1
Q— H关系（ 中心问题）
2
离
心
泵
特
性
曲
线
3
特性曲线影响因素 -流体物性
? 流体粘度
– 泵制作厂提供的特性曲线是用常温下的清水测定的，若用于输送粘
度较大的流体时，需要对上述特性曲线进行修正。
? 流体密度
– 泵压头 与流体密度无关，这是由于泵的压头是离心力对流体作功
所致，而单依质量流体的离心力与密度无关。
– 离心泵的轴功率与流体密度成正比 。 N? =HQ?g / ?
– 在同一压头下，泵进、出口的压差 ?p=?gH，与密度成正比。
– 在启动离心泵时，应先灌泵再启动，否则泵内为空气，启动时产生
的压头虽为定值 ?p=?gH,但因空气的密度太小，造成的压差或泵入
口的真空度很小，而不能使泵吸入液体，发生“气缚”现象。
? 防止,气缚,现象，要求启动前泵体灌满液体，在吸入管设单向
阀
? 吸入管路堵塞、漏液引起泵的运行故障
4
? 叶轮转数 n,
– 以上关系由泵基本方程导出。当转数变化不超过 20%时，以上
关系方成立
? 叶轮直径 D,
– D?=95~100%D 时，以上关系方成立
特性曲线影响因素 -泵参数
n
n
Q
Q '' ? 2'' ?
?
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?
??
n
n
H
H 3'' ?
?
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n
n
N
N
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D
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D
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H 3'' ?
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D
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N
N
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?
6
管路特性曲线
对任一个包含流体输送机械在内的管路系统, 柏努利方程表
达了从输送起点 （ 低机械能点 ） 截面 1-1到目标点 （ 高机械
能点 ） 截面 2-2之间流体的能量转换关系 。
2212
1212
22 Lf
ppuu z H z H
g g g g??? ? ? ? ? ? ? ?
? ?2221 21 212LfppuuH z z Hgg ???? ? ? ? ? ?
2
2f
luH
dg??
????? ? ???
????????
由直管阻力损失计算式和
局部阻力损失计算式可知
单位重量流体为基
准的柏努利方程
式中各项单位为 m 流体柱, 其中 HL=We /g,?Hf= ?hf /g。
为了提高流体的机械能并克服管路系统的阻力损失, 必须要
求流体输送机械向每单位重量流体提供的机械能为
管路特性曲线
根据管路中的流速 u 与体积流量 V 的关系, 可写为
? ? 2
2 2 2 444
21
161 16 16
2L
l
p dzV
H
g g ddd
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??
—— 管路特性方程
对一定的管路系统, 仅摩擦系数 ? 与流量有关 。 湍流时, ?
变化较小；进入阻力平方区, ? 与流量无关 。
? ?
2 2 2 444
21
161 16 16
2
l
dK
gddd
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2L p z KVH
g?
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表述管路系统输送流体的流量与所需机械能的关系 。
若令
管路特性曲线
管路的扬程或压头 （ 单位为 m 流体柱 ）
2L p z KVH
g?
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V
H L
1
2
Z
g
p
??
?
?
0
管路特性曲线：代表管路特性方
程的曲线 。
对给定的管路, （ ?p/?g+?z） 固
定不变, 所以 K 值代表了管路系
统的阻力特性 。 高阻管路 K 值大,
如图中曲线 2 所示, 曲线更陡峭,
表明完成同样的流体输送任务需
要提供更大的扬程 。
注意：扬程 HL 与 ?z 的区别
泵
的
工
作
点
? 离心泵在管路中正常运行时，实际工作情况是由泵和管
路特件共同决定。这组流量与压头数值必然同时满足管
路特性方程与泵特性方程 (或曲线 ) 。
? 泵的工作点 是两特性方程曲线的交点 P。
? ?
? ? ? ?泵特性曲线QH
KQZ
g
pQfH
?
?
?
???
?
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???
