离心泵的原理

离心泵

1、离心泵的工作原理

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。由此可见，若离心泵叶轮不断旋转，则可连续吸水、压水，水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。综上所述，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，将水提向高处的，故称离心泵。

2、离心泵的一般特点

（1）水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入，垂直于轴向流出，即进出水流方向互成90°。

（2）由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水，因此在起动前必须向泵内和吸水管内灌注引水，或用真空泵抽气，以排出空气形成真空，而且泵壳和吸水管路必须严格密封，不得漏气，否则形不成真空，也就吸不上水来。

（3）由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过10米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度（水泵轴线距吸入水面的高度）远小于10米。如安装过高，则不吸水；此外，由于山区比平原大气压力低，因此同一台水泵在山区，特别是在高山区安装时，其安装高度应降低，否则也不能吸上水来。

泵是输送流体或使流体增压的机械。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。

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。除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。

离心泵的结构特点是在蜗壳泵内装有一个2~8片叶片的快速旋转叶轮。泵壳上有两个接口，通向叶轮中心的进口与吸入管道相连；泵的切线方向为出口，与排出管道相连。

离心泵的主要工作部件是叶轮。其次，吸入室泵体(泵壳)泵盖、轴封装置(填料压盖或机械密封)、轴向力平衡装置、轴承、联轴器、支架、压力室、设计院叶轮车间。液体可以从吸入口被吸入人体内，并不断地从排出口排出，以使液体压力和排出高度一致。

离心其实是物体惯性的表现，比如雨伞上的水滴，当雨伞缓慢转动时，水滴会跟随雨伞转动，这是因为雨伞与水滴的摩擦力做为给水滴的向心力使然。

但是如果雨伞转动加快，这个摩擦力不足以使水滴在做圆周运动，那么水滴将脱离雨伞向外缘运动，就像用一根绳子拉着石块做圆周运动，如果速度太快，绳子将会断开，石块将会飞出.这个就是所谓的离心。

主要工作原理：

（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心作用，由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时，流速非常高。

（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失。所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置。

（3）液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。

气缚现象：如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。

为防止气缚现象的发生，离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内，在泵吸入管路的入口处装有止逆阀（底阀）；如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。

（4）叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换效率高。导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环。这些叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高。

（5）后盖板上的平衡孔消除轴向推力。离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向推力。这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还会产生振动。

平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶轮前后的压力差。但由此也会引起泵效率的降低。

（6）轴封装置保证离心泵正常、高效运转。离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其间的环隙如果不加以密封或密封不好，则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵的流量、效率下降。严重时流量为零——气缚。通常，可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封。

扩展资料

离心泵的汽蚀：

离心泵发生汽蚀是由于液道入口附近某些局部低压区处的压力降低到液体饱和蒸汽压，导致部分液体汽化所致。所以，凡能使局部压力降低到液体汽化压力的因素都可能是诱发汽蚀的原因。产生汽蚀的条件应从吸入装置的特性，泵本身的结构以及所输送的液体性质三方面加以考虑。

1）结构措施：采用双吸叶轮，以减小经过叶轮的流速，从而减小泵的汽蚀余量；在大型高扬程泵前装设增压前置泵，以提高进液压力；叶轮特殊设计，以改善叶片入口处的液流状况；在离心叶轮前面增设诱导轮，以提高进入叶轮的液流压力。

2）泵的安装高度，泵的安装高度越高，泵的入口压力越低，降低泵的安装高度可以提高泵的入口压力。因此，合理的确定泵的安装高度可以避免泵产生汽蚀。

3）吸液管路的阻力，在吸液管路中设置的弯头、阀门等管件越多，管路阻力越大，泵的入口压力越低。因此，尽量减少一些不必要的管件或尽可能的增大吸液管直径，减少管路阻力，可以防止泵产生汽蚀。

4）泵的几何尺寸，由于液体在泵入口处具有的动能和静压能可以相互转换，其值保持不变。入口液体流速高时，压力低，流速低时，压力高，因此，增大泵入口的通流面积，降低叶轮的入口速度．可以防止泵产生汽蚀。

5）液体的密度。输送密度越大的液体时泵的吸上高度就越小，当用已安装好的输送密度较小液体的泵改送密度较大的液体时，泵就可能产生汽蚀，但用输送密度较大液体的泵改送密度较小的液体时，泵的入口压力较高，不会产生汽蚀。

6）输送液体的温度。温度升高时液体的饱和蒸气压升高。在泵的入口压力不变的情况下，输送液体的温度升高时，液体的饱和蒸气压可能升高至等于或高于泵的入口压力，泵就会产生汽蚀。

7）吸液池液面压力。吸液池液面压力较高时，泵的入口压力也随之升高，反之，泵的入口压力则较低，泵就容易产生汽蚀。

8）输送液体的易挥发性在相同的温度下较易挥发的液体其饱和蒸汽压较高，因此，输送易挥发液体时的泵容易产生汽蚀。

9）其他措施：采用耐汽蚀破坏的材料制造泵的过流部分元件；降低泵的转速。

参考资料：离心泵的百度百科

离心泵 ( centrifugal pump，centrifugal pumps )（机械工程学术语），是通过旋转泵的叶轮产生的离心力带动流体的转动来完成流体的输送，主要由叶轮、泵壳和轴封装置构成。最常见的离心泵例如水泵。

