泵的基础知识大全

一、什么是泵？

    泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量（liàng）传送给液体，使液体能量增加（jiā）。

    泵（bèng）主（zhǔ）要用来输送（sòng）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（yè）体（tǐ）。

    泵通常可按工作原理分为容积（jī）式泵、动力式泵和其他类型泵三类。除按工作（zuò）原理分类外，还可（kě）按其（qí）他方法分类和命名。如，按驱动方法可分为电（diàn）动泵和水（shuǐ）轮泵等（děng）；按结（jié）构可（kě）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；按输送液体的性质（zhì）可分（fèn）为水泵、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，可以画成曲线来表示，称（chēng）为泵的特性曲线，每（měi）一台泵都有自己特定的特性曲线。

二（èr）、泵的定义（yì）与历史来源

    输送液体或使（shǐ）液体增（zēng）压（yā）的机械。广（guǎng）义上（shàng）的（de）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（bǎ）原动机的机械能或其他能源的能量传给液体，使液体的能量增加。

    水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代已有各种提水器具，如埃及的（de）链泵（bèng）（前17世纪）、中国的桔槔（前17世（shì）纪）、辘（lù）轳（前11世纪）、水（shuǐ）车（公元（yuán）1世纪（jì）） ，以及公元前3世纪古希腊阿基（jī）米德发明的螺（luó）旋（xuán）杆等。公元前200年左右，古希腊工匠克特西（xī）比乌斯发明了最原始的活塞泵-灭火泵。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载， 以后陆续出现了其他各种（zhǒng）回转泵 。1689年，法国的D.帕潘发明了4叶片（piàn）叶轮的蜗壳离心泵。1818年 ，美国出（chū）现了具有径向直（zhí）叶片  、半开式双吸叶轮和蜗（wō）壳的离心泵（bèng）。1840～1850年，美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和（hé）蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活（huó）塞泵，标志着现代活塞泵的（de）形成。1851～1875年，带有导叶的（de）多（duō）级离心泵相（xiàng）继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。随后，各种泵相继问世。随着各种先进技术（shù）的应用，泵的（de）效率逐步提（tí）高，性能范（fàn）围和应用也日渐扩大。

三、泵的分类依据

  泵的种类繁多，按工作原理可分为：①动力式泵，又叫叶轮式泵或叶片式泵（bèng），依靠旋转的叶轮对液体的动（dòng）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（zēng）加，随（suí）后通过压出室将动能转换（huàn）为（wéi）压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分（fèn）流泵和旋涡泵等（děng）。②容积（jī）式泵，依（yī）靠包（bāo）容液体（tǐ）的密封工作空间容积的周期性变化（huà），把能量（liàng）周期性地（dì）传递（dì）给液体，使液（yè）体的压（yā）力增加至（zhì）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（hé）回转泵。③其他类（lèi）型的泵，以其他形式传递能量。如射（shè）流泵依靠高速喷射的工作流体（tǐ）将需输送的流体吸入泵后混合，进行（háng）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（shǐ）通电的（de）液态（tài）金属在电磁（cí）力作用下产生流动（dòng）而实现输送。另外，泵也可按输送液体的性质、驱动方法（fǎ）、结构、用途等进行分类。

四、泵在各个领域中的应用（yòng）

    从泵的性（xìng）能范围看，巨型泵的流量每（měi）小时可达几十万（wàn）立方米以上，而（ér）微型泵的流量每（měi）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（rú）输送水（清水、污（wū）水等）、油液、酸碱液、悬浮液、和液态金（jīn）属等。

    在化工和石油部门的生产（chǎn）中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料（liào）制成半成品和成品，需（xū）要（yào）经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中（zhōng）起到了输（shū）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（dù）。    

    在农业生产中，泵是主要的排灌机（jī）械。我国农村幅原广阔，每年农村都需（xū）要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。  

    在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。矿井需要用（yòng）泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程（chéng）中，需用泵来供水先等。   