? ????? 2
10
管路计算得到的工作点位置是选择泵的主要依据
流
量
调
节
? 泵的工作点对应的流量和压头是在最高效率区域，则该工
作点是适宜工作点。
? 改交流量即进行流量调节，是生产中常进行的操作。从工
作点的概念考虑，调节流量的过程就是改变工作点的位置
到适宜工作点的过程。
? 工作点的位置是由泵及管路特性共同决定的，因此原则上
讲，改变任一条特性曲线都可以改变工作点的位置，达到
流量调节的目的。
11
改变管路特性：调阀门开度 改变泵特性：削叶轮、改变转数
离心泵的调节与组合
离心泵的并联和串联 有大幅度调节要求时, 可以采取多
泵组合安装的方式 。 将组合安装的离心泵视为一个泵组, 根
据并联或串联工作的规律, 可以作出泵组的特性曲线 （ 或称
合成特性曲线 ）, 据此确定泵组的工作点 。
并联操作：泵在同一压头下工作, 泵组的流量为该压头下各
泵对应的流量之和 。
与单台泵在同一管路中的
工作点 1相比, 并联管组
不仅流量增加, 压头也随
之有所增加, 因为管路阻
力损失增加 。
同一管路系统中并联泵组
的输液量并不能达到两台泵单独工作时的输液量之和 。
离心泵的调节与组合
离心泵的并联和串联
串联操作：泵送流量相同,
泵组的扬程为该流量下各泵
的扬程之和 。
V 1 V 2 V
1
2
I
II
1H
2H
LH
H
H V?串
LH V?
HV?
0
与同一管路中单台泵工作点 1相比, 串联泵组不仅提高了扬
程, 同时还增加了输送量 。 正因为如此, 在同一管路系统中
串联泵组的扬程不能达到两台泵单独工作时的扬程之和 。
泵
的
安
装
泵
安
装
? 离心泵的安装高度指液源液面
与泵入口的垂定距离．如图所示
的 He，如果 He设置不合适，将
会影响泵的运行及使用寿命。
? 泵安装需关注,
– 为什么 He不能任意设置?
– 怎样正确确定 He?
17
汽
蚀
如何确定泵的入口压头以防止汽蚀？
H g
1
1
K
K
0 0
p 0
离心泵的汽蚀现象与泵的安装高度
由于泵内压强最低点处的真实压强难于测量, 工程上以泵入
口处压强 p1 来表征 。 对 1-1 和 K-K 截面列柏努方程
221
1
122
k k f
k
ppuu H
g g g g?? ?? ? ? ? ?
2 21,m i n
1
m i n 12 2
kv
f k
p pu u Hh
gg gg? ? ?
???? ? ? ? ???
?? ?
在一定流量下, 当 pk = pv 时, 汽蚀发生, 令此时的 p1 为
p1,min,且定义
最小汽蚀余量
反映离心泵汽蚀性能的重要参数, 主要与泵的内部结构和输
送的流量有关 。
?hmin 可通过实验测定汽蚀发生时泵入口处的压强 p1,min 来确
定 。 泵的样本中给出的允许汽蚀余量 ?h 是在制造厂实验确
定的 ?hmin 的基础上按标准规定加上一定裕量后的值 。
汽
蚀
余
量
实
际
指
标
标
定
指
标
临
界
指
标
离心泵的汽蚀现象与泵的安装高度
泵入口允许的最小压强 p1,允 应满足 2
1,1
2
vp puh
ggg ??
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允
20 1,
1 0
,1 0 0 1 0 12 ffg
pp ppu hHHH z z
g g g
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? ?? ? ? ? ? ? ? ? ???允
允
将 p1,允 /?g 代入 0-0 和 1-1 截面之间所列的柏努利方程, 可得
为避免发生汽蚀离心泵的 允许安装高度 Hg,允 为
对一定型号规格的离心泵查得允许汽蚀余量 ?h 后, 根据具
体管路情况计算出允许安装高度 Hg,允, 实际安装高度 Hg 应
小于 Hg,允 。
减少吸入管路的阻力, 可提高泵的安装高度 。 故离心泵的入
口管径都大于出口管径 。
液体温度越高, 饱和蒸汽压 pv 就越高, 允许安装高度 Hg,允 则
越低 。 在输送较高温度的液体时尤其要注意安装高度 。
泵安装掌握内容
? 安装高度计算方法,
– 泵入口压力计算考虑的因素：蒸汽压、允许气蚀余
