在某校離心泵特性曲線實驗裝置中

① 干貨，泵的基礎知識大合集

一、什麼是泵？

泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。

泵主要用來輸送水、油、酸鹼液、乳化液、懸乳液和液態金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。

泵通常可按工作原理分為毀枯容積式泵、動力式泵和其他類型泵三類。除按工作原理分類外，還可按其他方法分類和命名。如，按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等；按結構可分為單級泵和多級泵；按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等；按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。

泵的各個性能參數之間存在著一定的相互依賴變化關系，可以畫成曲線來表示，稱為泵的特性曲線，每一台泵都有自己特定的特性曲線。

二、泵的定義與歷史來源

輸送液體或使液體增壓的機械。廣義上的泵是輸送流體或使其增壓的機械，包括某些輸送氣體的機械。泵把原動機的機械能或其他能源的能量傳給液體，使液體的能量增加。

水的提升對於人類生活和生產都十分重要。古代已有各種提水器具，如埃及的鏈泵（前17世紀）、中國的桔槔（前17世紀）、轆轤（前11世紀）、水車（公元1世紀） ，以及公元前3世紀古希臘阿基米德發明的螺旋桿等。公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發明了最原始的活塞泵-滅火手伍泵。早在1588年就有了關於4葉片滑片泵的記載， 以後陸續出現了其他各種回轉泵 。1689年，法國的D.帕潘發明了4葉片葉輪的蝸殼離心泵。1818年 ，美國出現了具有徑向直葉片 、半開式雙吸葉輪和蝸殼的離心泵。1840～1850年，美國的H.R.沃辛頓發明了泵缸和蒸汽缸對置的蒸汽直接作用的活塞泵，標志著現代活塞泵的形成。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼發明，使發展高揚程離心泵成為可能。隨後，各種泵相繼問世。隨著各種先進技術的應用，泵的效率逐步提高，性能范圍和應用也日漸擴大。

三、泵的分類依據

（一）工作原理

1）工作原理可分為又分為葉片式、容積式和其纖薯洞它形式。

①葉片式泵，依靠旋轉的葉輪對液體的動力作用，把能量連續地傳遞給液體，使液體的動能（為主）和壓力能增加，隨後通過壓出室將動能轉換為壓力能，又可分為離心泵、軸流泵、部分流泵和旋渦泵等。

②容積式泵，依靠包容液體的密封工作空間容積的周期性變化，把能量周期性地傳遞給液體，使液體的壓力增加至將液體強行排出，根據工作元件的運動形式又可分為往復泵和回轉泵。

③其他類型的泵，以其他形式傳遞能量。如射流泵依靠高速噴射的工作流體將需輸送的流體吸入泵後混合，進行動量交換以傳遞能量；水錘泵利用制動時流動中的部分水被升到一定高度傳遞能量；電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下產生流動而實現輸送。另外，泵也可按輸送液體的性質、驅動方法、結構、用途等進行分類。

2)按工作葉輪數目來分類

① 單級泵：即在泵軸上只有一個葉輪。

② 多級泵：即在泵軸上有兩個或兩個以上的葉輪，這時泵的總揚程為n個葉輪產生的揚程之和。

3)按工作壓力來分類

① 低壓泵：壓力低於100米水柱；

② 中壓泵：壓力在100～650米水柱之間；

③ 高壓泵：壓力高於650米水柱。（多級離心泵可達2800m）

4)按葉輪進水方式來分類

① 單側進水式泵：又叫單吸泵，即葉輪上只有一個進水口；

② 雙側進水式泵：又叫雙吸泵，即葉輪兩側都有一個進水口。它流量比單吸式泵大一倍，可以近似看作是二個單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。

5)按泵殼結合縫形式來分類

① 水平中開式泵：即在通過軸心線的水平面上開有結合縫。（最常見的水平中開泵是雙吸泵）

② 垂直結合面泵：即結合面與軸心線相垂直。

6)按泵軸位置來分類

① 卧式泵：泵軸位於水平位置。

② 立式泵：泵軸位於垂直位置。

7)按葉輪出來的水引向壓出室的方式分類

① 蝸殼泵：水從葉輪出來後，直接進入具有螺旋線形狀的泵殼。

② 導葉泵：水從葉輪出來後，進入它外面設置的導葉，之後進下一級或流入出口管。（常用於多級泵和軸流泵）

（二）、操作原理

由若干個彎曲的葉片組成的葉輪置於具有蝸殼通道的泵殼之內。葉輪緊固於泵軸上，泵軸與電機相連，可由電機帶動旋轉。吸入口位於泵殼中央與吸入管路相連，並在吸入管底部裝一止逆閥。泵殼的側邊為排出口，與排出管路相連，裝有調節閥。

離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉葉輪所產生的離心力，因此稱為離心泵。

離心泵的工作過程：

    開泵前，先在泵內灌滿要輸送的液體。

開泵後，泵軸帶動葉輪一起高速旋轉產生離心力。液體在此作用下，從葉輪中心被拋向葉輪外周，壓力增高，並以很高的速度流入泵殼。在泵殼中由於流道的不斷擴大，液體的流速減慢，使大部分動能轉化為壓力能。最後液體以較高的靜壓強從排出口流入排出管道。泵內的液體被拋出後，葉輪的中心形成了真空，在液面壓強（大氣壓）與泵內壓力（負壓）的壓差作用下，液體便經吸入管路進入泵內，填補了被排除液體的位置。

    離心泵啟動時，如果泵殼內存在空氣，由於空氣的密度遠小於液體的密度，葉輪旋轉所產生的離心力很小，葉輪中心處產生的低壓不足以造成吸上液體所需要的真空度，這樣，離心泵就無法工作。為了使啟動前泵內充滿液體，在吸入管道底部裝一止逆閥。此外，在離心泵的出口管路上也裝一調節閥，用於開停車和調節流量。

四、泵在各個領域中的應用

從泵的性能范圍看，巨型泵的流量每小時可達幾十萬立方米以上，而微型泵的流量每小時則在幾十毫升以下；泵的壓力可從常壓到高達19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被輸送液體的溫度最低達-200攝氏度以下，最高可達800攝氏度以上。泵輸送液體的種類繁多，諸如輸送水（清水、污水等）、油液、酸鹼液、懸浮液、和液態金屬等。

在化工和石油部門的生產中，原料、半成品和成品大多是液體，而將原料製成半成品和成品，需要經過復雜的工藝過程，泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學反應的壓力流量的作用，此外，在很多裝置中還用泵來調節溫度。

在農業生產中，泵是主要的排灌機械。我國農村幅原廣闊，每年農村都需要大量的泵，一般來說農用泵占泵總產量一半以上。

在礦業和冶金工業中，泵也是使用最多的設備。礦井需要用泵排水，在選礦、冶煉和軋制過程中，需用泵來供水先等。

在電力部門，核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、循環水泵和灰渣泵等。

在國防建設中，飛機襟翼、尾舵和起落架的調節、軍艦和坦克炮塔的轉動、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體，有的還要求泵無任何泄漏等。

在船舶製造工業中，每艘遠洋輪上所用的泵一般在百台以上，其類型也是各式各樣的。其它如城市的給排水、蒸汽機車的用水、機床中的潤滑和冷卻、紡織工業中輸送漂液和染料、造紙工業中輸送紙漿，以及食品工業中輸送牛奶和糖類食品等，都需要有大量的泵。

總之，無論是飛機、火箭、坦克、潛艇、還是鑽井、采礦、火車、船舶，或者是日常的生活，到處都需要用泵，到處都有泵在運行。正是這樣，所以把泵列為通用機械，它是機械工業中的一類生要產品。

五、泵的基本參數

表徵泵主要性能的基本參數有以下幾個：

1、流量Q

流量是泵在單位時間內輸送出去的液體量（體積或質量）。

體積流量用Q表示，單位是：m3/s，m3/h，l/s等。

質量流量用Qm表示，單位是：t/h，kg/s等。

質量流量和體積流量的關系為：

Qm=ρQ

式中ρ——液體的密度（kg/m3，t/m3），常溫清水ρ=1000kg/m3。

2、揚程H

揚程是泵所抽送的單位重量液體從泵進口處（泵進口法蘭）到泵出口處（泵出口法蘭）能量的增值。也就是一牛頓液體通過泵獲得的有效能量。其單位是N·m/N=m，即泵抽送液體的液柱高度，習慣簡稱為米。

3、轉速n

轉速是泵軸單位時間的轉數，用符號n表示，單位是r/min。

4、汽蝕餘量NPSH

汽蝕餘量又叫凈正吸頭，是表示汽蝕性能的主要參數。汽蝕餘量國內曾用Δh表示。

5、功率和效率

泵的功率通常是指輸入功率，即原動機傳支泵軸上的功率，故又稱為軸功率，用P表示；

泵的有效功率又稱輸出功率，用Pe表示。它是單位時間內從泵中輸送出去的液體在泵中獲得的有效能量。

因為揚程是指泵輸出的單位重液體從泵中所獲得的有效能量，所以，揚程和質量流量及重力加速度的乘積，就是單位時間內從泵中輸出的液體所獲得的有效能量——即泵的有效功率：

Pe=ρgQH(W)=γQH(W)

式中ρ——泵輸送液體的密度（kg/m3）；

γ——泵輸送液體的重度（N/m3）；

Q——泵的流量（m3/s）；

H——泵的揚程（m）；

g——重力加速度(m/s2)。

軸功率P和有效功率Pe之差為泵內的損失功率，其大小用泵的效率來計量。泵的效率為有效功率和軸功率之比，用η表示。

舉例：

流量 200 l/s,揚程37.5m ,選用水泵型號ASP200B ,葉輪直徑360mm 轉速 1450RPM,效率87% 工況點軸功率 84.5kW.

