离心泵的工作原理

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1、离心泵的工作原理水泵开动前，先将泵和进水管灌满水，水泵运转后，在叶轮高速旋转而产生的离心力的作用下，叶轮流道里的水被甩相四周，压入蜗壳，叶轮入口形成真空，水池的水在外界大气压力下沿吸水管被吸入补充了这个空间。继而吸入的水又被叶轮甩出经蜗壳而进入出水管。由此可见，若离心泵叶轮不断旋转，则可连续吸水、压水，水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。综上所述，离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提相高处的，故称离心泵。离心泵的一般特点（1）水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入，垂直于轴向流出，即进出水流方向互成90。（2）由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水，因此在起动前必须相泵内和吸

2、水管内灌注引水，或用真空泵抽气，以排出空气形成真空，而且泵壳和吸水管路必须严格密封，不得漏气，否则形不成真空，也就吸不上水来。（3）由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过10米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度（水泵轴线距吸入水面的高度）远小于10米。如安装过高，则不吸水；此外，由于山区比平原大气压力低，因此同一台水泵在山区，特别是在高山区安装时，其安装高度应降低，否则也不能吸上水来。离心泵原理、结构、检维修离心泵原理、结构、检维修泵的分类与用途1、泵的分类:1.1离心泵1.1.1叶片式1.1.2 轴流泵1.1.3漩涡泵1.2往复泵：1.2.1活塞泵、1.

3、2.2柱塞泵、1.2.3隔膜泵容积式1.3回转泵：1.3.1齿轮泵、1.3.2螺杆泵、1.3.3滑片泵其他类型泵：喷射泵、真空泵1）、容积泵：依靠工作室容积的连续改变而提高液体压力达到输送液体的目的（如：往复泵、齿轮泵等）。2）、叶片泵：依靠旋转的叶轮在旋转过程中，由于叶片和液体的相互作用，叶片将机械能传给液体，使液体的压力能增加，达到输送液体的目的（如离心泵）。3）、流体动力作用泵：它是利用一种带压的工作流体在泵内通过，从而达到输送另一种液体的目的（如：喷射泵）。2、泵的用途 泵是一种输送流体的通用机械，在石油、化工装置中原料、回流、中间产品、溶剂等液体、气体的输送、循环和增压等都需泵来完成

4、。由于各个装置工艺的不同，所需泵的形式和数量也不同，每个装置少则1020台泵，多则100150台泵。如果没有泵，装置中物料加热、反应、分离等工艺过程就无法进行。可见泵在石油化工装置中占有重要地位。在各种泵中，以离心泵应用最为广泛，由于它的流量、扬程及性能范围均较大，并具有结构简单、体积小、重量轻、操作平稳、维修方便等优点，所以占化工生产用泵的80%以上。二、离心泵的工作原理1 、离心泵的工作原理叶轮安装在泵壳2内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。当泵的转速一定时，其压头、流量与叶轮直径

5、有关离心泵叶轮直径的影响该式只有在叶轮直径的变化不大于10时才适用 1.3 泵的串、并连调节方式当单台离心泵不能满足输送任务时，可以采用离心泵的并联或串联操作。用两台相同型号的离心泵并联，虽然压头变化不大，但加大了总的输送流量，并联泵的总效率与单台泵的效率相同；离心泵串联时总的压头增大，流量变化不大，串联泵的总效率与单台泵效率相同。两泵并联后，流量与压头均有所提高，但由于受管路特性曲线制约，管路阻力增大，两台泵并联的总输送量小于原单泵输送量的两倍。两泵串联后，压头与流量也会提高，但两台泵串联的总压头仍小于原单泵压头的两倍。当泵入口处压力P1等于或小于同温度下液体的饱和蒸气压PV时，液体发生汽化

6、，气泡在高压作用下，迅速凝聚或破裂产生压力极大、频率极高的冲击，泵体强烈振动并发出噪声，液体流量、压头（出口压力）及效率明显下降。这种现象称为离心泵的汽蚀。 在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动

