下载文档原格式
什么是离心泵什么是离心泵?离心泵(centrifugal pump)是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵。
离心泵利用高速旋转的叶轮叶片带动水转动，将水甩出，从而达到输送的目的。
水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。
离心泵有立式、卧式、单级、多级、单吸、双吸、自吸式等多种形式。
叶轮内的液体受到叶片的推动而与叶片共同旋转，由旋转而产生的离心力，使液体由中心向外运动，并获得动量增量。
离心泵的基本构造是由八部分组成的，分别是：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。
叶轮是离心泵的核心部分，它转速高输出力大。
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。
2离心泵的起动离心泵起动及操作1.起动油离心泵，注意泵轴的转向是否正确。
2.注意转动时有无不正常的声响和振动。
3.注意压力表及真空表读数，起动后当压力表及真空表的读数经过一段时间的波动而指示稳定后，说明泵内已经上液，齿轮油泵进入正常输油作业。
4.在离心泵进入正常输油作业前即自吸(或扫舱)过程中，应特别注意泵内油温升高状况，如果这个过程过长，泵内油温过高，则停泵检查其原因。
5.如果泵内液体温度过高而引起自吸困难，那么可以暂时停机，利用吐出管路中的液体倒流回泵内或向泵体上的加储液口处直接向泵内补充液体，使泵内液体降温，然后起动即可。
6.调节出口控制阀，使压力表读数指到规定区域，避免齿轮油泵在规定区域的下限范围内工作，以防因轴功率过大而引起电动机过载，或因流量过大而使泵产生汽蚀，影响泵的正常运转，使泵激烈振动，发出噪声。
输送各种油料时的压力的使用范围。
7.离心泵在工作过程中如发生激烈振动和噪声，有可能是泵发生汽蚀所致，汽蚀产生的原因有两种：一是进口管流速过大，二是吸程过高。
流速过大时可调节出口控制阀，升高压力表读数，在进口管路有堵塞时则应及时排除;吸程太高时可适当降低泵的安装高度。
齐齐哈尔大学毕业设计（论文）题目单级单吸清水离心泵设计学院机电工程学院专业班级机械072班学生姓名杨治洲指导教师孟凡弘成绩2011 年 6 月15 日摘要离心泵是一种用量最大的水泵，在给水排水及农业工程、固体颗粒液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。
在此设计中，主要包括单级单吸清水离心泵的方案设计，离心泵基本参数选择、离心泵叶片的水力设计、离心泵压水室的水利设计、离心泵吸水室的水利设计。
以及进行轴向力及径向力的平衡，最后要进行强度校核。
泵设计的最大难点就是泵的密封，本次设计采用的新式的填料密封，它可以根据压力的改变来改变密封力的装置。
关键词：离心泵；叶片；压水室；吸水室AbstractCentrifugal pump is a kind of the most consumable in pumps, water drainage and in agricultural engineering, solid particles liquid transportation engineering, oil and chemical industry, aerospace and Marine engineering, energy engineering and vehicle engineering, etc all departments of national economy is widely used.In this design, including single-stage single-suction clean water centrifugal pump design, the basic parameters centrifugal pump, centrifugal pump hydraulic design of leaves, water pump pressurized water chamber design, the water pump suction chamber design. As well as axial force and radial force balance, and finally to the strength check.The biggest difficulty pump design is the design of the pump seal, the new packing seal it can according to the change of the