如果轉速變為1000RPM，根據相似定律此時流量和揚程及功率為多少？

N1 = 1450RPM,  N2 = 1000RPM

Q1= 200l/s Q2 = Q1 x N2/N1 = 200×1000/1450= 138l/s

H1 = 37.5m H2 = H1 x (N2/N1)2 =37.5 ×(1000/1450)2 = 17.8m

P1 = 84.5kW P2 = P1 x (N2/N1)3= 84.5×(1000/1450)3 = 27.7kW

六、什麼叫流量？用什麼字母表示？如何換算？

單位時間內泵排出液體的體積叫流量，流量用Q表示，計量單位：立方米/小時（m3/h）,升/秒（l/s）, L/s=3.6 m3/h=0.06 m3/min=60L/min

G=Qρ G為重量 ρ為液體比重

例:某台泵流量50 m3/h，求抽水時每小時重量？水的比重ρ為1000公斤/立方米。

解：G=Qρ=50×1000(m3/h·kg/ m3)=50000kg / h=50t/h

七、什麼叫揚程？用什麼字母表示？用什麼計量單位？和壓力的換算及公式？

單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程。泵的揚程包括吸程在內，近似為泵出口和入口壓力差。揚程用H表示，單位為米（m）。泵的壓力用P表示，單位為Mpa（兆帕），H=P/ρ.如P為1kg/cm2，則H=（lkg/ cm2)/(1000kg/ m3) H=(1kg/ cm2)/(1000公斤/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m

1Mpa=10kg/c m2,H=(P2-P1)/ρ (P2=出口壓力 P1=進口壓力)

八、什麼叫汽蝕餘量？什麼叫吸程？各自計量單位表示字母？

泵在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產生汽體，汽化的氣泡在液體質點的撞擊運動下，對葉輪等金屬表面產生剝蝕，從而破壞葉輪等金屬，此時真空壓力叫汽化壓力，汽蝕餘量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富餘能量。單位用米標注，用（NPSH）r。吸程即為必需汽蝕餘量Δh：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許的安裝高度，單位用米。

吸程=標准大氣壓（10.33米）-汽蝕餘量-安全量（0.5米）

標准大氣壓能壓管路真空高度10.33米。

例如：某泵必需汽蝕餘量為4.0米，求吸程Δh？

解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

九、什麼是水泵的汽蝕現象以及其產生原因

1、汽蝕

液體在一定溫度下，降低壓力至該溫度下的汽化壓力時，液體便產生汽泡。把這種產生氣泡的現象稱為汽蝕。

2、汽蝕潰滅

汽蝕時產生的氣泡，流動到高壓處時，其體積減小以致破滅。這種由於壓力上升氣泡消失在液體中的現象稱為汽蝕潰滅。

3、產生汽蝕的原因及危害

泵在運轉中，若其過流部分的局部區域（通常是葉輪葉片進口稍後的某處）因為某種原因，抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，產生大量蒸汽，形成氣泡，當含有大量氣泡的液體向前經葉輪內的高壓區時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結破裂的同時，液體質點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產生很強烈的水擊作用，並以很高的沖擊頻率打擊金屬表面沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓，沖擊頻率可達每秒幾萬次，嚴重時會將壁厚擊穿。

4、汽蝕過程

在水泵中產生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。水泵產生汽蝕後除了對過流部件會產生破壞作用以外，還會產生雜訊和振動，並導致泵的性能下降，嚴重時會使泵中液體中斷，不能正常工作。

十、什麼是泵的特性曲線？

通常把表示主要性能參數之間關系的曲線稱為離心泵的性能曲線或特性曲線，實質上，離心泵性能曲線是液體在泵內運動規律的外部表現形式，通過實測求得。特性曲線包括：流量-揚程曲線（Q-H），流量-效率曲線（Q-η），流量-功率曲線（Q-N），流量-汽蝕餘量曲線（Q-（NPSH）r），性能曲線作用是泵的任意的流量點，都可以在曲線上找出一組與其相對的揚程，功率，效率和汽蝕餘量值，這一組參數稱為工作狀態，簡稱工況或工況點，離心泵最高效率點的工況稱為最佳工況點，最佳工況點一般為設計工況點。一般離心泵的額定參數即設計工況點和最佳工況點相重合或很接近。在實踐選效率區間運行，即節能，又能保證泵正常工作，因此了解泵的性能參數相當重要。

十一、什麼叫泵的效率？公式如何？

指泵的有效功率和軸功率之比。η=Pe/P

泵的功率通常指輸入功率，即原動機傳到泵軸上的功率，故又稱軸功率，用P表示。

有效功率即：泵的揚程和質量流量及重力加速度的乘積。

Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）

ρ：泵輸送液體的密度（kg/m3）

γ：泵輸送液體的重度 γ=ρg （N/ m3）

g：重力加速度（m/s）

質量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s)

十二、什麼是泵的全性能測試台？

能通過精密儀器准確測試出泵的全部性能參數的設備為全性能測試台。國家標准精度為B級。流量用精密蝸輪流量計測定，揚程用精密壓力表測定。吸程用精密真空表測定。功率用精密軸功率機測定。轉速用轉速表測定。效率根據實測值：n=rQ102計算。

十三、泵的選型

選型依據：我們要選擇什麼樣的泵，需要哪些條件依據 ?

1、介質的特性：介質名稱、密度、粘度、腐蝕性、毒性等。

a. 介質名稱：清水、污水、石油等。當介質含氣量>75%時，最好選用齒輪泵或者螺桿泵。

b. 密度：

離心泵的流量與密度無關；

離心泵的揚程與密度無關；

離心泵的效率不隨密度改變；

當密度≠1000Kg/m3時，電機的功率應該為一般功率與介質相對清水密度比的乘積，以防電機過載超流。

c. 粘度：

  介質的粘度對泵的性能影響很大，粘度過大時，泵的壓頭（揚程）減小，流量減小，效率下降，泵的軸功率增大。

  當粘度增加時，泵的揚程曲線下降，最佳工況的揚程和流量均隨之下降，而功率則隨之上升，因而效率降低。一般樣本上的參數均為輸送清水時的性能，當輸送粘性介質時應進行換算。

d. 腐蝕性：介質有腐蝕時，採用抗腐蝕性能好的材料。

e. 毒性：考慮密封方式，可採用干氣密封等。

2、介質中所含固體的顆粒直徑、含量多少。

    根據顆粒直徑、含量多少，可選擇採用單流道、雙流道、多流道形式的葉輪。顆粒含量>60%時，考慮採用渣漿泵。

3、介質溫度：（℃）

    高溫介質需考慮密封材料的選擇及材料的熱膨脹系數。介質溫度偏低時，考慮採用低溫潤滑油和低溫電機。

4、所需要的流量（Q）

a、如果生產工藝中已給出最小、正常、最大流量，應按最大流量考慮。

b、如果生產工藝中只給出正常流量，應考慮留有一定的餘量。

c、如果基本數據只給質量流量，應換算成體積流量。

5、揚程：

  水泵的揚程大約為提水高度的1.15～1.2倍（使用於補水泵只給出系統圖需要計算揚程的狀況） 。

  如遇到只給出最小流量、最大流量及相對應的揚程，應盡可能按大流量選擇。

因為：

  a、高揚程的泵用於低揚程，便會出現流量過大，導致電機超載，若長時間運行，電機溫度升高，甚至燒毀電機。

  b、小流量泵在大流量下運行時，會產生汽蝕，泵長時間汽蝕，影響水泵過流部件的壽命。

十四、泵的汽蝕

1、汽蝕形成

泵在運轉中，抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的該液體汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，形成氣泡，當含有大量氣泡的液體流進葉輪內的高壓區時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡破裂的同時，液體質點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產生很強烈的水擊作用，並以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓，沖擊頻率可達每秒幾萬次，嚴重時會將壁擊穿。

2.汽蝕的危害

  a、葉輪上留下打擊狀的坑；影響葉輪的使用壽命。

  b、設備產生振動。

  c、增加噪音。

  d、輕微的汽蝕只會造成水泵效率或揚程的降低。低比轉速泵隨汽蝕性能下降明顯，高比轉速泵，當汽蝕達到一定程度時，性能開始下降。

  e、 嚴重的汽蝕會產生很強的噪音，並縮短水泵的使用壽。

  f、 估算來講，損失最大占設計揚程的3%。

  g、 對於多級水泵, 汽蝕只會對第一級葉輪產生影響。

3、泵汽蝕的基本關系式為：

NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa

式中：

NPSHa—裝置汽蝕餘量又叫有效汽蝕餘量，是指在現場條件下的汽蝕餘量。它可也根據系統的設計圖紙計算出來，越大越不易汽蝕；

NPSHr—泵汽蝕餘量，又叫必需的汽蝕餘量，是指水泵的一個特性數據，它是由水泵製造廠商提供的。該數值在水泵的性能圖表中已經被標示出來，越小泵抗汽蝕性能越好；

NPSHc—臨界汽蝕餘量，是指對應泵性能下降一定值的汽蝕量；

[NPSH]—許用汽蝕餘量，是確定泵使用條件用的汽蝕餘量。

為保證系統的安全運行：實際汽蝕餘量值（NPSHa）必須要 高於 設計汽蝕餘量值(NPSHr)。即：NPSHa > NPSHr。

4.實際汽蝕餘量（NPSHa)的計算公式 ：NPSHa = (Hz-Hf) +(Hp–Hvp)

其中：

Hp = 水泵入口處液體表面的絕對壓力 (m)

Hz = 液體距離水泵中心線的靜態高差 (m)

注: 對於立式水泵 以第一級葉輪的中心線為准。

Hf = 管路系統入口處摩擦和入口損失包括動壓頭。(m)

Hvp = 在水泵工作溫度下的液體蒸汽壓力。(m)

如果NPSHA數值很小，建議選擇：

更大一些型號的水泵或轉速更慢一些的水泵。

5、防止汽蝕的措施

  防止泵發生汽蝕從兩方面考慮，即增大NPSHa和減小NPSHr，常用的以下幾種方法。

a、減小幾何吸上高度hg（或增加幾何倒灌高度）；

h=10m- NPSH-∑h

∑h：管路阻力，也叫安全系數，取：0.5～1.0m水柱

h：吸程

b、增加管徑，盡量減小管路長度，彎頭和附件等；

c、盡量調小流量，防止泵長時間在大流量下運行；

d、在同樣轉速和流量下，採用雙吸泵，因減小進口流速、泵不易發生汽蝕；

e、加誘導輪或增加葉輪進口處的光潔度。

f、對於在苛刻條件下運行的泵，為避免汽蝕破壞，可使用耐汽蝕材料。

十五、常見及需要注意的問題

1、電機的選擇

  電機的選擇要留有一定的安全餘量。國內廠家經驗做法：

軸功率

餘量

0.12-0.55kw

1.3-1.5倍

0.75-2.2kw

1.2-1.4倍

3.0-7.5kW

1.15-1.25倍

11kW以上

1.1-1.15倍

2、離心泵啟動時要關閉出口閥，軸流泵啟動時要打開出口閥。

  因離心泵啟動時，泵的出口管路內還沒水，因此還不存在管路阻力和提升高度阻力，在泵啟動後，泵揚程很低，流量很大，此時泵電機（軸功率）輸出很大（據泵性能曲線），很容易超載，就會使泵的電機及線路損壞，因此啟動時要關閉出口閥，才能使泵正常運行。

離心泵在零流量時，軸功率為額定工況下軸功率的30％～90％。

軸流泵在零流量時，軸功率為額定工況下軸功率的140％～200％。

所以軸流泵要開閥啟動。

3、泵啟動前要檢查泵軸運動是否正常，是否有卡死想像。點動電機，看運轉方向是否正確。

4、泵安裝時，泵進出口管路上不能承重。泵軸對中要在注滿水的

條件下進行。

5、潛水排污泵長期不用時，應清洗並吊起置於通風乾燥處，注意防凍。若置於水中，每15天至少運轉30min（不能幹磨），以檢查其功能和適應性。

決定機械密封壽命長短的關鍵點

水泵設計 (軸是否偏移, 軸承負載和軸承座的同心度…)

安裝  (軸對中是否保持… )

工作點 (是否在高效區, 如在可延長機械密封壽命)

表面材料 (適合介質，碳化硅、碳化鎢）

密封潤滑 (潤滑不好可縮短密封壽命)

應用場合 (如果在高溫、高壓場合, 密封壽命縮短)

軸承

軸承壽命與其承受負荷有關。

通常情況下軸承壽命為 50,000 hrs (大約6年 24 x 7)

高負荷軸承設計壽命可達10萬小時

決定軸承壽命長短的關鍵點

軸承荷載在設計點

水泵是否在高效區工作 （在高效區工作可延長軸承壽命).

