34为防止发生气蚀现象(xiànxiàng)，应限制p1不能太低，或Hg不能太大，即泵的安装高度不能太高。安装高度(gāodù)Hg的计算方法一般有两种：允许吸上真空高度法；气蚀余量法。2安装(ānzhuāng)高度第三十五页，共八十二页。
35允许吸上真空(zhēnkōng)高度Hs泵入口处压力(yālì)p1所允许的最大真空度。mH2OHs与泵的结构、液体的物化(wùhuà)特性等因素有关。一般，Hs<5~7mH2O.（2-8）式中pa—大气压，N/m2ρ—被输送液体密度，kg/m3第三十六页，共八十二页。
36Hgp01100如何(rúhé)用允许吸上真空高度确定泵的安装高度？第三十七页，共八十二页。
37Hg—泵的安装高度；u2/2g—进口管动能(dòngnéng)；∑Hf—进口管阻力;Hs—允许吸上真空高度，由泵的生产厂家给出。提高(tígāo)Hg的方法取截面(jiémiàn)0-0，1-1，并以截面(jiémiàn)0-0为基准面，在两截面(jiémiàn)间柏努利方程，可得假设贮槽为敞口，那么p0为大气压pa，那么有（2-9）〔2-10〕第三十八页，共八十二页。
38泵制造厂只能给出Hs值，而不能直接给出Hg值。因为每台泵使用条件不同，吸入管路的布置情况也各异，有不同的u2/2g和∑Hf值，所以(suǒyǐ)，只能由使用单位根据吸入管路具体的布置情况，由计算确定Hg。问题：泵制造厂能直接(zhíjiē)给出泵的安装高度吗？第三十九页，共八十二页。
39Hs’=Hs＋(Ha－10)－(Hv－0.24)(2-11)式中Hs’—操作条件下输送水时允许吸上真空高度，mH2O；Hs— 泵样本中给出的允许吸上真空高度，mH2O；Ha— 泵工作处的大气压，mH2O；Hv— 泵工作温度下水的饱和蒸汽压，mH2O；0.24 — 实验条件下水的饱和蒸汽压，mH2O。原因：在泵的说明书中所给出的Hs是大气压为10mH2O，水温为20℃状态(zhuàngtài)下的数值。如果泵的使用条件与该状态(zhuàngtài)不同时，那么应把样本上所给出的Hs值，按下式换算成操作条件下的Hs’值。泵允许(yǔnxǔ)吸上真空高度的换算第四十页，共八十二页。
40泵安装地点的海拔越高，大气压力就越低，允许吸上真空高度就越小。输送液体的温度(wēndù)越高，所对应的饱和蒸汽压就越高，这时，泵的允许吸上真空高度也就越小。海拔高度↑，液体(yètǐ)温度↑→Hg↓不同(bùtónɡ)海拔高度时大气压力值可查表。第四十一页，共八十二页。
41汽蚀余量Δh是指离心泵入口处，液体(yètǐ)的静压头p1/ρg与动压头u12/2g之和超过液体在操作温度下的饱和蒸汽压头pv/ρg的某一最小指定值，即汽蚀余量(yúliànɡ)(2-12)式中h—汽蚀余量，m；pv—操作温度下液体饱和蒸汽压，N/m2。第四十二页，共八十二页。
42将式〔2-9〕与〔2-12〕合并可导出汽蚀余量Δh与允许(yǔnxǔ)安装高度Hg之间关系为上式中p0为液面上方的压力，假设(jiǎshè)为敞口液面那么p0=pa。(2-13)如何(rúhé)利用允许吸上真空高度确定泵的安装高度？只要允许吸上真空高Hs与汽蚀余量中的任一个参数，均可确定泵的安装高度。注：泵性能表上的值也是按输送20℃水而规定的。当输送其它液体时，需进行校正。具体校正方法可参阅有关文献。第四十三页，共八十二页。
43例2-2某台离心泵从样本上查得允许吸上真空高度Hs=6m，现将该泵安装在海拔高度为500m处，假设(jiǎshè)夏季平均水温为40℃。问修正后的Hs’应为多少？假设(jiǎshè)吸入管路的压头损失为1mH2O，泵入口处动压头为0.2mH2O。问该泵安装在离水面5m高度处是否适宜？Ｈｇ第四十四页，共八十二页。
44解:当水温为40℃时，Hv=0.75m。查表得Ha=9.74m。Hs’=Hs＋(Ha－10)－(Hv－0.24)=6＋(9.74－10)－(0.75－0.24)=5.23m泵的安装(ānzhuāng)高度为:Hｇ=Hs’－u12/2g－ΣHf=5.23－0.2－1=4.93m<5m故泵安装在离水面(shuǐmiàn)5m高度处不适宜。第四十五页，共八十二页。
