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泵基础知识大全

泵基础知识大全

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淄博天华耐酸泵制造有限公司   发布时间：

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泵是输送液体或使液体增压的机械。

它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加.

    泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

    泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。

除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。

如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。

    泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以画成曲线来表示，称为泵的特性曲线，每一台泵都有自己特定的特性曲线。

    二、泵的定义与历史来源

    输送液体或使液体增压的机械。

广义上的泵是输送流体或使其增压的机械，包括某些输送气体的机械。

泵把原动机的机械能或其他能源的能量传给液体，使液体的能量增加。

    水的提升对于人类生活和生产都十分重要。

古代已有各种提水器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔槔（前17世纪）、辘轳（前11世纪）、水车（公元1世纪），以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。

公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原始的活塞泵-灭火泵。

早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵。

1689年，法国的D.帕潘发明了4叶片叶轮的蜗壳离心泵。

1818年，美国出现了具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。

1840～1850年，美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。

1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。

随后，各种泵相继问世。

随着各种先进技术的应用，泵的效率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。

    三、泵的分类依据

    泵的种类繁多，按工作原理可分为：

①动力式泵，又叫叶轮式泵或叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。

②容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。

③其他类型的泵，以其他形式传递能量。

如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。

另外，泵也可按输送液体的性质、驱动方法、结构、用途等进行分类。

    四、泵在各个领域中的应用

    从泵的性能范围看，巨型泵的流量每小时可达几十万立方米以上，而微型泵的流量每小时则在几十毫升以下；泵的压力可从常压到高达19.61Mpa（200kgf/cm2）以上；被输送液体的温度最低达-200摄氏度以下，最高可达800摄氏度以上。

泵输送液体的种类繁多，诸如输送水（清水、污水等）、油液、酸碱液、悬浮液、和液态金属等。

    在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵来调节温度。

    在农业生产中，泵是主要的排灌机械。

我国农村幅原广阔，每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。

    在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。

矿井需要用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中，需用泵来供水先等。

    在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。

    在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。

高压和有放射性的液体，有的还要求泵无任何泄漏等。

    在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以上，其类型也是各式各样的。

其它如城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等，都需要有大量的泵。

    总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。

正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类生要产品。

    五、泵的基本参数

    表征泵主要性能的基本参数有以下几个：

    1、流量Q

    流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量）。

    体积流量用Q表示，单位是：

m3/s，m3/h，l/s等。

    质量流量用Qm表示，单位是：

t/h，kg/s等。

    质量流量和体积流量的关系为：

    Qm=ρQ

    式中　ρ——液体的密度（kg/m3，t/m3），常温清水ρ=1000kg/m3。

    2、扬程H

    扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。

也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。

其单位是N•m/N=m，即泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。

    　3、转速n

    转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min。

    4、汽蚀余量NPSH

    汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。

汽蚀余量国内曾用Δh表示。

    5、功率和效率

    泵的功率通常是指输入功率，即原动机传支泵轴上的功率，故又称为轴功率，用P表示；

    泵的有效功率又称输出功率，用Pe表示。

它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。

    因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量，所以，扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量——即泵的有效功率：

    Pe=ρgQH（W）=γQH（W）

    式中　ρ——泵输送液体的密度（kg/m3）；

    γ——泵输送液体的重度（N/m3）；

    Q——泵的流量（m3/s）；

    H——泵的扬程（m）；

    g——重力加速度（m/s2）。

    轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率，其大小用泵的效率来计量。

泵的效率为有效功率和轴功率之比，用η表示。

    六、什么叫流量？

用什么字母表示？

如何换算？

    单位时间内泵排出液体的体积叫流量，流量用Q表示，计量单位：

立方米/小时（m3/h）,升/秒（l/s）,L/s=3.6m3/h=0.06m3/min=60L/min

    G=QρG为重量ρ为液体比重

    例:

