泵的知识

一（yī）、什么（me）是泵？

泵是输送液体或使液（yè）体增压的机（jī）械。它将原动机的机械能（néng）或其他（tā）外部能量传送（sòng）给液（yè）体，使液体能量增加。泵主要用来输送（sòng）水、油、酸碱液（yè）、乳化液（yè）、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。泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。除按工作（zuò）原（yuán）理（lǐ）分类外，还（hái）可按其（qí）他方法分（fèn）类和（hé）命名。如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按（àn）结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按（àn）输送液体的性质可分为水（shuǐ）泵、油泵和泥浆泵等。泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系（xì），可以画成曲线（xiàn）来表示，称为泵的特性曲线，每一台泵都有自己（jǐ）特定的特性曲线。

二、泵的定义（yì）与历史来源

输送液体或使液体增压（yā）的机械。广义上（shàng）的泵是输送流体或使其增压的机械，包括某些输送气体的（de）机械。泵把原动机的机械能或（huò）其他能（néng）源的（de）能量传给液体，使液体的能量增（zēng）加。水（shuǐ）的提升对（duì）于人类生活和生产都十分（fèn）重（chóng）要。古代（dài）已有各种提水（shuǐ）器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔槔（前17世纪）、辘轳（前11世纪）、水车（公元1世纪） ，以及公元前3世纪古希腊阿基米（mǐ）德（dé）发明的螺旋杆等。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌（wū）斯发明了原始的活塞泵-灭火泵。早在1588年就（jiù）有了关于（yú）4叶片滑片（piàn）泵的记载， 以后（hòu）陆续出现了其他（tā）各种回转泵。1689年（nián），法国的（de）D.帕潘发明了4叶片叶（yè）轮的蜗（wō）壳离心泵。1818年 ，美国（guó）出现了具有径向（xiàng）直叶片  、半开式双吸叶轮和（hé）蜗壳的离心泵。1840～1850年，美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活（huó）塞泵的形成。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵（bèng）相（xiàng）继（jì）发明，使发展高（gāo）扬（yáng）程离心泵成为可（kě）能。随后，各种泵相继问世。随着各种先进（jìn）技术的应用（yòng），泵的效率（lǜ）逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。

三、泵的分类（lèi）依据

0泵的种类繁多（duō），按工作（zuò）原理（lǐ）可分为：①动力式（shì）泵，又叫叶轮式泵或叶片式（shì）泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量（liàng）连续地传递给液体，使液体的动能（néng）（为主）和压力能增加，随（suí）后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵（bèng）、部分流泵和旋涡泵等。②容积式泵，依（yī）靠包容液体的密封（fēng）工作空间容积（jī）的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液（yè）体的压力（lì）增加至将液体（tǐ）强行排出，根据工作元件的运动形（xíng）式又可分为往复泵和回转泵。③其他类型的泵（bèng），以其他形式传递能量。如（rú）射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵（bèng）后混合，进行动量交换以传递能量（liàng）；水锤泵利用制动时（shí）流（liú）动中的部分水被升到一（yī）定（dìng）高度传递（dì）能量 ；电磁泵是使通电（diàn）的液态金属在电磁力（lì）作用下产生（shēng）流动而实现输送。另外，泵也（yě）可按输送液体的性质、驱动方法、结构、用途（tú）等进（jìn）行分类。

四、泵在各个领域中（zhōng）的应用

从泵的（de）性能范（fàn）围看，巨型（xíng）泵（bèng）的流量每小时可达几（jǐ）十万（wàn）立方米以上，而（ér）微型泵的流量每小时则在几十毫升以下；泵的压力可从常压到高达19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被输送液体（tǐ）的温度低达-200摄氏度以下，高可达800摄氏（shì）度以上。泵输送液体的种类繁多，诸如输送水（清水、污水等）、油液、酸碱液、悬浮液、和液（yè）态金属等。

在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大（dà）多是液体，而将原料制成半成（chéng）品和成（chéng）品，需要（yào）经过复杂的工（gōng）艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很（hěn）多装置中还用泵来（lái）调节温度。    