45离心泵在特定(tèdìng)管路系统中工作时，液体要求泵供给的压头Ｈ可由柏努利方程式求得，即六、离心泵的工作点当离心泵安装在一定的管路系统中工作时，其压头和流量不仅(bùjǐn)与离心泵本身的特性有关，而且还取决于管路的工作特性。 1管路特性曲线第四十六页，共八十二页。
46上式可简化为Ｈ＝Ａ＋∑Hf(2-14)与管路中液体流量无关，在输液高度和压力不变的情况下为一常数，以符号Ａ表示。若贮槽与受槽的截面都很大，该处流速与管路相比可忽略不计.此式中压头(yātóu)损失为式中Q为管路系统的流量，m3/s(2-15)第四十七页，共八十二页。
47对于(duìyú)特定的管路系统，l、le、d均为定值，湍流时摩擦系数的变化也很小，令那么(nàme)式〔2-14〕可简化为Ｈ＝Ａ＋BQ2(2-16)上式说明：在特定管路中输送液体时，所需压头Ｈ随液体流量Q的平方而变化，此关系所描绘的Ｈ－Q曲线(qūxiàn)，称为管路特性曲线(qūxiàn)。它表示在特定的管路中，压头随流量的变化关系。第四十八页，共八十二页。
48注意：管路特性曲线的形状与管路布置(bùzhì)及操作条件有关，而与泵的性能无关。AQH管路的特性曲线泵的特性曲线第四十九页，共八十二页。
49离心泵的特性曲线H-Q与其所在(suǒzài)管路的特性曲线He-Qe的交点称为泵在该管路的工作点，如下图。H=HeQ=QeQ或QeH-QMHe-QeH或He工作点所对应的流量与压头既满足管路(ɡuǎnlù)系统的要求，又为离心泵所能提供。2工作(gōngzuò)点〔dutypoint〕第五十页，共八十二页。
50工作点所对应的流量Q与压头Ｈ既是管路系统所要求，又是离心泵所能提供的;假设工作点所对应效率是在最高效率区，那么(nàme)该工作点是适宜的。泵的工作(gōngzuò)点表示第五十一页，共八十二页。
51改变离心泵的转速或改变叶轮外径，以改变泵的特性(tèxìng)曲线。调节(tiáojié)流量实质上就是改变离心泵的特性曲线或管路特性曲线，从而改变泵的工作点。离心泵的流量调节(tiáojié)，通常从两方面考虑：两者均可以改变泵的工作点，以调节流量。在排出管线上装适当的调节阀，以改变管路特性曲线；七、流量调节第五十二页，共八十二页。
52当阀门关小时，管路(ɡuǎnlù)局部阻力加大，管路(ɡuǎnlù)特性曲线变陡，泵的工作点由M移到M1。流量由QM减小到QM1。改变阀门开度以调节流量，实质是用开大(kāidà)或关小阀门的方法来改变管路特性曲线。M1MM2QM1QMQM2Q或QeH或HeH-Q12当阀门开大时，管路局部阻力减小，管路特性曲线变得平坦一些(yīxiē)，工作点移到M2，流量加大到QM2。1改变阀门的开度第五十三页，共八十二页。
53要把泵的转数提高到n1，泵的特性曲线就上移到nM1位置，工作点由M移到M1，流量和压头(yātóu)都相应加大;改变离心泵的转数以调节流量，实质(shízhì)上是维持管路特性曲线不变，而改变泵的特性曲线。M1MM2Q或QeH或HeH-QHe-Qen1nn2假设(jiǎshè)把泵的转数降到n2，泵的特性曲线就移到nM2位置，工作点移到M2，流量和压头都相应地减小。2改变泵的转数第五十四页，共八十二页。
54车削叶轮的外径是离心泵调节流量的一种独特方法(fāngfǎ)。在车床上将泵叶轮的外径车小，这时叶轮直径、流量、压头和功率之间关系，可按式〔2-7〕进行计算。3车削(chēxuē)叶轮的外径第五十五页，共八十二页。
55采用什么方法来调节流量，关系到能耗(nénɡhào)问题。改变阀门开度调节流量方法简便，应用广泛。但关小阀门会使阻力(zǔlì)加大，因而需要多消耗一局部能量以克服附加的阻力(zǔlì)，该法不经济的。改变转速调节流量可保持管路特性曲线(qūxiàn)不变，流量随转速下降而减小，动力消耗也相应降低，因节能效果显著，但需要变速装置，难以做到流量连续调节。4几种流量调节方法的比较第五十六页，共八十二页。
56改变叶轮直径(zhíjìng)可改变泵的特性曲线，但可调节流量范围不大，且直径减小不当还会降低泵的效率。在输送流体量不大的管路中，一般都用阀门来调节流量，只有(zhǐyǒu)在输液量很大的管路才考虑使用调速的方法。第五十七页，共八十二页。
