哈哈哈，我是知识点的搬运工！

一、离心泵的工作原理

离心泵的基本部件是旋转的叶轮和固定的泵壳。在启动前，需先向泵壳内充满被输送的液体，启动后泵轴带动叶轮一起旋转，迫使叶片间的液体旋转。叶轮中心的液体在惯性离心力的作用下被甩向外周、并获得能量，使其静压能升高、流速增大。液体离开叶轮进入泵壳后，因泵壳的流道逐渐扩大，导致液体流速减慢，部分动能转换成静压能，于是，具有较高压力的液体经泵的排出管路、被输送到所需场所。当叶轮中心的液体被甩向外周时，叶轮中心会产生低压区；由于贮槽液面上方压力高于泵入口的压力，使得液体被吸入叶轮中心。因此，叶轮经不断旋转，可以持续地将液体吸入和排出。

离心泵在启动时，若泵壳内存在空气，由于空气的密度小，旋转时产生的离心力小，因此叶轮中心区形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体。这种现象称为气缚，即离心泵不具有自吸功能，因此在启动前必须向泵壳内充满液体，即灌泵。离心泵吸入管路上安装的底阀的作用就是防止启动前灌入泵壳内的液体从泵内流出。

离心泵装置简图

二、离心泵的主要部件

离心泵的两个主要部分是：泵轴和叶轮的旋转部件；由泵壳、轴封装置和轴承组成的静止部件。

1、叶轮

叶轮是离心泵的关键部件，其作用是将原动机的机械能传给被输送液体，提高液体的静压能和动能。

叶轮通常由4-12片后湾叶片组成。按其机械结构可分为闭式、半闭式、开式。一般离心泵多采用闭式叶轮，其叶片两侧带有前、后盖板，适用于输送清洁液体，效率较高。只有后盖板的称为半闭式叶轮；开式叶轮仅有叶片和轮毂，而没有盖板。开式和半闭式叶轮不易堵塞，适用于输送含有固体颗粒的液体或悬浮液；但液体在叶片间易产生倒流，故泵的效率较低。

按吸液方式可分为单吸式和双吸式两种。单吸式叶轮的液体只能从一侧流入；双吸式叶轮可同时叶轮两侧对称地吸入液体，不仅具有较大的吸液能力，且可基本上消除轴向推力。

2、泵壳

离心泵的泵壳通常呈蜗牛形，故又称为蜗壳。叶轮在泵壳内沿着蜗形通道扩大的方向旋转，越接近液体出口，通道截面积越大；液体流经蜗形通道时流速逐渐降低，部分动能转换成静压能。因此泵壳不仅是汇集由叶轮流出的液体的场所，也是一个能量转化装置。

3、轴封装置

由于泵轴旋转而泵壳固定不动，泵轴穿过泵壳处必定存在间隙。为防止泵内高压液体沿间隙漏出或外界空气漏入泵内，必须设置轴封装置。常用到轴封装置有填料密封和机械密封。机械密封的润滑和密封效果较好，适用于输送酸、碱及易燃、易爆和有毒液体。

三、离心泵的主要特性参数和性能曲线

1、主要性能参数

（1）流量：指离心泵在单位时间内输送的液体体积，Q/(m3·h-1)。

（2）压头（扬程）：指离心泵对单位重量（1N）的液体所能提供的有效能量，H/m。

（3）效率

离心泵在输送液体时，原动机通过叶轮的旋转将机械能传给液体，这不可避免的存在能量损失，从而降低泵的有效压头和流量。通常用效率来反映这种能量损失。

①容积损失：指泵的液体泄露所造成的损失，可用容积效率ηv表示，一般闭式叶轮的容积效率为0.85-0.95。

②机械损失：由泵轴和轴承之间、泵轴与填料函之间、叶轮盖板外表面与液体之间产生摩擦而引起的能量损失，可用机械效率ηm表示，一般为0.96-0.99。

③水力损失：黏性液体流经叶轮通道和蜗壳时产生的摩擦阻力及因流速和方向改变引起的环流和冲击而产生的局部阻力，统称为水力损失，用水力效率ηh表示，一般为0.8-0.9。

