离心泵基础知识 研发中心 方坤才 （编者按：由于办事处人员经常来电询问一些关于水泵的技术问题，在这里特别请研发中心的方坤才工程师有针对性地撰写了一系列培训文章，希望能达到为外办人员解惑答疑的目的。） 一、 离心泵的工作原理 离心泵的主要过流部件有吸水室、叶轮和压水室。吸水室位于叶轮的进水口前面，起到把液体引向叶轮的作用；压水室主要有螺旋形压水室（蜗壳式）、导叶和空间导叶三种形式；叶轮是泵的最重要的工作元件，是过流部件的心脏，叶轮由盖板和中间的叶片组成。 离心泵工作前，先将泵内充满液体，然后启动离心泵，叶轮快速转动，叶轮的叶片驱使液体转动，液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去，同时叶轮从吸入室吸进液体，在这一过程中，叶轮中的液体绕流叶片，在绕流运动中液体作用一升力于叶片，反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于液体，这个力对液体做功，使液体得到能量而流出叶轮，这时液体的动能与压能均增大。 二、 离心泵的基本参数 1、 流量 泵的流量含体积流量和质量流量，体积流量是泵在单位时间内所抽送的液体体积，即是从泵的压出口截面所排出的液体体积。体积流量用Q表示，其单位为立方米每秒（m3/s），升每秒L/S或立方米每小时（m3/h），质量流量则是泵在单位时间内所抽送的液体质量，质量流量q ，其单位为千克每秒（kg/s）或吨每小时（t/h）工程习惯上用t/h作单位。 泵的体积流量Q和质量流量q之间的关系为： Q=q/p (式中p为液体的密度) 2、 扬程 泵扬程是指单位重力的液体通过泵后其能量的增值，即是泵压出口处单位重力液体的机械能减去泵吸入口处单位重力的机械能，其单位为每牛顿液体增加的焦耳数J/N，而能量单位焦耳即是牛顿米，J=N×M，故扬程的单位为米。 3、 转速 泵的转速是指单位时间内泵转子的回转数。泵的转速以n表示，其单位为转每分（r/min）或转每秒（r/s） 4、 功率 泵的功率是指泵的输入功率，以P表示，即是原动机传递给泵轴的功率，又叫轴功率，有时叫制动功率。 泵除输入功率外，还有输出功率，即是液体流过泵时由泵传递给它的有用功率，又叫水力功率，是泵输送液体所需要的功率，不包括损失。也就是质量流量q与单位质量的液体通过泵时能量的增值gH的乘积，以Pu来表示： Pu=Qp×gH/1000 (kw) 输出功率和输入功率之比为水泵的效率 η=Pu/P 三、 离心泵的性能曲线和型谱 离心泵的性能曲线包括流量——扬程（Q-H）曲线，流量——功率曲线（Q-N），流量——效率曲线（Q-η）以及流量——汽蚀余量（Q—NPSHr）曲线。这些曲线都是在一定的转速下，以试验的方法求得的。不同的转速，有不同的性能曲线。 在性能曲线上，对于一个任意的流量点，都可以找出一组与其相对应的扬程、功率、效率以及汽蚀余量值。通常，把这一组相对应的参数称为工作状况，简称工况或工况点。对于离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点。 泵在最高效率点工况下运行是最理想的，但是用户要求的性能千差万别，不一定和最高效率点下的性能相一致。通常泵的工作范围以效率下降6％~9%为界。 四、 离心泵的汽蚀 如果泵在运行中产生了噪音和振动，并伴随着流量、扬程和效率的降低，有时甚至不能工作，当检修这台泵时，常常可以发现在叶片入口边靠前盖板处和叶片进口边附近有麻点或蜂窝状破坏，严重时整个叶片和前后盖板都有这种现象，甚至叶片和盖板被穿透，这就是由于汽蚀所引起的破坏。 汽蚀或汽蚀过程就是流动的液体产生汽泡并随后发生破裂的过程。当流体的绝对速度增加，由于流体的静压力下降，对于一定温度下流体的某些特定质点来说，虽无热量自外部输入，但它们已达到了汽化压力，使得质点汽化，并产生汽泡。沿着流道，如果流体的静压力随之再次升高，大于汽化压力，汽泡就会迅速破裂，产生巨大的属于内向爆炸性质的冷凝冲击，若汽泡破裂不是发生在流动的液体里，而是发生在导流组件的壁面处，则汽蚀会导致壁面材料受到侵蚀。 当泵在汽蚀状况下操作时，即使没有发生壁面材料的侵蚀，也会发现此时泵的噪声增大，振动加剧，效率下降，以及扬程降低。 装置汽蚀余量，又称为有效的汽蚀余量。装置汽蚀余量是由吸入装置提供的，在泵进口处单位重量液体具有的超过汽化压力水头的富余能量。国外称此为有效的净正吸头，即泵进口处（位置水头为零）液体具有的全水头减去汽化压力水头净剩的值，用NPSHa表示。它的大小与装置参数及液体性质有关，因为吸入装置的水力损失和流量的平方成正比，所以NPSHa随流量增加而减小，NPSHa—Q是下降的曲线。 泵汽蚀余量（NPSHr）和泵内流动情况有关，是由泵本身决定的。NPSHr表征泵进口部分的压力降，也就是为了保证泵不发生汽蚀，要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量，即要求装置提供的最小装置汽蚀余量。 泵汽蚀余量与装置参数无关，只与泵进口部分的运动参数有关，运动参数在一定转速和流量下是几何参数决定的，这就是说NPSHr是由泵本身（吸水室和叶轮进口部分的几何参数）决定的
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