安裝/水泵軸對中/泵室

由汽蝕或其他系統原因引起水泵振動將縮短軸承壽命

十六、空調水泵的變頻控制原理

(1) 定壓差控制：控制供、 回水干管壓差保持恆定的控制方法稱為定壓差控制。供、 回水干管壓差不變時水泵提供的揚程保持恆定，故定壓差控制又稱為定揚程式控制制。此做法是：根據冷熱水循環泵前後的集水器和分水器的靜壓差，控製冷熱水循環泵的轉速，使此靜壓差始終穩定在設定值附近。

(2) 定末端壓差控制：控制末端(最不利)環路壓差保持恆定的控制方法稱為末端壓差控制。此做法是：根據空調水系統中處於最不利環路中空調設備前後的靜壓差，控製冷熱水循環泵的轉速，使此靜壓差始終穩定在設定值附近。

(3) 最小阻力控制：最小阻力控制是根據空調冷熱水循環系統中各空調設備的調節閥開度，控製冷熱水循環泵的轉速，使這些調解閥中至少有一個處於全開狀態的控制方法。

(4) 溫差控制：控制供、回水干管水溫差保持恆定的控制方法，稱為溫差控制。當負荷下降時，如流量保持不變，則回水溫度下降，溫差相應變小，要保持溫差不變，可通過控制溫差控制器、變頻器來降低水泵轉速，減少水流量，此時水泵能耗以轉速三次方的關系遞減。

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② 離心泵特性曲線實驗裝置中，泵安裝高度為-1m，泵入口處裝一U形壓力計測入口處壓力,則測得的泵入口壓力__

列個伯努來利方程，得進口壓力=10m（大自氣壓）+1m-v^2/2g-損失。隨著流量增加，v、損失增加，他顯然是要答B。
但是，沒具體數據，流量是有限的，最大流量時v^2/2g+損失也很可能小於1m，所以也可以是A。其實對一般的泵，A的可能性更大。

簡單題，不過這老師水平有限，也可能他疏忽了。

③ 圖示離心泵操作裝置中，有哪些錯誤

1.船舶輔機包括那些主要設備？
答：輔機是船舶上除主機以外的動力機械，主要有：
①船用泵②氣體壓送機械③甲板機械④輔助鍋爐⑤油凈化裝置⑥防污染裝置⑦海水淡化裝置⑧製冷和空調裝置
2.為什麼說輔機在船上非常重要？（此題答案不確定）
答：①為船舶推進裝置服務②為船舶航行與安全服③為貨運服務④為改善船員勞動和生活條件服務⑤為防污染服務
1.什麼叫泵。答：提高液體機械能的設備，將機械能轉變成液體能的機械稱之為泵。
2. 船用泵按工作原理和結構分，有那些類型？
答：按工作原理的不同分三類①．容積式泵： 依靠泵內工作部件的運動造成工作容積周期性地增大和縮小而吸排液體，並靠工作部件的擠壓而直接使液體的壓力能增加的泵。②．葉輪式泵：依靠葉輪帶動液體高速回轉而把機械能傳遞給所輸送的液體。 ③．噴射式泵： 依靠工作流體產生的高速射流引射流體，然後再通過動量交換而使被引射流體的能量增加。
按結構可分為單級泵和多級泵
3. 泵有那些主要性能參數？各參數的定義如何？量綱如何？
答：①流量：指泵在單位時間內所排送的液體量。a．體積流量：用體積來度量所送液體量，用Q表示，單位是m3/s，或m3/h、L/min。b．質量流量: 用質量來度量，用G表示，單位是kg/s，或t/h、kg/min。如用ρ表示液體的密度(kg/m3)，G=ρQ
②壓頭 （揚程）：指單位重量液體通過泵後所增加的機械能。即泵傳給單位重量液體的能量。常用米（m）表示，單位是Nm／N ＝m。單位重量液體的機械能又稱水頭。
③轉速：指泵軸每分鍾的回轉數，用n表示，單位是 r/min。
④功率：a.有效功率 （輸出功率）：單位時間泵傳給液體的能量； b.軸功率P（輸入功率）：原動機傳給泵的功率；c.水力功率Ph：按理論流量和理論壓頭計算的功率。
⑤效率： 泵效率η：輸出功率與輸入功率之比。容積效率ηv ：實際流量與理論流量之比。
水力效率ηh：實際壓頭與理論壓頭之比。機械效率ηm：水力功率與輸入功率之比。
⑥允許吸上真空度 Hs：證泵在凈正吸入高度情況下，正常吸入而不發生氣蝕的最大允許吸上真空度。
4.怎樣改變泵的吸入性能？⑴盡可能的減小泵的吸入壓力 ⑵入口處的真空度不大於允許吸入真空度
5.對往復時活塞泵吸、排閥有何要求？
除了希望機構簡單、工藝性好和檢修方便以外，還希望閥「嚴、輕、快、小」即：
1)關閉嚴密；2)關閉時撞擊要輕，工作平穩無聲；無聲工作條件3) 啟閉迅速及時；
4）阻力小。
6.影響活塞泵容積效率的因素有那些？
(1) 泵吸入的液體可能含有氣泡；(2) 活塞換向時，由於泵閥關閉遲滯造成液體流失；
(3) 活塞環、活塞桿填料等處由於存在一定的間隙以及泵閥關閉不嚴等會產生漏泄。
7.為什麼說齒輪泵的流量是連續的，但存在脈動？
原動機驅動主動齒輪，從動齒輪隨而旋轉。因嚙合點的嚙合半徑小於齒頂圓半徑,輪齒進入嚙合的一側密閉容積減小,經壓油口排油,退出嚙合的一側密閉容積增大,經吸油口吸油.吸油腔所吸入的油液隨著齒輪的旋轉被齒穴空間轉移到壓油腔,齒輪連續旋轉,泵連續不斷吸油和壓油.所以泵的流量是連續的 。但是由於嚙合點半徑小於齒頂圓半徑,而齒輪在嚙合轉動時,嚙合點的半徑是隨齒輪轉角而周期變化的.故產生了較大的流量脈動.
8.齒輪泵的主要泄漏途徑有哪幾條？
齒輪泵存在著三個產生泄漏的部位：(1)齒輪端面和端蓋間；(2)齒頂和殼體內側間隙；
(3)齒輪的嚙合處。其中齒輪端面和端蓋間泄漏量最大，占總泄漏量的75～80％。
9單作用葉片泵是怎樣實現變數變向的？
答當轉子中心與定子中心重合時，葉片3既不伸出也不縮進，故葉片間容積不發生變化，這時泵處於零流量的工作狀態。當定子中心相對於轉子中心向左產生一個偏心距+e時，上半周為吸油過程，下半周為排油過程。當定子中心相對於轉子中心向右產生一個偏心距-e時，下半周為吸油過程，上半周為排油過程。由此可見，要改變定子中心相對於轉子中心的偏心方向，即可改變泵的吸排油方向，且偏心距的大小決定泵排量的大小。
10.離心泵有那些特點？
答1.結構簡單，易操作；2.流量大，流量均勻；3.重量輕，運動部件少，轉速高；4.泵送的液體粘度范圍廣；5.無自吸能力。
11.什麼是離心泵的工況點？有那些方法調節離心泵的工況點？
答 所謂離心泵的工作點是指離心泵的性能曲線（H～Q曲線）與管路特性曲線的交點，即在H～Q坐標上，分別描點作出兩曲線的交點M點
離心泵工況調節的方法 1.節流調節法2.迴流調節法3.變速調節法4.氣蝕調節法
12.理想離心泵的能量方程有什麼指導意義
指導能量轉換裝置以最小的能量損失匯集葉輪流出的液體，並送至排出管或引向下一級葉輪；使液體的動能平穩地轉變壓力能
13.離心泵的軸向力是如何產生的？有那些平衡方法？
答軸向力的產生1液體壓力的分布沿徑向呈拋物線規律2葉輪兩側壓力不對稱 3軸向力方向由葉輪後蓋指向葉輪進口端
軸向力的平衡方法 1止推軸承2平衡孔或平衡管3雙吸葉輪或葉輪對稱布置4平衡盤
三、空壓機
1、空壓機的實際排量與哪些因素有關 答①余隙容積影響；②壓力系數 的影響；③熱交換的影響；④氣密系數的影響；⑤排氣系數的影響。
2、余隙容積對空壓機有哪些影響 答 壓縮機氣缸中留有餘隙容積對壓縮機的裝備、操作和安全都有好處。這可以防止空氣中的水蒸氣在氣缸內凝結集聚後產生的「水擊」現象及活塞與汽缸蓋的碰撞；有利於活塞的反向運行，同時減少了對閥片的沖擊，是氣閥關閉平穩。
3、.造成空壓機運行中排氣量下降的因素有哪些 ①由於余隙容積的存在；②吸氣過程中的壓力損失；③氣體與氣缸、氣缸蓋的熱交換；④外泄漏使壓縮機的排氣量減小；⑤少量水蒸氣在壓縮機級間冷卻器中會由於溫度的降低而有部分的水蒸汽凝結析出。
4、船用空壓機為什麼要採用兩級壓縮和中間冷卻 ①級間冷卻是在每級之間設置一個冷卻器，使前一級排出的氣體經級間冷卻器後進入下一個氣缸，這樣壓縮過程線就比較趨近於等溫線；②對於多級壓縮而言，每級的壓力比相同時壓縮機的功率最省；③為了減少壓縮過程的功耗和提高排氣系數，往往採用分級壓縮、壓縮機冷卻及級間冷卻方法。
6.對空壓機氣閥有哪些主要要求？
答：氣閥是靠閥片上下的壓差作用而自動啟閉的，氣閥組性能的優劣直接影響到壓縮機的性能，因此要求氣閥具有壽命長、阻力小、 關閉嚴密、啟閉迅速、通用性強等特點。
7.活塞式空壓機的冷卻有哪些？ 各有何作用？
答 活塞式空壓機的冷卻包括(1)級間冷卻：可降低排氣溫度，減少功耗。(2)氣缸冷卻：減少壓縮功，降低排氣溫度和避免滑油溫度過高。 (3)後冷卻：可減少排氣比容，提高氣瓶儲量。(4)滑油冷卻：可是滑油保持良好的潤滑性能，冷卻摩擦表面和減緩油氧化變質的速度。
8.船用壓縮空氣系統有哪些主要附件？
答：主要包括冷卻器、液氣分離器、濾清器、安全閥、注油器及各種管路系統。
9.CZ60/30型空壓機在結構上有哪些特點？
答：1基本部分：包括機身、曲軸箱、曲軸連桿等部件，其作用是傳遞功力，連接氣缸和基礎部分2氣缸部分：包括氣缸、氣閥、活塞以及裝在缸上的排量調節等部分，其作用是構成工作空積和防止氣體泄漏3輔助部分：抱愧冷卻器、液體分離器、濾清器、安全閥、注油器及各種管路系統
2.什麼叫轉舵力矩？答：轉舵力矩是操舵裝置對舵桿施加的力矩。
3.什麼叫轉船力矩？答：轉船力矩是水作用力 F 對船舶重心所產生的力矩。
4.船規對舵機有那些主要要求？(1) 工作可靠 在任何航行條件下，都能保證正常的工作，且主操舵裝置需要有足夠的強度和能力，保證在船舶處於最深航海吃水並以最大的營運航速前進時，將舵從任何一舷35°轉至另一舷35°，其時間不超過30s。而從一舷35°轉至另一舷30°，其所需時間不超過28s。在船舶以最大速度倒航時，操舵裝置應能正常工作。（2）生命力強 必須具有一套主操舵裝置和一套輔操舵裝置；或主操舵裝置有兩套以上的動力設備。當其中之一失效時，另一套應能迅速投入工作。輔操舵裝置應滿足船舶在最深航海吃水，並以最大營運航速的一半前進時，能在不超過60s內將舵自一舷15°轉至另一舷15°。
（3）操作靈敏 在任何舵角下都能迅速地、准確地將舵轉至給定舵角，並由舵角指示器示出。
此外，舵機還應滿足工作平穩、結構緊湊、便於維修管理等要求。
6.液壓舵機有哪三個基本部分組成？答：液壓舵機的三個組成部分是操舵控制系統、液壓系統和推舵機構。
7、所謂泵控型即用變數變向泵作為主油泵以改變油液流向，通常為變數泵閉式系統；而閥控型是依靠換向閥來完成變向變數，通常為定量泵開式系統。與泵控型液壓舵機比較，閥控型液壓舵機尺寸小、重量輕、管理方便。
8、根據其作用方式的不同，可分為往復式和轉葉式兩大類
10.液壓控制閥主要類型有：(1)方向控制閥；包括單向閥 換向閥（電磁 液動 電液動換向閥）（2）壓力控制閥；（溢流閥 減壓閥 順序閥）（3）流量控制閥（節流閥 調速閥單向節流閥）
11壓力控制閥按其用途分為：溢流閥、減壓閥和順序閥等。
溢流閥職能：在液壓系統中壓力高於某調定值時，將部分或全部油液泄回油箱。根據它在系統中的工作特性，可分為常閉和常開兩種，前者是系統油壓超過調定值時才開啟，即作安全閥使用；後者是在系統工作時保持常開以穩定閥前系統油壓，即作定壓閥使用。
減壓閥職能：可使高壓油經過閥的節流作用後，使油壓降低，以便從系統中分出油壓較低的支路。順序閥職能：以油壓為信號自動控制油缸或油馬達順序動作的閥。
12泵控型液壓舵機的輔助油路有那些作用答：輔助油路的作用：（1）經減壓閥後壓力降為0.78，再經單向閥進入油路系統為主油路補油；（2）通過單向閥進入主油泵變數機構，用以控制變數機構動作；（3）經溢流閥和主油泵殼體，對主油泵進行冷卻和潤滑後流回油箱。，
13試述電液式三位四通換向閥的動作過程 答:如圖8-27（p73）p與a相通，b與o相通，執行機構便向另一方向運行。當左右電磁鐵都斷電時，則閥芯在左右彈簧的作用下而居中，此時p,a,b,o互不相通。故a,b油路無油通過，與其相通的執行機構亦不會發生動作。
1．蒸氣壓縮式製冷裝置由哪些基本部件組成，各有何作用？
答：基本組成部件：壓縮機，膨脹閥，冷凝器，蒸發器 壓縮機：起著壓縮和輸送製冷劑蒸氣並造成蒸發器中低壓力、冷凝器中高壓力的作用 膨脹閥：對製冷劑起節流降壓作用並調節進入蒸發器的製冷劑流量； 蒸發器：輸出冷量的設備，製冷劑在蒸發器中吸收被冷卻物體的熱量，從而達到製取冷量的目的； 冷凝器：輸出熱量的設備，從蒸發器中吸取的熱量連同壓縮機消耗的功所轉化的熱量的冷凝器中被冷卻介質帶走。
2．蒸氣壓縮式製冷裝置的實際循環與理論循環有何區別？
答：理論循環假設； (1)壓縮過程不存在換熱和流阻等不可逆損失，即等熵過程；(2)製冷劑流過熱交換器和管路時沒有阻力損失，即等壓過程；(3)製冷系統中除熱交換器外，與外界無任何熱交換，流過膨脹閥時未作功，又無熱交換，即等焓過程。 實際循環(1)壓縮過程是熵值增加的多變過程；(2)節流過程有吸熱，焓值也略有增加；(3)製冷劑在管道、熱交換器和壓縮機中流動時存在阻力損失和熱交換。
3．為什麼要採用過冷和過熱？
答：循環過冷度增加意味著：1）過冷溫度由t4降到t4』；2）製冷量Q0則會因單位製冷量q0增加而增加；3）壓縮機軸功率P不變，ε提高。
合適的過熱度：1）可以防止壓縮機吸入液體而發生液擊；2）過熱度提高，單位壓縮功增加，單位製冷量q0增加，製冷劑比容v1也增大, 使質量流量qm減少。
4．蒸發溫度、冷凝溫度對製冷循環有何影響？
答：蒸發溫度：對應於蒸發壓力的飽和溫度。蒸發溫度低，單位製冷量減小，單位壓縮功增大。冷凝溫度：對應於冷凝壓力的飽和溫度。冷凝溫度高，單位製冷量減小，單位壓縮功增大。
5．製冷裝置對製冷劑有哪些主要要求？
答：1.臨界溫度要高，凝固溫度要低。2.在大氣壓力下的蒸發溫度要低。3.壓力要適中。4.單位容積製冷量qv要大。5.導熱系數要高，粘度和密度要小。6.絕熱指數k要小。7 .具有化學穩定性。8.價格便宜，易於購得。
6．船舶空調系統有哪些常用類型？
答：集中式和半集中式船舶空調裝置根據其調節方法的不同主要有以下幾種形式。 集中式單風管系統、區域再熱式單風管系統、末端再處理式單風管系統、雙風管
系統

