压力能。
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二、扬程方程式
1,液体在叶轮中的流动情况（二点假设为基础）
u,圆周速度
?,相对速度绝对速度, c
? ?c
u
cr
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v
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叶轮的流量、转速和尺寸既定
后，叶轮内各处的速度三角形
就确定。
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2,扬程方程式
? ? g ccg ppzzgcgpzgcgpzH t 222 2122121221112222 ????????
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理论扬程即为进出叶轮的水头之差：
根据理论力学，在研究非惯性系统的运动物体时，只
要加上惯性力来分析，则就可以采用惯性系统的一切
力学定律。于是就有：
由于在 r 处的离心力为 m(r?)2/r，单位液体重量的离心力
为 r?2/g，从半径 r1处至 r2处的离心力对单位重量液体所
作的功：
（ 3－ 4）
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将上式所得结果代入（ 3－ 4）式，于是：
代入 1式，即得离心泵扬程方程式：
由于多数离心泵都是径向吸入，即没有切向分速，
c1u=0，而 c2u=u2 - c2rctg?2,于是扬程方程即可写成：
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轮直径、转速、叶片出口角有关。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
由于圆周速度只取决于叶轮的尺寸和转速,u2是
一定的，而 c2r与理论流量呈正比，因而，即可求
得理论扬程与理论流量的函数曲线。
注,?2相对速度 ?2和圆周速度 u反方向的夹角
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结论,(1) 离心泵扬程主要取决于叶轮的直径及转速。
(2) 扬程与叶片出口角 ?2 有关。前弯叶片能量损失大而
不采用。 为了提高效率,一般采用后弯叶片。 虽然扬程
低，但能量损失低。
(3) 理论扬程与液体的物性无关,实际上有影响。
根据 pd-ps=?gH，泵送水和空气时的理论扬程是相同的，
但所形成的压差相差很大。所以,离心泵无自吸能力。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
三、定速特性曲线
1,理论定速特性曲线
在既定转速下,H,P,?等与 Q的关系曲线。
t t? (1) 流量 -扬程曲线
扬程方程式,Qt-Ht?
因为涡流损失,Qt-Ht
因为水力损失,Qt-H
因为容积损失,Q-H
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三、定速特性曲线
1,理论定速特性曲线
在既定转速下,H,P,?等与 Q的关系曲线。
t t? (2) 流量 -功率曲线
根据 Ph=?gQtHt,Qt - Ph
Ph加上机械摩
擦功率损失,Qt - P
Qt减去泄漏量 q,Q - P
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
三、定速特性曲线
1,理论定速特性曲线
在既定转速下,H,P,?等与 Q的关系曲线。
t t? (3) 流量 -效率曲线
根据 Q - H和 Q -P曲线和
?= ?gQH/P，即可作出
Q- ?曲线。
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2,实测的定速特性曲线
测量方法：使泵在恒定
转速下工作，改变排出
阀开度，测出 Q-H,Q-P、
Q-?,Q-?hr(必需汽蚀余
量 )曲线。
(1) Q-H曲线的三种类型：
① 陡降形；②平坦形；③驼峰形 (祥见比转数 )
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
2,实测的定速特性曲线
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(2) Q = 0时功率最小，功率随流量增大而增加，
而且封闭扬程不很高，所以 封闭起动 以减小起
动电流和电网电压波动。但不许长时间运行，
以防发热。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
2,实测的定速特性曲线
测量方法：使泵在恒定
转速下工作，改变排出
阀开度，测出 Q-H,Q-P、
Q-?,Q-?hr(必需汽蚀余
量 )曲线。
(3) 由 Q -?,额定 (设计 )工况效率高, 因为液体
进出叶轮撞击损失最小。 非额定工况引液体撞
击而导致效率低。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
四、管路特性曲线和工况点
管路特性曲线, 液体通过管路时所需的压头与
流量间的函数关系曲线。
2Qk
g
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Hst-管路静压头 ?h-管路阻力
滤器脏污、阀门关小、液体粘度
变大,k变大，曲线变陡。管路静
压头变化，曲线上下平移。
离心泵特性曲线和管路特性曲线
的交点称为 泵的工况点 。 Q-H向
下倾斜的泵具有稳定工况点。
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
五、扬程和流量估算
扬程估算公式：
/ h )(m 5 320DQ ?
( m ) 222 DKnH ?
流量估算公式：
K-系数 (1-1.5)?10-4
n-转速 (r/min)
D2-叶轮外径 (m)
D0-泵吸口直径 (inch)(1in?25mm)
问题：离心泵出口直径 100mm，吸口直径 125mm，
叶轮外径 300mm，额定流量约为 ( )125m3/h
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船舶辅机 ?第 3章 离心泵 [Centrifugal Pump]
六、特点
1,流量连续均匀,范围大，易调节。
2,转速高，结构简单、可靠。
3,对杂质不敏感,易损件少，维修管理方便。
4,没有自吸能力。
5,流量随工作扬程而变。
6,扬程取决于叶轮外径和转速，不适合高扬程、
小流量。