离心泵的总效率反映了三项能量损失的总和，其值与泵的类型、尺寸、制造精密程度和液体的流量、性质等有关。一般小型离心泵的效率为50%-70%，大型泵可达到90%。

（4）轴功率：指泵轴所需要的功率，即电机传给泵轴的功率。

离心泵的有效功率是指液体从叶轮获得的能量。

式中，N-轴功率，W；Ne-有效功率，W；Q-流量，m3/s；H-压头，m；ρ-液体密度，kg/m3。

2、离心泵的特性曲线

①H-Q曲线：表明离心泵的压头随流量的增大而下降。

②N-Q曲线：表明离心泵的轴功率随流量的增大而上升，在流量为0时轴功率最小。因此离心泵在启动时，需关闭泵的出口阀，减小启动电流，以保护电机。

③η-Q曲线：表明泵的效率随着流量的增大先上升到某一最大值，然后逐渐下降。这一最高效率点，称为设计点，与之对应的Q、H、N成为最佳操作参数。

离心泵的特性曲线

3、离心泵性能的影响因素

（1）液体物性的影响

①密度

离心泵的压头、流量、效率均与液体密度无关，但泵的轴功率却随密度的改变而改变。

②黏度

若被输送液体的黏度大于常温下清水的黏度，则能量损失增大，因此压头、流量、效率均降低，轴功率增大。

（2）离心泵转速的影响

离心泵的比例定律：

（3）离心泵叶轮直径的影响

离心泵的切割定律：

4、离心泵的气蚀现象和允许安装高度

（1）气蚀

气蚀是离心泵的特有现象。如图，泵的吸液作用是借贮槽液面0-0’与吸入口截面1-1’间的势能差来实现的。当贮槽液面上方压力一定时，吸入口的压力越低，则吸上高度（垂直高度Hg）就越高。但泵吸入口的低压是有限的，当叶片附近液体的静压力等于或低于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体就会发生汽化，产生气泡。带有气泡的液体进入叶轮的高压区后，气泡会急剧凝结或破裂；因气泡的消失产生局部真空，周围的液体会以极高的速度流向原气泡占据的空间，并产生极大的局部冲击力。在这种冲击力的反复作用下，泵的泵壳和叶轮会破坏，这就是气蚀现象。

危害：①离心泵的性能下降，流量、压头和效率均会降低；②产生噪声和振动；③泵壳和叶轮遭到损坏，降低了泵的使用寿命。

综上，发生气蚀是由于叶片入口附近的液体静压力低于某值。原因可能是泵的安装高度超过允许值（更多静压能转化为势能）、泵输送温度过高、泵吸入管路的局部阻力过大（能量损失太大）等。通常，合理确定泵的安装高度，是防止气蚀的有效措施。

（2）抗气蚀性能

通常用气蚀余量和允许吸上真空度来表示。

①气蚀余量

离心泵入口处液体的静压头（p1/ρg）与动压头（u2/ρg）之和必须大于操作温度下液体的饱和蒸汽压头（pv/ρg）某一数值，这一数值即为离心泵的气蚀余量。

因离心泵发生气蚀的临界条件是叶轮入口附近的最低压力等于该温度下液体的饱和蒸气压，可得出泵的临界气蚀余量

(NPSH)c是由离心泵的制造厂通过实验测得的。为确保离心泵的正常操作，通常将临界气蚀余量加上一定的安全余量，称为必需气蚀余量(NPSH)r。

②允许吸上真空度：指在泵入口处允许达到的最高真空度，m液柱。

式中，p1-泵吸入口允许的最低绝对压力，Pa；pa-当地大气压，Pa。

提高离心泵的抗气蚀性能，可：①适当加大叶轮吸入口直径和叶片入口边宽度，以改进叶轮吸入口的形状，使泵具有尽可能小的气蚀余量；②使用双吸式叶轮；③采用合理的叶片进口边位置及前盖板形状；④在泵的第一级叶轮前面安装前置诱导轮，以提高泵的吸入性能；⑤使用耐气蚀材料制造叶轮，如铝铁青铜9-4、不锈钢2Cr13、稀土合金铸钢和高镍铬合金等，以提高泵的使用寿命。

（3）允许安装高度

又称允许吸上高度，指泵的吸入口与贮槽液面之间可允许达到的最大垂直高度Hg。

为安全起见，离心泵的实际安装高度应比允许安装高度低0.6-1m。

若离心泵的允许安装高度较低，可：①尽量减小吸入管路的压头损失，如采用较大的吸入管径、缩短吸入管的长度、减少弯管，并省去不必要的管间和阀门等；②把泵安装在贮槽液面以下，使液体利用液位差自动灌入泵中，称之为“倒灌”。

5、离心泵的运行

（1）串联运行

若将两台相同型号的离心泵进行串联操作，则每台泵的压头和流量也是相同的，即总压头为单台泵的两倍。

（2）并联运行

若两台相同型号的离心泵并联，各台的吸入管路相同，则每台泵的流量也是必相同的，且具有相同的管路特性曲线。在相同压头下，输送总流量为单台泵的两倍。

（3）离心泵的流量调节

可通过改变泵的特性曲线或管路特性曲线，使泵在新的工作点运行，满足生产要求。

①改变泵的特性曲线：a、改变泵的转速；b、改变叶轮几何参数，如叶轮切割法，即通过更换不同直径的叶轮来调节流量，适用于较低范围的降低流量、且流量长期改变，或者液体黏度发生改变的场合；c、改变叶轮数目，可进行叶轮拆卸；d、改变泵的运行台数。

②改变管路特性曲线：①节流法，即改变阀门开度来调节流量；②旁通阀调节法或旁路调节法；③贮槽液位变化自动调节法，但仅限于小范围变化。