    在电力部门，核电站需要核主泵（bèng）、二级泵、三级（jí）泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵（bèng）和（hé）灰渣泵等。   

    在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦（tǎn）克炮塔的转（zhuǎn）动（dòng）、潜艇的沉（chén）浮等都需要用泵。高压和有放射性的（de）液体，有的还（hái）要求泵无任何泄漏等（děng）。   

    在船舶制造工业中，每（měi）艘远洋轮上所用的泵一般在（zài）百台（tái）以上，其类型也是各（gè）式各样（yàng）的。其它如城（chéng）市的给排水、蒸（zhēng）汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织（zhī）工业中输送漂液和染料、造纸工业（yè）中输送纸浆，以及食品工业中输送（sòng）牛奶和糖类食品（pǐn）等，都需要有大量的泵。   

    总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是（shì）钻井、采矿、火车（chē）、船舶，或者是日常的生活（huó），到处都需要用泵，到处（chù）都有泵在运行。正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类生要产品。

 五、泵的基本（běn）参数

    表征泵主要性能的基（jī）本参数有（yǒu）以下几（jǐ）个：

    1、流量Q

   流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积（jī）或质量）。

    体积流（liú）量用Q表示，单（dān）位是：m3/s，m3/h，l/s等（děng）。

    质（zhì）量流量用Qm表示，单（dān）位是：t/h，kg/s等。

    质量流量和体（tǐ）积流量的（de）关（guān）系为：Qm=ρQ

    式中　ρ——液体的密度（kg/m3，t/m3），常温清水（shuǐ）ρ=1000kg/m3。

    2、扬程H

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

　3、转速n

    转速是泵轴（zhóu）单位时间的转数（shù），用符号n表示，单位是r/min。

  4、汽蚀余量NPSH

    汽（qì）蚀（shí）余量又叫净正吸头，是表示（shì）汽蚀性能的主要参数。汽蚀（shí）余量国内曾用（yòng）Δh表示。

  5、功率和效率

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

    泵的有效功率又（yòu）称输出功率，用Pe表示。它是单位（wèi）时间内从泵中输送出去的（de）液体在泵中获得的有效能量。

    因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有（yǒu）效能量，所以，扬程和质（zhì）量流量及重（chóng）力加速度的乘积，就是单位（wèi）时间（jiān）内从泵中输出的（de）液体（tǐ）所获得的有效能量——即泵的有效功（gōng）率：  Pe=ρgQH(W)=γQH(W)

    式中 ρ——泵输送液（yè）体（tǐ）的密度（kg/m3）；

         γ——泵输送（sòng）液体的重度（N/m3）；

         Q——泵（bèng）的流量（m3/s）；

         H——泵的扬（yáng）程（m）；

         g——重力加（jiā）速度(m/s2)。

    轴功率P和有效功率Pe之差（chà）为泵内的损失功率，其大小（xiǎo）用泵的效率来计（jì）量。泵（bèng）的效率为有效功率和（hé）轴功率之比，用（yòng）η表示。

 六、什么叫流量？用什（shí）么字母表示？如何换算？

     单位时间内泵排出液体的（de）体积叫流量，流量用Q表示，计量单位：立方米/小时（m3/h）,升（shēng）/秒（l/s）, L/s=3.6 m3/h=0.06   m3/min=60L/min

    G=Qρ G为重（chóng）量 ρ为液体比重

    例（lì）:某台泵流量50 m3/h，求抽水时每小时重量？水的比重ρ为1000公斤/立（lì）方米。

    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？用什么计量单位？和（hé）压力的换算及公式（shì）？

    单位重量液（yè）体通过泵所获得的能量叫扬（yáng）程。泵的扬程包（bāo）括吸程在内（nèi），近似为泵出口和入口压力差。扬程用H表示，单位为米（m）。泵的压力用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（gōng）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=进口压力) 

