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第二章 流体输送机械
2.1 概述
流体输送是化工生产过程常见的单元操作之一 。 为了将
流体从一处送到另一处, 不论是提高其位置高度或增加
其压强, 还是克服管路的沿程阻力, 都需要向流体施加
外部机械能 。 流体输送机械就是向流体作功以提高其机
械能的装置 。
目前流体输送机械为通用机械产品，在生产中如何选用
既符合生产需要，又比较经济合理的输送机械，同时在
操作中做到安全可靠、高效率运行，除了熟知被输送流
体的性质、工作条件外，还必须了解各类输送机械的工
作原理、结构和特性，以便进行正确地选择和合理使用。
本章内容就是介绍常用的流体输送机械及其工作原理、
选型计算等。
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2.1.1 输送机械的用途
?补充能量：将流体从一处输送到另一处
?提高压强：给流体加压
?造成设备真空：给流体减压
为液体提供能量的输送机械称为泵，如离心泵、
往复泵、旋涡泵等。
为气体提供能量的输送机械称为风机或压缩机，
如离心通风机、鼓风机等。
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2.1.2 输送机械应满足生产要求
对生产上不同的要求采用不同的输送机械。原因：
?流体是多种多样的。水、油、腐蚀性流体等
?操作条件千差万别：输送量、效率、轴功率
概括来说，输送机械应满足如下要求：
(1)
(2)结构简单, 重量轻, 投资费用低 。
(3)运行可靠，操作效率高，日程操作费用低。
(4)能适应被输送流体的特性，其中包括粘性、腐蚀性、毒
性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等。
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2.1.3输送机械的分类
(1)动力式：利用高速旋转的叶轮使流体的机械能增加, 典
型的是离心式, 轴流式输送机械 。
(2)容积式：利用活塞或转子运动改变工作室容积而对流体
作功 。 典型的是往复式, 旋转式输送机械 。
(3)其它类型：如利用另外一种流体作用的喷射式等。
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2.2 离心泵
液体输送机械的种类很多，按照工
作原理的不同，分为离心泵、往复
泵、旋转泵、旋涡泵等几种，其中，
离心泵由于其适用范围广、操作方
便，便于实现自动调节和控制而在
化工生产中应用最为普遍。
2.2.1 离心泵的基本结构和工作原理
2.2.1.1 离心泵的基本结构
离心泵主要由叶轮、泵壳等组成，
由若干弯曲叶片组成的叶轮紧固在
泵轴上安装在蜗壳形的泵壳内。泵
壳中央的吸入口与吸入管路相连，
侧旁的排出口与排出管路连接，如
图。
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2.2.1.2 离心泵的工作原理
离心泵启动前应在泵壳内灌满所输
送的液体，当电机带动泵轴旋转时，
叶轮亦随之高速旋转 (转速一般为
1000～ 3000r/min)。叶轮的旋转一方
面迫使叶片间的液体在随叶轮作等
角速旋转的同时，另一方面，由于
受离心力的作用使液体向叶轮外缘
作径向运动。在液体被甩出的过程
中，流体通过叶轮获得了能量，并
以 15～ 25m/s的速度进入泵壳。在蜗
壳中由于流道的逐渐扩大，又将大
部分动能转变为静压强，使压强进
一步提高，最终以较高的压强沿切
向进入排出管道，实现输送的目的，
此即为 排液原理 。
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当液体由叶轮中心流向外缘时, 在叶轮
中心处形成了低压 。 在液面压强与泵内压
强差的作用下, 液体经吸入管路进入泵的
叶轮内, 以填补被排除液体的位置, 此即
为 吸液原理 。 只要叶轮旋转不停, 液体就
被源源不断地吸入和排出, 这就是离心泵
的工作原理 。
若离心泵在启动前泵壳内不是充满液体而是空气, 由于空
气的密度远小于液体的密度, 产生的离心力很小, 因而叶轮
中心区形成的低压不足以将贮槽内液体压入泵内, 此时虽启
动离心泵但不能够输送液体, 这种现象称作 气缚 。 表示离心
泵无自吸能力 。 因此在启动泵前一定要使泵壳内充满液体 。
通常若吸入口位于贮槽液面上方时, 在吸入管路中安装一单
向底阀和滤网, 以防止停泵时液体从泵内流出和吸入杂物 。
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2.2.1.3 离心泵的主要部件
包括叶轮, 泵壳, 轴封装置
1.叶轮 它通常由 6～ 12片后弯叶片所组成, 本身被固定在泵轴上并随
之旋转 。 作用是将原动机的机械能直接传给液体, 以提高液体的静
压能和动能 。 根据其结构和用途分为开式, 半开式和闭式三种 。
闭式叶轮,叶片两侧带有前后两块盖板, 液体在两叶片间通道内流动时无
倒流现象, 适于输送较清洁的流体, 输送效率高, 一般离心泵多采用这种
叶轮 。
半开式叶轮 (半闭式叶轮 ),吸入口一侧无前盖板, 适于输送含小颗粒的溶液,
输送效率低 。
开式叶轮,没有前后盖板 。 适于输送含大颗粒的溶液, 效率低 。
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闭式或半闭式叶轮在工作时, 部分高压液体可由叶轮与
泵壳间的缝隙漏入两侧, 除影响效率外也使叶轮受到指
向液体吸入口的轴向推力, 导致叶轮向吸入口移动, 严
重时造成与泵壳的接触摩擦直至损坏 。 为平衡轴向推力,
可在叶轮后侧板上钻一些 平衡孔, 使漏入后侧的部分高
压液体由平衡孔向低压区泄漏, 减小两侧的压强差, 但
同时也使泵的效率有所下降 。
叶轮按其吸液方式的不同分为单吸式和双吸式两种，如
图。双吸式叶轮可从两侧同时吸液，吸液能力大，而且
可基本上 消除轴向推力 。
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2.泵壳
泵壳亦称为蜗壳, 泵体, 构造为蜗牛壳形, 其作用是将
叶轮封闭在一定空间内, 汇集引导液体的运动, 并将液
体的大部分 动能转化为静压能 。 这是因为随叶轮旋转方
向, 叶轮与泵壳间的通道截面逐渐扩大至出口时达到最
大, 使能量损失减少的同时实现了能量的转化 。 为了减
少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量损失,
有时在叶轮与泵壳间还安装一固定不动而带有叶片的导
轮, 以引导液体的流动方向 (见图 )。
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3.轴封装置
在泵轴伸出泵壳处, 转轴和泵壳
间存有间隙, 在旋转的泵轴与泵
壳之间的密封, 称为轴封装置 。
其作用是防止高压液体沿轴泄漏,
或者外界空气以相反方向漏入 。
常用的有填料密封和机械密封 。
填料密封装置,由填料函壳, 软
填料和填料压盖构成, 软填料为
浸油或涂石墨的石棉绳, 将其放
入填料函与泵轴之间, 将压盖压
紧迫使它产生变形达到密封 。
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3.轴封装置 (续 )
机械密封装置,由装在泵轴
上随之转动的动环和固定在
泵壳上的静环组成，两环形
端面由弹簧力使之紧贴在一
起达到密封目的。动环用硬
质金属材料制成，静环一般
用浸渍石墨或酚醛塑料等制
成。
机械密封的性能优良，使用
寿命长。当部件的加工精度
要求高，安装技术要求比较
严格，价格较高。用于输送
酸、碱、盐、油等密封要求
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2.2.3 离心泵的性能参数与特性曲线
2.2.3.1 离心泵的主要性能参数
为了正确地选择和使用离心泵, 就必须熟悉其工作特性
和它们之间的相互关系 。 反映离心泵工作特性的参数称
为性能参数, 主要有转速, 流量, 压头, 轴功率和效率,
气蚀余量等 。 离心泵一般由电机带动, 因而转速是固定
的, 其性能参数通常在离心泵的铭牌或样本说明书中标
明, 以供选用时参考 。
1.流量 离心泵在单位时间内排出的液体体积，亦称为送
液能力，用 Q表示，单位为 m3／ h。离心泵的流量与其结
构、尺寸 (叶轮直径和宽度 )、转速、管路情况有关。
Q 供方
VS 需方
Q≥VS
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2.压头 指离心泵对单位重量的液体所提供的有效能量,
又称为扬程, 用 H表示, 单位为 m。 泵的压头与泵的结构
尺寸, 转速, 流量等有关 。 对于一定的泵和转速, 压头
与流量间有一定的关系 。
压头的值由实验测定：
在 泵的入口和出口间 列柏努利方程, 以单位重量流体为
21f
2
2
2b
2
1
2
1b
1 Hg
p
g2
uZH
g
p
g2
uZ
??????????
H 供方
He=We/g 需方
H≥He
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3.效率 指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需
功率之比, 称为泵的总效率, 用 η表示, 无因次, 其值恒
小于 100%。 它的大小反映泵在工作时能量损失的大小,
泵的效率与泵的大小, 类型, 制造精密程度, 工作条件
等有关, 由实验测定 。
(1)容积损失：由于泵的泄漏, 液体的倒流等所造成, 使
得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出
量减少浪费的能量 。 容积损失用容积效率 ηV表示 。
％
理论流量
实际流量 100
Q
Q%100
T
e
V ?????
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(2)机械损失：由于泵轴与轴承间, 泵轴与填料间, 叶轮
盖板外表面与液体间的摩擦等机械原因引起的能量损失 。
机械损失用机械效率 ηm表示 。
(3)水力损失：由于液体具有粘性, 在泵壳内流动时与叶
轮, 泵壳产生碰撞, 导致旋涡等引起的局部能量损失 。
水力损失用水力效率 ηh表示 。
％
有效功率
理论功率 1 0 0
N
N%1 0 0
e
T
m ?????
％
理论压头
实际压头 100
H
H%100
T
e
h ?????
总效率,η=ηv× ηm× ηh 一般：小泵,η= 50～ 70％
大泵,η>90％
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4.轴功率 指泵轴转动时所需要的功率, 亦即电机提供的
功率, 用 N表示, 单位 kW。 由于能量损失, 轴功率必大
于有效功率, 即 N=Ne/η
泵的轴功率与泵的结构、尺寸、流量、压头、转速等有
关。
?
?
?
?
?
?
?
?
???
???????
1 0 2
HQNe
N
1 0 2
HQ
9, 8 1
1 0 0 0
HQ
H g QN
VgHeWsWeNe
S
轴功率：
泵：
有效功率：管路：
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例 2-1 采用图示装置测定离心泵的性能 。 泵的吸入和排出管内
径分别为 100mm和 80mm,两测压口间垂直距离为 0.5m,泵的
转速为 2900rpm,用 20℃ 清水作为介质时测定, 数据为：流量
15l/s,泵出口处表压 2.55× 105Pa,进口处真空度 2.67× 104Pa，
电机功率 6.2kW(电机效率 93%)。
解：在转速为 2900rpm
① 泵的流量,Q＝ 15× 10-3× 3600＝ 54m3/h
② 泵的压头：在真空表和压强表所在
截面 1-1′与 2-2′间列柏努利方程,
以单位重量流体为基准,
其中,(z2-z1)＝ 0.5m，
p2＝ 2.55× 105Pa(表 )，
p1＝ -2.67× 104Pa(表 ),Hf≈0
f
12
2
1b
2
2b
12 Hg
pp
g2
uu)ZZ(
g
WeH ?
?
???????
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③ 轴功率,N=6.2× ０,93＝ 5.77 kW
④ 效率：
Q=54m3／ h,H=29.5m,N=5.77 kW，
η=75.2%,n=2900rpm
%2.751 0 0 077.5102 1 0 0 010155.29N102HQ
3
??? ???????
?
s/m98.208.0 1.091.1dduu,s/m91.11.0 10154dV4u
2
2
1
1b2b2
3
2
1
S
1b
2
??
?
??
?
??
???
?
???
???
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???
??
?
m5.2981.91 0 0 0 1067.21055.281.92 91.198.25.0H
4522
?? ????? ????
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2.2.3.2 离心泵的特性曲线
在一定转速下, 离心泵的压头, 功率, 效率随流量的变
化关系称为特性曲线 。 它反映泵的基本性能的变化规律,
可做为选泵和用泵的依据 。 各种型号离心泵的特性曲线
不同, 但都有共同的变化趋势 。
(1)压头一般随流量增大而下降 (流量极小时可例外 )；
(2)轴功率随流量增大而增大，流量为零时轴功率最小。因而 启动
离心泵时应关闭出口阀,使启动电流减小，保护电机，待运转正
常后再开启阀门,调节适当的流量。
(3)效率随流量增大而上升，达到一最大值后随流量增加而下降。
说明在一定转速下，离心泵存在一最高效率点，称为设计点。离
心泵在与最高效率点相对应的 Q和 H下工作最为经济，效率最高
点对应的参数 Q,H,N称为最佳工况参数 (泵铭牌所标出即指此 )。
在选用离心泵时应使其在该点附近工作，一般规定一个工作范围，
称为高效区，为最高效率的 92%左右。
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2.2.3.3 离心泵性能的换算
离心泵的特性曲线是在一定转速下, 以常温清水进行测定而得到的 。
使用时若输送液体的性质或其它条件与测定条件不同时, 可导致泵
的性能发生变化, 这时就需进行相应的换算 。
1.
