泵的基础知识与⽔泵选型及空调⽔泵的变频控制
泵属于流体机械的⼀种，流体机械是指以流体为⼯作介质和能量载体的机械设备。流体机械根
据能量传递的⽅向不同，可分为原动机(⽔轮机、汽轮机)和⼯作机（泵、风机、压缩机）。泵属
于⼯作机，即消耗能量的机械。
从泵的性能范围看，巨型泵的流量每⼩时可达⼏⼗万⽴⽅⽶以上，⽽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19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被输送液体的温度最
低达-200摄⽒度以下，最⾼可达800摄⽒度以上。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、和液态⾦属等。
会计学毕业实习报告 在化⼯和⽯油部门的⽣产中，原料、半成品和成品⼤多是液体，⽽将原料制成半成品和成
品，需要经过复杂的⼯艺过程，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，在很多装置中还⽤泵来调节温度。
泵的操作原理、构造及分类
1）⼯作原理可分为⼜分为叶⽚式、容积式和其它形式。
①叶⽚式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动⼒作⽤，把能量连续地传递给液体，使液体的动能
（为主）和压⼒能增加，随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、部
分流泵和旋涡泵等。
②容积式泵，依靠包容液体的密封⼯作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液
体，使液体的压⼒增加⾄将液体强⾏排出，根据⼯作元件的运动形式⼜可分为往复泵和回转
泵。
③其他类型的泵，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。另外，泵也可按
输送液体的性质、驱动⽅法、结构、⽤途等进⾏分类。
2)按⼯作叶轮数⽬来分类
①单级泵：即在泵轴上只有⼀个叶轮。
②多级泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产⽣的扬程之
工科热门专业和。
3)按⼯作压⼒来分类
①低压泵：压⼒低于100⽶⽔柱；
②中压泵：压⼒在100～650⽶⽔柱之间；
③⾼压泵：压⼒⾼于650⽶⽔柱。（多级离⼼泵可达2800m）
4)按叶轮进⽔⽅式来分类
①单侧进⽔式泵：⼜叫单吸泵，即叶轮上只有⼀个进⽔⼝；
②双侧进⽔式泵：⼜叫双吸泵，即叶轮两侧都有⼀个进⽔⼝。它流量⽐单吸式泵⼤⼀倍，
可以近似看作是⼆个单吸泵叶轮背靠背地放在了⼀起。
5)按泵壳结合缝形式来分类
①⽔平中开式泵：即在通过轴⼼线的⽔平⾯上开有结合缝。（最常见的⽔平中开泵是双吸
泵）
②垂直结合⾯泵：即结合⾯与轴⼼线相垂直。
6)按泵轴位置来分类
①卧式泵：泵轴位于⽔平位置。
②⽴式泵：泵轴位于垂直位置。
7)按叶轮出来的⽔引向压出室的⽅式分类
①蜗壳泵：⽔从叶轮出来后，直接进⼊具有螺旋线形状的泵壳。
②导叶泵：⽔从叶轮出来后，进⼊它外⾯设置的导叶，之后进下⼀级或流⼊出⼝管。（常⽤于多级泵和轴流泵）
⼀、操作原理
由若⼲个弯曲的叶⽚组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。叶轮紧固于泵轴上，泵轴与电机相连，可由电机带动旋转。吸⼊⼝位于泵壳中央与吸⼊管路相连，并在吸⼊管底部装⼀⽌逆阀。泵壳的侧边为排出⼝，与排出管路相连，装有调节阀。