pressure to change the device sealing force.Keywords：Centrifugal pump;Leaves; Pressurized water chamber; Suction chamber目录摘要 (I)Abtract (III)第1章绪论 (1)1.1 选此课题的意义 (1)1.2 本课题的研究现状 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (1)第2章泵的基本知识 (3)2.1 泵的功能 (3)2.2 泵的概述 (3)2.2.1 离心泵的主要部件 (3)2.2.2 离心泵的工作原理 (4)2.3 泵的分类 (4)第3章离心泵的水力设计 (5)3.1 泵的基本设计参数 (5)3.2 泵的比转速计算 (5)3.3 泵进口及出口直径的计算 (5)3.4 计算汽蚀比转速 (5)3.5 泵的效率计算 (6)3.5.1 水力效率 (6)3.5.2 容积效率 (6)3.5.3 机械效率 (6)3.5.4 离心泵的总效率 (6)3.6 轴功率的计算和原动机的选择 (6)3.6.1 计算轴功率 (6)3.6.2 确定泵的计算功率 (7)3.6.3 原动机的选择 (7)3.7 轴径与轮毂直径的初步计算 (7)3.7.1 轴的最小直径 (7)3.7.2 轮毂直径的计算 (8)3.8 泵的结构型式的选择 (9)第4章叶轮的水力设计 (10)4.1 确定叶轮进口速度 (10)4.2 计算叶轮进口直径 (10)4.2.1 先求叶轮进口的有效直径D0 (10)4.2.2 叶轮进口直径 (11)4.3 确定叶轮出口直径 (11)4.4 确定叶片厚度 (11)4.5 叶片出口角的确定 (12)4.6 叶片数Z的选择与叶片包角 (12)4.7 叶轮出口宽度 (12)4.8 叶轮出口直径及叶片出口安放角的精确计算 (13)4.9 叶轮轴面投影图的绘制 (13)4.10 叶片绘型 (14)第5章压水室的水力设计 (17)5.1 压水室的作用 (17)5.2 蜗型体的计算 (17)5.2.1 基圆直径的确定 (17)5.2.2 蜗型体进口宽度计算 (18)5.2.3 舌角 (18)5.2.4 隔舌起始角 (18)5.2.5 蜗形体各断面面积的计算 (18)5.2.6 扩散管的计算 (19)5.2.7 蜗形体的绘型 (19)第6章吸水室的设计 (21)6.1 吸水室尺寸确定 (21)第7章径向力轴向力及其平衡 (22)7.1 径向力及平衡 (22)7.1.1 径向力的产生 (22)7.1.2 径向力的计算 (22)7.1.3 径向力的平衡 (22)7.2 轴向力及平衡 (23)7.2.1 轴向力的产生 (23)7.2.2 轴向力计算 (23)7.2.3 轴向力的平衡 (24)第8章泵零件选择及强度计算 (25)8.1 叶轮盖板的强度计算 (25)8.2 叶轮轮毂的强度计算 (25)8.3 叶轮配合的选择 (26)8.4 轮毂热装温度计算 (27)8.5 轴的强度校核 (27)8.6 键的强度计算 (29)8.6.1 工作面上的挤压应力 (29)8.6.2 切应力 (30)8.7 轴承和联轴器的选择 (30)第9章泵体的厚度计算 (32)9.1 蜗壳厚度的计算 (32)9.2 中段壁厚的计算 (32)第10章泵的轴封 (33)10.1 常用的轴封种类及设计要求 (33)10.2 填料密封的工作原理 (33)10.3 传统填料密封结构及其缺陷 (34)10.3.1 传统填料密封结构 (34)10.3.2 传统填料密封的不足 (34)10.4 填料密封的结构改造 (34)结论 (35)参考文献 (37)致谢 (39)第1章绪论1.1 选此课题的意义泵是一种应用广泛、耗能大的通用流体机械，我国每年各种泵的耗电量大约占全国总耗电量的20%,耗油量大约占全国总耗油量的50%。
设备管理月技术大比武职工技能培训教材离心泵教案设备动力部离心泵泵是用来输送液体并增加液体能量的一种机器。
它能将液体从低处送往高处，从低压升为高压，或者从一个地方送往另外一个地方，泵有很多种，根据离心原理设计出来的泵叫离心泵。
离心泵也分很多种，根据形式、用途、结构等来分类，如：单级泵、多级泵、立式泵、卧式泵、双吸泵、单吸泵等。
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的作用。
但是如果雨伞转动加快，这个摩擦力不足以使水滴粘在伞面上做圆周运动，那么水滴将脱离雨伞向外缘运动，就象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。
离心泵就是根据这个原理设计的，高速旋转的叶轮叶片带动水转动，将水甩出,从而达到输送的目的。
一、离心泵基本构造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），密封函。