离心泵的压头, 流量均与液体的密度无关, 故泵的效率亦不随 ρ而改
变, 但泵的轴功率随密度不同而变化, 应重新进行计算 。
2
当被输送液体的粘度大于常温下清水的粘度时, 由于叶轮, 泵壳内
流动阻力的增大, 致使泵的压头, 流量都要减小, 效率下降, 而轴
功率增大 。 一般当液体的运动粘度 ν＞ 20× 10-6m2/s时, 离心泵的性能
Q′=CQQ,H′＝ CHH,η′＝ Cη·η，
式中 CQ,CH,Cη称为离心泵的流量, 压头和效率换算系数, 可由图
2-13,2-14查得 。 上标, ′”,操作条件
'102
Q'H'N'
?
??
?
??
102
'HQN'
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3 离心泵转速的影响
当 液体粘度不大 且假设 泵的效率不变, 泵的转速变化小
于 20%时, 泵的流量, 压头, 轴功率与转速的近似关系可
按 比例定律
4
当 转速不变 而减小叶轮直径时, 泵的流量, 压头, 轴功
率与叶轮直径的关系可按 切割定律 进行计算 (叶轮直径变
化＜ 20%)
3
2
1
2
1
2
2
1
2
1
2
1
2
1
n
n
N
N,
n
n
H
H,
n
n
Q
Q
???
?
???
??
???
?
???
???
32
D
'D
N
'N,
D
'D
H
'H,
D
'D
Q
'Q ?
?
??
?
???
?
??
?
???
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2.2.4 离心泵的工作点与流量调节
据离心泵特性曲线知离心泵的工作运行范围很大, 但
实际工作时的运行状况要受到管路的制约, 因为泵是
安置在管路上工作的 。 因此要了解其工作状况, 就必
须了解管路的工作特性以及和泵特性之间的关系 。
2.2.4.1 管路特性曲线
1 1‘
2 2‘
在图示的系统中, 若贮槽与高位槽液面维
持恒定, 在 1-1′截面与 2-2′截面间列柏努利
方程：
0
g2
u
K
g
p
Z
H
g2
u
g
p
ZHe
2
b
21f
2
b
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
???
?
大：贮槽、高位槽截面积很
为常数操作条件：对特定的管路及一定的
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He=K+GQe2
称为管路特性方程，它反映 在特定的管路中，液体所需压头
(He)与流量 (Qe)的关系 。这种关系只与管路的布置条件有关，
而与泵的性能无关。将其关系标绘在 H～ Q坐标图上，即为管
路特性曲线，为一抛物线型。
? ?
22
21f
2
A
Qe
21f
GQeKHeGQeH
d,lel,
g2d
lel
H
???
??
?
?
?
?
?
?
???
??
??
?
?
因而：
变换很小，则：均为定值。湍流时对固定管路：
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例题 2-2(P156例 2-4)
用离心泵向密闭容器输送清水，管路情况如图。贮槽 A和密闭
容器 B内液面恒定，位差 20m。管路系统为：管径 φ114× 4mm，
管长 (包括所有局部阻力的当量长度 )150m，密闭容器内表压
9.81× 104Pa，流动在阻力平方区，管道摩擦系数 0.016，输水
量 45m3/h。求：
(1)管路特性方程； (2)泵的升扬高度与扬程； (3)泵的轴功率 (效
率为 70％，水的密度 1000kg/m3)
解,(1)
m3081.91 0 0 0 1081.920gpZK
4
??????????
2
e
42
e
524
2
2
2
Q102, 4 3 230GQKHe
m/s104 3 2.2
4
0 9 6.0
81.92
1
0 9 6.0
1 5 0
0 1 6.0
gA2
1
d
lel
G
??????
??
?
?
?
?
?
?
?
? ??
??
????
?
?
?
?
?
???
??
??
管路特性方程：
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(2)泵的升扬高度与扬程
泵的升扬高度即 ΔZ，值为 20m。泵的扬程由管路特性方
程计算：
(3)泵的轴功率
m8.333 6 0 045102, 4 3 230Q102, 4 3 230H
2
42
e
4 ??
?
??
?
???????
92.5
7.0102
1 0 0 0
3 6 0 0
45
8.33
102
HQ
N ?
?
??
?
?
?
?
??
?
?
?
?
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2.2.4.2 离心泵的工作点
当离心泵安装在一管路中时，泵所提供的压头与流量，必然和
管路所要求的压头与流量相一致才能工作，因此同时满足管路
特性和泵特性的点称为泵的工作点。在 H-Q图中即为管路特性
曲线和泵特性曲线的交点 M,M点表示了离心泵在特定管路中
实际能输送的流量和提供的压头。
H=He
Q=Qe
H=Q
He=Qe
M
H
Q
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例题 2-3（ P158例 2-5）
用离心泵将水库内的水送至灌溉渠，假设两液面恒定且
位差 12m。已知管路压头损失 Hf=0.5× 106Qe2，特定转速
下泵特性方程为 H=26-0.4× 106Q2（ Qe,Q单位均为
m3/s），求每天送水量。
解：
/d3 4 0, 4 m103, 9 43 6 0 024Q
s/m1094.3Q
QQ
Q104.026H
Q105.0012
H
g
p
ZHKHe
33-
d
33
22
e
26
2
e
6
ff
??????
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
????
?
?
?
?????
?
日送水量：
工作点：
泵特性方程：
管路特性方程：
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2.2.4.3离心泵的流量调节
当选好的泵在管路提供的流量符要求或者生产任务变动时需进行流量调
节, 其实质是改变泵的工作点 。 由于泵的工作点由两条特性曲线所决定,
因而改变其中之一或者同时改变即可实现流量的调节 。
①
通过改变管路特性曲线来改变泵的工作点 。 方法是在泵出口管路上装一
调节阀, 改变阀门开度, 将改变管路的局部阻力, 从而使管路特性曲线
发生变化, 导致泵的工作点随之变化 。
Q
M
H
QQ
1
M1
如阀门关小时, 管路的局部阻力加大, 管
路特性曲线变陡, 工作点由 M上移至 M1点,
流量由 Q降至 Q1。 反之, 流量增大 。
优点：调节流量，简便易行，可连续变化
缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外
消耗了部分能量，经济上不够合理。
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② 改变泵的转速
改变泵的转速，实质是改变泵特性曲线。
优点：较经济，无额外能量
损失，
缺点：因需要变速装置或价
格昂贵的变速原动机，故改
变困难，且难以做到连续调
节，一般很少采用。
泵转速增加，泵特性曲线上移，工作点随之由 M上移至 M1，
流量由 Q增大到 Q1。
M
Q
H
QQ
1
M1
2010年 5月 20日 31/71
③ 改变泵的直径
改变泵的直径，实质是改变泵特性曲线。
泵直径增加，泵特性曲线上移，工作点随之由 M上移至 M1，
流量由 Q增大到 Q1。
优点：较经济，无额外能量
损失
缺点：流体调节范围有限、
不方便，难以做到连续调节，
调节不当会降低泵的效率。
一般很少采用。
M
Q
H
QQ
1
M1
2010年 5月 20日 32/71
2.2.4.4 离心泵的组合操作
在实际生产中, 当单台泵不能满足输送任务要求的流量和压头时, 可
采用数台离心泵组合使用, 组合方式为串联和并联 。 下面以两台性能
完全相同的离心泵讨论其组合后的特性及其运行状况 。
1.离心泵的串联组合操作
当单台泵达不到压头要求时,
采用串联组合 。 两台完全相同
的离心泵串联, 从理论上讲,
在同样的流量下, 其提供的压
头应为单泵的两倍 。 因而依据
单泵特性曲线 1上一系列坐标点,
保持横标 (Q)不变, 使纵标 (H)加
倍, 绘出两泵串联后的特性曲
线 2。
Q
H
H
1
QQ
串
H串
2
串联泵的操作流量和压头由工作点决定，
由图知，串联后流量亦有所增加，但压
头低于单台泵压头的两倍。
2010年 5月 20日 33/71
2.离心泵的并联组合操作
当单台泵达不到流量要求时，采用并联组合。两台相同
的离心泵并联，理论上讲在同样的压头下，其提供的流
量应为单泵的两倍。因而依据单泵特性曲线 1上一系列点，
保持纵标 (H)不变，使横标 (Q)加倍，绘出两泵并联后的特
性曲线 2。
并联泵的实际流量和压
头由工作点决定，由图
知，并联后压头有所增
加，但流量低于单泵流
量的两倍 (实际上三台以
上泵的并联不多 )。
Q
H
Q
H
1
Q并
H并
2
2010年 5月 20日 34/71
3.
生产中如何选择组合方式, 还与管路特性有关, 一般：
1 当单泵压头远达不到要求时,
2 在某些情况下, 并串联都可提高流量和压头, 这时与
管路特性有关 。?对低阻型输送管路 1，
并联组合优于串联组合,
即并联可获得更高的流
量和压头, 选并联；
单
串
单
并
Q
H
1
2
?对高阻型输送管路 2，
串联组合优于并联组合，
即串联可获得更高的流
量和压头，选串联，如
图所示。
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离
心
泵
的
组
合
操
作
举
例
例 2-4 用两台泵向高位槽送水, 单泵的特性曲线方程为 H=25-1× 106Ｑ 2,管路
特性曲线方程为 He＝ 10＋ 1× １ 05Ｑ e2(两式中 Q的单位为 m3／ s,Ｈ的单位为
m)。 求：两泵并, 串联时的流量及压头 。
解, ① 单泵时,H＝ 25-１ × 106Q2＝ 10+1× 105Q2
故,Q＝ 3.69× 10-3m3/s,H＝ 11.36m
② 并联时,H不变, Q′＝ 2Q,Q＝ Q′/2
即每台泵流量 Q为管中流量 Q′的 1/2。
故,H′＝ 25-1× 106× (Ｑ ′/2)2=10+1× 105Ｑ ′２
∴ Q′＝ 6.55× 10-3m3／ s,H′＝ 14.29m
③ 串联时, H″＝ 2H,Q″＝ Q,H＝ H″/2，
即每台泵提供的压头仅为管路压头的 1/2，
H″/2＝ 25-1× 106Ｑ ″2
即,H″＝ 50-2× 106Ｑ ″2
由,H″＝ 50-2× 106Ｑ ″2 ＝ 10＋ 1× 105Ｑ ″2
得,Q″=4.36× 10-3m3/s,H″=11.9m
2010年 5月 20日 36/71
2.2.5 离心泵的气蚀现象与安装高度
2.2.5.1
离心泵通过旋转的叶轮对液体做功, 使液体机械能增加, 在随叶轮
的流动过程中, 液体的速度和压强是变化的 。 通常在叶轮入口处压
强最低, 压强愈低愈容易吸液 。 但是当 该处压强小于或等于输送温
度下液体的饱和蒸汽压 时 (p≤pv)液体将部分汽化, 形成大量的蒸汽泡 。
这些气泡随液体进入叶轮后, 由于压强的升高将受压破裂而急剧凝
结, 气泡消失产生的局部真空, 使周围的液体以极高的速度涌向原
气泡处, 产生相当大的冲击力, 致使金属表面腐蚀疲劳而受到破坏 。
由于气泡产生, 凝结而使泵体, 叶轮腐蚀损坏加快的现象, 称为气
蚀 。
气蚀现象发生时，将使泵体振动发出噪音；金属材料损坏加快，寿
命缩短；泵的流量、压头等下降。严重时甚至出现断流，不能正常
工作。为避免气蚀现象发生，必须在操作中保证泵入口处的压强大
于输送条件下液体的饱和蒸汽压，这就要求泵的安装高度不能太高，
应有一限制。
2010年 5月 20日 37/71
2.2.5.2 离心泵的允许吸上真空度 HS′
为防止气蚀现象的发生，应使叶片入口处最低压强大于
输送温度下液体的饱和蒸汽压。但在实际操作中，不易
测出最低压强的位置，而往往是测泵入口处的压强，然
后在考虑一安全量，即为泵入口处允许的最低绝对压强，
以 p1表示。习惯上常把 p1表示为真空度，并以被输送液体
的液柱高度为计量单位，称为允许吸上真空度，以 HS′表
示。 HS′是指压强为 p1处可允许达到的最高真空度，表达
式：
式中,p1－泵入口处允许的最低绝对压强,Pa；
ρ－被输送流体的密度,kg/m3。
液柱单位,mg ppH 1a'S ???