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⑤ 　離心泵

一、離心泵的工作原理

圖2-1所示為一個安裝在管路上的離心泵。主要部件有葉輪1與泵殼2等。具有若干彎曲葉片的葉輪安裝在泵殼內，並緊固於泵軸3上。泵殼中央的吸水口4與吸水管路5相連接，側旁的排出口8與排出管路9相連接。

離心泵一般用電動機帶動，在啟動前需向殼內灌滿被輸送的液體。啟動電動機後，泵軸帶動葉輪一起旋轉，充滿葉片之間的液體也隨著轉動，在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣的過程中便獲得了能量，使葉輪外緣的液體靜壓強提高，同時也增大了流速，一般可達15～25m/s，即液體的動能也有所增加。液體離開葉輪進入泵殼後，由於泵殼中流道逐漸加寬，液體的流速逐漸降低，又將一部分動能轉變為靜壓能，使泵出口處液體的壓強進一步提高，於是液體以較高的壓強，從泵的排出口進入排出管路，輸送至所需的場所。

當泵內液體從葉輪中心被拋向外緣時，在中心處形成了低壓區，由於貯槽液面上方的壓強大於泵吸入口處的壓強，在壓強差的作用下，液體便經吸入管路連續地被吸入泵內，以補充被排出液體的位置。只要葉輪不斷地轉動，液體便不斷地被吸入和排出。由此可見，離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉的葉輪。液體在離心力的作用下獲得了能量以提高壓強。

離心泵啟動時，如果泵殼與吸入管路內沒有充滿液體，則泵殼內存有空氣，由於空氣的密度遠小於液體的密度，產生的離心力小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內的液體吸入泵內，此時雖啟動離心泵也不能輸送液體，此種現象稱為氣縛，表示離心泵無自吸能力，所以啟動前必須向殼體內灌滿液體。若離心泵的吸入口位於吸液貯槽液面的上方，在吸入管路的進口處應裝一單向底閥6和濾網7。底閥是防止啟動前所灌入的液體從泵內漏失，濾網可以阻攔液體中的固體物質被吸入而堵塞管道和泵殼。靠近泵出口處的排出管路上裝有調節閥10，以供開車、停車及調節流量時使用。

圖2-1離心泵裝置簡圖

1-葉輪；2-泵殼；3-泵軸；4-吸入口；5-吸入管；6-底閥；7-濾網；8-排出口；9-排出管；10-調節閥

二、離心泵的主要部件

離心泵最主要的部件為葉輪、泵殼與軸封裝置，下面分別簡述其結構和作用。

（1）葉輪葉輪的作用是將原動機的機械能傳給液體，使液體的靜壓能和動能均有所提高。

離心泵的葉輪如圖2-2所示，葉輪內有6～12片彎曲的葉片1。圖中（a）所示的葉片兩側有前蓋板2及後蓋板3的葉輪，稱為閉式葉輪。液體從葉輪中央的入口進入後，經兩蓋板與葉片之間的流道流向葉輪外緣，在這過程中液體從旋轉葉輪獲得了能量，並由於葉片間流道的逐漸擴大，故也有一部分動能轉變為靜壓能。有些吸入口側無前蓋的葉輪，稱為半閉式葉輪，如圖中（b）所示。沒有前、後蓋板的葉輪，稱為開式葉輪，如圖中（c）所示，半閉式與開式葉輪可用於輸送漿料或含有固體懸浮物的液體，因取消蓋板後葉輪流道不容易堵塞，但也由於沒有蓋板，液體在葉片間運動時容易產生倒流，故效率也較低。

圖2-2離心泵的葉輪

（a）閉式；（b）半閉式；（c）開式

閉式或半閉式葉輪在工作時，有一部分離開葉輪的高壓液體漏入葉輪與泵殼之間的兩側空腔中去，而葉輪前側液體吸入口處為低壓，故液體作用於葉輪前、後兩側的壓力不等，便產生了指向葉輪吸入口方向的軸向推力，使葉輪向吸入口側竄動，引起葉輪與泵殼接觸處磨損，嚴重時造成泵的振動。為此，可在葉輪後蓋板上鑽一些小孔（見圖2-3（a）中的1）。這些小孔稱為平衡孔，它的作用是使後蓋板與泵殼之間的空腔中一部分高壓液體漏到低壓區，以減少葉輪兩側的壓力差，從而起到平衡一部分軸向推力的作用，但同時也會降低泵的效率。平衡孔是離心泵中最簡單的一種平衡軸向推力的方法。

按吸液方式的不同，葉輪還有單吸和雙吸兩種。單吸式葉輪的結構簡單，如圖2-3（a）所示，液體只能從葉輪一側被吸入。雙吸式葉輪如圖2-3（b）所示，液體可同時從葉輪兩側吸入。顯然，雙吸式葉輪具有較大的吸液能力，而且基本上可以消除軸向推力。

圖2-3吸液方式（a）單吸式；（b）雙吸式

（2）泵殼離心泵的泵殼又稱蝸殼，因殼內有一個截面逐漸擴大的蝸牛殼形通道，如圖2-4的1所示。葉輪在殼內順著蝸形通道逐漸擴大的方向旋轉，愈接近液體出口，通道截面積愈大。因此，液體從葉輪外緣以高速度被拋出後，沿泵殼的蝸牛形通道向排出口流動，流速便逐漸降低，減少了能量損失，且使部分動能有效地轉變為靜壓能。所以泵殼不僅作為一個匯集由葉輪拋出液體的部件，而且本身又是一個轉能裝置。

為了減少液體直接進入蝸殼時的碰撞，在葉輪與泵殼之間有時還裝有一個固定不動而帶有葉片的圓盤。這個圓盤稱為導輪，如圖2-4中的3所示。導輪具有很多逐漸轉向的流道，使高速液體流過時能均勻而緩和地將動能轉變為靜壓能，從而減少能量損失。