量、吸入管动压头、吸入管摩擦损失
? 概念：气蚀余量 ?h,允许安装高度
? 性能表列出的 ?h,Hs针对常压 20℃ 的水，对不
同的流体和操作温度需校正。
? 输送高温或低沸点液体，允许安装高度往往很
小，有时会出现负值。这时泵应安装在液面以
下。
22
离心泵的类型与选用
（ 1）离心泵的类型
①清水泵
旧型号,B型
新型号,IS型
IS型泵是根据国际标准 ISO2858规定的性能和尺寸设计的，其
效率比 B型泵平均提高 3.67%。
IS80-65-160
80—— 泵入口直径,mm；
65—— 泵出口直径,mm；
160—— 泵叶轮名义直径,mm。
离心泵的类型与选用
如果要求的压头（扬程）较高，可采用多级离心泵，其系
列代号为,D”,其结构 如图所示 。如要求的流量很大，可采
用双吸收式离心泵，其系列代号,Sh” 。
②耐腐蚀泵，,F” 系列，非,F” 系列。
③油泵，单吸,Y” 系列，双吸式,YS” 系列。
④液下泵，,FY” 系列。
⑤ 屏蔽泵。
⑥杂质泵,P” 系列。
离心泵的类型与选用
（ 2） 离心泵的选用
①根据被输送液体的性质确定泵的类型
②确定输送系统的流量和所需压头。流量由生产任务来定，所
需压头由管路的特性方程来定。
③根据所需流量和压头确定泵的型号
A、查性能表或特性曲线，要求流量和压头与管路所需相适应
B、若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找,H也应以最
大流量对应值查找。
C、若 H和 Q与所需要不符，则应在邻近型号中找 H和 Q都稍大一
点的 。
离心泵的类型与选用
D、若几个型号都满足，应选一个在操作条件下效率最好的
E、为保险，所选泵可以稍大；但若太大，工作点离最高效率点
太远，则能量利用程度低。
F、若被输送液体的性质与标准流体相差较大，则应对所选泵的
特性曲线和参数进行校正，看是否能满足要求。
有
关
离
心
泵
的
知
识
体
系
基本原理,
?泵结构
?工作原理
?特性曲线
主要性能参数,
压头 H、流量 Q
轴功率 N?,机械效率 ?
影响因数,
密度 ?、粘度 ?,
叶轮转数 n、叶轮直径 D
影响
理解 解释
操作与调节,
?启动
控制流量
防止气缚
?流量调节
?工作点
安装特点,
?安装高度
气蚀余量
分类选型,
?根据任务确定 H,Q
?选择确定泵型号
?校核泵的特性曲线
应 用
2
8
2
9
流
体
输
送
机
械
? 液体输送,
– 离心泵：以高速旋转的叶轮产生的离心力为依据，送
液能力大，流量均匀，但压头不大。
– 旋涡泵：小流量大压头
– 往复泵：活塞的往复作用为依据，压头高，但流量不
均匀。包括计量泵
– 旋转泵：以转子的相互积压为依据。流量均匀、压头
高，但送液量小。包括齿轮泵、螺杆泵
? 气体输送,
– 压缩机
– 鼓风机
– 通风机
– 真空泵
离心式：通风机、鼓风机、压缩机
旋转式：罗茨鼓风机、液环压缩机
真空泵
往复式：压缩机、真空泵
Q— H关系（ 中心问题）
2
离
心
泵
特
性
曲
线
3
特性曲线影响因素 -流体物性
? 流体粘度
– 泵制作厂提供的特性曲线是用常温下的清水测定的，若用于输送粘
度较大的流体时，需要对上述特性曲线进行修正。
? 流体密度
– 泵压头 与流体密度无关，这是由于泵的压头是离心力对流体作功
所致，而单依质量流体的离心力与密度无关。
– 离心泵的轴功率与流体密度成正比 。 N? =HQ?g / ?
– 在同一压头下，泵进、出口的压差 ?p=?gH，与密度成正比。
– 在启动离心泵时，应先灌泵再启动，否则泵内为空气，启动时产生
的压头虽为定值 ?p=?gH,但因空气的密度太小，造成的压差或泵入
口的真空度很小，而不能使泵吸入液体，发生“气缚”现象。
? 防止,气缚,现象，要求启动前泵体灌满液体，在吸入管设单向
阀
? 吸入管路堵塞、漏液引起泵的运行故障
4
? 叶轮转数 n,
– 以上关系由泵基本方程导出。当转数变化不超过 20%时，以上
关系方成立
? 叶轮直径 D,
– D?=95~100%D 时，以上关系方成立
特性曲线影响因素 -泵参数
n
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?