2010年 5月 20日 38/71
HS′与泵的类型, 结构, 输送操作条件有关, 通过实验测定,
由制造厂提供, 标示在泵样本或说明书中 。
实验条件：大气压 10mH2O,温度 20℃, 清水为介质 。
当操作条件和输送液体与实验条件不符时, 须换算：
? ? ??
?
?
??
? ?
?
??
?
? ?
?????
10 0024.0
1081.9
p10HaHH
3
v
S
'
S
式中,HS－实验条件下输送水时的允许吸上真空度,mH2O； (由泵
样本表或性能图中查取 )
HS′－操作条件下输送液体时的允许吸上真空度,m液柱；
Ha－泵安装地区大气压,mH2O；
Pv－操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压,Pa；
10－实验条件下大气压强,mH2O；
0.24－实验条件下水的饱和蒸汽压,mH2O；
1000－实验温度下水的密度,kg/m3；
ρ－操作温度下液体的密度,kg/m3 。
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3.允许气蚀余量 NSPH
由于 HS′使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性能的参
数，称为气蚀余量。以 NSPH表示，其定义为：为防止气
蚀发生，要求离心泵入口处静压头与动压头之和必须大
于液体在输送温度下的饱和蒸汽压头的最小允许值，即：
g
p
g2
u
g
p
N S P H
N S P H
g
p
g2
u
g
p
v
2
1b1
v
2
1b1
?
??
?
?
?
?
??
?
表示为：
〖 说明 〗 NSPH通过实验测定，标示在泵样本、性能图或
气蚀性能图中。实验条件为 20℃ 清水，一般不用校正。
2010年 5月 20日 40/71
4.离心泵的安装高度 (允许吸上高度 )
定义：指泵的吸入口与吸入贮槽
液面间可达到的最大垂直距离。 Hg
1
1‘
0 0‘如图示，以 0-0′为基准面，在 0-0′,1-1′间列柏努利方程：
10f
2
11a
g
a0
10f
2
110
g
H
g2
u
g
pp
H
pp
H
g2
u
g
pp
H
?
?
??
?
?
?
?
??
?
?
?
则：，若贮槽同大气，即
2010年 5月 20日 41/71
(1)用允许吸上真空度 HS′表示安装高度 Hg
(2)用允许气蚀余量 NSPH表示安装高度 Hg
g
ppH 1a'
S ?
??
10f
2
1b1ag H
g2
u
g
ppH
????
??
联立
10f
2
1b'
Sg Hg2
uHH
????
10f
va
g HN S P Hg
ppH
????
??
10f
2
1b1a
g Hg2
u
g
ppH
????
??
联立 g
p
g2
u
g
pN S P H v2 1b1
?????
〖 说明 〗 ① Hg安 <Hg算 通常,Hg安 ＝ Hg算 －（ 0.5～ 1.0） m
② 离心泵的 Hs ′,NSPH与流量有关, 流量大 NSPH大而 HS′较小, 因此计
③ 离心泵安装时, 应尽量选用大直径进口管路, 缩短长度, 尽量减少弯
头, 阀门等管件, 使吸入管短而直, 以减少进口阻力, 提高安装高度,
或在同样 Hg下避免发生气蚀 。
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泵安装高度计算举例
例 2-5 用离心泵将敞口水槽中 65℃ 热水送往某处, 槽内液
面恒定, 输水量为 55m3/h,吸入管径为 100mm,进口管路
能量损失为 2m,泵安装地区大气压为 0.1MPa,已知泵的
允许吸上真空高度 Hs=5m,求泵的安装高度 。
解,65℃ 水, pv=2.554× 104Pa,ρ=980.5kg/m3
m69.02
81.92
95.1
89.2H
g2
u
HH
m89.2
5.9 8 0
1 0 0 0
24.0
1081.9
1055.2
10
1081.9
101.0
5H
s/m95.1
1.03 6 0 0
554
d
V4
u
2
10f
2
1b'
Sg
3
4
3
6
'
S
22
1
S
1b
??
?
?????
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
???
?
?
?
?
?
为安全起见，泵的实际安装高度应小于 0.69 m。
2010年 5月 20日 43/71
2.2.6 离心泵的类型与选用
2.2.6.1 离心泵的类型
实际生产过程中，输送的液体是多种多样的，工艺流程中所需提供
的压头和流量也是千差万别的，为了适应实际需要，离心泵的种类
很多。
分类方式：
按被输送液体性质分
水泵
耐腐蚀泵
油泵
杂质泵
单吸泵
双吸泵
按吸入方式分
单级泵
多级泵按叶轮数目分分
2010年 5月 20日 44/71
1.水泵
用于输送工业用水，锅炉给水，地下水及物理、化学性质与水相
近的清洁液体。
压头不太高，流量不太大时，采用单级单吸悬臂式离心泵，系列
代号 IS。泵壳和泵盖采用铸铁制成。扬程,8～ 98m，流量,4.5～
360m3/h；
压头较高，流量不太大时采用多级泵，系列代号 D。叶轮一般 2～ 9
个，多达 12个。扬程,14～ 351m，流量,10.8～ 850m3/h；
压头不太高，流量较大时采用双吸泵，系列代号 Sh。扬程,9～
140m，流量,120～ 12500m3/h。
型号说明：
IS100-80-125
?IS－单级单吸离心水泵
?100－泵的吸入管内径,mm
?80－泵的排出管内径,mm
?125－泵的叶轮直径,mm
6 Sh 9
?6－吸入口直径,in
?Sh－双吸式离心水泵
?9－比转数 ns，转数被 10除
后的整数
2010年 5月 20日 45/71
2.耐腐蚀泵
用于输送酸, 碱, 盐等腐蚀性液体, 系列代号 F。
特点：采用不同耐腐蚀材料制造或衬里, 密封性能好 。
扬程范围,15～ 105m，流量范围,2～ 400m3/h。
型号说明：
80FS-24
?80－吸入口直径,mm
?F－耐腐蚀泵系列代号
?S－材料代号 (聚三氟乙烯 )
?24－扬程,m
40FM1-26
?40－泵吸入口直径,mm
?F－耐腐蚀泵系列代号
?M－材料代号 (铬镍钼钛合金钢 )
?1－轴封形式代号 (单端面密封 )
?26－扬程,m
2010年 5月 20日 46/71
3.油泵
用于输送具有易燃易爆的石油化工产品,系列代号：单
级为 Y，双级为 YS。
特点：密封完善，轴承、轴封加冷却水夹套 (油温 >200℃ )
扬程范围,60～ 603m，流量,6.25～ 500m3/h
型号说明：
250YSIII-150× 2
?250－吸入口直径,mm
?YS－双吸离心式油泵
?III－材料代号 (合金钢 )
?150－单级扬程,m
?2－级数，即叶轮个数
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4.杂质泵
用于输送悬浮液及稠厚的浆液等, 系列代号为 P,根据其
具体用途又分为污水泵 PW,砂泵 PS,泥浆泵 PN等 。 对其
基本要求是不易堵塞, 耐磨和拆修方便 。
特点：叶轮采用开式或半闭式，流道宽，叶片少，用耐
磨材料制造等，在某些使用场合采用可移动式而不固定。
2010年 5月 20日 48/71
2.2.6.2 离心泵的选择
1) 根据输送液体性质以及操作条件来选定泵类型。
? 液体性质：密度、粘度、腐蚀性等
? 操作条件：压强－影响压头
温度－影响泵的允许吸上高度
2) 计算管路系统所需 He,Qe(根据管路条件，利用柏努
利方程求 He)
3) 根据 He,Qe查泵样本表或产品目录中性能曲线或性能
表，确定规格。注意①应使流量和压头比实际需要多
10～ 15％余裕量；②考虑到生产的变动，按最大量选
取；③应使泵在高效区内工作，选好后列出该泵的性
能参数 H,Q,N,η,n,Hs等。
4) 校核轴功率。当输送液体的密度大于水的密度时重新
计算轴功率
?
??
102
HQN
2010年 5月 20日 49/71
例题 2-6（ P172例 2-11）
用离心泵从敞口贮槽向密闭高位容器输送稀酸溶液，两
液面位差为 20m，容器液面上压力表的读数为 49.1kPa。
泵的吸入管和排出管均为内径为 50mm的不锈钢管，管路
总长度为 86m(包括所有局部阻力当量长度 )，液体在管内
的摩擦系数为 0.023。要求酸液的流量 12m3/h，其密度为
1350kg/m3。试选择适宜型号的离心泵。
解：稀酸具腐蚀性，故选 F型离心泵。
选型号。流量已知，压头计算如下：
m81.5
81.92
6 9 8.1
05.0
86
0 2 3.0
g2
u
d
l
H
m / s6 9 8.1
4
05.0
3 6 0 0
12
A
Qe
u
22
b
f
2b
?
?
?????
?
??
?
??
2010年 5月 20日 50/71
在敞口贮槽液面与密闭容器液面之间列柏努利方
程：
据 Qe=12m3/h及 He=29.52m，查 P530附录二十五 (三 )选取
50F-40A型耐腐蚀离心泵。有关性能参数为：
Q=13.1m3/h H=32.5m N=2.54kW η=46%
n=2960r/min Hs’=6m
因酸液密度大于水密度，故需校核泵轴功率：
虽然实际输送所需轴功率较大，但所配电机功率为 4kW，
故尚可维持正常操作。
m52.2981.5081.91 3 5 0 101.4920Hgpg2 uZHe
3
f
2
b ???
?
????
?
??????
kW54.2kW83.246.01023 6 0 0 1 3 5 01252.29102HQN ???? ??????