圖2-4泵殼與導輪1-泵殼；2-葉輪；3-導輪

（3）軸封裝置泵軸與泵殼之間的密封稱為軸封。軸封的作用是防止高壓液體從泵殼內沿軸的四周漏出，或者防止外界空氣以相反方向漏入泵殼內。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。

普通離心泵所採用的軸封裝置是填料函，俗稱盤根箱，如圖2-5所示。圖中1是和泵殼連在一起的填料函殼；2是軟填料，一般為浸油或塗石墨的石棉繩；4是填料壓蓋，可用螺釘擰緊，使填料壓緊在填料函殼與轉軸之間，以達到密封的目的；5是內襯套，用來防止填料擠入泵內。由於泵殼與轉軸接觸處可能是泵內的低壓區，為了更好地防止空氣從填料函不嚴密處漏入泵內，故在填料函內裝有液封圈3。如圖2-6所示，液封圈是一個金屬環，環上開了一些徑向的小孔，通過填料函殼上的小管可以和泵的排出口相通，使泵內高壓液體順小管流入液封圈內，以防止空氣漏入泵內，所流入的液體還起到潤滑、冷卻填料和軸的作用。

圖2-5填料函

1-填料函殼；2-軟填料；3-液封圈；4-填料壓蓋；5-內襯套

圖2-6液封圈

對於輸送酸、鹼以及易燃、易爆、有毒的液體，密封的要求就比較高，既不允許漏入空氣，又力求不讓液體滲出。近年來已廣泛採用稱為機械密封的軸封裝置。它由一個裝在轉軸上的動環和另一個固定在泵殼上的靜環所組成，兩環的端面借彈簧力互相貼緊而作相對運動，起到了密封的作用，故又稱為端面密封。圖2-7是國產AX型機械密封裝置的結構，該裝置的左側連接泵殼。螺釘1把傳動座2固定於轉軸上。傳動座內裝有彈簧3、推環4、動環密封圈5與動環6，所有這些部件都隨軸一起轉動。靜環7和靜環密封圈8裝在密封端蓋上，並由防轉銷9加以固定，所有這些部件都是靜止不動的。這樣，當軸轉動時，動環6轉動而靜環7不動，兩環間借彈簧的彈力作用而貼緊。由於兩環端面的加工非常光滑，故液體在兩環端面的泄漏量極少。此外，動環6和泵軸之間的間隙有動環密封圈5堵住，靜環7和密封端蓋之間的間隙有靜環密封圈8堵住，這兩處間隙並無相對運動，故很不易發生泄漏。動環一般用硬材料，如高硅鑄鐵或由堆焊硬質合金製成。靜環用非金屬材料，一般由浸漬石墨、酚醛塑料等製成。這樣，在動環與靜環的相互摩擦中，靜環較易磨損，但從機械密封裝置的結構看來，靜環易於更換。動環與靜環的密封圈常用合成橡膠或塑料製成。

圖2-7機械密封裝置

1-螺釘；2-傳動座；3-彈簧；4-推環；5-動環密封圈；6-動環；7-靜環；8-靜環密封圈；9-防轉銷

機械密封裝置安裝時，要求動環與靜環嚴格地與軸中心線垂直，摩擦面很好地研合，並通過調整彈簧壓力，使端面密封機構能在正常工作時，於兩摩擦面間形成一薄層液膜，以造成較好地密封和潤滑作用。

機械密封與填料密封相比較，有以下優點：密封性能好，使用壽命長，軸不易摩損，功率消耗小。其缺點是零件加工精度高，機械加工較復雜，對安裝的技術條件要求比較嚴格，裝卸和更換零件較麻煩，價格也比填料函的高得多。

三、離心泵的主要性能參數與特性曲線

1.離心泵的主要性能參數

為了正確選擇和使用離心泵，需要了解泵的性能。離心泵的主要性能參數有排量、工作壓力（壓頭）效率和輸入功率，這些參數標注在泵的銘牌上，現將各項意義分述於下。

（1）排量離心泵的排量，是指泵的送液數量能力，是指離心泵在單位時間內所排送的液體體積，以qv表示，單位常為1/s或m³/h。離心泵的排量取決於泵的結構、尺寸（主要為葉輪的直徑與葉片的寬度）和轉速。

（2）工作壓力離心泵的工作壓力又可用壓頭或泵的揚程表示，是指泵對單位重量的液體所能提供的有效能量，工作壓力用kPa或MPa表示，壓頭用水柱高m表示。離心泵的工作壓力取決於泵的結構（如葉輪的直徑、葉片的變曲情況等）、轉速和流量。對於一定的泵，在指定的轉速下，工作壓力與排量之間具有一定的關系。

泵工作時壓力可用實驗方法測定，如圖2-8所示。在泵的進出口處分別安裝真空表和壓力表，真空表與壓力表之間列柏努利方程式，即

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或

式中p_M——壓力表讀出的壓力（表壓）（N／m²）；

pv——真空表讀出的真空度（N／m²）；

v₁、v₂——吸入管、壓出管中液體的流速（m/s）；

∑h_f——兩截面的壓頭損失（m）。

圖2-8泵壓測定安裝圖

1-流量計；2-壓強表；3-真空計；4-離心泵；5-貯槽

由於兩截面之間管路很短，其壓頭損失∑h_f可忽略不計。若以h_M及h_v分別表示壓力表和真空表上的讀數，以液柱高m作計算，則（2-1）可改寫為

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（3）效率在輸送液體過程中，外界能量通過葉輪傳給液體時，不可避免地會有能量損失，故泵軸轉動所做的功不能全部都為液體所獲得，通常用效率η來反映能量損失。這些能量損失包括容積損失、水力損失及機械損失，現將其產生原因分述如下：

容積損失容積損失是由於泵的泄漏造成的。離心泵在運轉過程中，有一部分獲得能量的高壓液體，通過葉輪與泵殼之間的縫隙漏回吸入口，或從填料函處漏至泵殼外，因此，從泵排出的實際流量要比理論排出量為低，其比值稱為容積效率η₁。

水力損失水力損失是當流體流過葉輪、泵殼時，由於流速大小和方向要改變等原因，流體在泵體內產生沖擊而損失能量，所以泵的實際壓力要比泵理論上所能提供的壓力為低，其比值稱為水力效率η₂。

機械損失機械損失是泵在運轉時，泵軸與軸承之間、泵軸與填料函之間、葉輪蓋板外表面與液體之間均產生摩擦，從而引起的能量損失。可用機械效率η₃表示。

泵的總效率η（又稱效率）等於上述三種效率的乘積，即

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對離心泵來說，一般小型泵的效率為50%～70%，大型泵可達90%。

（4）軸功率離心泵的功率是泵軸所需的功率。當泵直接由電動機帶動時，也就是電動機傳給軸的輸出功率，以N表示，單位為W或kW。有效功率是排送到管道的液體從葉輪所獲得的功率，以Ne表示。由於有容積損失、水力損失與機械損失，所以泵的軸功率大於有效功率，即

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而有效功率可寫成

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式中qv——泵的排量（m³/s）；

h——泵的壓頭（m）；

ρ——被輸送液體的密度（kg/m³）；

g——重力加速度（m/s²）。

若式（2-5）中Ne用kW來計量，則

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泵的功率為

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p為泵的工作壓力。

2.離心泵的特性曲線

前已述及離心泵的主要性能參數是排量、工作壓力（壓頭）、泵功率及效率，其間的關系由實驗測得，測出的一組關系曲線稱為離心泵的特性曲線或工作性能曲線，此曲線由泵的製造廠提供，並附於泵樣本或說明書中，供使用部門選泵和操作時參考。

圖2-9為國產4B20型離心水泵在n＝2900r/min時的特性曲線，由h-qv、N-qv及η-qv三條曲線所組成。特性曲線是在固定的轉速下測出的，只適用於該轉速，故特性曲線圖上都標明轉速n的數值。

（1）h-qv曲線表示泵的壓頭與排量的關系。離心泵的工作壓力普遍是隨排量的增大而下降（在排量極小時可能有例外）。

（2）N-qv曲線表示泵的軸功率與排量的關系。離心泵的功率隨排量的增大而上升，排量為零時軸功率最小。所以離心泵啟動時，應關閉泵的出口閥門，使啟動電流減少，以保護電機。

（3）η-qv曲線表示泵的效率與排量的關系。從圖2-9所示的特性曲線看出，當qv＝0時η＝0，隨著排量的增大，泵的效率隨之而上升並達到一最大值；以後排量再增，效率便下降。說明離心泵在一定轉速下有一最高效率點，稱為設計點。泵在與最高效率相對應的排量及壓頭下工作最為經濟，所以與最高效率點對應的qv、h、N值稱為最佳工況參數。離心泵的銘牌上標出的性能參數就是指該泵在運行時效率最高點的狀況參數。但實際上離心泵往往不可能正好在該條件下運轉，因此一般只能規定一個工作范圍，稱為泵的高效率區，通常為最高效率的92%左右。選用離心泵時，應盡可能使泵在此范圍內工作。

圖2-94B20型離心水泵的特性曲線

3.離心泵的轉速對特性曲線的影響

離心泵的特性曲線都是在一定轉速下測定的，但在實際使用時常遇到要改變轉速的情況，這時速度三角形將發生變化，泵壓、排量、效率及泵功率也隨之改變。當液體的粘度不大且泵的效率不變時，泵排量、泵壓頭、軸功率與轉速的近似關系為：

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式中qv₁、h₁、N₁——轉速為n₁時泵的性能參數；

qv₂、h₂、N₂——轉速為n₂時泵的性能參數。

當轉速變化小於20%時，可以認為效率不變，用上式進行計算誤差不大。

4.葉輪直徑對特性曲線的影響

如果只將葉輪切削而使直徑變小，且變化不大，效率可視為基本上不變，則qv與D成正比。在固定轉速之下，h與D²成正比，於是N與D³成正比。葉輪直徑和泵排量、泵壓頭、軸功率之間的近似關系為：

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式中qv₁、h₁、N₁——葉輪直徑為D₁時泵的性能參數；

qv₂、h₂、N₂——葉輪直徑為D₂時泵的性能參數。

上述關系只有在直徑的變化不超過20%時才是可用的。

屬於同一系列的泵，其幾何形狀完全相似，葉輪的直徑與厚度之比是固定的。這種幾何形狀相似的泵，因直徑不同而引起的性能變化，qv與D³成正比，h與D²成正比，於是N與D⁵成正比。葉輪直徑和排量、壓頭、功率之間的近似關系為：

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式中qv₁、h₁、N₁——葉輪直徑為D₁時泵的性能；

qv₂、h₂、N₂——葉輪直徑為D₂時泵的性能。

5.液體物理性質的影響

泵生產部門所提供的離心泵特性曲線一般都是在一定轉速和常壓下，以常溫的清水為工質做實驗測得的。當所輸送的液體性能與水相差較大時，要考慮粘度及密度對特性曲線的影響。

（1）粘度的影響離心泵所輸送的液體粘度愈大，泵體內能量損失愈多。結果泵的工作壓力、排量都要減少，效率下降，而功率則要增大，所以特性曲線改變。

（2）密度的影響由離心泵的基本方程式看出，離心泵的壓頭、排量均與液體的密度無關，則泵的效率亦不隨液體的密度而改變，所以，h-qv與η-qv曲線保持不變。但是泵的軸功率隨液體密度而改變。因此，當被輸送的密度與水不同時，原產品目錄中對該泵所提供的N-qv曲線不再適用，此時泵的軸功率可按式（2-9）重新計算。