离⼼泵之所以能输送液体，主要是依靠⾼速旋转叶轮所产⽣的离⼼⼒，因此称为离⼼泵。 离⼼泵的⼯作过程：
开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。
开泵后，泵轴带动叶轮⼀起⾼速旋转产⽣离⼼⼒。液体在此作⽤下，从叶轮中⼼被抛向叶轮外周，压⼒增⾼，并以很⾼的速度流⼊泵壳。在泵壳中由于流道的不断扩⼤，液体的流速减慢，使⼤部分动能转化为压⼒能。最后液体以较⾼的静压强从排出⼝流⼊排出管道。泵内的液体被抛出后，叶轮的中⼼形成了真空，在液⾯压强（⼤⽓压）与泵内压⼒（负压）的压差作⽤下，液体便经吸⼊管路进⼊泵内，填补了被排除液体的位置。
离⼼泵启动时，如果泵壳内存在空⽓，由于空⽓的密度远⼩于液体的密度，叶轮旋转所产⽣的离⼼⼒很⼩，叶轮中⼼处产⽣的低压不⾜以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离⼼泵就⽆法⼯作。为了使启动前泵内充满液体，在吸⼊管道底部装⼀⽌逆阀。此外，在离⼼泵的出⼝管路上也装⼀调节阀，⽤于开停车和调节流量。
⼆、基本部件和构造
1）叶轮
将电动机的机械能传给液体，使液体的动能有所提⾼。
2）泵壳
汇集液体，作导出液体的通道；
使液体的能量发⽣转换，⼀部分动能转变为静压能。
3）轴封装置
为了防⽌⾼压液体从泵壳内沿轴的四周⽽漏出，或者外界空⽓漏⼊泵壳内。
⼯作压⼒和密封
填料密封⽔泵：最⼤⼯作压⼒ 4-5 bar。(标准规格)
机械密封⽔泵：
⽔泵最⼤⼯作压⼒
⽔泵最⼤⼯作压⼒>10bar时: 平衡机械密封(额定值与密封的结构有关)
泵的基本参数
流量、扬程、性能曲线、最⼤⼯作压⼒ (NP)、轴功率、相似定律、功率计算公式。
举例：
流量 200 l/s，扬程37.5m ，选⽤⽔泵型号ASP200B ，叶轮直径360mm 转速 1450RPM，效率87% ⼯况点轴功率 84.5kW.
如果转速变为1000RPM，根据相似定律此时流量和扬程及功率为多少？
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
泵的选型
选型依据：我们要选择什么样的泵，需要哪些条件依据 ?
1、介质的特性：介质名称、密度、粘度、腐蚀性、毒性等。
a. 介质名称：清⽔、污⽔、⽯油等。当介质含⽓量>75%时，最好选⽤齿轮泵或者螺杆泵。
b. 密度：
离⼼泵的流量与密度⽆关；
离⼼泵的扬程与密度⽆关；
离⼼泵的效率不随密度改变；
当密度≠1000Kg/m3时，电机的功率应该为⼀般功率与介质相对清⽔密度⽐的乘积，以防电机过载超流。
c. 粘度：
介质的粘度对泵的性能影响很⼤，粘度过⼤时，泵的压头（扬程）减⼩，流量减⼩，效率下降，泵的轴功率增⼤。
当粘度增加时，泵的扬程曲线下降，最佳⼯况的扬程和流量均随之下降，⽽功率则随之上升，因⽽效率降低。⼀般样本上的参数均为输送清⽔时的性能，当输送粘性介质时应进⾏换算。
d. 腐蚀性：介质有腐蚀时，采⽤抗腐蚀性能好的材料。
e. 毒性：考虑密封⽅式，可采⽤⼲⽓密封等。
2、介质中所含固体的颗粒直径、含量多少。
根据颗粒直径、含量多少，可选择采⽤单流道、双流道、多流道形式的叶轮。颗粒含量
>60%时，考虑采⽤渣浆泵。
3、介质温度：（℃）
⾼温介质需考虑密封材料的选择及材料的热膨胀系数。介质温度偏低时，考虑采⽤低温润滑油和低温电机。
4、所需要的流量（Q）
a、如果⽣产⼯艺中已给出最⼩、正常、最⼤流量，应按最⼤流量考虑。
b、如果⽣产⼯艺中只给出正常流量，应考虑留有⼀定的余量。