2010年 5月 20日 51/71
2.2.6.3 离心泵的安装、使用和维护
1) 泵的实际安装高度应小于计算安装高度, 以免出现气
蚀现象和吸不上液体,
2) 启动前须向泵内灌满被输送液体, 以防止气缚现象的
发生,
3) 启动时应关闭出口阀门, 启动后先打开进口阀, 待运
行平稳后, 缓缓开启出口阀 。 防止轴功率突然增大,
损坏电机；
4) 停泵时先关闭出口阀, 再关闭进口阀,
5) 运转过程定时检查密封泄漏，电机发热，润滑注油等
问题。
2010年 5月 20日 52/71
2.3 其它类型液体输送机械
2.3.1 往复泵
往复泵是一种典型的容积式输送机械 。
1.主要部件：泵缸, 活塞, 活塞杆, 吸入阀和排出阀 (均为单向阀 )。
活塞杆与传动机械相连, 带动活塞在泵缸内作往复运动 。 活塞与阀
门间的空间称为工作室 。
2.工作原理
单动泵：活塞一侧装有吸入阀和排出阀
活塞自左向右移动时, 排出阀关闭, 吸入阀
打开, 液体进入泵缸, 直至活塞移至最右端 。
活塞由右向左移动, 吸入阀关闭而排出阀开
启, 将液体以高压排出 。 活塞移至左端, 则排
液完毕, 完成了一个工作循环, 周而复始实现
了送液目的 。 因此往复泵是依靠其工作容积改
变对液体进行做功 。
在一次工作循环中, 吸液和排液各交替进行一
次, 其液体的输送是不连续的 。 活塞往复非等
速, 故流量有起伏 。
Q
θ
2010年 5月 20日 53/71
双动泵
活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀
和排出阀的往复泵。
活塞自左向右移动时, 工作室左
侧吸入液体, 右侧排除液体 。
活塞自右向左移动时, 工作室右
侧吸入液体, 左侧排除液体 。
即活塞无论向那一方向移动, 都
能同时进行吸液和排液, 流量连
续, 但仍有起伏 。
Q
θ
Q
θ
为此采用三台双动泵并联工作，
其送液量较均匀。每个泵连接
曲柄角度相差 120O。
2010年 5月 20日 54/71
2.往复泵特点
由于往复泵的工作原理和操作调节等与离心泵不同, 它具有如下特
点：
(1)往复泵的流量只与泵缸的尺寸和冲程, 活塞的往复次
数有关, 而与泵的压头, 管路等无关 。
理论上单动泵的流量,QT＝ ASnr
双动泵的流量,QT＝ (2A-a)S nr
式中,QT —— 往复泵理论流量, m3/s
A—— 活塞截面积, m2
a—— 活塞杆截面积, m2
S—— 活塞的冲程 (在泵缸内移动的距离 ),m
nr —— 活塞往复频率, 1/s。
实际上，由于泄漏，吸入和排出阀启闭不及时等原因，实际流量小
于理论流量。
实际流量,Q=ηVQT ηV－容积效率
2010年 5月 20日 55/71
(2)往复泵的压头与泵的几何尺寸, 流量无关, 而由泵缸
的机械强度和原动机的功率所决定 。 只要泵缸强度许可,
理论上压头可达无限大, 其特性曲线为 QT＝常数 。
(3)由于往复泵的低压是靠工作室容积扩张造成的, 因此
启动时无需灌液, 即往复泵具有自吸能力 。 往复泵的吸
上真空度亦随外界大气压, 液体输送条件而异, 故其安
装高度有一定限制 。
(4)流量调节不能用排出管路上的阀门，而应采用旁路调
节或改变活塞的冲程和往复次数实现。
(5)因往复泵的排液能力只与活塞位移有
关，与管路无关，这种泵称为正位移泵。
因此在启动泵时必须打开阀门，以防泵或
管路损坏。
主要用于小流量，高压强的场合，输送高粘度液
体时效果比离心泵好。不能用于腐蚀性流体及有
固体粒子的悬浮液的输送。
2010年 5月 20日 56/71
2.3.1.2 计量泵
计量泵是往复泵的一种形式, 它的传动装置是通过偏
心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动 。 偏心轮的
偏心距是可调的, 用来改变柱塞的冲程, 这样就可以达
到严格地控制和调节流量的目的 。
计量泵通常用于 要求精确而且便于调整的场合,特别 适
用于几种液体以一定配比的输送场合 。
2010年 5月 20日 57/71
2.3.1.3 隔膜泵
实际上是柱塞泵，其结构特点
四借弹性薄膜将被输送液体与
活柱隔开，从而使得活柱和泵
缸得以保护。
隔膜左侧与液体接触的部分均
由耐腐蚀材料制造或涂一层耐
腐蚀物质；隔膜右侧充满水或
油。当柱塞作往复运动时，迫
使隔膜交替地向两侧弯曲，将
被输送液体吸入或排出。弹性
薄膜采用耐腐蚀橡胶或金属薄
片制成。
适于：定量输送剧毒、易燃、
易爆、腐蚀性液体和悬浮液。
2010年 5月 20日 58/71
2.3.2 回转泵
2.3.2.1 齿轮泵
齿轮泵也是正位移泵的一种,
如图 。 泵壳内的两个齿相互
啮合, 按图中所示方向转动 。
在泵的吸入口, 两个齿轮的
齿向两侧拨开, 形成低压将
液体吸入 。 齿轮旋转时, 液
体封闭于齿穴和泵壳体之间,
被强行压至排出端 。 在排出
端两齿轮的齿相互合拢, 形
成高压将液体排出 。
齿轮泵产生较高的压头但流
量小,用于输送粘稠液体及
膏状物，但不能输送含固体
颗粒的悬浮液 。
2010年 5月 20日 59/71
2.3.2.2 螺杆泵
由泵壳和一根或几根螺杆构成。
一根螺杆：螺杆和泵壳形成的空隙排送液体。
两根衣衫螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆老
排送液体。
特点是压头高，效率效率高，噪音小。
适于在高压下输送粘稠性液体。
流量调节时用旁路 (回流装置 )调节。
2010年 5月 20日 60/71
2.3.3 旋涡泵
旋涡泵是一种特殊类型的离心泵 。 旋涡泵主要由叶轮和
泵体组成 。 叶轮是一个圆盘, 四周由凹槽构成的叶片呈
辐射状排列 (图 b)。 叶轮旋转过程中泵内液体随之旋转,
且在径向环隙的作用下多次进入叶片并获得能量 。 因而
液体在旋涡泵内流动与在多级离心泵中流动相类似 。 泵
的吸入口和排出口由与叶轮间隙极小的间壁分开 。
2010年 5月 20日 61/71
2.3.3 旋涡泵 (续 )
根据旋涡泵的特性曲线图, 其特点
是,1 压头随流量增大而大幅度下
降, 以旁路调节流量更为经济 。
2 轴功率随流量的增大而减小, 启
动泵时应全开出口阀门 。
3 由于在剧烈运动时进行能量交换，
能量损失大，效率低，一般为 20%～
50
间的运动是由于离心力作用，在启
动前泵内也要灌满液体。
它 适用于高压头，小流量且粘度小
的液体，不适于输送含固粒的液体 。
2010年 5月 20日 62/71
2.4 气体输送机械
输送和压缩气体的设备统称气体压送机械。 用途：
?气体输送
?产生高压气体
?产生真空
气体输送机械与液体输送机械的结构和工作原理大致相同, 其作
用都是向流体做功以提高流体的静压强 。 但是由于气体具有可压
缩性和密度较小, 对输送机械的结构和形状都有一定影响, 其特
点是：
?对一定质量的气体, 由于气体的密度小, 体积流量就大,
因而气体输送机械的体积大 。
?气体在管路中的流速要比液体流速大得多, 输送同样质量
流量的气体时, 其产生的流动阻力要多, 因而需要提高的压
头也大 。
?由于气体具有可压缩性，压强变化时其体积和温度同时发
生变化，因而气体输送和压缩设备的结构、形状有一定特殊
要求。
2010年 5月 20日 63/71
分类：
按结构与工作原理分：
?离心式
?往复式
?选择式
?流体力学作用式
按终压 (气体出口表压 p2)和压缩比 (气体出口与进口绝压之比 x)分：
?通风机,p2≤15kPa,x＝ 1～ 1.15,主要结构有离心式, 轴
流式, 用于通风换气和送气 。
?鼓风机,p2＝ 15～ 294kPa,x＜ 4,主要结构为多级离心式,
旋转式, 用于输送气体 。
?压缩机,p2>294kPa,x>4,主要为往复式结构, 用于产生
高压气体 。
?真空泵,p2为大气压,x由真空度而定，结构为旋转式，
用于将设备中气体抽出而减压。
2010年 5月 20日 64/71
2.4.1 离心通风机
因终压小 (≤15kPa),故常用于通风换气和送气 。
工业上常用的通风机为离心通风机, 按其产生
?低压离心通风机：出口风压低于 1kPa(表压 )
?中压离心通风机：出口风压在 1～ 3kPa(表压 )
?高压离心通风机：出口风压在 3～ 15kPa(表压 )
2.4.1.1离心通风机的结构和工作原理
结构：机壳为蜗牛壳形, 断面有方形和圆形；叶轮直径
大, 叶片数目多而且短 。 叶片有平直, 前弯和后弯等形
状, 前弯叶片送风量大, 但往往效率低, 因此高效通风
机的叶片通常是后弯的 。
?低压离心通风机：断面方形, 叶片平直,
?中压离心通风机：断面方形, 叶片弯曲
?高压离心通风机：断面圆形, 叶片弯曲
工作原理：同离心泵
2010年 5月 20日 65/71
2.4.1.2 离心通风机的性能参数
1.风量 单位时间内从风机出口排出的气体体积, 并以风机进口处气
体的状态计, 以 Q表示, 单位 m3/h。 风量大小取决于风机的结构,
叶轮尺寸 (叶轮直径与叶片宽度 )和转速 。
2.风压 单位体积的气体通过风机时所获得的有效能量, HT,Pa。
风压的大小取决于风机的结构尺寸, 转速和气体密度, 其值目前只
能通过实验测定 。 取 1m3气体为基准, 在风机进出口截面 1-1′与 2-2′
间列柏努利方程,
由于 ρ和 (Z2－ Z1)值较小, ρ(Z2－ Z1)g一项可忽略；风机进出口管段
很短, ρ∑hf ≈0 ；风机进口直通大气 u1≈0,因而上式简化为：
HT＝ (p2－ p1)＋ ρu22/2
其中,(p2－ p1)称为静风压, 以 Hst表示, ρu22/2称为动风压, 二者
之和称为全风压 。
f
2
1
2
21212eT h)uu(2)pp()zz(gWH ????
?????????
2010年 5月 20日 66/71
风机性能表上所列风压，一般是在 20℃, 101.3kPa条件下用空气测得的，
此时空气密度为 1.2kg/m3，在选用通风机时，若输送介质的条件与上述
实验条件不同时，应将实际风压 HT′换算为实验条件下风压 HＴ (实际风
压 HT′由柏氏方程导出 )
3.轴功率和效率
轴功率和效率的定义同离心泵,
计算时 Q与 HＴ 必须为同一状态下的值 。 风机性能表上给出的轴功率,
也是指在 20℃, 101.3kPa条件下用空气测定值, 当输送介质密度大于
1.2kg/m3,应将实验条件下轴功率 N换算为实际轴功率 N′：
'
2.1H
'HH 'T'TT ???
??
HT′,ρ′－操作条件
HT,ρ－实验条件
全压效率???? kW,1 0 0 0 QHN T
2.1
'N'N'N ??
?
??
2010年 5月 20日 67/71
2.4.1.3 离心通风机的类型与选择
1.类型 离心通风机按其用途分为排尘通风 (C),防腐蚀 (F),工业炉吹风 (L)、
耐高温 (W),防爆炸 (B),冷却塔通风 (LF),一般通风换气 (T)等 。 其型号分
别表示全压系数, 通风机比转数, 进口吸入型式及设计顺序号等 。 分别用
数字和符号表示, 例如,
T4— 72— 11№10C右 90°
?T —
?4 — 全压系数乘 10后再按四舍五入进位,
?72—
?1 — 风机进口吸入型式代号 (0为双侧吸入, 1为单侧吸入, 2为二级
串联吸入 )
?1—— 设计顺序号, 1
?№10 —— 机号, 风机叶轮直径的分米数, 四舍五入后在前冠以
,№”
?C —— 传动方式代号 (共六种方式, C表示悬臂支承, 皮带轮在轴
承外侧 )
?右 —— 叶轮旋转方向 (右为顺时针, 左为逆时针 )
?90° —— 风机出风口位置 。
在某型号下通风机的具体性能参见附录和有关资料 。
2010年 5月 20日 68/71
2
(1)计算输送系统所需风量 Q和风压 HT风量根据生产任务
规定值换算为进口状态计的气体流量；所需实际风压 HT′
按柏努利方程进行计算, 然后换为实验条件下的 HT；
(2)根据被输送气体的性质与风压的范围确定风机的类型；
(3)根据 Q和 HT从风机样本中选择合适的型号, 所选风机
(4)核算风机的轴功率 特别当气体密度与实验条件下密度
相差大时 。
2010年 5月 20日 69/71
例 2-7 用风机将 20℃, 38000kg/h的空气送入加热器加热到 100℃, 然
后送入常压设备内, 输送系统所需全风压为 1200Pa(以 60℃, 常压计 )，
选择一台合适的风机 。 若将已选的风机置于加热器之后, 核算是否
仍能完成输送任务 。
解,① 因输送的气体为空气, 故选用一般通风机 T4-72型 。
风机进口为常压, 20℃, 空气密度为 1.2kg／ m3，
Q＝ 38000/1.2＝ 31670m3／ h
60℃, 常压下空气密度 ρ′＝１,06kg/m3，
HＴ ＝Ｈ T′ρ/ρ′＝ 1200× 1.2/1.06＝ 1359Ｐ a
按照 Q＝ 31670m3／ h,HＴ ＝ 1359Ｐ a
查附录二十六 (一 )得 4-72-11№10C型离心通风机可满足要求；其性能