某台泵流量50m3/h，求抽水时每小时重量？

水的比重ρ为1000公斤/立方米。

    解：

G=Qρ=50×1000（m3/h•kg/m3）=50000kg/h=50t/h

    七、什么叫扬程？

用什么字母表示？

用什么计量单位？

和压力的换算及公式？

    单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。

泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。

扬程用H表示，单位为米（m）。

泵的压力用P表示，单位为Mpa（兆帕），H=P/ρ.如P为1kg/cm2，则H=（lkg/cm2）/（1000kg/m3）H=（1kg/cm2）/（1000公斤/m3）=（10000公斤/m2）/1000公斤/m3=10m

    1Mpa=10kg/cm2,H=（P2-P1）/ρ（P2=出口压力P1=进口压力）

    八、什么叫汽蚀余量？

什么叫吸程？

各自计量单位表示字母？

    泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。

单位用米标注，用（NPSH）r。

吸程即为必需汽蚀余量Δh：

即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。

    吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

    标准大气压能压管路真空高度10.33米。

    例如：

某泵必需汽蚀余量为4.0米，求吸程Δh？

    解：

Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

    九、什么是水泵的汽蚀现象以及其产生原因

    1、汽蚀

    液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。

把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

    2、汽蚀溃灭

    汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。

这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。

    3、产生汽蚀的原因及危害

    泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。

在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。

    4、汽蚀过程

    在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。

水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。

十、什么是泵的特性曲线？

    通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线，实质上，离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式，通过实测求得。

特性曲线包括：

流量-扬程曲线（Q-H），流量-效率曲线（Q-η），流量-功率曲线（Q-N），流量-汽蚀余量曲线（Q-（NPSH）r），性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。