7、，液体便会不断地被吸入和排出。 2 、气缚现象 当泵壳内存有空气，因空气的密度比液体的密度小得多而产生较小的离心力。从而，贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。 为了使泵内充满液体，通常在吸入管底部安装一带滤网的底阀，该底阀为止逆阀，滤网的作用是防止固体物质进入泵内损坏叶轮或防碍泵的正常操作。 三、离心泵的主要部件主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。1、叶轮 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。 叶轮一般有612片后弯叶片。 叶轮有开式、半闭式和闭式三种，如图

8、22所示。 开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。一般的离心泵叶轮多为此类。 叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。 2、泵壳 作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置

9、。 3、轴封装置 作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。 常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。 填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的四、离心泵的分类1、离心泵的分类：离心泵分类形式很多按流体吸入叶轮的方式分类：单吸式泵和双吸式泵按级数分类：单级泵和多级泵按主轴的安放情况分类：卧式泵、立式泵和斜式泵五、离心泵的性能参数及工作原理、离心泵的性能参数流量流量是泵在单位时间内输送出去的液体量。用qv表示容积流量，单位是m3/s，用qm表示质量流量，单位是kg/s。其中：qm=qv。扬程 扬程是单位重量液体

10、从泵进口处到泵出口处能量的增值，也就是1N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。扬程主要体现在液体压力的提高。转速：是泵轴单位时间的转数，一般用n表示，单位是r/min。汽蚀余量汽蚀余量又叫静正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数，一般用NPSH表示，单位是m。功率 泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的轴功率，用N表示，单位是W或KW。效率 泵的有效功率用Ne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，Ne=gqvH。泵的效率为有效功率和轴功率之比，即=Ne/N。它反应了泵中能量的损失程度。泵中的损失一般可分为：容积损失（流量泄漏所造成的

11、能量损失）、流动损失、机械损失（轴承、密封装置和轮盘的摩擦损失）。、离心泵的工作原理 离心泵在启动前，应关闭出口阀门，泵内灌满液体，此过程称为灌泵。工作时启动原动机使叶轮旋转，叶轮中的叶片驱使液体一起旋转从而产生离心力，使液体沿叶片流道甩向叶轮出口，经蜗壳送入打开出口阀门的排出管。液体从叶轮中获得机械能使压力能和动能增加，依靠此能量使液体达到工作地点。在液体不断被甩出的同时，叶轮入口处就形成了低压。在吸液池和叶轮入口中心线的液体之间就产生了压差，吸液池中液体在这个压差作用下，便不断的经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮之中，从而使离心泵连续的工作。六、离心泵的汽蚀现象1、汽蚀发生的机理 离心泵运转时

12、，流体的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降，在叶片附近，液体压力最低。此后，由于叶轮对液体做功，压力很快上升。当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。同时，还可能有溶解在液体内的气体溢出，它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡会凝结溃灭形成空穴。瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然剧增（有的可达数百个大气压）。这不仅阻碍流体的正常流动，更为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数小弹头一样，连续地打击金属表面，其撞击频率很高（有的可达20003000H

13、z），金属表面会因冲击疲劳而剥裂。若汽泡内夹杂某些活性气体（如氧气等），他们借助汽泡凝结时放出的能量（局部温度可达200300），还会形成热电偶并产生电解，对金属起电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击，形成高压、高温、高频率的冲击载荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。2、汽蚀的严重后果 汽蚀是水力机械的特有现象，它带来许多严重的后果。汽蚀使过流部件被剥蚀破坏 通常离心泵受汽蚀破坏的部位，先在叶片入口附近，继而延至叶轮出口。起初是金属表面出现麻点，继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕，严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔，甚至叶轮破裂

14、，造成严重事故。因而汽蚀严重影响到泵的安全运行和使用寿命。汽蚀使泵的性能下降 汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰，使泵的性能下降，严重时会使液流中断无法工作。汽蚀使泵产生噪音和振动 气泡溃灭时，液体互相撞击并撞击壁面，会产生各种频率的噪音。严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声，同时引起机组的振动。而机组的振动又进一步足使更多的汽泡产生和溃灭，如此互相激励，导致强烈的汽蚀共振，致使机组不得不停机，否则会遭到破坏。汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍，应为流体流速愈高，会使压力变得愈低，更易汽化发生汽蚀。3、离心泵产生汽蚀的原因1、被输送的介质温度过高； 2、水池液位过低，有气体被吸入