n=1000r/min,Q=32700m3／ h,HT＝ 1422Ｐ a,N＝ 16.5k
N′＝Ｎ ρ′/ρ＝ 16.5× 1.06/1.2＝ 14.6kＷ 故满足要求 。
② 风机置于加热器后, 100℃, 常压时 ρ′＝ 0.946kg/m3,故风量为：
Q＝ 38000/0.946＝ 40170m3／ h
风压为 HＴ ＝Ｈ T′ρ/ρ′ ＝ 1200× 1.2/0.946=1522Ｐ a>1422Pa,可见原风
机在同样转速下已不能满足要求 。
2010年 5月 20日 70/71
离心式鼓风机、压缩机，旋转鼓风机、压缩机，
往复压缩机，真空泵,自学
内容：
?组成
?工作原理
?操作方法
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本章要求
掌握：
?离心泵的主要部件及工作原理
?离心泵的主要性能参数与特性曲线
?离心泵的工作点
?气蚀现象与安装高度的概念及计算方法
?离心泵的选型
?离心通风机的主要性能参数
?离心通风机的选型
了解：
?流体输送机械的主要型式
?其它液体输送机械的主要结构、工作原理及适用场合
?其它常用其它输送机械的分类、主要结构
2010年 5月 20日 72/71
THE END
Thanks
第二章 流体输送机械
2.1 概述
流体输送是化工生产过程常见的单元操作之一 。 为了将
流体从一处送到另一处, 不论是提高其位置高度或增加
其压强, 还是克服管路的沿程阻力, 都需要向流体施加
外部机械能 。 流体输送机械就是向流体作功以提高其机
械能的装置 。
目前流体输送机械为通用机械产品，在生产中如何选用
既符合生产需要，又比较经济合理的输送机械，同时在
操作中做到安全可靠、高效率运行，除了熟知被输送流
体的性质、工作条件外，还必须了解各类输送机械的工
作原理、结构和特性，以便进行正确地选择和合理使用。
本章内容就是介绍常用的流体输送机械及其工作原理、
选型计算等。
2010年 5月 20日 2/71
2.1.1 输送机械的用途
?补充能量：将流体从一处输送到另一处
?提高压强：给流体加压
?造成设备真空：给流体减压
为液体提供能量的输送机械称为泵，如离心泵、
往复泵、旋涡泵等。
为气体提供能量的输送机械称为风机或压缩机，
如离心通风机、鼓风机等。
2010年 5月 20日 3/71
2.1.2 输送机械应满足生产要求
对生产上不同的要求采用不同的输送机械。原因：
?流体是多种多样的。水、油、腐蚀性流体等
?操作条件千差万别：输送量、效率、轴功率
概括来说，输送机械应满足如下要求：
(1)
(2)结构简单, 重量轻, 投资费用低 。
(3)运行可靠，操作效率高，日程操作费用低。
(4)能适应被输送流体的特性，其中包括粘性、腐蚀性、毒
性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等。
2010年 5月 20日 4/71
2.1.3输送机械的分类
(1)动力式：利用高速旋转的叶轮使流体的机械能增加, 典
型的是离心式, 轴流式输送机械 。
(2)容积式：利用活塞或转子运动改变工作室容积而对流体
作功 。 典型的是往复式, 旋转式输送机械 。
(3)其它类型：如利用另外一种流体作用的喷射式等。
2010年 5月 20日 5/71
2.2 离心泵
液体输送机械的种类很多，按照工
作原理的不同，分为离心泵、往复
泵、旋转泵、旋涡泵等几种，其中，
离心泵由于其适用范围广、操作方
便，便于实现自动调节和控制而在
化工生产中应用最为普遍。
2.2.1 离心泵的基本结构和工作原理
2.2.1.1 离心泵的基本结构
离心泵主要由叶轮、泵壳等组成，
由若干弯曲叶片组成的叶轮紧固在
泵轴上安装在蜗壳形的泵壳内。泵
壳中央的吸入口与吸入管路相连，
侧旁的排出口与排出管路连接，如
图。
2010年 5月 20日 6/71
2.2.1.2 离心泵的工作原理
离心泵启动前应在泵壳内灌满所输
送的液体，当电机带动泵轴旋转时，
叶轮亦随之高速旋转 (转速一般为
1000～ 3000r/min)。叶轮的旋转一方
面迫使叶片间的液体在随叶轮作等
角速旋转的同时，另一方面，由于
受离心力的作用使液体向叶轮外缘
作径向运动。在液体被甩出的过程
中，流体通过叶轮获得了能量，并
以 15～ 25m/s的速度进入泵壳。在蜗
壳中由于流道的逐渐扩大，又将大
部分动能转变为静压强，使压强进
一步提高，最终以较高的压强沿切
向进入排出管道，实现输送的目的，
此即为 排液原理 。
2010年 5月 20日 7/71
当液体由叶轮中心流向外缘时, 在叶轮
中心处形成了低压 。 在液面压强与泵内压
强差的作用下, 液体经吸入管路进入泵的
叶轮内, 以填补被排除液体的位置, 此即
为 吸液原理 。 只要叶轮旋转不停, 液体就
被源源不断地吸入和排出, 这就是离心泵
的工作原理 。
若离心泵在启动前泵壳内不是充满液体而是空气, 由于空
气的密度远小于液体的密度, 产生的离心力很小, 因而叶轮
中心区形成的低压不足以将贮槽内液体压入泵内, 此时虽启
动离心泵但不能够输送液体, 这种现象称作 气缚 。 表示离心
泵无自吸能力 。 因此在启动泵前一定要使泵壳内充满液体 。
通常若吸入口位于贮槽液面上方时, 在吸入管路中安装一单
向底阀和滤网, 以防止停泵时液体从泵内流出和吸入杂物 。
2010年 5月 20日 8/71
2.2.1.3 离心泵的主要部件
包括叶轮, 泵壳, 轴封装置
1.叶轮 它通常由 6～ 12片后弯叶片所组成, 本身被固定在泵轴上并随
之旋转 。 作用是将原动机的机械能直接传给液体, 以提高液体的静
压能和动能 。 根据其结构和用途分为开式, 半开式和闭式三种 。
闭式叶轮,叶片两侧带有前后两块盖板, 液体在两叶片间通道内流动时无
倒流现象, 适于输送较清洁的流体, 输送效率高, 一般离心泵多采用这种
叶轮 。
半开式叶轮 (半闭式叶轮 ),吸入口一侧无前盖板, 适于输送含小颗粒的溶液,
输送效率低 。
开式叶轮,没有前后盖板 。 适于输送含大颗粒的溶液, 效率低 。
2010年 5月 20日 9/71
闭式或半闭式叶轮在工作时, 部分高压液体可由叶轮与
泵壳间的缝隙漏入两侧, 除影响效率外也使叶轮受到指
向液体吸入口的轴向推力, 导致叶轮向吸入口移动, 严
重时造成与泵壳的接触摩擦直至损坏 。 为平衡轴向推力,
可在叶轮后侧板上钻一些 平衡孔, 使漏入后侧的部分高
压液体由平衡孔向低压区泄漏, 减小两侧的压强差, 但
同时也使泵的效率有所下降 。
叶轮按其吸液方式的不同分为单吸式和双吸式两种，如
图。双吸式叶轮可从两侧同时吸液，吸液能力大，而且
可基本上 消除轴向推力 。
2010年 5月 20日 10/71
2.泵壳
泵壳亦称为蜗壳, 泵体, 构造为蜗牛壳形, 其作用是将
叶轮封闭在一定空间内, 汇集引导液体的运动, 并将液
体的大部分 动能转化为静压能 。 这是因为随叶轮旋转方
向, 叶轮与泵壳间的通道截面逐渐扩大至出口时达到最
大, 使能量损失减少的同时实现了能量的转化 。 为了减
少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量损失,
有时在叶轮与泵壳间还安装一固定不动而带有叶片的导
轮, 以引导液体的流动方向 (见图 )。
2010年 5月 20日 11/71
3.轴封装置
在泵轴伸出泵壳处, 转轴和泵壳
间存有间隙, 在旋转的泵轴与泵
壳之间的密封, 称为轴封装置 。
其作用是防止高压液体沿轴泄漏,
或者外界空气以相反方向漏入 。
常用的有填料密封和机械密封 。
填料密封装置,由填料函壳, 软
填料和填料压盖构成, 软填料为
浸油或涂石墨的石棉绳, 将其放
入填料函与泵轴之间, 将压盖压
紧迫使它产生变形达到密封 。
2010年 5月 20日 12/71
3.轴封装置 (续 )
机械密封装置,由装在泵轴
上随之转动的动环和固定在
泵壳上的静环组成，两环形
端面由弹簧力使之紧贴在一
起达到密封目的。动环用硬
质金属材料制成，静环一般
用浸渍石墨或酚醛塑料等制
成。
机械密封的性能优良，使用
寿命长。当部件的加工精度
要求高，安装技术要求比较
严格，价格较高。用于输送
酸、碱、盐、油等密封要求
2010年 5月 20日 13/71
2.2.3 离心泵的性能参数与特性曲线
2.2.3.1 离心泵的主要性能参数
为了正确地选择和使用离心泵, 就必须熟悉其工作特性
和它们之间的相互关系 。 反映离心泵工作特性的参数称
为性能参数, 主要有转速, 流量, 压头, 轴功率和效率,
气蚀余量等 。 离心泵一般由电机带动, 因而转速是固定
的, 其性能参数通常在离心泵的铭牌或样本说明书中标
明, 以供选用时参考 。
1.流量 离心泵在单位时间内排出的液体体积，亦称为送
液能力，用 Q表示，单位为 m3／ h。离心泵的流量与其结
构、尺寸 (叶轮直径和宽度 )、转速、管路情况有关。
Q 供方
VS 需方
Q≥VS
2010年 5月 20日 14/71
2.压头 指离心泵对单位重量的液体所提供的有效能量,
又称为扬程, 用 H表示, 单位为 m。 泵的压头与泵的结构
尺寸, 转速, 流量等有关 。 对于一定的泵和转速, 压头
与流量间有一定的关系 。
压头的值由实验测定：
在 泵的入口和出口间 列柏努利方程, 以单位重量流体为
21f
2
2
2b
2
1
2
1b
1 Hg
p
g2
uZH
g
p
g2
uZ
??????????
H 供方
He=We/g 需方
H≥He
2010年 5月 20日 15/71
3.效率 指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需
功率之比, 称为泵的总效率, 用 η表示, 无因次, 其值恒
小于 100%。 它的大小反映泵在工作时能量损失的大小,
泵的效率与泵的大小, 类型, 制造精密程度, 工作条件
等有关, 由实验测定 。
(1)容积损失：由于泵的泄漏, 液体的倒流等所造成, 使
得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出
量减少浪费的能量 。 容积损失用容积效率 ηV表示 。
％
理论流量
实际流量 100
Q
Q%100
T
e
V ?????
2010年 5月 20日 16/71
(2)机械损失：由于泵轴与轴承间, 泵轴与填料间, 叶轮
盖板外表面与液体间的摩擦等机械原因引起的能量损失 。
机械损失用机械效率 ηm表示 。
(3)水力损失：由于液体具有粘性, 在泵壳内流动时与叶
轮, 泵壳产生碰撞, 导致旋涡等引起的局部能量损失 。
水力损失用水力效率 ηh表示 。
％
有效功率
理论功率 1 0 0
N
N%1 0 0
e
T
m ?????
％
理论压头
实际压头 100
H
H%100
T
e
h ?????
总效率,η=ηv× ηm× ηh 一般：小泵,η= 50～ 70％
大泵,η>90％
2010年 5月 20日 17/71
4.轴功率 指泵轴转动时所需要的功率, 亦即电机提供的
功率, 用 N表示, 单位 kW。 由于能量损失, 轴功率必大
于有效功率, 即 N=Ne/η
泵的轴功率与泵的结构、尺寸、流量、压头、转速等有
关。
?
?
?
?
?
?
?
?
???
???????
1 0 2
HQNe
N
1 0 2
HQ
9, 8 1
1 0 0 0
HQ
H g QN
VgHeWsWeNe
S
轴功率：
泵：
有效功率：管路：
2010年 5月 20日 18/71
例 2-1 采用图示装置测定离心泵的性能 。 泵的吸入和排出管内
径分别为 100mm和 80mm,两测压口间垂直距离为 0.5m,泵的
转速为 2900rpm,用 20℃ 清水作为介质时测定, 数据为：流量
15l/s,泵出口处表压 2.55× 105Pa,进口处真空度 2.67× 104Pa，
电机功率 6.2kW(电机效率 93%)。
解：在转速为 2900rpm
① 泵的流量,Q＝ 15× 10-3× 3600＝ 54m3/h
② 泵的压头：在真空表和压强表所在
截面 1-1′与 2-2′间列柏努利方程,
以单位重量流体为基准,
其中,(z2-z1)＝ 0.5m，
p2＝ 2.55× 105Pa(表 )，
p1＝ -2.67× 104Pa(表 ),Hf≈0
f
12
2
1b
2
2b
12 Hg
pp
g2
uu)ZZ(
g
WeH ?
?
???????
2010年 5月 20日 19/71
③ 轴功率,N=6.2× ０,93＝ 5.77 kW
④ 效率：
Q=54m3／ h,H=29.5m,N=5.77 kW，
η=75.2%,n=2900rpm
%2.751 0 0 077.5102 1 0 0 010155.29N102HQ
3
??? ???????
?
s/m98.208.0 1.091.1dduu,s/m91.11.0 10154dV4u
2
2
1
1b2b2
3
2
1
S
1b
2
??
?
??
?
??
???
?
???
???
??
???
??
?
m5.2981.91 0 0 0 1067.21055.281.92 91.198.25.0H
4522
?? ????? ????
