离心泵扬程 H（压头），是指泵在实际在做的工作条件下对单位重 量的流体所能提供的机械能，单位为m。 H—V曲线代表的是在一 定转速下流体流经离心 泵所获得的能量与流量 的关系，是最重要的 一条特性曲线B À Ð Ã ë Ä ± 32 n=2900r/min 28 90 80 70 50

  特性曲线的变换 由制造厂提供的离心泵的特性曲线℃的 清水为工质实验测定的。若输送的液体性质与此相差较大时， 泵的特性曲线将发生明显的变化，应加以修正。

  液体密度的影响 离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无关，说明 H—V 曲线不随液体密度而变，由此 —V 曲线也不随液体密度而 变。离心泵所需的轴功率则随液体密度的增加而增加，即 N—V 曲线要变。 注意：叶轮进、出口的压差 p 正比于液体密度。

  由于泵内压强最低点处的真实压强难于测量，工程上以泵入 口处压强 p1 来表征。对 1-1 和 K-K 截面列柏努方程

  机械损失：泵轴与轴承之间、泵轴与密封填料之间等产生的 机械摩擦造成的能量损失。

  在一定转速下，泵的轴功 率随输送流量的增加而增 大，流量为零时，轴功率 最小。关闭出口阀启动离 心泵，启动电流最小。

  调节流量，并重复以上的测量和计算，则可得到不同流量下 的特性参数，绘制特性曲线。

  由离心泵的工作原理可知，从整个吸入管路到泵的吸入口直 至叶轮内缘，液体的压强是不断降低的。研究表明，叶轮内 缘处的叶片背侧是泵内压强最低点。

  水力损失：进入离心泵的粘性液体在流动过程中的摩擦阻力、 局部阻力以及液体在泵壳中由冲击而造成的能量损失。 解决办法：蜗壳的形状按液体离 开叶轮后的自由流动轨迹螺旋线 设计，可使液体动压头转换为势 压头的过程中能量损失最小。 在叶轮与泵壳间安装一固定不动 的带有叶片的导轮（diffuser）， 也可减少此项能量损失。

  反映离心泵汽蚀性能的重要参数，主要与泵的内部结构和输 送的流量有关。 hmin 可通过实验测定汽蚀发生时泵入口处的压强 p1,min 来确 定。泵的样本中给出的允许汽蚀余量 h 是在制造厂实验确 定的 hmin 的基础上按标准规定加上一定裕量后的值。

  将 p1,允 /g 代入 0-0 和 1-1 截面之间所列的柏努利方程，可得 为避免发生汽蚀离心泵的允许安装高度 Hg,允 为

  由此可知工况改变前后液体从叶轮流出的方向不变，这意味 着离心泵内影响流体能量损失的重要的因素不变，因此离心泵 的效率不变。

  离心泵的能量损失（Energy loses） 容积损失：一部份已获得能量的高压液体由叶轮出口处通过 叶轮与泵壳间的缝隙或从平衡孔泄漏（Leakage）返回到叶 轮入口处的低压区造成的能量损失。 解决办法：使用半开式和蔽式叶轮。蔽式叶轮容积损失量小， 但叶轮内流道易堵塞，只适宜输送清洁液体。开式叶轮不易 堵塞，但容积损失大故效率低。半开式介于二者之间。

  离心泵主要性能参数： 流量V、压头(扬程)H、轴功率 N 和效率 离心泵特性曲线： 描述压头、轴功率、效率 与流量关系（H—V 、 N—V 、  —V）的曲线。对实际流 体，这些曲线尚难以理论 推导，而是由实验测定。

  泵启动前空气未排尽或运转中有空气漏入，使泵内流体平均 密度下降，导致叶轮进、出口压差减小。或者当与泵相连的 出口管路系统势压头一定时，会使泵入口处的真空度减小、 吸入流量下降。严重时泵将无法吸上液体。 解决办法：离心泵工作时、尤其是启动时一定要保证液体连 续 的 条 件 。 可 采 用 设 臵 底 阀 、 启 动 前 灌 泵 （ pump priming）、使泵的安装位臵低于吸入液面等措施。