（3）溶質的影響如果輸送的液體是水溶液，濃度的改變必然影響液體的粘度和密度。濃度越高，與清水差別越大。濃度對離心泵特性曲線的影響，同樣反映在粘度和密度上。如果輸送液體中含有懸浮物等固體物質，則泵特性曲線除受濃度影響外，還受到固體物質的種類以及粒度分布的影響。

四、離心泵的安裝高度和氣蝕現象

（一）氣蝕現象

離心泵通過旋轉的葉輪對液體作功，使液體能量（包括動能和靜壓能）增加，在葉輪運動的過程中，液體的速度和壓力隨之變化。通常離心泵葉輪入口處是壓力最低的地方。如果這個地方液體的壓力等於或低於在該溫度下液體的飽和蒸汽壓力pv，就會有蒸汽從液體中大量逸出，形成許多蒸汽和氣體相混合的小氣泡。這些小氣泡隨液體流到高壓區時，由於氣泡內為飽和蒸汽壓，而氣泡周圍大於飽和蒸汽壓，因而產生了壓差。在這個壓差作用下，氣泡受壓破裂而重新凝結。在凝結過程中，液體質點從四周向氣泡中心加速運動，在急劇凝結的一瞬間，質點互相撞擊，產生很高的局部壓力。這些氣泡如果在金屬表面附近破裂而凝結，則液體就像無數小彈頭一樣，連續打擊在金屬表面上。在壓力很大（幾百大氣壓）頻率很高（每秒幾萬次之多）的連續打擊下，金屬表面逐漸因疲勞而破壞，這種現象叫做汽蝕現象。離心泵在嚴重的汽蝕狀態下運轉時，發生汽蝕的部位很快就被破壞成蜂窩或海綿狀，使泵的壽命大大地縮短。同時，因汽蝕引起泵體振動，泵的吸液能力和效率也大大下降。為了保證離心泵的正常操作，避免發生汽蝕，泵安裝的吸水高度絕對不能超過規定，以保證泵入口處的壓力大於液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓。

（二）離心泵的安裝高度

我國的離心泵規格中，採用兩種指標對泵的安裝高度加以限制，以免發生汽蝕，現將這兩個指標介紹如下。

1.允許吸上真空高度

允許吸上真空高度h_s是指泵入口處壓力p₁可允許達到的最高真空度，其表達式為

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式中h_s——離心泵的允許吸上真空高度，m液柱；

p_a——大氣壓（N/m²）；

ρ——被輸送液體的密度（kg/m³）。

要確定允許吸上真空度與允許安裝高度h_g之間關系，可設離心泵吸液裝置如圖2-10所示。以貯槽液面為基準面，列出槽面0-0與泵入口1-1截面的柏努利方程式，則

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式中，∑h_f為液體流經吸入管路時所損失的壓頭（m）。由於貯槽是敞口的，則p₀為大氣壓p_a。

上式可寫成

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將式（2-10）代入上式，則

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此式可用於計算泵的安裝高度。

圖2-10離心泵吸液示意圖

由上式可知，為了提高泵的允許安裝高度，應該盡量減少

和∑h_f。為了減少

，在同一流量下，應選用直徑稍大的吸入管以外，吸入管應盡可能地短，並且盡量減少彎頭和不安裝截止閥等。

泵製造廠只能給出h_s值，而不能直接給出h_g值。因為每台泵使用條件不同，吸入管路的布置情況也各異，有不同的

和∑h_f值，所以只能由使用單位根據吸入管路具體的布置情況，由計算確定h_g。

在泵樣本或說明書中所給出的h_s是指大氣壓力為10mH₂O，水溫為20℃狀態下的數值，如果泵的使用條件與該狀態不同時，則應把樣本上所給出的h_s值，換算成操作條件下的h′_s值，其換算公式為

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式中h′_s——操作條件下輸送液體時的允許上真空高度（mH₂O）；

h_s——泵樣本中給出的允許吸上真空度高（mH₂O）；

h_a——泵工作處的大氣壓（mH₂O）；

h_r——操作溫度下液體的飽和蒸汽壓（mH₂O）。

泵安裝地點的海拔越高，大氣壓力就越低，允許吸上真空度就小，若輸送液體的溫度越高，或液體越易揮發所對應的飽和蒸汽壓就越高，這時，泵的允許吸上真空度也就越小。不同海拔高度時大氣壓如表2-1。

表2-1不同海拔高度的大氣壓力

2.汽蝕餘量

汽蝕餘量△h是指離心泵入口處，液體的靜壓頭

與動壓頭

之和超過液體在操作溫度下的飽和蒸氣壓頭

的某一最小指定值，即

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式中△h——汽蝕餘量（m）；

p_r——操作溫度下液體飽和蒸汽壓（N/m²）。

將式（2-11）與（2-14）合並可導出汽蝕餘量△h與允許安裝高度h_g之間關系為

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式中p₀為液面上方的壓力，若為敞口液面，則

p₀＝p_a

應當注意，泵性能表上△h值也是按輸送20℃水而規定的。當輸送其它液體時，需進行校正。

由上可知，只要已知允許吸上真空高度h_s與汽蝕餘量△h中的任一個參數，均可確定泵的安裝高度。

五、離心泵的類型與選擇

1.離心泵的類型

工業生產中被輸送液體的性質、壓強、流量等差異很大，為了適應各種不同要求，離心泵的類型也是多種多樣的。按液體的性質可分為水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質泵等；按葉輪吸入方式可分為單吸泵與雙吸泵；按葉輪數目又可分為單級泵與多級泵。各種類型的離心泵按照其結構特點各自成為一個系列，並以一個或幾個漢語拼音字母作為系列代號，在每一系列中，由於有各種不同的規格，因而附以不同的字母和數字來區別。現對工廠中常用離心泵的類型作簡要說明。

（1）水泵（B型、D型、Sh型）凡是輸送清水以及物理、化學性質類似於水的清潔液體，都可以用水泵。

應用最廣泛的為單級單吸懸臂式離心水泵，其系列代號為B，稱B型水泵，其結構如圖2-11所示。泵體和泵蓋都是用鑄鐵製成，全系列揚程范圍為8～98m，排量范圍為4.5～360m³/h。

若所要求的壓頭較高而流量並不太大時，可採用多級泵，如圖2-12所示，在一根軸上串聯多個葉輪，從一個葉輪流出的液體通過泵殼內的導輪，引導液體改變流向，同時將一部分動能轉變為靜壓能，然後進入下一個葉輪入口，液體從幾個葉輪多次接受能量，故可達到較高的壓頭。我國生產的多級泵系列代號D，稱為D型離心泵，一般自2級到9級，最多可到12級，全系列揚程范圍為14～351m，排量范圍為10.8～850m³/h。

若輸送液體的流量較大而所需的壓頭並不高時，則可採用雙吸泵。雙吸泵的葉輪有兩個入口，如圖2-13所示。由於雙吸泵葉輪的厚度與直徑之比加大，且有兩個吸入口，故輸液量較大。我國生產的雙吸離心泵系列代號為Sh，全系列揚程范圍為9～140m，排量范圍為120～12500m³/h。

（2）耐腐蝕泵（F型）輸送酸、鹼等腐蝕性液體時應採用耐腐蝕泵，其主要特點是和液體接觸的部件用耐腐蝕材料製成。各種材料製造的耐腐蝕泵在結構上都要求簡單，易更換零件，檢修方便。都用F作為耐腐蝕泵的系列代號。在F後面再加一個字母表示材料代號，以作區別。我國生產的F型泵採用了許多材料製造，例如：

圖2-11B型水泵結構圖

1-泵體；2-葉輪；3-密封環；4-護軸套；5-後蓋；6-泵軸；7-托架；8-聯軸墨部件

圖2-12多級泵示意圖

圖2-13雙吸泵示意圖

灰口鑄鐵——材料代號為H，用於輸送濃硫酸；

高硅鑄鐵——材料代號為G，用於輸送壓強不高的硫酸或以硫酸為主的混酸；

鉻鎳合金鋼——材料代號為B，用於常溫輸送低濃度的硝酸、氧化性酸液、鹼液和其他弱腐蝕性液體；

鉻鎳鉬鈦合金鋼-材料代號為M，最適用於硝酸及常溫的高濃度硝酸；

聚三氟氯乙稀塑料-材料代號為S，適用於90℃以下的硫酸、硝酸、鹽酸和鹼液。

耐腐蝕泵的另一個特點是密封要求高。由於填料本身被腐蝕的問題也難徹底解決，所以F型泵根據需要採用機械密封裝置。

F型泵全系列的揚程范圍為15～105m，排量范圍為2～400m³/h。

圖2-14B型水泵系列特性曲線

表2-2B型水泵性能表（部分）

註：括弧內數字是JO型電機功率。

（3）雜質泵（P型）輸送懸浮液及粘稠的漿液等常用雜質泵。在非金屬礦產加工過程中得到廣泛地應用。系列代號為P，又細分為污水泵PW、砂泵PS、泥漿泵PN等。對這類泵的要求是：不易被雜質堵塞、耐磨、容易拆洗。所以它的特點是葉輪流道寬，葉片數目少，常採用半閉式或開式葉輪。有些泵殼內襯以耐磨的鑄鋼護板或橡膠襯板。

在泵的產品目錄或樣本中，泵的型號是由字母和數字組合而成，以代表泵的類型、規格等，現舉例說明。

8B29A：

其中8——泵吸入口直徑，英寸，即8×25＝200mm；

B——單級單吸懸臂式離心水泵；

29——泵的揚程，m；

A——該型號泵的葉輪直徑經切割比基本型號8B29的小一級。

為了選用方便，泵的生產部門常對同一類型的泵提供系列特性曲線，圖2-14就是B型水泵系列特性曲線圖。把同一類型的各型號泵與較高效率范圍相對應的一段h-qv曲線，繪在一個總圖上。圖中扇形面的上方弧形線代表基本型號，下方弧形線代表葉輪直徑比基本型號小一級的型號A。若扇形面有三條弧形線，則中間弧形線代表型號A，下方弧形線代表葉輪直徑比基本型號再小一級的型號B。圖中的符號與數字見圖內說明。

2.離心泵的選擇

離心泵的選擇，一般可按下列的方法與步驟進行：

（1）確定輸送系統的流量與工作壓力（壓頭） 液體的輸送量一般為生產任務所規定，如果流量在一定范圍內變動，選泵時應按最大流量考慮。根據輸送系統管路的安排，用柏努利方程式計算在最大流量下管路所需的壓頭。

（2）選擇泵的類型與型號根據被輸送液體的性質和操作條件確定泵的類型。按已確定的流量Q_e和壓頭h_e或工作壓力p從泵樣本或產品目錄中選出合適的型號。選出的泵能提供的排量Q和壓頭h不見得與管路所要求的Q_e和壓頭h_e或工作壓力p完全相符，而且考慮到操作條件的變化和應具備一定的潛力，所選的泵可以稍大一些，但在該條件下泵的效率應比較高，即點（Q_e、h_e）坐標位置應靠近在泵的高效率范圍所對應的h-qv曲線下方。