1、叶轮是离心泵的核心部分，叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能主要增加静压能。
叶轮有开式、半闭式和闭式三种，。
开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。
一般的离心泵叶轮多为此类。
叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。
有一个进水口的是单吸，可以从两面一起进水的为双吸。
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。
作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。
泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。
由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。
泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线（Centrifugal pump performance curve）是描述离心泵在不同工作条件下流量、扬程、效率和功率
等性能参数的变化关系的曲线。
离心泵特性曲线通常由以下几个要素构成：
1. 流量（Flow）：流经离心泵的液体体积或质量的量度，
通常以升/秒或立方米/小时表示。
2. 扬程（Head）：液体在离心泵内获得的压力能量，通常以米或千帕表示。
3. 效率（Efficiency）：离心泵将输入的功率转化为输出的液体动能的比例。
效率通常以百分比表示。
4. 功率（Power）：离心泵所需的电功率或机械功率，通常以千瓦或马力表示。
离心泵特性曲线一般由实验测量得到，根据不同工作条件下的流量、扬程和功率等数据绘制而成。
典型的离心泵特性曲线通常呈现出以下特点：
1. 最大扬程点（Maximum Head Point）：离心泵在某一流量下能够提供的最大扬程。
该点通常是离心泵特性曲线上的最高点，也是离心泵的额定扬程。
2. 最大效率点（Maximum Efficiency Point）：离心泵在某一流量下能够达到的最高效率。
该点通常是离心泵特性曲线上的效率最大值点。
3. 关闭阻塞点（Shut-off Head Point）：离心泵在流量为零时的扬程。
该点通常是离心泵特性曲线上的最低点。
离心泵特性曲线的形状和特点对于选型和运行离心泵都具有重要的参考价值，可以帮助用户了解离心泵在不同工况下的性能和适用范围，并进行合理的运行和维护。
离心泵1 离心泵的基本构成离心泵的主要部件有：叶轮、轴、吸入室、蜗壳、轴封箱和口环等，如图1所示。
有些离心泵还装有导叶、诱导轮和平衡盘等。
图1 离心泵的基本构件1-轴；2-轴封箱；3-扩压管；4-叶轮；5-吸入室；6-口环；7-蜗壳离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和壳，其作用简述如下：1.1 吸入室吸入室位于叶轮进口前，其作用是把液体从吸入管引入叶轮，要求液体流过吸入室时流动损失较小，并使液体流入时轮时速度分布较均匀。
1.2 叶轮叶轮是离心泵的重要部件，液体就是从叶轮中得到能量的。
对叶轮的要求是在流动损失最小的情况下使单位质量的液体获得较高的能头。
1.3 蜗壳蜗壳位于叶轮出口之后，其作用是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并把它按一定的要求送入下级叶轮入口或送入排出管。
由于液体流出叶轮时速度很大，为了减小后面管路中的流动损失。
故液体在送入排出管以前必须将其速度降低，把速度能变成压力能，这个任务也要由蜗壳(或导叶)来完成。
蜗壳在完成上述两项任务时，耍求流动损失越小越好。
2 离心泵的工作原理图2所示是离心泵的一般装置示意图。
离心泵在启动之前，泵内应灌满液体，此过程称为灌泵。
启动后工作时，驱动机通过泵轴带动叶轮旋转，叶轮中的叶片驱使液体一起旋转，因而产生离心力。
在离心力作用下，液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，并流经蜗壳送入排出管。
液体从叶轮获得能量，使压力能和速度能均增加，并依靠此能量将液体输送到储罐或工作地点。
图2 离心泵的一般装置示意图1-泵；2-吸液蹋；3-阀；4-吸入管路；5-吸入管调节阀；6-真空表；7-压力表；8-排出管调节阀；9-单向阀；10-排出管路；11-流量计；12-排液罐在液体被甩向叶轮出口的同时，叶轮入口中心处就形成了低压，在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差，吸液罐中的液体在这个压差作用下，便不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。