2010年 5月 20日 20/71
2.2.3.2 离心泵的特性曲线
在一定转速下, 离心泵的压头, 功率, 效率随流量的变
化关系称为特性曲线 。 它反映泵的基本性能的变化规律,
可做为选泵和用泵的依据 。 各种型号离心泵的特性曲线
不同, 但都有共同的变化趋势 。
(1)压头一般随流量增大而下降 (流量极小时可例外 )；
(2)轴功率随流量增大而增大，流量为零时轴功率最小。因而 启动
离心泵时应关闭出口阀,使启动电流减小，保护电机，待运转正
常后再开启阀门,调节适当的流量。
(3)效率随流量增大而上升，达到一最大值后随流量增加而下降。
说明在一定转速下，离心泵存在一最高效率点，称为设计点。离
心泵在与最高效率点相对应的 Q和 H下工作最为经济，效率最高
点对应的参数 Q,H,N称为最佳工况参数 (泵铭牌所标出即指此 )。
在选用离心泵时应使其在该点附近工作，一般规定一个工作范围，
称为高效区，为最高效率的 92%左右。
2010年 5月 20日 21/71
2.2.3.3 离心泵性能的换算
离心泵的特性曲线是在一定转速下, 以常温清水进行测定而得到的 。
使用时若输送液体的性质或其它条件与测定条件不同时, 可导致泵
的性能发生变化, 这时就需进行相应的换算 。
1.
离心泵的压头, 流量均与液体的密度无关, 故泵的效率亦不随 ρ而改
变, 但泵的轴功率随密度不同而变化, 应重新进行计算 。
2
当被输送液体的粘度大于常温下清水的粘度时, 由于叶轮, 泵壳内
流动阻力的增大, 致使泵的压头, 流量都要减小, 效率下降, 而轴
功率增大 。 一般当液体的运动粘度 ν＞ 20× 10-6m2/s时, 离心泵的性能
Q′=CQQ,H′＝ CHH,η′＝ Cη·η，
式中 CQ,CH,Cη称为离心泵的流量, 压头和效率换算系数, 可由图
2-13,2-14查得 。 上标, ′”,操作条件
'102
Q'H'N'
?
??
?
??
102
'HQN'
2010年 5月 20日 22/71
3 离心泵转速的影响
当 液体粘度不大 且假设 泵的效率不变, 泵的转速变化小
于 20%时, 泵的流量, 压头, 轴功率与转速的近似关系可
按 比例定律
4
当 转速不变 而减小叶轮直径时, 泵的流量, 压头, 轴功
率与叶轮直径的关系可按 切割定律 进行计算 (叶轮直径变
化＜ 20%)
3
2
1
2
1
2
2
1
2
1
2
1
2
1
n
n
N
N,
n
n
H
H,
n
n
Q
Q
???
?
???
??
???
?
???
???
32
D
'D
N
'N,
D
'D
H
'H,
D
'D
Q
'Q ?
?
??
?
???
?
??
?
???
2010年 5月 20日 23/71
2.2.4 离心泵的工作点与流量调节
据离心泵特性曲线知离心泵的工作运行范围很大, 但
实际工作时的运行状况要受到管路的制约, 因为泵是
安置在管路上工作的 。 因此要了解其工作状况, 就必
须了解管路的工作特性以及和泵特性之间的关系 。
2.2.4.1 管路特性曲线
1 1‘
2 2‘
在图示的系统中, 若贮槽与高位槽液面维
持恒定, 在 1-1′截面与 2-2′截面间列柏努利
方程：
0
g2
u
K
g
p
Z
H
g2
u
g
p
ZHe
2
b
21f
2
b
?
?
?
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大：贮槽、高位槽截面积很
为常数操作条件：对特定的管路及一定的
2010年 5月 20日 24/71
He=K+GQe2
称为管路特性方程，它反映 在特定的管路中，液体所需压头
(He)与流量 (Qe)的关系 。这种关系只与管路的布置条件有关，
而与泵的性能无关。将其关系标绘在 H～ Q坐标图上，即为管
路特性曲线，为一抛物线型。
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22
21f
2
A
Qe
21f
GQeKHeGQeH
d,lel,
g2d
lel
H
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因而：
变换很小，则：均为定值。湍流时对固定管路：
2010年 5月 20日 25/71
例题 2-2(P156例 2-4)
用离心泵向密闭容器输送清水，管路情况如图。贮槽 A和密闭
容器 B内液面恒定，位差 20m。管路系统为：管径 φ114× 4mm，
管长 (包括所有局部阻力的当量长度 )150m，密闭容器内表压
9.81× 104Pa，流动在阻力平方区，管道摩擦系数 0.016，输水
量 45m3/h。求：
(1)管路特性方程； (2)泵的升扬高度与扬程； (3)泵的轴功率 (效
率为 70％，水的密度 1000kg/m3)
解,(1)
m3081.91 0 0 0 1081.920gpZK
4
??????????
2
e
42
e
524
2
2
2
Q102, 4 3 230GQKHe
m/s104 3 2.2
4
0 9 6.0
81.92
1
0 9 6.0
1 5 0
0 1 6.0
gA2
1
d
lel
G
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管路特性方程：
2010年 5月 20日 26/71
(2)泵的升扬高度与扬程
泵的升扬高度即 ΔZ，值为 20m。泵的扬程由管路特性方
程计算：
(3)泵的轴功率
m8.333 6 0 045102, 4 3 230Q102, 4 3 230H
2
42
e
4 ??
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92.5
7.0102
1 0 0 0
3 6 0 0
45
8.33
102
HQ
N ?
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2010年 5月 20日 27/71
2.2.4.2 离心泵的工作点
当离心泵安装在一管路中时，泵所提供的压头与流量，必然和
管路所要求的压头与流量相一致才能工作，因此同时满足管路
特性和泵特性的点称为泵的工作点。在 H-Q图中即为管路特性
曲线和泵特性曲线的交点 M,M点表示了离心泵在特定管路中
实际能输送的流量和提供的压头。
H=He
Q=Qe
H=Q
He=Qe
M
H
Q
2010年 5月 20日 28/71
例题 2-3（ P158例 2-5）
用离心泵将水库内的水送至灌溉渠，假设两液面恒定且
位差 12m。已知管路压头损失 Hf=0.5× 106Qe2，特定转速
下泵特性方程为 H=26-0.4× 106Q2（ Qe,Q单位均为
m3/s），求每天送水量。
解：
/d3 4 0, 4 m103, 9 43 6 0 024Q
s/m1094.3Q
Q104.026H
Q105.0012
H
g
p
ZHKHe
33-
d
33
22
e
26
2
e
6
ff
??????
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???
????
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?????
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日送水量：
工作点：
泵特性方程：
管路特性方程：
2010年 5月 20日 29/71
2.2.4.3离心泵的流量调节
当选好的泵在管路提供的流量符要求或者生产任务变动时需进行流量调
节, 其实质是改变泵的工作点 。 由于泵的工作点由两条特性曲线所决定,
因而改变其中之一或者同时改变即可实现流量的调节 。
①
通过改变管路特性曲线来改变泵的工作点 。 方法是在泵出口管路上装一
调节阀, 改变阀门开度, 将改变管路的局部阻力, 从而使管路特性曲线
发生变化, 导致泵的工作点随之变化 。
Q
M
H
1
M1
如阀门关小时, 管路的局部阻力加大, 管
路特性曲线变陡, 工作点由 M上移至 M1点,
流量由 Q降至 Q1。 反之, 流量增大 。
优点：调节流量，简便易行，可连续变化
缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外
消耗了部分能量，经济上不够合理。
2010年 5月 20日 30/71
② 改变泵的转速
改变泵的转速，实质是改变泵特性曲线。
优点：较经济，无额外能量
损失，
缺点：因需要变速装置或价
格昂贵的变速原动机，故改
变困难，且难以做到连续调
节，一般很少采用。
泵转速增加，泵特性曲线上移，工作点随之由 M上移至 M1，
流量由 Q增大到 Q1。
M
Q
H
1
M1
2010年 5月 20日 31/71
③ 改变泵的直径
改变泵的直径，实质是改变泵特性曲线。
泵直径增加，泵特性曲线上移，工作点随之由 M上移至 M1，
流量由 Q增大到 Q1。
优点：较经济，无额外能量
损失
缺点：流体调节范围有限、
不方便，难以做到连续调节，
调节不当会降低泵的效率。
一般很少采用。
M
Q
H
1
M1
2010年 5月 20日 32/71
2.2.4.4 离心泵的组合操作
在实际生产中, 当单台泵不能满足输送任务要求的流量和压头时, 可
采用数台离心泵组合使用, 组合方式为串联和并联 。 下面以两台性能
完全相同的离心泵讨论其组合后的特性及其运行状况 。
1.离心泵的串联组合操作
当单台泵达不到压头要求时,
采用串联组合 。 两台完全相同
的离心泵串联, 从理论上讲,
在同样的流量下, 其提供的压
头应为单泵的两倍 。 因而依据
单泵特性曲线 1上一系列坐标点,
保持横标 (Q)不变, 使纵标 (H)加
倍, 绘出两泵串联后的特性曲
线 2。
Q
H
H
1
串
H串
2
串联泵的操作流量和压头由工作点决定，
由图知，串联后流量亦有所增加，但压
头低于单台泵压头的两倍。
2010年 5月 20日 33/71
2.离心泵的并联组合操作
当单台泵达不到流量要求时，采用并联组合。两台相同
的离心泵并联，理论上讲在同样的压头下，其提供的流
量应为单泵的两倍。因而依据单泵特性曲线 1上一系列点，
保持纵标 (H)不变，使横标 (Q)加倍，绘出两泵并联后的特
性曲线 2。
并联泵的实际流量和压
头由工作点决定，由图
知，并联后压头有所增
加，但流量低于单泵流
量的两倍 (实际上三台以
上泵的并联不多 )。
Q
H
Q
H
1
Q并
H并
2
2010年 5月 20日 34/71
3.
生产中如何选择组合方式, 还与管路特性有关, 一般：
1 当单泵压头远达不到要求时,
2 在某些情况下, 并串联都可提高流量和压头, 这时与
管路特性有关 。?对低阻型输送管路 1，
并联组合优于串联组合,
即并联可获得更高的流
量和压头, 选并联；
单
串
单
并
Q
H
1
2
?对高阻型输送管路 2，
串联组合优于并联组合，
即串联可获得更高的流
量和压头，选串联，如
图所示。
2010年 5月 20日 35/71
离
心
泵
的
组
合
操
作
举
例
例 2-4 用两台泵向高位槽送水, 单泵的特性曲线方程为 H=25-1× 106Ｑ 2,管路
特性曲线方程为 He＝ 10＋ 1× １ 05Ｑ e2(两式中 Q的单位为 m3／ s,Ｈ的单位为
m)。 求：两泵并, 串联时的流量及压头 。
解, ① 单泵时,H＝ 25-１ × 106Q2＝ 10+1× 105Q2
故,Q＝ 3.69× 10-3m3/s,H＝ 11.36m
② 并联时,H不变, Q′＝ 2Q,Q＝ Q′/2
即每台泵流量 Q为管中流量 Q′的 1/2。
故,H′＝ 25-1× 106× (Ｑ ′/2)2=10+1× 105Ｑ ′２
∴ Q′＝ 6.55× 10-3m3／ s,H′＝ 14.29m
③ 串联时, H″＝ 2H,Q″＝ Q,H＝ H″/2，
即每台泵提供的压头仅为管路压头的 1/2，
H″/2＝ 25-1× 106Ｑ ″2
即,H″＝ 50-2× 106Ｑ ″2
由,H″＝ 50-2× 106Ｑ ″2 ＝ 10＋ 1× 105Ｑ ″2
得,Q″=4.36× 10-3m3/s,H″=11.9m
2010年 5月 20日 36/71
2.2.5 离心泵的气蚀现象与安装高度
2.2.5.1
离心泵通过旋转的叶轮对液体做功, 使液体机械能增加, 在随叶轮
的流动过程中, 液体的速度和压强是变化的 。 通常在叶轮入口处压
强最低, 压强愈低愈容易吸液 。 但是当 该处压强小于或等于输送温
度下液体的饱和蒸汽压 时 (p≤pv)液体将部分汽化, 形成大量的蒸汽泡 。
这些气泡随液体进入叶轮后, 由于压强的升高将受压破裂而急剧凝
结, 气泡消失产生的局部真空, 使周围的液体以极高的速度涌向原
气泡处, 产生相当大的冲击力, 致使金属表面腐蚀疲劳而受到破坏 。
由于气泡产生, 凝结而使泵体, 叶轮腐蚀损坏加快的现象, 称为气
蚀 。
气蚀现象发生时，将使泵体振动发出噪音；金属材料损坏加快，寿
命缩短；泵的流量、压头等下降。严重时甚至出现断流，不能正常
工作。为避免气蚀现象发生，必须在操作中保证泵入口处的压强大
于输送条件下液体的饱和蒸汽压，这就要求泵的安装高度不能太高，
应有一限制。
2010年 5月 20日 37/71
2.2.5.2 离心泵的允许吸上真空度 HS′
为防止气蚀现象的发生，应使叶片入口处最低压强大于
输送温度下液体的饱和蒸汽压。但在实际操作中，不易
测出最低压强的位置，而往往是测泵入口处的压强，然
后在考虑一安全量，即为泵入口处允许的最低绝对压强，
以 p1表示。习惯上常把 p1表示为真空度，并以被输送液体
的液柱高度为计量单位，称为允许吸上真空度，以 HS′表
示。 HS′是指压强为 p1处可允许达到的最高真空度，表达
式：
式中,p1－泵入口处允许的最低绝对压强,Pa；
ρ－被输送流体的密度,kg/m3。
液柱单位,mg ppH 1a'S ???