6
管路特性曲线
对任一个包含流体输送机械在内的管路系统, 柏努利方程表
达了从输送起点 （ 低机械能点 ） 截面 1-1到目标点 （ 高机械
能点 ） 截面 2-2之间流体的能量转换关系 。
2212
1212
22 Lf
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由直管阻力损失计算式和
局部阻力损失计算式可知
单位重量流体为基
准的柏努利方程
式中各项单位为 m 流体柱, 其中 HL=We /g,?Hf= ?hf /g。
为了提高流体的机械能并克服管路系统的阻力损失, 必须要
求流体输送机械向每单位重量流体提供的机械能为
管路特性曲线
根据管路中的流速 u 与体积流量 V 的关系, 可写为
? ? 2
2 2 2 444
21
161 16 16
2L
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—— 管路特性方程
对一定的管路系统, 仅摩擦系数 ? 与流量有关 。 湍流时, ?
变化较小；进入阻力平方区, ? 与流量无关 。
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表述管路系统输送流体的流量与所需机械能的关系 。
若令
管路特性曲线
管路的扬程或压头 （ 单位为 m 流体柱 ）
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V
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管路特性曲线：代表管路特性方
程的曲线 。
对给定的管路, （ ?p/?g+?z） 固
定不变, 所以 K 值代表了管路系
统的阻力特性 。 高阻管路 K 值大,
如图中曲线 2 所示, 曲线更陡峭,
表明完成同样的流体输送任务需
要提供更大的扬程 。
注意：扬程 HL 与 ?z 的区别
泵
的
工
作
点
? 离心泵在管路中正常运行时，实际工作情况是由泵和管
路特件共同决定。这组流量与压头数值必然同时满足管
路特性方程与泵特性方程 (或曲线 ) 。
? 泵的工作点 是两特性方程曲线的交点 P。
? ?
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10
管路计算得到的工作点位置是选择泵的主要依据
流
量
调
节
? 泵的工作点对应的流量和压头是在最高效率区域，则该工
作点是适宜工作点。
? 改交流量即进行流量调节，是生产中常进行的操作。从工
作点的概念考虑，调节流量的过程就是改变工作点的位置
到适宜工作点的过程。
? 工作点的位置是由泵及管路特性共同决定的，因此原则上
讲，改变任一条特性曲线都可以改变工作点的位置，达到
流量调节的目的。
11
改变管路特性：调阀门开度 改变泵特性：削叶轮、改变转数
离心泵的调节与组合
离心泵的并联和串联 有大幅度调节要求时, 可以采取多
泵组合安装的方式 。 将组合安装的离心泵视为一个泵组, 根
据并联或串联工作的规律, 可以作出泵组的特性曲线 （ 或称
合成特性曲线 ）, 据此确定泵组的工作点 。
并联操作：泵在同一压头下工作, 泵组的流量为该压头下各
泵对应的流量之和 。
与单台泵在同一管路中的
工作点 1相比, 并联管组
不仅流量增加, 压头也随
之有所增加, 因为管路阻
力损失增加 。
同一管路系统中并联泵组
的输液量并不能达到两台泵单独工作时的输液量之和 。
离心泵的调节与组合
离心泵的并联和串联
串联操作：泵送流量相同,
泵组的扬程为该流量下各泵
的扬程之和 。
V 1 V 2 V
1
2
I
II
1H
2H
LH
H
H V?串
LH V?
HV?
0
与同一管路中单台泵工作点 1相比, 串联泵组不仅提高了扬
程, 同时还增加了输送量 。 正因为如此, 在同一管路系统中
串联泵组的扬程不能达到两台泵单独工作时的扬程之和 。
泵
的
安
装
泵
安
装
? 离心泵的安装高度指液源液面
与泵入口的垂定距离．如图所示
的 He，如果 He设置不合适，将
会影响泵的运行及使用寿命。
? 泵安装需关注,
– 为什么 He不能任意设置?
– 怎样正确确定 He?
17
汽
蚀
如何确定泵的入口压头以防止汽蚀？
H g
1
1
K
K
0 0
p 0
离心泵的汽蚀现象与泵的安装高度
由于泵内压强最低点处的真实压强难于测量, 工程上以泵入
口处压强 p1 来表征 。 对 1-1 和 K-K 截面列柏努方程
221
1
122
k k f
k
ppuu H
g g g g?? ?? ? ? ? ?