八（bā）、什么叫汽蚀余量？什么叫吸（xī）程？各自计（jì）量单位（wèi）表（biǎo）示字（zì）母？

    泵在工作时液（yè）体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金（jīn）属表面产生剥（bāo）蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，汽蚀余量是指在（zài）泵吸入口处单（dān）位重（chóng）量液体所具（jù）有的超过汽化压力（lì）的富余能量。单位用米标注，用（yòng）（NPSH）r。吸程即（jí）为必需汽蚀余（yú）量Δh：即泵允许吸（xī）液体的真空度，亦即（jí）泵允许的安装高度（dù），单位用米。

吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

    标准大气压能压管路真空高度10.33米。

    例如：某（mǒu）泵必（bì）需汽蚀余量为4.0米，求吸程Δh？

    解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米（mǐ） 

九、什么是水泵的汽蚀现象以及其产生原因

    1、汽（qì）蚀

    液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力（lì）时，液体便产生汽泡。把这种产生气（qì）泡的现象称为汽蚀。

    2、汽蚀溃灭

    汽蚀时产生的气（qì）泡，流动（dòng）到高压处时，其体积减（jiǎn）小以致破（pò）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灭。

    3、产生汽蚀的（de）原因及危害

    泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种（zhǒng）原因，抽送（sòng）液体的绝对压力降低到当时温度下的（de）液体汽（qì）化压力时，液体便在该处开始汽化（huà），产生大量蒸汽，形成气泡，当（dāng）含（hán）有大量气泡的（de）液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体（tǐ）致（zhì）使气泡急剧地缩（suō）小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以（yǐ）很高的速度填充空穴，在此（cǐ）瞬间产（chǎn）生很强烈的水击作（zuò）用，并以很高的冲击频率打击金属表面冲击应力（lì）可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几（jǐ）万次，严重时会将壁（bì）厚击穿。

    4、汽蚀过程

    在水泵（bèng）中产生（shēng）气（qì）泡和气泡（pào）破裂使过流部（bù）件遭受到破坏的过程就是水泵（bèng）中的汽（qì）蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件（jiàn）会产生破（pò）坏作（zuò）用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性（xìng）能下（xià）降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作（zuò）。

十、什么是泵的特性曲线？

    通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能（néng）曲线或特性曲线，实质上，离心泵性能曲线是液体在泵（bèng）内运动规律（lǜ）的外部表现形式，通过实测求得。特性曲线包括：流量-扬程曲线（Q-H），流量-效率（lǜ）曲线（Q-η），流量-功（gōng）率曲线（xiàn）（Q-N），流量-汽（qì）蚀余（yú）量曲线（Q-（NPSH）r），性能曲线作用是泵的任意的流量点（diǎn），都可以在曲（qǔ）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（cān）数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率（lǜ）点的工况（kuàng）称为最佳工况点（diǎn），最佳工况点一般为（wéi）设计工况点。一般离心泵的额定参数即（jí）设计工况点和最佳工况点相重合（hé）或很接近。在实践选效率区间运行，即节能（néng），又能（néng）保证泵正常工作，因此了解泵的（de）性能参数相（xiàng）当重要（yào）。 

十一、什（shí）么叫泵的效率？公式如何？

    指泵的有效功率和轴功率之比（bǐ）。η=Pe/P

    泵的功率通常指输入功率（lǜ），即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。

    有效（xiào）功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。

    Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）

    ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）

    γ：泵输送液体的重度 γ=ρg （N/ m3）

    g：重力加速度（m/s）

    质量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s) 

十二、什么是泵的全性能（néng）测试台？

    能通过精密仪器准确测试出泵的全部性能参数的设备为全性能测（cè）试台。国家标准精度为B级（jí）。流量用精密蜗轮流量计测定，扬程用（yòng）精密（mì）压力表测定。吸程用精密真（zhēn）空表测（cè）定。功率用精（jīng）密轴功率机测定。转速用转速表测定。效率根据实测值：n=rQ102计算。