2010年 5月 20日 38/71
HS′与泵的类型, 结构, 输送操作条件有关, 通过实验测定,
由制造厂提供, 标示在泵样本或说明书中 。
实验条件：大气压 10mH2O,温度 20℃, 清水为介质 。
当操作条件和输送液体与实验条件不符时, 须换算：
? ? ??
?
?
??
? ?
?
??
?
? ?
?????
10 0024.0
1081.9
p10HaHH
3
v
S
'
S
式中,HS－实验条件下输送水时的允许吸上真空度,mH2O； (由泵
样本表或性能图中查取 )
HS′－操作条件下输送液体时的允许吸上真空度,m液柱；
Ha－泵安装地区大气压,mH2O；
Pv－操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压,Pa；
10－实验条件下大气压强,mH2O；
0.24－实验条件下水的饱和蒸汽压,mH2O；
1000－实验温度下水的密度,kg/m3；
ρ－操作温度下液体的密度,kg/m3 。
2010年 5月 20日 39/71
3.允许气蚀余量 NSPH
由于 HS′使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性能的参
数，称为气蚀余量。以 NSPH表示，其定义为：为防止气
蚀发生，要求离心泵入口处静压头与动压头之和必须大
于液体在输送温度下的饱和蒸汽压头的最小允许值，即：
g
p
g2
u
g
p
N S P H
N S P H
g
p
g2
u
g
p
v
2
1b1
v
2
1b1
?
??
?
?
?
?
??
?
表示为：
〖 说明 〗 NSPH通过实验测定，标示在泵样本、性能图或
气蚀性能图中。实验条件为 20℃ 清水，一般不用校正。
2010年 5月 20日 40/71
4.离心泵的安装高度 (允许吸上高度 )
定义：指泵的吸入口与吸入贮槽
液面间可达到的最大垂直距离。 Hg
1
1‘
0 0‘如图示，以 0-0′为基准面，在 0-0′,1-1′间列柏努利方程：
10f
2
11a
g
a0
10f
2
110
g
H
g2
u
g
pp
H
pp
H
g2
u
g
pp
H
?
?
??
?
?
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则：，若贮槽同大气，即
2010年 5月 20日 41/71
(1)用允许吸上真空度 HS′表示安装高度 Hg
(2)用允许气蚀余量 NSPH表示安装高度 Hg
g
ppH 1a'
S ?
??
10f
2
1b1ag H
g2
u
g
ppH
????
??
联立
10f
2
1b'
Sg Hg2
uHH
????
10f
va
g HN S P Hg
ppH
????
??
10f
2
1b1a
g Hg2
u
g
ppH
????
??
联立 g
p
g2
u
g
pN S P H v2 1b1
?????
〖 说明 〗 ① Hg安 <Hg算 通常,Hg安 ＝ Hg算 －（ 0.5～ 1.0） m
② 离心泵的 Hs ′,NSPH与流量有关, 流量大 NSPH大而 HS′较小, 因此计
③ 离心泵安装时, 应尽量选用大直径进口管路, 缩短长度, 尽量减少弯
头, 阀门等管件, 使吸入管短而直, 以减少进口阻力, 提高安装高度,
或在同样 Hg下避免发生气蚀 。
2010年 5月 20日 42/71
泵安装高度计算举例
例 2-5 用离心泵将敞口水槽中 65℃ 热水送往某处, 槽内液
面恒定, 输水量为 55m3/h,吸入管径为 100mm,进口管路
能量损失为 2m,泵安装地区大气压为 0.1MPa,已知泵的
允许吸上真空高度 Hs=5m,求泵的安装高度 。
解,65℃ 水, pv=2.554× 104Pa,ρ=980.5kg/m3
m69.02
81.92
95.1
89.2H
g2
u
HH
m89.2
5.9 8 0
1 0 0 0
24.0
1081.9
1055.2
10
1081.9
101.0
5H
s/m95.1
1.03 6 0 0
554
d
V4
u
2
10f
2
1b'
Sg
3
4
3
6
'
S
22
1
S
1b
??
?
?????
??
?
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???
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?
?
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为安全起见，泵的实际安装高度应小于 0.69 m。
2010年 5月 20日 43/71
2.2.6 离心泵的类型与选用
2.2.6.1 离心泵的类型
实际生产过程中，输送的液体是多种多样的，工艺流程中所需提供
的压头和流量也是千差万别的，为了适应实际需要，离心泵的种类
很多。
分类方式：
按被输送液体性质分
水泵
耐腐蚀泵
油泵
杂质泵
单吸泵
双吸泵
按吸入方式分
单级泵
多级泵按叶轮数目分分
2010年 5月 20日 44/71
1.水泵
用于输送工业用水，锅炉给水，地下水及物理、化学性质与水相
近的清洁液体。
压头不太高，流量不太大时，采用单级单吸悬臂式离心泵，系列
代号 IS。泵壳和泵盖采用铸铁制成。扬程,8～ 98m，流量,4.5～
360m3/h；
压头较高，流量不太大时采用多级泵，系列代号 D。叶轮一般 2～ 9
个，多达 12个。扬程,14～ 351m，流量,10.8～ 850m3/h；
压头不太高，流量较大时采用双吸泵，系列代号 Sh。扬程,9～
140m，流量,120～ 12500m3/h。
型号说明：
IS100-80-125
?IS－单级单吸离心水泵
?100－泵的吸入管内径,mm
?80－泵的排出管内径,mm
?125－泵的叶轮直径,mm
6 Sh 9
?6－吸入口直径,in
?Sh－双吸式离心水泵
?9－比转数 ns，转数被 10除
后的整数
2010年 5月 20日 45/71
2.耐腐蚀泵
用于输送酸, 碱, 盐等腐蚀性液体, 系列代号 F。
特点：采用不同耐腐蚀材料制造或衬里, 密封性能好 。
扬程范围,15～ 105m，流量范围,2～ 400m3/h。
型号说明：
80FS-24
?80－吸入口直径,mm
?F－耐腐蚀泵系列代号
?S－材料代号 (聚三氟乙烯 )
?24－扬程,m
40FM1-26
?40－泵吸入口直径,mm
?F－耐腐蚀泵系列代号
?M－材料代号 (铬镍钼钛合金钢 )
?1－轴封形式代号 (单端面密封 )
?26－扬程,m
2010年 5月 20日 46/71
3.油泵
用于输送具有易燃易爆的石油化工产品,系列代号：单
级为 Y，双级为 YS。
特点：密封完善，轴承、轴封加冷却水夹套 (油温 >200℃ )
扬程范围,60～ 603m，流量,6.25～ 500m3/h
型号说明：
250YSIII-150× 2
?250－吸入口直径,mm
?YS－双吸离心式油泵
?III－材料代号 (合金钢 )
?150－单级扬程,m
?2－级数，即叶轮个数
2010年 5月 20日 47/71
4.杂质泵
用于输送悬浮液及稠厚的浆液等, 系列代号为 P,根据其
具体用途又分为污水泵 PW,砂泵 PS,泥浆泵 PN等 。 对其
基本要求是不易堵塞, 耐磨和拆修方便 。
特点：叶轮采用开式或半闭式，流道宽，叶片少，用耐
磨材料制造等，在某些使用场合采用可移动式而不固定。
2010年 5月 20日 48/71
2.2.6.2 离心泵的选择
1) 根据输送液体性质以及操作条件来选定泵类型。
? 液体性质：密度、粘度、腐蚀性等
? 操作条件：压强－影响压头
温度－影响泵的允许吸上高度
2) 计算管路系统所需 He,Qe(根据管路条件，利用柏努
利方程求 He)
3) 根据 He,Qe查泵样本表或产品目录中性能曲线或性能
表，确定规格。注意①应使流量和压头比实际需要多
10～ 15％余裕量；②考虑到生产的变动，按最大量选
取；③应使泵在高效区内工作，选好后列出该泵的性
能参数 H,Q,N,η,n,Hs等。
4) 校核轴功率。当输送液体的密度大于水的密度时重新
计算轴功率
?
??
102
HQN
2010年 5月 20日 49/71
例题 2-6（ P172例 2-11）
用离心泵从敞口贮槽向密闭高位容器输送稀酸溶液，两
液面位差为 20m，容器液面上压力表的读数为 49.1kPa。
泵的吸入管和排出管均为内径为 50mm的不锈钢管，管路
总长度为 86m(包括所有局部阻力当量长度 )，液体在管内
的摩擦系数为 0.023。要求酸液的流量 12m3/h，其密度为
1350kg/m3。试选择适宜型号的离心泵。
解：稀酸具腐蚀性，故选 F型离心泵。
选型号。流量已知，压头计算如下：
m81.5
81.92
6 9 8.1
05.0
86
0 2 3.0
g2
u
d
l
H
m / s6 9 8.1
4
05.0
3 6 0 0
12
A
Qe
u
22
b
f
2b
?
?
?????
?
??
?
??
2010年 5月 20日 50/71
在敞口贮槽液面与密闭容器液面之间列柏努利方
程：
据 Qe=12m3/h及 He=29.52m，查 P530附录二十五 (三 )选取
50F-40A型耐腐蚀离心泵。有关性能参数为：
Q=13.1m3/h H=32.5m N=2.54kW η=46%
n=2960r/min Hs’=6m
因酸液密度大于水密度，故需校核泵轴功率：
虽然实际输送所需轴功率较大，但所配电机功率为 4kW，
故尚可维持正常操作。
m52.2981.5081.91 3 5 0 101.4920Hgpg2 uZHe
3
f
2
b ???
?
????
?
??????
kW54.2kW83.246.01023 6 0 0 1 3 5 01252.29102HQN ???? ??????