2 21,m i n
1
m i n 12 2
kv
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p pu u Hh
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在一定流量下, 当 pk = pv 时, 汽蚀发生, 令此时的 p1 为
p1,min,且定义
最小汽蚀余量
反映离心泵汽蚀性能的重要参数, 主要与泵的内部结构和输
送的流量有关 。
?hmin 可通过实验测定汽蚀发生时泵入口处的压强 p1,min 来确
定 。 泵的样本中给出的允许汽蚀余量 ?h 是在制造厂实验确
定的 ?hmin 的基础上按标准规定加上一定裕量后的值 。
汽
蚀
余
量
实
际
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标
标
定
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界
指
标
离心泵的汽蚀现象与泵的安装高度
泵入口允许的最小压强 p1,允 应满足 2
1,1
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20 1,
1 0
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允
将 p1,允 /?g 代入 0-0 和 1-1 截面之间所列的柏努利方程, 可得
为避免发生汽蚀离心泵的 允许安装高度 Hg,允 为
对一定型号规格的离心泵查得允许汽蚀余量 ?h 后, 根据具
体管路情况计算出允许安装高度 Hg,允, 实际安装高度 Hg 应
小于 Hg,允 。
减少吸入管路的阻力, 可提高泵的安装高度 。 故离心泵的入
口管径都大于出口管径 。
液体温度越高, 饱和蒸汽压 pv 就越高, 允许安装高度 Hg,允 则
越低 。 在输送较高温度的液体时尤其要注意安装高度 。
泵安装掌握内容
? 安装高度计算方法,
– 泵入口压力计算考虑的因素：蒸汽压、允许气蚀余
量、吸入管动压头、吸入管摩擦损失
? 概念：气蚀余量 ?h,允许安装高度
? 性能表列出的 ?h,Hs针对常压 20℃ 的水，对不
同的流体和操作温度需校正。
? 输送高温或低沸点液体，允许安装高度往往很
小，有时会出现负值。这时泵应安装在液面以
下。
22
离心泵的类型与选用
（ 1）离心泵的类型
①清水泵
旧型号,B型
新型号,IS型
IS型泵是根据国际标准 ISO2858规定的性能和尺寸设计的，其
效率比 B型泵平均提高 3.67%。
IS80-65-160
80—— 泵入口直径,mm；
65—— 泵出口直径,mm；
160—— 泵叶轮名义直径,mm。
离心泵的类型与选用
如果要求的压头（扬程）较高，可采用多级离心泵，其系
列代号为,D”,其结构 如图所示 。如要求的流量很大，可采
用双吸收式离心泵，其系列代号,Sh” 。
②耐腐蚀泵，,F” 系列，非,F” 系列。
③油泵，单吸,Y” 系列，双吸式,YS” 系列。
④液下泵，,FY” 系列。
⑤ 屏蔽泵。
⑥杂质泵,P” 系列。
离心泵的类型与选用
（ 2） 离心泵的选用
①根据被输送液体的性质确定泵的类型
②确定输送系统的流量和所需压头。流量由生产任务来定，所
需压头由管路的特性方程来定。
③根据所需流量和压头确定泵的型号
A、查性能表或特性曲线，要求流量和压头与管路所需相适应
B、若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找,H也应以最
大流量对应值查找。
C、若 H和 Q与所需要不符，则应在邻近型号中找 H和 Q都稍大一
点的 。
离心泵的类型与选用
D、若几个型号都满足，应选一个在操作条件下效率最好的
E、为保险，所选泵可以稍大；但若太大，工作点离最高效率点
太远，则能量利用程度低。
F、若被输送液体的性质与标准流体相差较大，则应对所选泵的
特性曲线和参数进行校正，看是否能满足要求。
有
关
离
心
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识
体
系
基本原理,
?泵结构
?工作原理
?特性曲线
主要性能参数,
压头 H、流量 Q
轴功率 N?,机械效率 ?
影响因数,
密度 ?、粘度 ?,
叶轮转数 n、叶轮直径 D
影响
理解 解释
操作与调节,
?启动
控制流量
防止气缚
?流量调节
?工作点
安装特点,
?安装高度
气蚀余量
分类选型,
?根据任务确定 H,Q
?选择确定泵型号
?校核泵的特性曲线
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机
械
? 液体输送,
– 离心泵：以高速旋转的叶轮产生的离心力为依据，送
液能力大，流量均匀，但压头不大。
– 旋涡泵：小流量大压头
– 往复泵：活塞的往复作用为依据，压头高，但流量不
均匀。包括计量泵
– 旋转泵：以转子的相互积压为依据。流量均匀、压头
高，但送液量小。包括齿轮泵、螺杆泵
? 气体输送,
– 压缩机
– 鼓风机
– 通风机
– 真空泵
离心式：通风机、鼓风机、压缩机
旋转式：罗茨鼓风机、液环压缩机
真空泵
往复式：压缩机、真空泵