15、；3、泵的安装高度过高； 4、流速和吸入管路上的阻力太大；5、吸入管道、压兰(指不带液封的)密封不好，有空气进入。七、常见离心泵故障原因及排除方法故障现象 可能产生的原因 排除方法1.水泵不出水 a.进出口阀门未打开，进出管路阻塞，叶轮流道阻塞。 b.电机运行方向不对，电机缺相转速很慢。 c. 吸入管漏气。 d.泵没灌满液体，泵腔内有空气。 e.进口供水不足，吸程过高，底阀漏水。 f.管路阻力过大，泵选型不当。 a.检查，去除阻塞物。 b.调整电机方向，紧固电机接线。 c.拧紧各密封面，排除空气 d.打开泵上盖或打开排气阀，排尽空气。 e.停机检查、调整（并网自来水管和带吸程使用易出现此现象）

16、 f.减少管路弯道，重新选泵2.水泵流量不足 a.先按1.原因检查 b.管道、泵叶轮流道部分阻塞，水垢沉积。 c.电压偏低。 d.叶轮磨损 a.先按1.排除 b.去除阻塞物，重新调整阀门开度。 c.稳压 d.更换叶轮。3.功率过大 a.超过额定流量使用。 b.吸程过高 c.泵轴承磨损。 a.调节流量关小出口阀门。 b.降低吸程 c.更换轴承。4.杂音振动 a.管路支撑不稳 b.液体混有气体。 c.产生汽蚀。 d.轴承损坏。 e.电机超载发热运行 a.稳固管路 b.提高吸入压力、排气 c.降低真空度。 d.更换轴承。 e.调整按55.电机发热 a.流量过大，超载运行。 b.碰擦。 c.电机轴承损

17、坏。 d.电压不足。 a.关小出口阀。 b.检查排除。 c.更换轴承。 d.稳压。6.水泵漏水 a.机械密封磨损。 b.泵体有砂孔或破裂。 c.密封面一平整。 d.安装螺栓松懈。 a.更换。 b.焊补或更换。 c.修整。 d.坚固。 7.轴承发热 轴承缺油或油粘度太大影响润滑。轴承磨损间隙过大。泵与电机不同心 加油。换好油或粘度小的油。更换轴承。调整泵和电机，保证同心8、出口压力表指示有压力，泵出水很少或不出水。 出水管阻力大。转向不对。叶轮堵塞。转速不够 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。9、出口压力表指示有压力，泵出水很少或不出水。 出水管阻力大。转向不对。

18、叶轮堵塞。转速不够。 降低管阻。检查电机转向。除去叶轮堵塞物。增加转速。 10、泵消耗功率过大 填料压得过紧，填料室发热。叶轮磨损。泵供水量过大 放松填料压盖。更换叶轮。关小闸阀，减小流量。 11、泵内声音反常，泵不出水 吸水管阻力过大。吸水高度过大。有空气进入吸水管。汲送液体的温度过高。 检查吸水管有无堵塞。清理底阀，降低液体温度或降低吸水高度。八、离心泵的启动、运行与维护（一）、启动与运行1）. 全开进口阀门，关闭吐出管路阀门。 2）. 接通电源，当泵达到正常转速后，再逐渐打开吐出管路上阀门，并调节到所需工况。 3）. 注意观察仪表读数，检查轴封泄漏情况，正常时机械密封泄漏，3滴/分，检查

19、电机、轴承处温升70度，如果发现异常情况，应及时处理（二）、停车1. 逐渐关闭吐出管路阀门，切断电源； 2. 关闭进口阀门； 3. 如环境温度低于0度，应将泵内液体放尽，以免冻裂； 4. 如长期停用，应将泵拆卸清洗，包装保管。（三）维护与保养A、运行中的维护和保养 1. 水管路必须高度密封； 2. 禁止泵在汽蚀状态下长期运行； 3. 禁止泵在流量运行时，电机超电流长期运行； 4. 定时检查泵运行时，电机超电流长期运行； 5. 泵在运行过程中应有专人看管，以免发生意外； 6. 泵每运行500小时应对轴承进行加油。电机功率大于11KW配有加油装置，可用高压油枪直接注入，以保证轴承润滑优良； 7.