57在实际工作中，当单台离心泵不能满足输送任务的要求或者为适应生产大幅度变化而动用备用泵时，都会遇到泵的并联与串联使用(shǐyòng)问题。这里仅讨论二台性能相同泵的并联与串联的操作情况。八、并联(bìnglián)与串联操作第五十八页，共八十二页。
58联合特性曲线的作法(zuòfǎ)：在每一个压头条件下，使一台泵操作时的特性曲线上的流量增大一倍而得出。当一台泵的流量不够时，可以用两台泵并联(bìnglián)操作，以增大流量。1并联(bìnglián)操作第五十九页，共八十二页。
59He-Qe0HHH并ⅠⅡQQQ并曲线Ｉ表示(biǎoshì)一台泵的特性曲线曲线Ⅱ表示两台相同的泵并联操作时的联合特性曲线注意：对于同一管路，其并联操作时泵的流量不会增大一倍，如下图。因为(yīnwèi)两台泵并联后，流量增大，管路阻力亦增大。Q并<2Q第六十页，共八十二页。
60当生产上需要利用原有泵提高泵的压头时，可以考虑(kǎolǜ)将泵串联使用。两台相同(xiānɡtónɡ)型号的泵串联工作时，每台泵的压头和流量也是相同(xiānɡtónɡ)的。在同样的流量下，串联泵的压头为单台泵的两倍。0HHH串QQQ串ⅠⅡ联合特性曲线的作法：将单台泵的特性曲线Ｉ的纵坐标加倍(jiābèi)，横坐标保持不变，可求得两台泵串联后的联合特性曲线Ⅱ，H串<2H2串联操作第六十一页，共八十二页。
61〔1〕确定输送系统的流量与压头流量一般为生产任务所规定。根据(gēnjù)输送系统管路的安排，用柏努利方程式计算管路所需的压头。选择离心泵的根本原那么，是以能满足液体输送(shūsònɡ)的工艺要求为前提的。选择(xuǎnzé)步骤为：九、离心泵的选择第六十二页，共八十二页。
62〔2〕选择泵的类型(lèixíng)与型号根据输送液体性质和操作条件确定泵的类型；按确定的流量和压头从泵样本产品目录选出适宜的型号；如果没有适合的型号，那么应选定泵的压头和流量都稍大的型号；如果同时有几个型号适合，那么应列表比较选定；按所选定型号，进一步查出其详细性能数据。〔3〕校核泵的特性参数如果输送(shūsònɡ)液体的粘度和密度与水相差很大，那么应核算泵的流量与压头及轴功率。第六十三页，共八十二页。
63例2-4如附图所示，今有一输送河水的任务，要求将某处河水以80m3/h的流量，输送到一高位槽中，高位槽水面高出河面10m，管路系统的总压头损失(sǔnshī)为7mH2O。试选择一适当的离心泵.并估算由于阀门调节而多消耗的轴功率。11‘22‘10m第六十四页，共八十二页。
64解根据条件，选用清水泵。以河面1-1截面(jiémiàn)为基准面，并取1-1与2-2截面(jiémiàn)列柏努利方程式，那么由于所选泵压头较高，操作时靠关小阀门调节，因此(yīncǐ)多消耗功率为：根据流量Q(80m3/h)和H(17m)可选4B20型号(xínghào)的泵。由附录查得该泵性能为：流量90m3/h；压头20mH2O；轴功率6.36kW；效率78%。第六十五页，共八十二页。
65例题：用泵把20℃的苯从地下贮罐送到高位槽，流量为300l/min。高位槽液面比贮罐液面高10m。泵吸入管用89×4mm的无缝钢管(wúfèngɡānɡɡuǎn)，直管长为15m，管上装有一个底阀(可初略地按旋启式止回阀全开时计算)、一个标准弯头；泵排出管用57×3.5mm的无缝钢管(wúfèngɡānɡɡuǎn)，直管长度为50m，管路上装有一个全开的截止阀和三个标准弯头。贮罐和高位槽上方均为大气压。设贮罐液面维持恒定。试选择适宜的泵。11‘22‘10m7m7m第六十六页，共八十二页。
66式中，z1=0,z2=10m,p1=p2,u10,u20∴W=9.81×10+∑hf解：依题意(tíyì)，绘出流程示意图。取截面和基准面，如下图。在两截面间列柏努利方程，那么有第六十七页，共八十二页。
67进口(jìnkǒu)段：d=89-2×4=81mm,l=15m查图，得=0.029第六十八页，共八十二页。
68进口(jìnkǒu)段的局部阻力：底阀：le=6.3m弯头：le=2.73m进口阻力系数：=0.5第六十九页，共八十二页。
69d=57-2×3.5=50mm,l=50m查图，得=0.0313出口(chūkǒu)段：第七十页，共八十二页。
