泵

　　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。

01按工作原理分

　　(一) 容积式泵

　　靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。

　　根据运动部件运动方式的不同又分为：往复泵和回转泵两类。

　　根据运动部件结构不同有：活塞泵和柱塞泵，有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵。

　　(二) 叶轮式泵

　　是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体，根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式又可分为：

　　1) 离心泵(centrifugal pump)

　　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向四周，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。

　　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。

　　2) 轴流泵(axial pump)

　　轴流泵与离心泵的工作原理不同，它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力提水。轴流泵叶片旋转时对水所产生的升力，可把水从下方推到上方。

　　轴流泵的叶片一般浸没在被吸水源的水池中。由于叶轮高速旋转，在叶片产生的升力作用下，连续不断的将水向上推压，使水沿出水管流出。叶轮不断的旋转，水也就被连续压送到高处。

　　3) 混流泵(mixed-flow pump)

　　由于混流泵的叶轮形状介于离心泵叶轮和轴流泵叶轮之间，因此，混流泵的工作原理既有离心力又有升力，靠两者的综合作用，水则以与轴组成一定角度流出叶轮，通过蜗壳室和管路把水提向高处。

　　4) 旋涡泵(peripheral pump)

　　旋涡泵就是靠旋转叶轮对液体的作用力，在液体运动方向上给液体以冲量来传递动能以实现输送液体。旋涡泵是一种高压泵、清水泵

　　(三) 其他类型泵

　　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。

02按泵轴位置分

　　1) 立式泵(vertical pump)

　　2) 卧式泵(horizontal pump)

03按吸口数目分

　　1) 单吸泵 (single suction pump)

　　2) 双吸泵 (double suction pump)

04按驱动泵的原动机分

　　1) 电动泵(motor pump )

　　2) 汽轮机泵(steam turbine pump)

　　3) 柴油机泵(diesel pump)

　　4) 气动隔膜泵(diaphragm pump)

01流量

　　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。

02扬程

　　泵的扬程是指输送单位重量(1KG)的液体从泵入口处(泵出口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)所获得的能量。

　　常用H表示，单位J/kg、m液柱。实质上就是水泵能够扬水的高度，又叫总扬程或全扬程。单位为米液柱高度，习惯上省去“液柱”，以米(m)表示。

03气浊余量

　　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。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。气浊余量是指泵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。

　　吸程即为必需气浊余量△h：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)-气浊余量-安全量(0.5米)

　　标准大气压能压管路真空高度10.33米。

　　汽蚀现象：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。

04转速

　　转速是指泵叶轮每分钟的转数，以n表示。每台泵都有一定的转速，不能随意提高或降低，这个固定的转素称为额定转速，水泵铭牌上标定的转速即为额定转速。如泵运转超过额定转速，不但会引起动力机超载或转不动，而且泵的零部件也容易损坏；转速降低，泵的效率就会降低，影响水泵的正常工作。

　　单位：rpm，或r/s。

05功率和效率

　　泵的功率通常是指输入功率，即原动机传至泵轴上的功率，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。

　　η=(Pe/P)*100%

　　由于有效功率小于轴功率，因此水泵效率永远小于1。但水泵效率值越大说明有效功率越大，泵内损失功率越小。我们选择水泵时，应尽量选择效率高的水泵。铭牌上的效率是指水泵可能达到的最高效率，一般农用水泵的最高效率为60%～80%，有些大型水泵超过了80%。

　　配套功率是指水泵应选配的动力机的功率，因此又称用功率。它比轴功率大。这是因为动力机把动力传递给水泵的过程中，有传动损失；同时还要考虑水泵工作时，流量及扬程有波动而可能出现动力机超载，因此动力机需有比水泵轴功率大的功率储备。

　　泵选型依据，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等

　　1. 流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。

　　2. 装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。

　　3. 液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c，密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。

　　4. 装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向，吸如侧最低液面，排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等，以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。

　　5. 操作条件的内容很多，如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS(绝对)、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。

　　1)泵在工业流体处理和日常生活中主要用于水、气、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态单质、金属等流体，也可用于液、气混合物及含悬浮固体物的液体的运送。

　　2)农业生产上，泵是最主要的排灌机械。

　　3)石油钻探开采中压裂泵和泥浆泵是重要的设备，化工生产中，泵除了输送原料流体介质和提供化学反应的压力流量以外，在化工和石油生产装置中还用来调节温度。

　　4)电力部门，热电厂、核电站使用锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵、主泵、多级泵等。

　　5)船舶制造工业中，船舶所用的泵的类型和数量也是多种多样的。

　　6)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，都使用大量的泵。