2010年 5月 20日 51/71
2.2.6.3 离心泵的安装、使用和维护
1) 泵的实际安装高度应小于计算安装高度, 以免出现气
蚀现象和吸不上液体,
2) 启动前须向泵内灌满被输送液体, 以防止气缚现象的
发生,
3) 启动时应关闭出口阀门, 启动后先打开进口阀, 待运
行平稳后, 缓缓开启出口阀 。 防止轴功率突然增大,
损坏电机；
4) 停泵时先关闭出口阀, 再关闭进口阀,
5) 运转过程定时检查密封泄漏，电机发热，润滑注油等
问题。
2010年 5月 20日 52/71
2.3 其它类型液体输送机械
2.3.1 往复泵
往复泵是一种典型的容积式输送机械 。
1.主要部件：泵缸, 活塞, 活塞杆, 吸入阀和排出阀 (均为单向阀 )。
活塞杆与传动机械相连, 带动活塞在泵缸内作往复运动 。 活塞与阀
门间的空间称为工作室 。
2.工作原理
单动泵：活塞一侧装有吸入阀和排出阀
活塞自左向右移动时, 排出阀关闭, 吸入阀
打开, 液体进入泵缸, 直至活塞移至最右端 。
活塞由右向左移动, 吸入阀关闭而排出阀开
启, 将液体以高压排出 。 活塞移至左端, 则排
液完毕, 完成了一个工作循环, 周而复始实现
了送液目的 。 因此往复泵是依靠其工作容积改
变对液体进行做功 。
在一次工作循环中, 吸液和排液各交替进行一
次, 其液体的输送是不连续的 。 活塞往复非等
速, 故流量有起伏 。
Q
θ
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双动泵
活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀
和排出阀的往复泵。
活塞自左向右移动时, 工作室左
侧吸入液体, 右侧排除液体 。
活塞自右向左移动时, 工作室右
侧吸入液体, 左侧排除液体 。
即活塞无论向那一方向移动, 都
能同时进行吸液和排液, 流量连
续, 但仍有起伏 。
Q
θ
Q
θ
为此采用三台双动泵并联工作，
其送液量较均匀。每个泵连接
曲柄角度相差 120O。
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2.往复泵特点
由于往复泵的工作原理和操作调节等与离心泵不同, 它具有如下特
点：
(1)往复泵的流量只与泵缸的尺寸和冲程, 活塞的往复次
数有关, 而与泵的压头, 管路等无关 。
理论上单动泵的流量,QT＝ ASnr
双动泵的流量,QT＝ (2A-a)S nr
式中,QT —— 往复泵理论流量, m3/s
A—— 活塞截面积, m2
a—— 活塞杆截面积, m2
S—— 活塞的冲程 (在泵缸内移动的距离 ),m
nr —— 活塞往复频率, 1/s。
实际上，由于泄漏，吸入和排出阀启闭不及时等原因，实际流量小
于理论流量。
实际流量,Q=ηVQT ηV－容积效率
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(2)往复泵的压头与泵的几何尺寸, 流量无关, 而由泵缸
的机械强度和原动机的功率所决定 。 只要泵缸强度许可,
理论上压头可达无限大, 其特性曲线为 QT＝常数 。
(3)由于往复泵的低压是靠工作室容积扩张造成的, 因此
启动时无需灌液, 即往复泵具有自吸能力 。 往复泵的吸
上真空度亦随外界大气压, 液体输送条件而异, 故其安
装高度有一定限制 。
(4)流量调节不能用排出管路上的阀门，而应采用旁路调
节或改变活塞的冲程和往复次数实现。
(5)因往复泵的排液能力只与活塞位移有
关，与管路无关，这种泵称为正位移泵。
因此在启动泵时必须打开阀门，以防泵或
管路损坏。
主要用于小流量，高压强的场合，输送高粘度液
体时效果比离心泵好。不能用于腐蚀性流体及有
固体粒子的悬浮液的输送。
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2.3.1.2 计量泵
计量泵是往复泵的一种形式, 它的传动装置是通过偏
心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动 。 偏心轮的
偏心距是可调的, 用来改变柱塞的冲程, 这样就可以达
到严格地控制和调节流量的目的 。
计量泵通常用于 要求精确而且便于调整的场合,特别 适
用于几种液体以一定配比的输送场合 。
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2.3.1.3 隔膜泵
实际上是柱塞泵，其结构特点
四借弹性薄膜将被输送液体与
活柱隔开，从而使得活柱和泵
缸得以保护。
隔膜左侧与液体接触的部分均
由耐腐蚀材料制造或涂一层耐
腐蚀物质；隔膜右侧充满水或
油。当柱塞作往复运动时，迫
使隔膜交替地向两侧弯曲，将
被输送液体吸入或排出。弹性
薄膜采用耐腐蚀橡胶或金属薄
片制成。
适于：定量输送剧毒、易燃、
易爆、腐蚀性液体和悬浮液。
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2.3.2 回转泵
2.3.2.1 齿轮泵
齿轮泵也是正位移泵的一种,
如图 。 泵壳内的两个齿相互
啮合, 按图中所示方向转动 。
在泵的吸入口, 两个齿轮的
齿向两侧拨开, 形成低压将
液体吸入 。 齿轮旋转时, 液
体封闭于齿穴和泵壳体之间,
被强行压至排出端 。 在排出
端两齿轮的齿相互合拢, 形
成高压将液体排出 。
齿轮泵产生较高的压头但流
量小,用于输送粘稠液体及
膏状物，但不能输送含固体
颗粒的悬浮液 。
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2.3.2.2 螺杆泵
由泵壳和一根或几根螺杆构成。
一根螺杆：螺杆和泵壳形成的空隙排送液体。
两根衣衫螺杆：与齿轮泵类似，利用互相啮合的螺杆老
排送液体。
特点是压头高，效率效率高，噪音小。
适于在高压下输送粘稠性液体。
流量调节时用旁路 (回流装置 )调节。
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2.3.3 旋涡泵
旋涡泵是一种特殊类型的离心泵 。 旋涡泵主要由叶轮和
泵体组成 。 叶轮是一个圆盘, 四周由凹槽构成的叶片呈
辐射状排列 (图 b)。 叶轮旋转过程中泵内液体随之旋转,
且在径向环隙的作用下多次进入叶片并获得能量 。 因而
液体在旋涡泵内流动与在多级离心泵中流动相类似 。 泵
的吸入口和排出口由与叶轮间隙极小的间壁分开 。
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2.3.3 旋涡泵 (续 )
根据旋涡泵的特性曲线图, 其特点
是,1 压头随流量增大而大幅度下
降, 以旁路调节流量更为经济 。
2 轴功率随流量的增大而减小, 启
动泵时应全开出口阀门 。
3 由于在剧烈运动时进行能量交换，
能量损失大，效率低，一般为 20%～
50
间的运动是由于离心力作用，在启
动前泵内也要灌满液体。
它 适用于高压头，小流量且粘度小
的液体，不适于输送含固粒的液体 。
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2.4 气体输送机械
输送和压缩气体的设备统称气体压送机械。 用途：
?气体输送
?产生高压气体
?产生真空
气体输送机械与液体输送机械的结构和工作原理大致相同, 其作
用都是向流体做功以提高流体的静压强 。 但是由于气体具有可压
缩性和密度较小, 对输送机械的结构和形状都有一定影响, 其特
点是：
?对一定质量的气体, 由于气体的密度小, 体积流量就大,
因而气体输送机械的体积大 。
?气体在管路中的流速要比液体流速大得多, 输送同样质量
流量的气体时, 其产生的流动阻力要多, 因而需要提高的压
头也大 。
?由于气体具有可压缩性，压强变化时其体积和温度同时发
生变化，因而气体输送和压缩设备的结构、形状有一定特殊
要求。
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分类：
按结构与工作原理分：
?离心式
?往复式
?选择式
?流体力学作用式
按终压 (气体出口表压 p2)和压缩比 (气体出口与进口绝压之比 x)分：
?通风机,p2≤15kPa,x＝ 1～ 1.15,主要结构有离心式, 轴
流式, 用于通风换气和送气 。
?鼓风机,p2＝ 15～ 294kPa,x＜ 4,主要结构为多级离心式,
旋转式, 用于输送气体 。
?压缩机,p2>294kPa,x>4,主要为往复式结构, 用于产生
高压气体 。
?真空泵,p2为大气压,x由真空度而定，结构为旋转式，
用于将设备中气体抽出而减压。
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2.4.1 离心通风机
因终压小 (≤15kPa),故常用于通风换气和送气 。
工业上常用的通风机为离心通风机, 按其产生
?低压离心通风机：出口风压低于 1kPa(表压 )
?中压离心通风机：出口风压在 1～ 3kPa(表压 )
?高压离心通风机：出口风压在 3～ 15kPa(表压 )
2.4.1.1离心通风机的结构和工作原理
结构：机壳为蜗牛壳形, 断面有方形和圆形；叶轮直径
大, 叶片数目多而且短 。 叶片有平直, 前弯和后弯等形
状, 前弯叶片送风量大, 但往往效率低, 因此高效通风
机的叶片通常是后弯的 。
?低压离心通风机：断面方形, 叶片平直,
?中压离心通风机：断面方形, 叶片弯曲
?高压离心通风机：断面圆形, 叶片弯曲
工作原理：同离心泵
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2.4.1.2 离心通风机的性能参数
1.风量 单位时间内从风机出口排出的气体体积, 并以风机进口处气
体的状态计, 以 Q表示, 单位 m3/h。 风量大小取决于风机的结构,
叶轮尺寸 (叶轮直径与叶片宽度 )和转速 。
2.风压 单位体积的气体通过风机时所获得的有效能量, HT,Pa。
风压的大小取决于风机的结构尺寸, 转速和气体密度, 其值目前只
能通过实验测定 。 取 1m3气体为基准, 在风机进出口截面 1-1′与 2-2′
间列柏努利方程,
由于 ρ和 (Z2－ Z1)值较小, ρ(Z2－ Z1)g一项可忽略；风机进出口管段
很短, ρ∑hf ≈0 ；风机进口直通大气 u1≈0,因而上式简化为：
HT＝ (p2－ p1)＋ ρu22/2
其中,(p2－ p1)称为静风压, 以 Hst表示, ρu22/2称为动风压, 二者
之和称为全风压 。
f
2
1
2
21212eT h)uu(2)pp()zz(gWH ????
?????????
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风机性能表上所列风压，一般是在 20℃, 101.3kPa条件下用空气测得的，
此时空气密度为 1.2kg/m3，在选用通风机时，若输送介质的条件与上述
实验条件不同时，应将实际风压 HT′换算为实验条件下风压 HＴ (实际风
压 HT′由柏氏方程导出 )
3.轴功率和效率
轴功率和效率的定义同离心泵,
计算时 Q与 HＴ 必须为同一状态下的值 。 风机性能表上给出的轴功率,
也是指在 20℃, 101.3kPa条件下用空气测定值, 当输送介质密度大于
1.2kg/m3,应将实验条件下轴功率 N换算为实际轴功率 N′：
'
2.1H
'HH 'T'TT ???
??
HT′,ρ′－操作条件
HT,ρ－实验条件
全压效率???? kW,1 0 0 0 QHN T
2.1
'N'N'N ??
?
??
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2.4.1.3 离心通风机的类型与选择
1.类型 离心通风机按其用途分为排尘通风 (C),防腐蚀 (F),工业炉吹风 (L)、
耐高温 (W),防爆炸 (B),冷却塔通风 (LF),一般通风换气 (T)等 。 其型号分
别表示全压系数, 通风机比转数, 进口吸入型式及设计顺序号等 。 分别用
数字和符号表示, 例如,
T4— 72— 11№10C右 90°
?T —
?4 — 全压系数乘 10后再按四舍五入进位,
?72—
?1 — 风机进口吸入型式代号 (0为双侧吸入, 1为单侧吸入, 2为二级
串联吸入 )
?1—— 设计顺序号, 1
?№10 —— 机号, 风机叶轮直径的分米数, 四舍五入后在前冠以
,№”
?C —— 传动方式代号 (共六种方式, C表示悬臂支承, 皮带轮在轴
承外侧 )
?右 —— 叶轮旋转方向 (右为顺时针, 左为逆时针 )
?90° —— 风机出风口位置 。
在某型号下通风机的具体性能参见附录和有关资料 。
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2
(1)计算输送系统所需风量 Q和风压 HT风量根据生产任务
规定值换算为进口状态计的气体流量；所需实际风压 HT′
按柏努利方程进行计算, 然后换为实验条件下的 HT；
(2)根据被输送气体的性质与风压的范围确定风机的类型；
(3)根据 Q和 HT从风机样本中选择合适的型号, 所选风机
(4)核算风机的轴功率 特别当气体密度与实验条件下密度
相差大时 。
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例 2-7 用风机将 20℃, 38000kg/h的空气送入加热器加热到 100℃, 然
后送入常压设备内, 输送系统所需全风压为 1200Pa(以 60℃, 常压计 )，
选择一台合适的风机 。 若将已选的风机置于加热器之后, 核算是否
仍能完成输送任务 。
解,① 因输送的气体为空气, 故选用一般通风机 T4-72型 。
风机进口为常压, 20℃, 空气密度为 1.2kg／ m3，
Q＝ 38000/1.2＝ 31670m3／ h
60℃, 常压下空气密度 ρ′＝１,06kg/m3，
HＴ ＝Ｈ T′ρ/ρ′＝ 1200× 1.2/1.06＝ 1359Ｐ a
按照 Q＝ 31670m3／ h,HＴ ＝ 1359Ｐ a
查附录二十六 (一 )得 4-72-11№10C型离心通风机可满足要求；其性能
n=1000r/min,Q=32700m3／ h,HT＝ 1422Ｐ a,N＝ 16.5k
N′＝Ｎ ρ′/ρ＝ 16.5× 1.06/1.2＝ 14.6kＷ 故满足要求 。
② 风机置于加热器后, 100℃, 常压时 ρ′＝ 0.946kg/m3,故风量为：
Q＝ 38000/0.946＝ 40170m3／ h
风压为 HＴ ＝Ｈ T′ρ/ρ′ ＝ 1200× 1.2/0.946=1522Ｐ a>1422Pa,可见原风
机在同样转速下已不能满足要求 。
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离心式鼓风机、压缩机，旋转鼓风机、压缩机，
往复压缩机，真空泵,自学
内容：
?组成
?工作原理
?操作方法
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本章要求
掌握：
?离心泵的主要部件及工作原理
?离心泵的主要性能参数与特性曲线
?离心泵的工作点
?气蚀现象与安装高度的概念及计算方法
?离心泵的选型
?离心通风机的主要性能参数
?离心通风机的选型
了解：
?流体输送机械的主要型式
?其它液体输送机械的主要结构、工作原理及适用场合
?其它常用其它输送机械的分类、主要结构
2010年 5月 20日 72/71
THE END
Thanks