一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。

在实践选效率区间运行，即节能，又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。

 十一、什么叫泵的效率？

公式如何？

 指泵的有效功率和轴功率之比。

η=Pe/P

  泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。

 有效功率即：

泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。

    Pe=ρgQH（W）或Pe=γQH/1000（KW）

    ρ：

泵输送液体的密度（kg/m3）

    γ：

泵输送液体的重度γ=ρg（N/m3）

    g：

重力加速度（m/s）

    质量流量Qm=ρQ（t/h或kg/s）    

 十二、什么是泵的全性能测试台？

    能通过精密仪器准确测试出泵的全部性能参数的设备为全性能测试台。

国家标准精度为B级。

流量用精密蜗轮流量计测定，扬程用精密压力表测定。

吸程用精密真空表测定。

功率用精密轴功率机测定。

转速用转速表测定。

效率根据实测值：

n=rQ102计算。

水泵正确的使用方法

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    1、起动

    （a）在机泵联接前确定电动机的旋转方向是否正确,泵的转动是否灵活（或在泵内注满水后检查电机转向,严禁泵内无水空转）

    （b）关闭吐出管路上的闸阀。

    （c）向泵内灌满水，或用真空泵引水。

    （d）接通电源，当泵达到正常转速后，再逐渐打开吐出管路上的闸阀，并调节到所需要的工况。

在吐出管上的闸阀关闭的情况下，泵连续工作的时间不能超过3分钟。

    2、停止

    （a）逐渐关闭吐出管路上的闸阀，切断电源。

    （b）如环境温度低于0℃，应将泵内水放出，以免冻裂。

    （c）如长期停止使用，应将泵拆卸清洗上油，包装保管。

    3、运转

    （a）在开车及运行过程中、必须注意观查仪表读数、轴承温升、填料滴漏和温升以及泵的振动和杂音等是否正常，如果发现异常情况，应及时处理。

    （b）轴承温度与环境温度之差不的超过40℃，轴承温升最高不大于80℃

    （c）填料漏水应该是少量均匀的。

    （d）轴承油位应保持在正常位置上，不能过高或过低，过低时应及时补充润滑油。

    （e）如密封环与叶轮配合部位的间隙磨损过大应更换新的密封环（新泵的直径间隙在0.15~0.25mm左右）

    （f）应尽量使泵在铭牌规定的性能点（流量，扬程等）附近运转，这样可使水泵长期在高效率区工作，以达到最大的节能效果。

  离心泵的主要性能参数及计算方法

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一、流量Q（m3/h或m3/s） 

　　离心泵的流量即为离心泵的送液能力，是指单位时间内泵所输送的液体体积。

　　泵的流量取决于泵的结构尺寸（主要为叶轮的直径与叶片的宽度）和转速等。

操作时，泵实际所能输送的液体量还与管路阻力及所需压力有关。

　　二、扬程H（m）

　　离心泵的扬程又称为泵的压头，是指单体重量流体经泵所获得的能量。

　　泵的扬程大小取决于泵的结构（如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等、转速。

目前对泵的压头尚不能从理论上作出精确的计算，一般用实验方法测定。

　　泵的扬程可同实验测定，即在泵进口处装一真空表，出口处装一压力表，若不计两表截面上的动能差（即Δu2/2g=0），不计两表截面间的能量损失（即∑f1-2=0），则泵的扬程可用下式计算

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　　注意以下两点：

（1）式中p2为泵出口处压力表的读数（Pa）；p1为泵进口处真空表的读数（负表压值，Pa）。

（2） 注意区分离心泵的扬程（压头）和升扬高度两个不同的概念。

　　扬程是指单位重量流体经泵后获得的能量。

在一管路系统中两截面间（包括泵）列出柏努利方程式并整理可得

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　　式中H为扬程，而升扬高度仅指Δz一项。

　　例2-1　现测定一台离心泵的扬程。

工质为20℃清水，测得流量为60m /h时，泵进口真空表读数为-0.02Mpa，出口压力表读数为0.47Mpa（表压），已知两表间垂直距离为0.45m若泵的吸入管与压出管管径相同，试计算该泵的扬程。

　　解　由式  

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　　查20℃，

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　　h =0.45m

　　p =0.47Mpa=4.7*10 Pa

　　p =-0.02Mpa=-2*10 Pa

　　H=0.45+  

screen.width-333）this.width=screen.width-333border=0>  =50.5m

　　三、效率

　　泵在输送液体过程中，轴功率大于排送到管道中的液体从叶轮处获得的功率，因为容积损失、水力损失物机械损失都要消耗掉一部分功率，而离心泵的效率即反映泵对外加能量的利用程度。

　　泵的效率值与泵的类型、大小、结构、制造精度和输送液体的性质有关。

大型泵效率值高些，小型泵效率值低些。

　　四、轴功率N（W或kW）

　　泵的轴功率即泵轴所需功率，其值可依泵的有效功率Ne和效率η计算，即

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泵阀知识

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    泵的正确操作步骤

　　一、起动前准备：

　　1. 试验电机转向是否正确（与泵体上标明的方向），试验时间要短以免使泵内部转动对磨部件因无液润滑而干磨损坏；

　　2. 打开排气阀使液体充满整个泵体，待满后关闭排气阀；

　　3. 检查各部位是否正常；

　　4. 高温型应先进行预热，升温速度50℃/小时，以保证各部件受热均匀。

　　二、起动：

　　1. 关闭泵出口阀门； 

　　2. 全开泵进口阀门； 

　　3. 起动电机，观察泵运行是否正常； 

　　4. 调节出口阀开度以所需工况，如用户在泵出口处装有流量表或压力表，应通过调节出口阀门开度使泵在性能参数表所列的额定点上运转，如用户在泵出口处没有装流量表或压力表时，应通过调节出口阀门开度；测量泵的电机电流，使电机在额定电流内运行，否则将造成泵超负荷运行（即大电流运行，至使电机烧坏）调整好的出口阀门开启大与小和管路工况有关； 