这样，叶轮在旋转过程中，一面不断地吸入液体，一面又不断地给吸入的液体以一定的能头，将液体排出。
2-2 离心泵离心泵结构简单，操作容易，流量均匀，调节控制方便，且能适用于多种特殊性质物料，因此离心泵是化工厂中最常用的液体输送机械。
近年来，离心泵正向着大型化、高转速的方向发展。
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理2-1 离心泵活页轮图一、离心泵的主要部件．叶轮1叶轮是离心泵的关键部件，它是由若干弯曲的叶片组成。
叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，提高液体的动能和静压能。
根据叶轮上叶片的几何形式，可将叶片分为后弯、径向和前弯叶片三种，由于后弯叶片可获得较多的静压能，所以被广泛采用。
叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式（即敞式）三种，如图2-1所示。
在叶片的两侧带有前后盖板的叶轮称为闭式叶轮（c图）；在吸入口侧无盖板的叶轮称为半闭式叶轮（b图）；在叶片两侧无前后盖板，仅由叶片和轮毂组成的叶轮称为开式叶轮（a图）。
由于闭式叶轮宜用于输送清洁的液体，泵的效率较高，一般离心泵多采用闭式叶轮。
叶轮可按吸液方式不同，分为单吸式和双吸式两种。
单吸式叶轮结构简单，。
双吸式叶轮不仅具有较大）3－2双吸式从叶轮两侧对称地吸入液体（见教材图的吸液能力，而且可以基本上消除轴向推力。
2．泵壳泵体的外壳多制成蜗壳形，它包围叶轮，在叶轮四周展开成一个截面积逐渐扩大的蜗壳形通道（见图2－2）。
泵壳的作用有：①汇集液体，即从叶轮外周甩出的液体，再沿泵壳中通道流过，排出泵体；②转能装置，因壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道逐渐扩大的方向一致，减少了流动能量损失，并且可以使部分动能转变为静压能。
若为了减小液体进入泵壳时的碰撞，则在叶轮与泵壳之间还可安装一个固定不动的导轮（见教材图2-4中3）。
由于导轮上叶片间形成若干逐渐转向的流道，不仅可以使部分动能转变为静压能，而且还可以减小流动能量损失。
注意：离心泵结构上采用了具有后弯叶片的叶轮，蜗壳形的泵壳及导轮，均有利于动能转换为静压能及可以减少流动的能量损失。
3．轴封装置离心泵工作时是泵轴旋转而泵壳不动，泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。
单级单吸离心泵的详细介绍单级单吸离心泵（Single-stage single-suction centrifugal pump）是一种常用的离心泵类型，广泛应用于工业生产、城市供水、农田灌溉和排水处理等领域。
本文将全面介绍单级单吸离心泵的结构、工作原理、特点和应用范围。
一、结构组成1.泵体：通常由铸铁、铸钢或不锈钢制成，具有良好的刚性和耐腐蚀性。
泵体内部有进口口和出口口，分别连接入口管道和出口管道。
2.叶轮：叶轮是离心泵的关键部件，通常由铸铁、铜合金或不锈钢制成。
它由多个叶片连接而成，叶片的形状和数量可以根据流量和扬程的需求进行设计。
3.泵轴：泵轴通常由优质的碳钢或不锈钢制成，具有足够的强度和刚性。
泵轴与叶轮相连，通过电机的驱动旋转，从而产生离心力并使液体产生压力。
4.密封装置：单级单吸离心泵通常采用填料密封或机械密封。
填料密封采用填料材料填充泵体和泵轴之间的间隙，形成密封。
机械密封通过机械装置保持泵体和泵轴的密封性能。
5.轴承：泵轴通过轴承支撑并保持平稳运转。
轴承一般采用滚珠轴承或滑动轴承，能够承受泵轴的径向和轴向力。
二、工作原理单级单吸离心泵的工作原理基于离心力。
当电机带动泵轴旋转时，叶轮也随之转动。
由于叶轮的形状和旋转的速度，液体会被离心力抛出，形成一个真空区域，这样导致液体从进口管道进入泵体。
随着叶轮的旋转，液体被推入出口口和出口管道中。
由于泵体内外压力的差异，液体被迫流出，从而形成连续的液体输送。
三、特点和优势1.结构简单：单级单吸离心泵结构简单紧凑，易于安装和维护。
2.流量范围广：单级单吸离心泵适用于不同流量和扬程要求的工作环境。
3.运行平稳：由于离心泵的设计和制造，泵的运行平稳，振动小，噪音低。
4.节能高效：单级单吸离心泵具有较高的能效比，能够高效地输送液体，减少能源消耗。
5.具有自吸能力：离心泵具有自吸功能，即使在无液状态下也能重新吸入并开始工作。
6.操作稳定：单级单吸离心泵操作稳定，能够长时间连续运行。