20、泵进行长期运行后，由于机械磨损，使机组噪声及振动增大时，应停车检查，必要时可更换易损零件及轴承，机组大修期一般为一年。B、机械密封维护与保养 1. 机械密封润滑应清洁无固体颗粒； 2. 严禁机械密封在干磨情况下工作； 3. 起动前应盘动泵（电机）几圈以免突然起动造成密封环断裂损坏故障现象 发生原因 处理措施机械密封发生振动、发热、发烟、泄出、磨损、生成物 端面宽度过大 减小端面宽度、降低弹簧压力 端面比压过大 降低端面比压 动静环面粗糙 提高端面光洁度 摩擦副配对不当 更换动静环、合理配对 冷却效果不好、润滑恶化 加强冷却措施、改善润滑条件 端面耐腐蚀、耐高温不良 更换耐腐蚀、耐高温的动静环间

21、歇性泄漏 转子轴向窜动量太大、动环来不及补偿位移 调整轴向窜动量 泵本身操作不平稳、压力变动 稳定泵的操作压力经常性泄漏 泵轴振动严重 停车检修，解决轴的窜动问题 密封定位不准、摩擦副未贴紧 调整定位 摩擦表面损伤或摩擦面不平 更换或研磨摩擦面 密封圈与动环未贴紧 检查或更换密封面 弹簧力不够或弹簧力偏心 调整或更换弹簧 端盖固定不正、产生偏移 调整端盖紧固螺钉与轴垂直严重泄漏 摩擦副损坏断裂 检查更换动、静环 固定环发生转动 更换密封圈固定静环 动环不能沿轴向浮动 检查弹簧力和止推环是否卡住 弹簧断掉 换弹簧 防转销断掉或失去作用 换防转销停用后重新开动时泄漏 摩擦面有结焦或水垢产生 清洗密

22、封件 弹簧间有结晶或固体粒子 - 动环或止推环卡住 -摩擦副表面磨损过快 弹簧力过大端面比压过大 更换弹簧 密封介质不清洁 加过滤装置 弹簧压缩量过大 调整弹簧九、离心泵的选用原则及步骤（一）选用原则泵是一种面大量广的通用型机械设备，它广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门，在国民经济中占有重要的地位。据79年统计，我国泵产量达125.6万台。泵的电能消耗占全国电能消耗的21%以上。因此大力降低泵有能源消耗，对节约能源具用十分重大的意义。 所谓合理选泵，就是要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济指标，使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说

23、，有以下几个方面：1、必须满足使用流量和扬程的要求，即要求泵的运行工次点（装置特性曲线与泵的性能曲线的交点）经常保持在高效区间运行，这样既省动力又不易损坏机件。2、所选择的泵既要体积小、重量轻、造价便宜，又要具有良好的特性和较高的效率。3、具有良好的抗汽蚀性能，运行平稳、寿命长。4、所选泵的工程投资少，运行费用低（二）选型步骤1、列出基本数据：1）、介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。2）、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。3）、介质温度：（） 4）、所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水，

24、还必须考虑渗漏及蒸发量。5）、压力：吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压力降（扬程损失）。6）、管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目，吸水池至压水池的几何标高等）。 如果需要的话还应作出装置特性曲线。在设计布置管道时，应注意如下事项：A、合理选择管道直径，管道直径大，在相同流量下、液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，会导致阻力损失急剧增大，使所选泵的扬程增加，配带功率增加，成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。B、排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。C、管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径

25、应该是管道直径的35倍，角度尽可能大于90。D、泵的排出侧必须装设阀门（球阀或截止阀等）和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点，逆止阀在液体倒流时可防止泵反转，并使泵避免水锤的打击。（当液体倒流时，会产生巨大的反向压力，使泵损坏）二、确定流量扬程1、流量的确定a、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑。b、如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。 对于ns100的大流量低其不意扬程泵，流量余量取5%，对ns50的小流量高扬和泵，流量余量取10%，50ns100的泵，流量余量也取5%，对质量低劣和运行条件恶劣的泵，流量余量应取10%。c、如果基本数据只给重量流量，应换算成体积流量2、扬程的确定