在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国（guó）农村（cūn）幅原（yuán）广阔（kuò），每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵（bèng）总（zǒng）产量一半以上。  

在矿业和冶金工业（yè）中，泵也是使用多的设备。矿井需要（yào）用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中（zhōng），需用泵来供（gòng）水先等。   

在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷（lěng）凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。   

在国防（fáng）建设中，飞机（jī）襟翼、尾舵和起落架（jià）的调节、军舰和坦克炮塔的（de）转动（dòng）、潜艇的沉浮等都需要用泵。高压和（hé）有放射性（xìng）的液体，有（yǒu）的还（hái）要求泵无任何泄漏（lòu）等。   

在船（chuán）舶制造工业中（zhōng），每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以上，其类型也是各式各样的。其它如城市的给排水、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（zhōng）输送牛奶和糖类食品（pǐn）等（děng），都需要（yào）有大量的泵。   

总（zǒng）之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火（huǒ）车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到（dào）处都有泵在运行。正是（shì）这样，所以把泵列为通用机械，它是机械（xiè）工（gōng）业中的一类生（shēng）要产品（pǐn）。

五（wǔ）、泵的基本参（cān）数

表征泵主要（yào）性能的基（jī）本参（cān）数有以下几个：

1、流量Q

流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体（tǐ）积或质量）。

体积流（liú）量用Q表示，单位是：m3/s，m3/h，l/s等。

质（zhì）量流量用Qm表（biǎo）示，单位是：t/h，kg/s等（děng）。

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（qīng）水ρ=1000kg/m3。

2、扬（yáng）程H

扬程是泵（bèng）所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵（bèng）进口法兰）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有（yǒu）效能量。其单位是N·m/N=m，即泵抽送液体的（de）液柱高度，习惯简称为米（mǐ）。

3、转速n

转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min。

4、汽蚀余量NPSH

汽蚀余量又（yòu）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（biǎo）示。

5、功率和效率

泵（bèng）的功（gōng）率通常是指输入功率，即原动机传支泵轴上的功率，故又称为轴功率（lǜ），用P表示；

泵的有效功率又称输出功率，用Pe表（biǎo）示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获（huò）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（liàng），所以（yǐ），扬程和质量流量及重力加速（sù）度的乘积（jī），就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有（yǒu）效能量——即（jí）泵的有效功率：

Pe=ρgQH(W)=γQH(W)

式中　ρ——泵输送液体的密（mì）度（kg/m3）；

         γ——泵输（shū）送液体的重度（N/m3）；

         Q——泵的流量（m3/s）；

         H——泵的扬（yáng）程（m）；

         g——重力加速度(m/s2)。

 轴功率P和有效功率（lǜ）Pe之差为泵（bèng）内的损失功率，其大小用泵（bèng）的效率来计量。泵的效率为有效（xiào）功率和轴功率（lǜ）之比，用（yòng）η表示。
 六、什么叫流量？用什么字母表示？如何换算？ 

单位时间内泵排出液体（tǐ）的体积叫流量（liàng），流量用Q表示，计量单位：立方米/小时（m3/h）,升/秒（l/s）, L/s=3.6 m3/h=0.06   m3/min=60L/min
G=Qρ G为重量 ρ为液体比重
例:某台泵流量50 m3/h，求抽（chōu）水时（shí）每小时重量？水的比（bǐ）重ρ为（wéi）1000公斤/立方米（mǐ）。
解：G=Qρ=50×1000(m3/h·kg/ m3)=50000kg / h=50t/h 

七、什么叫扬程？用什么字母表示？用什（shí）么计量单位？和压力的换算及公式？ 

单位重量液体（tǐ）通过泵所获得的能量叫扬程。泵的（de）扬程包括吸程在内（nèi），近似为（wéi）泵出（chū）口和入口压（yā）力差。扬（yáng）程用H表示，单位为米（m）。泵的压力用（yòng）P表示，单位为Mpa（兆帕），H=P/ρ.如P为1kg/cm2，则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=出口压力 P1=进（jìn）口压（yā）力) 