  用清水测定某离心泵的特性曲 线/h时，泵出口处压力 表读数为0.28MPa(表压)，泵入口处线MPa，测得泵的轴功率为 3.35kW，电机转速为2900转/分，真空表 与压力表测压截面的垂直距离为0.5m。试 确定与泵特性曲线相关的其它性能参数

  用于换算转速变化在 〒20% 范围内离心泵的特性曲线，其准 确程度是工程上可接受的。 注意：由已知特性曲线上的一点（V,H），通过比例定律式 仅可求得与之对应的一个点（V’,H’），要得新的特性曲线， 需对诸多点进行换算。 其他调节离心泵流量的方法：改变叶轮几何参数。例如对叶 轮圆周进行少量车削、对叶片出口角进行锉削、封闭对称叶 片间的流道等。这些措施都会使泵的特性曲线发生改变，可 以从速度三角形分析、换算之。

  液体粘度的影响 液体粘度的改变将直接改变其在离心泵内的能量损失，因此， H—V、N—V、—V 曲线都将随之而变。液体运动粘度（动 量扩散系数） 2010-6 m2/s 时影响不大，超过此值则应进 行换算。有关手册上给出了不同条件下通过实验得到的换算 系数。

  当泵内某点的压强低至液体饱和蒸汽压时部分 液体将汽化，产生的汽泡被液流带入叶轮内压力较高处再凝 聚。由于凝聚点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该 点，产生剧烈的水击。瞬间压力可高达数十个MPa，众多的 水击点上水击频率可高达数十kHz，且水击能量瞬时转化为 热量，水击点局部瞬时温度可达230℃以上。 症状：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都显而易见地下降。 后果：高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶片表面产生一个 个凹穴，严重时成海绵状而迅速破坏。 防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位臵上，确保泵内压 强最低点处的静压超过工作时候的温度下被输送液体的饱和 蒸汽压 pv。 汽蚀现象

  对一定型号规格的离心泵查得允许汽蚀余量 h 后，根据具 体管路情况计算出允许安装高度Hg,允，实际安装高度 Hg 应 小于Hg,允。 减少吸入管路的阻力，可提高泵的安装高度。故离心泵的入 口管径都大于出口管径。 液体温度越高，饱和蒸汽压 pv 就越高，允许安装高度Hg,允则 越低。在输送较高温度的液体时尤其要注意安装高度。

  改变叶轮转速来调节离心泵的流量是一 种节能的操作方式。叶轮转速的改变将使泵内流体流动状态 发生改变，其特性曲线随之而变。 若流量与转速改变满足下列比例关系

  扬程 H 随流量 V 的增加而下降（流量极小时不明显），这是 因为采用了能量损失较小的后弯叶片。 同一流量下，由于实际叶轮与理想叶轮的差异以及机械能损 失，泵实际提供的扬程小于理论扬程。

  离心泵的特性曲线反映了泵的基本性能，由制造厂附于产品 样本中，是指导正确选择和操作离心泵的主要是根据。以下逐 一对其进行讨论。

  离心泵的轴功率 N 是指 电机输入到泵轴的功率。 由于泵提供给流体的实际 扬程小于理论扬程，故泵 由电机获得的轴功并不能 全部有效地转换为流体的 机械能。 有效功率 Ne ：流体从泵 获得的实际功率，可直接 由泵的流量和扬程求得

  随流量增大，泵的效率曲线出现一极大值即最高效率点，在 与之对应的流量下工作，泵的能量损失最小。 离心泵铭牌上标出的 H、V、N 性能参数即为最高效率时的 数据。一般将最高效率值的 92% 的范围称为泵的高效区，泵 应尽量在该范围内操作。

  离心泵是典型的非常快速地旋转叶轮式液体输送机械，在泵类机械 中具有非常好的代表性。

  离心泵的结构和工作原理 叶轮（Impeller） 泵壳（Volute） 特点：泵的流量与压 头灵活可调、输液量 稳定且适用介质范围 很广。 自吸：泵内液体在叶 轮中心入口处因加速 而减压，使泵外液体 在势能差的推动下被 连续地吸入泵内。