c、如果基本数据只给质量流量，应换算成体积流量。
5、扬程：
⽔泵的扬程⼤约为提⽔⾼度的1.15～1.2倍（使⽤于补⽔泵只给出系统图需要计算扬程的状况）。
如遇到只给出最⼩流量、最⼤流量及相对应的扬程，应尽可能按⼤流量选择。
因为：
a、⾼扬程的泵⽤于低扬程，便会出现流量过⼤，导致电机超载，若长时间运⾏，电机温度升⾼，甚⾄烧毁电机。
b、⼩流量泵在⼤流量下运⾏时，会产⽣汽蚀，泵长时间汽蚀，影响⽔泵过流部件的寿命。
泵的汽蚀
1、汽蚀形成
泵在运转中，抽送液体的绝对压⼒降低到当时温度下的该液体汽化压⼒时，液体便在该处开始汽化，形成⽓泡，当含有⼤量⽓泡的液体流进叶轮内的⾼压区时，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，严重时会将壁击穿。
2.汽蚀的危害
苏轼《定风波》原文 a、叶轮上留下打击状的坑；影响叶轮的使⽤寿命。
b、设备产⽣振动。
c、增加噪⾳。
d、轻微的汽蚀只会造成⽔泵效率或扬程的降低。低⽐转速泵随汽蚀性能下降明显，⾼⽐转速泵，当汽蚀达到⼀定程度时，性能开始下降。
e、严重的汽蚀会产⽣很强的噪⾳，并缩短⽔泵的使⽤寿。
f、估算来讲，损失最⼤占设计扬程的3%。
g、对于多级⽔泵, 汽蚀只会对第⼀级叶轮产⽣影响。
3、泵汽蚀的基本关系式为：
NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa
式中：
NPSHa—装置汽蚀余量⼜叫有效汽蚀余量，是指在现场条件下的汽蚀余量。它可也根据系统的设计图纸计算出来，越⼤越不易汽蚀；
NPSHr—泵汽蚀余量，⼜叫必需的汽蚀余量，是指⽔泵的⼀个特性数据，它是由⽔泵制造
⼚商提供的。该数值在⽔泵的性能图表中已经被标⽰出来，越⼩泵抗汽蚀性能越好；
解的拼音 NPSHc—临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降⼀定值的汽蚀量；
[NPSH]—许⽤汽蚀余量，是确定泵使⽤条件⽤的汽蚀余量。
为保证系统的安全运⾏：实际汽蚀余量值（NPSHa）必须要⾼于设计汽蚀余量值(NPSHr)。即：NPSHa > NPSHr。
5.实际汽蚀余量（NPSHa)的计算公式：NPSHa = (Hz-Hf) +(Hp–Hvp)
其中：
Hp = ⽔泵⼊⼝处液体表⾯的绝对压⼒ (m)
Hz = 液体距离⽔泵中⼼线的静态⾼差 (m)
注: 对于⽴式⽔泵以第⼀级叶轮的中⼼线为准。
Hf = 管路系统⼊⼝处摩擦和⼊⼝损失包括动压头。(m)
Hvp = 在⽔泵⼯作温度下的液体蒸汽压⼒。(m)
如果NPSHA数值很⼩，建议选择：
更⼤⼀些型号的⽔泵或转速更慢⼀些的⽔泵。
4、防⽌汽蚀的措施
防⽌泵发⽣汽蚀从两⽅⾯考虑，即增⼤NPSHa和减⼩NPSHr，常⽤的以下⼏种⽅法。
a、减⼩⼏何吸上⾼度hg（或增加⼏何倒灌⾼度）；
△h=10m- NPSH-∑h
∑h：管路阻⼒，也叫安全系数，取：0.5～1.0m⽔柱
△h：吸程
b、增加管径，尽量减⼩管路长度，弯头和附件等；
c、尽量调⼩流量，防⽌泵长时间在⼤流量下运⾏；
d、在同样转速和流量下，采⽤双吸泵，因减⼩进⼝流速、泵不易发⽣汽蚀；
e、加诱导轮或增加叶轮进⼝处的光洁度。
f、对于在苛刻条件下运⾏的泵，为避免汽蚀破坏，可使⽤耐汽蚀材料。
常见及需要注意的问题
1、电机的选择
电机的选择要留有⼀定的安全余量。国内⼚家经验做法：
轴功率
余量
中国照明 0.12-0.55kw
植物染发 1.3-1.5倍
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