八、什么叫汽蚀余量？什么叫吸程？各自计量单位表示字（zì）母？ 

泵在工作时液体在（zài）叶轮的进口处因一定（dìng）真空压（yā）力下会产生汽体，汽化的气（qì）泡（pào）在液体质点的（de）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（huà）压力，汽蚀余量是指在泵吸入口处单位（wèi）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（bì）需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空（kōng）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）-汽蚀余量-安全（quán）量（0.5米（mǐ））
    标准大气压（yā）能压管路真空高度10.33米。
    例如：某泵（bèng）必（bì）需汽蚀余量为4.0米，求（qiú）吸程Δh？
    解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米 

九、什么是水泵的汽蚀现象以及其产（chǎn）生原因

    1、汽蚀

    液体在一（yī）定温度下（xià），降低压力至该温度下的（de）汽化压力时，液体便产生汽（qì）泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

    2、汽蚀溃灭

    汽蚀时产生的气泡，流（liú）动到高压处时，其体积减小以（yǐ）致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃（kuì）灭。

    3、产生汽蚀的原因（yīn）及（jí）危（wēi）害

    泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶（yè）片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝（jué）对压力降低到（dào）当（dāng）时（shí）温度下的液体汽化压力时，液体便在该处（chù）开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含（hán）有大量（liàng）气泡的液体向前（qián）经叶轮内的高压区（qū）时，气泡周（zhōu）围的高压液体（tǐ）致（zhì）使气泡急（jí）剧地缩小以至破裂（liè）。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空（kōng）穴，在此瞬间产生很（hěn）强烈的水击作用，并以很高的冲（chōng）击频率打击（jī）金属表面冲击应力（lì）可达几百至几千个大气压，冲击频（pín）率可达每（měi）秒几万次，严（yán）重时会将壁厚（hòu）击穿。

    4、汽蚀过（guò）程

    在水泵中产（chǎn）生气泡和气（qì）泡破裂（liè）使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程（chéng）。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性（xìng）能下降，严重时会（huì）使泵（bèng）中液体中断，不能正常工作。
 
十、什么是泵（bèng）的特性曲线？
 
    通常把（bǎ）表示（shì）主要性能参数（shù）之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性（xìng）曲线，实质上，离心泵（bèng）性（xìng）能曲线是液体在泵内运动规（guī）律的外部表现形式，通过实测求得。特性曲线包括：流（liú）量（liàng）-扬程（chéng）曲线（Q-H），流量-效率曲线（Q-η），流量-功率曲线（Q-N），流量-汽蚀余量曲线（xiàn）（Q-（NPSH）r），性能曲线作用是泵（bèng）的任意的（de）流量点，都（dōu）可以在（zài）曲线上找出一组与其相对的扬程，功（gōng）率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵高（gāo）效率点的工况（kuàng）称为佳工况点，佳工况点一般为设计工况点（diǎn）。一般离心泵的额定参数即设计工况点和佳工况点相重合或很接近。在实践选效率区间运行，即节能，又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。 

十一、什么（me）叫泵的效率？公式如何？ 
 

    指泵的有（yǒu）效（xiào）功率和轴功率之比。η=Pe/P
    泵的功率通常指（zhǐ）输入功率，即原动机传到泵轴上的（de）功率，故又称轴功率，用P表示。
    有效（xiào）功率即：泵的扬程和质量（liàng）流量及重力加速度的乘积（jī）。
    Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）
    ρ：泵输送液体的（de）密度（kg/m3）
    γ：泵（bèng）输送液体的重度（dù） γ=ρg （N/ m3）
    g：重（chóng）力加速度（m/s）
    质量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s) 
   

十二、什么是泵的全性（xìng）能（néng）测试台？ 
 
 
    能通过精（jīng）密仪器准（zhǔn）确测试出（chū）泵（bèng）的全部性能参数的设备为全性能测试台。国家标准精度为B级。流量用精密蜗轮流量计测定，扬程用精密（mì）压力表测定。吸程（chéng）用精密真空表测定。功率用精密轴功率机测定（dìng）。转（zhuǎn）速（sù）用转速表测定。效率根据实测值：n=rQ102计算。