泵的型號選出後，應列出該泵的各種性能參數（表2-2是B型泵的性能表（部分））。

（3）核算泵的軸功率若輸送液體的密度大於水的密度時，可按式（2-7）核算泵的軸功率。

⑥ 離心泵的工作原理是什麼

離心其實是物體慣性主要工作原理：

（1）葉輪被泵軸帶動旋轉，對位於葉片間的流體做功，流體受離心作用，由葉輪中心被拋向外圍。當流體到達葉輪外周時，流速非常高。

（2）泵殼匯集從各葉片間被拋出的液體，這些液體在殼內順著蝸殼形通道逐漸擴大的方向流動，使流體的動能轉化為靜壓能，減小能量損失。所以泵殼的作用不僅在於匯集液體，它更是一個能量轉換裝置。

（3）液體吸上原理：依靠葉輪高速旋轉，迫使葉輪中心的液體以很高的速度被拋開，從而在葉輪中心形成低壓，低位槽中的液體因此被源源不斷地吸上。

(6)在某校離心泵特性曲線實驗裝置中擴展閱讀

離心泵的基本構造是由六部分組成的分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環，填料函。

1、葉輪是離心泵的核心部分，它轉速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。

2、泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，並與安裝軸承的托架相連接。

3、泵軸的作用是借聯軸器和電動機相連接，將電動機的轉矩傳給葉輪，所以它是傳遞機械能的主要部件。

4、滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的，加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出，太少軸承又要過熱燒壞造成事故！在水泵運行過程中軸承的溫度最高在85度，一般運行在60度左右。