　　5. 检查轴封泄漏情况，正常时机械密封泄漏应小于3滴/分； 

　　6. 检查电机，轴承处温升≤80℃。

　　三、停机：

　　1. 关闭出口管路阀门； 

　　2. 切断电源； 

　　3. 关闭进口管路阀门； 

　　4. 如长期停车，应将泵内液体排尽。

    离心泵的工作原理

　　离心泵是依靠旋转的叶轮对液体产生作用力把原动机的机械能传递给液体。

由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。

　　泵的额定流量，额定转速，额定扬程

　　根据设定泵的工作性能参数进行水泵设计，而达到的最佳性能，定为泵的额定性能参数，通常指产品目录或样本上所指定的参数值。

　　如：

IHF50-32-125 流量12.5m3/h为额定流量，扬程20m为额定扬程，转速2900转/分为额定转速。

　　泵的效率及计算方法

　　泵的效率指泵的有效功率和轴功率之比，η=Pe/P。

泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。

有效功率即泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。

　　Pe=ρg QH （W） 或Pe=γQH/1000（kw）

　　ρ：

泵输送液体的密度（kg/m3）

　　γ：

泵输送液体的重度 γ=ρg （N/m3） 

　　g：

重力加速度（m/s） 

　　质量流量 Qm=ρQ （t/h 或 kg/s）

    泵的全性能测试系统

　　泵的全性能测试系统是指能通过精密仪器准确测试出泵的全部性能参数的设备为全性能测试台。

国家标准精度为B级。

流量用精密蜗轮流量计测定，扬程用精密压力表测定。

吸程用精密真空表测定。

功率用精密轴功率机测定。

转速用转速表测定。

效率根据实测值：

n=rQ102计算。

    泵的特性曲线，包含内容及作用

　　通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线，实质上离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式，通过实测求得。

特性曲线包括：

流量-扬程曲线（Q-H），流量-效率曲线（Q-η），流量-功率曲线（Q-N），流量-汽蚀余量曲线（Q-NPSHr），性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。

一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。

在实践选效率区间运行，即节能，又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。

    泵的汽蚀余量，吸程及各自计量单位和表示字母

　　泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等部件表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等部件，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。

单位用米标注，用（NPSH）r。

吸程即为必需汽蚀余量Δh：

即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。

　　吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米） 标准大气压能压管路真空高度10.33米。

　　例如：

某泵必需汽蚀余量为4.0米，求吸程Δh？

 解：

Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

    为何离心泵启动时要关闭出口阀

　　因离心泵启动时，泵的出口管路内还没水，因此还不存在管路阻力和提升高度阻力，在泵启动后，泵扬程很低，流量很大，此时泵电机（轴功率）输出很大（据泵性能曲线），很容易超载，就会使泵的电机及线路损坏，因此启动时要关闭出口阀，才能使泵正常运行。

    泵组出现的故障、原因及解决方法 　 

　　1. 泵不吸水，压力表剧烈跳动。

　　原因：

灌注的引水不够，泵内积有空气，进口管路和表管漏气。

　　解决方法：

灌足引水，检查管路，排除漏气现象。

　　2. 真空表指示高度真空，泵仍不吸水。

　　原因：

底阀没打开或严重堵塞，吸水管阻力大，吸上高度过高。

　　解决方法：

检查底阀活门灵活性，除掉堵塞物，尽量使吸水管路简单，降低吸水高度。

　　3. 出口压力表指示有压力，泵出水很少或不出水。

　　原因：

出水管阻力大，转向不对，叶轮堵塞，转速不够。

　　解决方法：

降低管阻，检查电机转向，除去叶轮堵塞物，增加转速。

　　4. 流量低于设计流量。

　　原因：

叶轮堵塞，密封环间隙磨损过大，转速不够。

　　解决方法：

除去堵塞物，更换密封环，增加转速至铭牌上的规定值。

　　5. 泵消耗功率过大。

　　原因：

填料压得过紧，填料室发热，叶轮磨损，泵流量过大，超过额定值。

　　解决方法：

放松填料压盖，更换叶轮，关小闸阀，减小流量。

　　6. 泵内声音异常，泵不出水。

　　原因：

进口管路阻力过大，吸水高度过大，有空气进入吸水管，输送液体的温度过高。

　　解决方法：

检查进口管路有无堵塞，清理底阀，降低液体温度或降低吸水高度。

　　7. 泵组振动 

　　原因：

泵轴与电机轴不同心，叶轮不平衡，轴承间隙过大。

　　解决方法：

调整泵和电机使轴线对准，叶轮通过平衡试验，不平衡重量要求在3克左右，更换轴承。

　　8. 轴承发热 

　　原因：

轴承缺油或油粘度太大影响润滑，轴承磨损间