原理

起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。

泵的总扬程=吸水扬程+压水扬程，其中吸水扬程由大气压决定。

离心式水泵的抽水高度称为扬程。它是采用“吸进来”、“甩出去”，的方法来抽水的。

第一级扬程称为“吸水扬程”，靠叶片旋转形成一个低压区，靠大气压把水压入低压区，而1标准大气压能支持10.336米高的水柱，所以吸水扬程的极限值是10.336米；

第二级扬程称为“压水扬程”，靠叶片旋转把水甩出去，水甩出去的速度越大，这一级扬程也越大。

因此，离心式水泵的扬程是两级扬程之和，也就是它的抽水高度远远超过了10.336米。

沈泵因其性能使用范围(包括对流量、压力头及媒体特性的不灵敏性)、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、寿命长、采购费及运营费低，被水处理行业应用最广。离心泵的基本结构，离心泵的结构和原理可以从这句话看出，离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗牛型泵壳。

具有多个(通常为4 ~ 12个)后曲线叶片的叶轮固定在泵轴上，并与泵轴一起由电动机高速旋转。叶轮是直接作用于泵内液体的部件，是离心泵的供能装置。泵壳体中央的进气口与进气管路连接，进气管路底部装有单向底阀。泵壳体旁的排放口与装有调节阀的排放管相连。离心泵的工作原理

离心泵启动后，泵轴将叶轮驱动为高速旋转运动，提前充电叶片之间的液体旋转，并在惯性离心力的作用下，使液体从叶轮中心向外径向移动。液体在叶轮流动的运动过程中获得能量，静压提高，流速增加。液体离开叶轮进入泵壳后，外壳内的流道逐渐变宽，速度变慢，部分动能转换为静压能量，最后沿着切线方向流入排放管。

因此，蜗牛型泵壳不仅是从叶轮中流出液体的部件，而且是旋转装置。液体从叶轮中心向外运动的同时，叶轮中心形成低压区，储气罐液面和叶轮中心的总力差起作用，液体被吸进叶轮中心。随着叶轮的不断运行，液体连续吸入和排出。液体从离心泵获得的机械能最终表现为静压能量的提高。

需要强调的是，如果离心泵启动前不填满泵壳中输送的液体，空气密度低，叶轮旋转后产生的离心力小，因此叶轮中心区域不足以形成进气口内液体的低压，即使启动离心泵也不能输送液体。这表明离心泵没有自吸能力，这种现象被称为空气束缚。

垂直连接面泵：连接面垂直于枢轴线。按压叶轮出来的水走向挤压室的方式，蠕动泵：叶轮出水后，直接进入螺旋形状的泵壳。导向叶片泵：水从叶轮出来后进入安装在外部的导向叶片，进入下一阶段或流入出口管道。按传送带媒体，根据离心泵输送的介质，分为清水泵、油泵、耐腐蚀泵等。

潜水泵和离心泵区别有：

1、用途不同：离心泵可广泛用于电力、冶金、煤炭、建材等行业输送含有固体颗粒的浆体。如火电厂水力除灰、冶金选矿厂矿浆输送、洗煤厂煤浆及重介输送等。潜水泵主要用于农田灌溉及高山区人畜用水，亦可供中央空调冷却、热泵机组、冷泵机组、城市、工厂、铁路、矿山、工地排水使用。

2、潜水泵是离心泵的一种，从使用位置上区分，离心泵分为潜水安装式和陆地安装式，潜水泵主要是指电机为潜水式，可以完全没入水中的，防护等级比较高，最低为IP68。其余陆用的，是指电机绝对不能进水的，防护等级一般为IP54。

3、结构不同：离心泵由叶轮，泵体，泵盖，挡水圈，泵轴，轴承，密封环，填料函，轴向力平衡装置等组成。潜水泵成套由控制柜，潜水电缆，扬水管，潜水电泵和潜水电机组成。

4、工作原理不同：潜水泵的原理类似电风扇，泵和电动机制成一体浸入水中。输送介质是水。离心泵的通过离心力使水甩出去，根据离心力原理设计的，高速旋转的叶轮叶片带动液体转动，将液体甩出，从而达到输送的目的。可输送的介质有很多，如油、水、化工原料等。

潜水泵是深井提水的重要设备。使用时整个机组潜入水中工作，把地下水提取到地表，是生活用水、矿山抢险、工业冷却、农田灌溉、海水提升、轮船调载，还可用于喷泉景观。

热水潜水泵用于温泉洗浴，还可适用于从深井中提取地下水，也可用于河流、水库、水渠等提水工程。主要用于农田灌溉及高山区人畜用水，亦可供中央空调冷却、热泵机组、冷泵机组、城市、工厂、铁路、矿山、工地排水使用。

卧式离心泵适用于工业和城市给排水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输水、暖通制冷循环、浴室暖水循环增压，以及各种给水设备、锅炉的配套。

KQWR(ISWR)型热水离心泵适用于冶金、化工、纺织、木材加工、造纸以及饭店、浴室、宾馆、锅炉热水增压循环和城市住房采暖循环等场合。

离心其实是物体惯性主要工作原理：

（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心作用，由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时，流速非常高。

（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失。所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置。

（3）液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。

离心泵的基本构造是由六部分组成的分别是叶轮，泵体，泵轴，轴承，密封环，填料函。

1、叶轮是离心泵的核心部分，它转速高出力大，叶轮上的叶片又起到主要作用，叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑，以减少水流的摩擦损失。

2、泵体也称泵壳，它是水泵的主体。起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。

3、泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接，将电动机的转矩传给叶轮，所以它是传递机械能的主要部件。

4、滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的，加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出，太少轴承又要过热烧坏造成事故！在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度，一般运行在60度左右。

5、密封环又称减漏环。

6、填料函主要由填料、水封环、填料筒、填料压盖、水封管组成。

参考资料离心泵 百度百科