5、密封環又稱減漏環。

6、填料函主要由填料、水封環、填料筒、填料壓蓋、水封管組成。

⑦ 什麼是泵，如何分類的，主要用在哪裡

泵的分類
按工作原理分：
1.容積式泵
靠工作部件的運動造成工作容積周期性地增大和縮小而吸排液體，並靠工作部件的擠壓而直接使液體的壓力能增加。
根據運動部件運動方式的不同又分為：往復泵和回轉泵兩類。
根據運動部件結構不同，有：活塞泵和柱塞泵;有齒輪泵、螺桿泵、葉片泵和水環泵。
2.葉輪式泵
葉輪式泵是靠葉輪帶動液體高速回轉而把機械能傳遞給所輸送的液體。
根據泵的葉輪和流道結構特點的不同可分為：
1）離心泵
2）軸流泵
3）混流泵
4）旋渦泵。
3.噴射式泵
是靠工作流體產生的高速射流引射流體，然後再通過動量交換而使被引射流體的能量增加。
4.泵的其它分類
泵還可以按泵軸位置分為:
1)立式泵
2)卧式泵
按吸口數目分為:
1)單吸泵 (single suction pump)
2)雙吸泵 (double suction pump)
按驅動泵的原動機來分:
1)電動泵
2)汽輪機泵
3)柴油機泵
[其他詳細拓展]
泵
pump
泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用來輸送液體包括水、油、酸鹼液、乳化液、懸乳液和液態金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。
廣義上的泵是輸送流體或使其增壓的機械，包括某些輸送氣體的機械。泵把原動機的機械能或其他能源的能量傳給液體，使液體的能量增加。
水的提升對於人類生活和生產都十分重要。古代已有各種提水器具，如埃及的鏈泵（前17世紀）、中國的桔槔（前17世紀）、轆轤（前11世紀）、水車（公元1世紀） ，以及公元前3世紀古希臘阿基米德發明的螺旋桿等。公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發明了最原始的活塞泵滅火泵。早在1588年就有了關於4葉片滑片泵的記載， 以後陸續出現了其他各種回轉泵 。1689年，法國的D.帕潘發明了4葉片葉輪的蝸殼離心泵。1818年 ，美國出現了具有徑向直葉片 、半開式雙吸葉輪和蝸殼的離心泵。1840～1850年，美國的H.R.沃辛頓發明了泵缸和蒸汽缸對置的蒸汽直接作用的活塞泵，標志著現代活塞泵的形成。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼發明，使發展高揚程離心泵成為可能。隨後，各種泵相繼問世。隨著各種先進技術的應用，泵的效率逐步提高，性能范圍和應用也日漸擴大。
泵的種類繁多，按工作原理可分為：①動力式泵，又叫葉輪式泵或葉片式泵，依靠旋轉的葉輪對液體的動力作用，把能量連續地傳遞給液體，使液體的動能（為主）和壓力能增加，隨後通過壓出室將動能轉換為壓力能，又可分為離心泵、軸流泵、部分流泵和旋渦泵等。②容積式泵，依靠包容液體的密封工作空間容積的周期性變化，把能量周期性地傳遞給液體，使液體的壓力增加至將液體強行排出，根據工作元件的運動形式又可分為往復泵和回轉泵。③其他類型的泵，以其他形式傳遞能量。如射流泵依靠高速噴射的工作流體將需輸送的流體吸入泵後混合，進行動量交換以傳遞能量；水錘泵利用制動時流動中的部分水被升到一定高度傳遞能量 ；電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下產生流動而實現輸送。另外，泵也可按輸送液體的性質、驅動方法、結構、用途等進行分類。
水的提升對於人類生活和生產都十分重要。古代就已有各種提水器具，例如埃及的鏈泵(公元前17世紀)，中國的桔槔(公元前17世紀)、轆轤(公元前11世紀)和水車(公元1世紀)。比較著名的還有公元前三世紀，阿基米德發明的螺旋桿，可以平穩連續地將水提至幾米高處，其原理仍為現代螺桿泵所利用。
公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發明的滅火泵是一種最原始的活塞泵，已具備典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出現了蒸汽機之後才得到迅速發展。
1840～1850年，美國沃辛頓發明泵缸和蒸汽缸對置的，蒸汽直接作用的活塞泵，標志著現代活塞泵的形成。19世紀是活塞泵發展的高潮時期，當時已用於水壓機等多種機械中。然而隨著需水量的劇增，從20世紀20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐漸被高速的離心泵和回轉泵所代替。但是在高壓小流量領域往復泵仍佔有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵獨具優點，應用日益增多。
回轉泵的出現與工業上對液體輸送的要求日益多樣化有關。早在1588年就有了關於四葉片滑片泵的記載，以後陸續出現了其他各種回轉泵，但直到19世紀回轉泵仍存在泄漏大、磨損大和效率低等缺點。20世紀初，人們解決了轉子潤滑和密封等問題，並採用高速電動機驅動，適合較高壓力、中小流量和各種粘性液體的回轉泵才得到迅速發展。回轉泵的類型和適宜輸送的液體種類之多為其他各類泵所不及。
利用離心力輸水的想法最早出現在列奧納多·達芬奇所作的草圖中。1689年，法國物理學家帕潘發明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近於現代離心泵的，則是1818年在美國出現的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼被發明，使得發展高揚程離心泵成為可能。
盡管早在1754年，瑞士數學家歐拉就提出了葉輪式水力機械的基本方程式，奠定了離心泵設計的理論基礎，但直到19世紀末，高速電動機的發明使離心泵獲得理想動力源之後，它的優越性才得以充分發揮。在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學者的理論研究和實踐的基礎上，離心泵的效率大大提高，它的性能范圍和使用領域也日益擴大，已成為現代應用最廣、產量最大的泵。
泵通常按工作原理分容積式泵、動力式泵和其他類型泵，如射流泵、水錘泵、電磁泵、氣體升液泵。泵除按工作原理分類外，還可按其他方法分類和命名。例如，按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等；按結構可分為單級泵和多級泵；按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等；按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。
容積式泵是依靠工作元件在泵缸內作往復或回轉運動，使工作容積交替地增大和縮小，以實現液體的吸入和排出。工作元件作往復運動的容積式泵稱為往復泵，作回轉運動的稱為回轉泵。前者的吸入和排出過程在同一泵缸內交替進行，並由吸入閥和排出閥加以控制；後者則是通過齒輪、螺桿、葉形轉子或滑片等工作元件的旋轉作用，迫使液體從吸入側轉移到排出側。
容積式泵在一定轉速或往復次數下的流量是一定的,幾乎不隨壓力而改變；往復泵的流量和壓力有較大脈動，需要採取相應的消減脈動措施；回轉泵一般無脈動或只有小的脈動；具有自吸能力，泵啟動後即能抽除管路中的空氣吸入液體；啟動泵時必須將排出管路閥門完全打開；往復泵適用於高壓力和小流量；回轉泵適用於中小流量和較高壓力；往復泵適宜輸送清潔的液體或氣液混合物。總的來說，容積泵的效率高於動力式泵。
動力式泵靠快速旋轉的葉輪對液體的作用力，將機械能傳遞給液體,使其動能和壓力能增加，然後再通過泵缸，將大部分動能轉換為壓力能而實現輸送。動力式泵又稱葉輪式泵或葉片式泵。離心泵是最常見的動力式泵。
動力式泵在一定轉速下產生的揚程有一限定值,揚程隨流量而改變；工作穩定，輸送連續，流量和壓力無脈動；一般無自吸能力，需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空後才能開始工作 ；適用性能范圍廣；適宜輸送粘度很小的清潔液體，特殊設計的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動力式泵主要用於給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推進等。
其他類型的泵是指以另外的方式傳遞能量的一類泵。例如射流泵是依靠高速噴射出的工作流體 ，將需要輸送的流體吸入泵內，並通過兩種流體混合進行動量交換來傳遞能量；水錘泵是利用流動中的水被突然制動時產生的能量，使其中的一部分水壓升到一定高度；電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下 ，產生流動而實現輸送；氣體升液泵通過導管將壓縮空氣或其他壓縮氣體送至液體的最底層處，使之形成較液體輕的氣液混合流體，再借管外液體的壓力將混合流體壓升上來。
泵的性能參數主要有流量和揚程，此外還有軸功率、轉速和必需汽蝕裕量。流量是指單位時間內通過泵出口輸出的液體量，一般採用體積流量；揚程是單位重量輸送液體從泵入口至出口的能量增量 ，對於容積式泵，能量增量主要體現在壓力能增加上，所以通常以壓力增量代替揚程來表示。泵的效率不是一個獨立性能參數，它可以由別的性能參數例如流量、揚程和軸功率按公式計算求得。反之，已知流量、揚程和效率，也可求出軸功率。
泵的各個性能參數之間存在著一定的相互依賴變化關系，可以通過對泵進行試驗，分別測得和算出參數值，並畫成曲線來表示，這些曲線稱為泵的特性曲線。每一台泵都有特定的特性曲線，由泵製造廠提供。通常在工廠給出的特性曲線上還標明推薦使用的性能區段，稱為該泵的工作范圍。
泵的實際工作點由泵的曲線與泵的裝置特性曲線的交點來確定。選擇和使用泵，應使泵的工作點落在工作范圍內，以保證運轉經濟性和安全。此外，同一台泵輸送粘度不同的液體時，其特性曲線也會改變。通常，泵製造廠所給的特性曲線大多是指輸送清潔冷水時的特性曲線。對於動力式泵，隨著液體粘度增大，揚程和效率降低，軸功率增大，所以工業上有時將粘度大的液體加熱使粘性變小，以提高輸送效率。
特點和應用 動力式泵和容積式泵除了原理上有所不同以外，在工作特性和應用上也有較大的差異。
動力式泵的主要特點是：①一定的泵在一定轉速下所產生的揚程有一限定值。工作點流量和軸功率取決於與泵連接的裝置系統的情況(位差、壓力差和管路損失)。揚程隨流量而改變（圖2）。②工作穩定，輸送連續,流量和壓力無脈動。③一般無自吸能力,需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空後才能開始工作。④離心泵在排出管路閥門關閉狀態下啟動，旋渦泵和軸流泵在閥門全開狀態下啟動，以減少啟動功率。⑤離心泵適合於用高速電動機和汽輪機等直接驅動,結構簡單,製造成本低，維修方便。⑥適用性能范圍廣，離心泵的流量可以從幾到幾十萬米3/時，揚程可以從數米到數千米；軸流泵一般適用於大流量和低揚程（20米以下）。離心泵和軸流泵的效率一般在80％以下，高的可達90％。⑦適宜輸送粘度很小的清潔液體（例如清水），特殊設計的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動力式泵主要用於給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推進等。
容積式泵的主要特點是：①一定的泵在一定轉速或往復次數下的流量是一定的，幾乎不隨壓力而變。工作點壓力和軸功率取決於與泵連接的裝置系統的情況，因此當泵在排出管路不通（相當於系統阻力無限大）的情況下運轉時，其壓力和軸功率會增大到使泵或原動機破壞，所以必須設置安全閥來保護泵（蒸汽直接作用或壓縮空氣驅動的泵例外）。②往復泵的流量和壓力有較大脈動，需要採取相應的消減脈動措施；回轉泵一般無脈動或只有小的脈動。③具有自吸能力，泵啟動後即能抽除管路中的空氣吸入液體。④啟動泵時必須將排出管路閥門完全打開。⑤往復泵是低速機械，尺寸大，製造和安裝費用也大；回轉泵轉速較高，可達3000轉／分。⑥往復泵適用於高壓力(有高達350兆帕的)和小流量（100米3／時以下）；回轉泵適用於中小流量（400米3／時以下）和較高壓力（35兆帕以下）。總的來說，容積泵的效率高於動力式泵，而且效率曲線的高效區較寬。往復泵的效率一般為70～85％，高的可達90％以上。⑦往復泵適宜輸送清潔的液體或氣液混合物，有的泵如隔膜泵可輸送泥漿、污水等，主要用於給水、提供高壓液源和計量輸送等。回轉泵適宜輸送有潤滑性的清潔的液體和液氣混合物，特別是粘度大的液體，主要用於油品、食品液體的輸送和液壓傳動方面。
離心泵的工作原理
葉輪安裝在泵殼內，並緊固在泵軸3上，泵軸由電機直接帶動。泵殼中央有一液體吸入4與吸入管5連接。液體經底閥6和吸入管進入泵內。泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。
在泵啟動前，泵殼內灌滿被輸送的液體；啟動後，啟動後，葉輪由軸帶動高速轉動，葉片間的液體也必須隨著轉動。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣並獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由於流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉變為靜壓能，最後以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空，由於貯槽液面上方的壓力大於泵入口處的壓力，液體便被連續壓入葉輪中。可見，只要葉輪不斷地轉動，液體便會不斷地被吸入和排出。
編輯本段污水泵結構
葉輪、壓水室、是污水泵的兩大核心部件。葉輪的結構分為四大類：葉片式（開式、閉式）、旋流式、流道式、（包括單流道和雙流道）螺旋離心式四種。其性能的優劣，也就代表泵性能的優劣，污水泵的抗堵塞性能，效率的高低，以及汽蝕性能，抗磨蝕性能主要是由葉泵和壓水室兩大部件來保證。
編輯本段泵主要運用的領域
從泵的性能范圍看，巨型泵的流量每小時可達幾十萬立方米以上，而微型泵的流量每小時則在幾十毫升以下；泵的壓力可從常壓到高達19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被輸送液體的溫度最低達-200攝氏度以下，最高可達800攝氏度以上。泵輸送液體的種類繁多，諸如輸送水（清水、污水等）、油液、酸鹼液、懸浮液、和液態金屬等。
在化工和石油部門的生產中，原料、半成品和成品大多是液體，而將原料製成半成品和成品，需要經過復雜的工藝過程，泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學反應的壓力流量的作用，此外，在很多裝置中還用泵來調節溫度。
在農業生產中，泵是主要的排灌機械。我國農村幅原廣闊，每年農村都需要大量的泵，一般來說農用泵占泵總產量一半以上。
在礦業和冶金工業中，泵也是使用最多的設備。礦井需要用泵排水，在選礦、冶煉和軋制過程中，需用泵來供水先等。
在電力部門，核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、循環水泵和灰渣泵等。
在國防建設中，飛機襟翼、尾舵和起落架的調節、軍艦和坦克炮塔的轉動、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體，有的還要求泵無任何泄漏等。
在船舶製造工業中，每艘遠洋輪上所用的泵一般在百台以上，其類型也是各式各樣的。其它如城市的給排水、蒸汽機車的用水、機床中的潤滑和冷卻、紡織工業中輸送漂液和染料、造紙工業中輸送紙漿，以及食品工業中輸送牛奶和糖類食品等，都需要有大量的泵。
總之，無論是飛機、火箭、坦克、潛艇、還是鑽井、采礦、火車、船舶，或者是日常的生活，到處都需要用泵，到處都有泵在運行。正是這樣，所以把泵列為通用機械，它是機械工業中的一類生要產品。
設計院在設計裝置設備時，要確定泵的用途和性能並選擇泵型。這種選擇首先得從選擇泵的種類和形式開始，那麼以什麼原則來選泵呢？依據又是什麼？
一 、了解泵選型原則
1、使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數的要求。
2、必須滿足介質特性的要求。
對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質的泵，要求軸封可靠或採用無泄漏泵，如磁力驅動泵、隔膜泵、屏蔽泵
對輸送腐蝕性介質的泵，要求對流部件採用耐腐蝕性材料，如AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑料磁力驅動泵。
對輸送含固體顆粒介質的泵，要求對流部件採用耐磨材料，必要時軸封用採用清潔液體沖洗。
3、機械方面可靠性高、雜訊低、振動小。
4、經濟上要綜合考慮到設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。
5、離心泵具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、輸液無脈動、性能平穩、容易操作和維修方便等特點。
因此除以下情況外，應盡可能選用離心泵：
a、有計量要求時，選用計量泵。
b、揚程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時，可選用往復泵，如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。
c、揚程很低,流量很大時,可選用軸流泵和混流泵。
d、介質粘度較大(大於650~1000mm2/s)時，可考慮選用轉子泵或往復泵(齒輪泵、螺桿泵)。
e、介質含氣量75%，流量較小且粘度小於37.4mm2/s時，可選用旋渦泵。
f、對啟動頻繁或灌泵不便的場合，應選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(電動)隔膜泵。
二、知道泵選型的基本依據
泵選型依據，應根據工藝流程，給排水要求，從五個方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚程、液體性質、管路布置以及操作運轉條件等。
1、流量是選泵的重要性能數據之一，它直接關繫到整個裝置的的生產能力和輸送能力。如設計院工藝設計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時，以最大流量為依據，兼顧正常流量，在沒有最大流量時，通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量。
2、裝置系統所需的揚程是選泵的又一重要性能數據，一般要用放大5%—10%餘量後揚程來選型。
3、液體性質，包括液體介質名稱，物理性質，化學性質和其它性質，物理性質有溫度c密度d，粘度u，介質中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統的揚程，有效氣蝕餘量計算和合適泵的類型：化學性質，主要指液體介質的化學腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據。
4、 裝置系統的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向，吸如側最低液面，排出側最高液面等一些數據和管道規格及其長度、材料、管件規格、數量等，以便進行系梳揚程計算和汽蝕餘量的校核。
5、 操作條件的內容很多，如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側壓力PS（絕對）、排出側容器壓力PZ、海拔高度、環境溫度操作是間隙的還是連續的、泵的位置是固定的還是可移的。
三、選泵的具體操作
根據泵選型原則和選型基本條件，具體操作如下：
1、根據裝置的布置、地形條件、水位條件、運轉條件，確定選擇卧式、立式和其它型式(管道式、潛水式、液下式、無堵塞式、自吸式、齒輪式等)的泵。
2、根據液體介質性質，確定清水泵，熱水泵還是油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質泵，或者採用無堵塞泵。安裝在爆炸區域的泵，應根據爆炸區域等級，採用相應的防爆電動機。
3、根據流量大小，確定選單吸泵還是雙吸泵；根據揚程高低，選單級泵還是多級泵，高轉速泵還是低轉速泵(空調泵)、多級泵效率比單級泵低，如選單級泵和多級泵同樣都能用時，首先選用單級泵。
4、確定泵的具體型號
確定選用什麼系列的泵後，就可按最大流量，(在沒有最大流量時，通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量)，取放大5%—10%餘量後的揚程這兩個性能的主要參數，在型譜圖或者系列特性曲線上確定具體型號。操作如下：
利用泵特性曲線，在橫坐標上找到所需流量值，在縱坐標上找到所需揚程值，從兩值分別向上和向右引垂線或水平線，兩線交點正好落在特性曲線上，則該泵就是要選的泵，但是這種理想情況一般很少，通常會碰上下列兩種情況：
第一種：交點在特性曲線上方，這說明流量滿足要求，但揚程不夠，此時，若揚程相差不多，或相差5%左右，仍可選用，若揚程相差很多，則選揚程較大的泵。或設法減小管路阻力損失。
第二種：交點在特性曲線下方，在泵特性曲線扇狀梯形范圍內 ，就初步定下此型號，然後根據揚程相差多少，來決定是否切割葉輪直徑，
若揚程相差很小，就不切割，若揚程相差很大，就按所需Q、H、，根據其ns和切割公式，切割葉輪直徑，若交點不落在扇狀梯形范圍內，應選揚程較小的泵。選泵時，有時須考慮生產工藝要求，選用不同形狀Q-H特性曲線。
5、泵型號確定後，對水泵或輸送介質的物理化學介質近似水的泵，需再到有關產品目錄或樣本上，根據該型號性能表或性能曲線進行校改，看正常工作點是否落在該泵優先工作區？有效NPSH是否大於（NPSH）。也可反過來以NPSH校改幾何安裝高度？
6、對於輸送粘度大於20mm2/s的液體泵（或密度大於1000kg/m3），一定要把以水實驗泵特性曲線換算成該粘度（或者該密度下）的性能曲線，特別要對吸入性能和輸入功率進行認真計算或較核。
7、確定泵的台數和備用率：
a、對正常運轉的泵，一般只用一台，因為一台大泵與並聯工作的兩台小泵相當，（指揚程、流量相同），大泵效率高於小泵，故從節能角度講寧可選一台大泵，而不用兩台小泵，但遇有下列情況時，可考慮兩台泵並聯合作：流量很大，一台泵達不到此流量。
b、對於需要有50%的備用率大型泵，可改兩台較小的泵工作，兩台備用（共三台）
c、對某些大型泵，可選用70%流量要求的泵並聯操作，不用備用泵，在一台泵檢修時，另一台泵仍然承擔 生產上70%的輸送。
d、對需24小時連續不停運轉的泵，應備用三台泵，一台運轉，一台備用，一台維修。
8、一般情況下，客戶可提交其「選泵的基本條件」，由我司給予選型或者推薦更好的泵產品。如果設計院在設計裝置設備時，對泵的型號已經確定，按設計院要求配置。