70出口段的局部阻力(zǔlì)：全开闸阀：le=0.33m全开截止阀：le=17m标准弯头(3)：le=1.6×3=4.8m出口阻力系数：=1.0总阻力(zǔlì)：第七十一页，共八十二页。
71轴功率：选泵Q泵=1.1×300×60/1000=19.8m3/hH泵=1.1×(w/g)=1.1×(252.4/9.81)=28.33m从离心泵的产品目录中选择泵：2B31，其参数为：流量：20m3/h；扬程：30.8m;转速(zhuànsù)：2900r/min;功率：2.6kW;效率：64%；允许吸上真空高度：7.2m第七十二页，共八十二页。
72校正安装(ānzhuāng)高度允许(yǔnxǔ)：Hs’=Hs+(Ha-10)-(Hv-0.24)=7.2+(10-10)-(0.24-0.24)=7.2m安装(ānzhuāng)高度：所以，所选泵不可用。第七十三页，共八十二页。
73第七十四页，共八十二页。
742-5往复泵〔reciprocatingpump〕是利用活塞的往复运动，将能量传递(chuándì)给液体，以完成液体输送任务。往复泵输送(shūsònɡ)流体的流量只与活塞的位移有关，而与管路情况无关；往复泵的压头只与管路情况有关。往复泵的特点(tèdiǎn)：上述特性称为正位移特性，具有这种特性的泵称为正位移泵。第二节其他类型的泵第七十五页，共八十二页。
75往复泵的类型(lèixíng)活塞泵、柱塞泵、隔膜泵等。往复泵的特点是通过活塞对液体直接做功，将外功以压力能的形式直接传递给液体。活塞泵适用于压头较低的液体输送。活塞移动的最大距离称为冲程或行程。单作用(zuòyòng)泵：活塞往复移动一次，各完成一次吸入和排出液体。双作用泵：每一个冲程都有液体的吸入和排出，改善排液量的均匀性。第七十六页，共八十二页。
76往复泵的输液量和流量(liúliàng)调节往复泵的输液量和流量(liúliàng)调节1.往复泵的输液量2.往复泵的特性曲线和工作点第七十七页，共八十二页。
77离心泵假设在启动(qǐdòng)前未充满液体，那么泵壳内存在空气。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空缺乏以将液体吸入泵内。虽启动(qǐdòng)离心泵，但不能输送液体。此现象称为“气缚〞。“气缚〞〔airbinding〕为便于使泵内充满液体，在吸入管底部安装带吸滤网的底阀，底阀为止逆阀，滤网是为了防止固体物质进入泵内，损坏(sǔnhuài)叶轮的叶片或阻碍泵的正常操作。第七十八页，共八十二页。
78气蚀现象(xiànxiàng)当离心泵的进口压力小于环境温度下的液体的饱和蒸汽压时，将有大量的蒸汽液体中逸出，并与气体混合(hùnhé)形成许多小气泡。当气泡到达高压区时，蒸汽凝结，气泡破裂，液体质点快速冲向气泡中心，质点相互碰撞，产生很高的局部压力。如果气泡在金属外表破裂凝结，那么会以较大的力打击金属外表，时其遭到破坏，并产生震动，这种现象称为“气蚀现象〞。气蚀现象一旦发生，会造成很大的破坏作用，应尽量防止。第七十九页，共八十二页。
79提高(tígāo)Hg的方法：改变(gǎibiàn)结构(另选一Hs大的泵)；降低进口管段流速；降低进口管阻力(选择较大的进口管径、减少进口管路程、尽量少安装管件、阀等)。第八十页，共八十二页。
80定性分析：液体在一定转速下，所受的离心力与液体的密度成正比。但液体由于离心力的作用而取得的压头，相当于由离心力除以叶轮出口截面积所形成的压力，再除以液体密度和重力加速度的乘积。这样密度对压头的影响(yǐngxiǎng)就消除了。第八十一页，共八十二页。
81内容(nèiróng)总结流体输送机械。敞开式 半开式 封闭式。泵壳：蜗牛壳形通道(tōngdào)。Hs — 泵样本中给出的允许吸上真空高度，mH2O。Ha — 泵工作处的大气压，mH2O。Hv — 泵工作温度下水的饱和蒸汽压，mH2O。0.24 — 实验条件下水的饱和蒸汽压，mH2O。高位槽液面比贮罐液面高10m。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。这样密度对压头的影响就消除了第八十二页，共八十二页。
