往复泵的压头功率和效率

泵的压头的概念泵的压头（或称为扬程）是指泵能输送液体时所需克服的总扬程，通常以米（m）为单位。

它表示了泵在输送液体过程中所能提供的压力能力。

泵的压头是由多个因素共同决定的，包括液体的密度、流速、管路阻力、高低差等。

具体而言，泵的压头通常由以下几个主要部分构成：1. 静态扬程：也称为静头，是液体从泵入口到出口的高度差。

通常，液体流向下时，静态扬程为正值，而流向上时则为负值。

静态扬程是泵的扬程计算中最基本的一部分。

2. 动态扬程：也称为动头，是液体在泵内被加速运动时所产生的动能转化为压力能的结果。

动态扬程与液体流速成正比，即流速越大，动态扬程越高。

泵的设计通常会考虑到所需的动态扬程，以保证液体能够顺利输送。

3. 管路阻力：管路长度、直径、材质以及液体的黏度等因素都会对液体的阻力产生影响。

长管路、小直径管道、高黏度液体都会增加阻力，从而提高泵的压头。

对于需要长距离输送液体的系统，管路阻力往往是决定泵的压力能力的关键因素之一。

4. 泵的效率：泵的效率是指泵所提供的压力能与所需功率之间的比值。

泵的效率直接影响了所需的电力或驱动能源的消耗以及泵的压头。

高效率的泵能够提供更大的压力能，并在输送液体时减少能源的浪费。

除了以上几个主要部分外，泵的压头还受到其他因素的影响，如气候条件和海拔高度等。

在高海拔地区，大气压较低可能会导致泵的实际扬程减小。

因此，在设计和选择泵时，需要考虑这些因素以保证泵能够正常工作。

在实际应用中，了解和计算泵的压头非常重要。

它不仅能够帮助我们选择适合的泵来满足特定的输送需求，还有助于优化系统设计以提高效率节约能源。

对于一些特殊的需求，如长距离输送、高扬程要求或困难的工况，我们可能需要借助专业软件或进行详细的液体力学计算，以确保泵能够正常工作并满足特定的要求。

总而言之，泵的压头是泵的扬程概念的核心，它是泵能够输送液体所需克服的总扬程。

通过了解泵的压头的基本构成和影响因素，我们能够更好地理解泵的工作原理，为系统设计和选择提供指导，并实现高效、可靠的液体输送。

The principles of Chemical Engineering主讲主讲、、制作制作：：齐世学烟台大学化学生物理工学院Ch2流体输送设备（Fluid transport machine）概述§11 概述离心泵2 离心泵§23 其它类型泵其它类型泵§3气体输送与压缩设备§44 气体输送与压缩设备一、往复泵§2 2 其它类型泵其它类型泵1. 往复泵的结构往复泵是一种容积式泵，它靠活塞的往复运动依次开启吸入阀和排出阀从而吸入和排出液体入和排出液体。

亦称正位移泵。

主要部件主要部件：：泵缸泵缸、、活塞活塞、、活塞杆活塞杆、、吸入单向阀和排出单向阀入单向阀和排出单向阀。

活塞与单向阀之间的空隙称为工作室间的空隙称为工作室。

2. 工作原理☻左右两端点亦称死点。

☻两端点之间的距离叫行程或冲程。

☻流量不均匀流量不均匀。

☻单动泵、双动泵、三联泵三联泵。

QθQθ3. 往复泵与离心泵的比较①流量流量：：单动双动rT ASn Q =rT Sn a A Q )2(−=☻理论上与H 无关无关，，只要往复一次只要往复一次，，泵就排出一定的液体就排出一定的液体。

☻由于活塞衬填不严由于活塞衬填不严、、阀门开闭滞后阀门开闭滞后、、高压头泄漏高压头泄漏，，造成Q T ↓。

TV T Q Q η=V η——容积效率容积效率，，中型泵为0.9~0.95。

②压头压头（（扬程扬程）：）：与泵的几何尺寸无关与泵的几何尺寸无关，，只要机械强度及功率允许功率允许，，需要多高就能提供多大的压头需要多高就能提供多大的压头。

Q QH HH'0a'aHQQ TQ☻正位移特性特性：：Q T 与管况无关与管况无关。

③功率和效率功率和效率：：V e e N N gQH N ηρ/ ; ==④允许吸上真空度允许吸上真空度：：也有气蚀现象与离心泵一样靠减压吸入液体与离心泵一样靠减压吸入液体，，同样也要考虑安装高度要考虑安装高度，，避免气蚀发生避免气蚀发生。

往复泵的特点与工作原理及流量调节有哪些要求一.往复泵的主要构造与主要工作原理工作原理：活塞自左向右移动时泵缸内形成负压，贮槽内液体经吸入阀进入泵缸内。

当活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力增大，由排出阀排出。

活塞往复一次，各吸入和排出一次液体，称为一个工作循环；这种泵称为单动泵。

若活塞往返一次，各吸入和排出两次液体，称为双动泵。

活塞由一端移至另一端，称为一个冲程。

（3DP-80A型高压往复泵产品图片）二.往复泵的流量和压头往复泵的流量与压头无关，与泵缸尺寸、活塞冲程及往复次数有关。

单动泵的理论流量为：QT=Asn往复泵的实际流量比理论流量小，（高温热水离心泵）且随着压头的增高而减小，这是因为漏失所致。

往复泵的压头与泵的流量及泵的几何尺寸无关，而由泵的机械强度、原动机的功率等因素决定。

三.往复泵的安装高度和流量调节往复泵启动时不需灌人液体，因往复泵有自吸能力，但其吸上真空高度亦随泵安装地区的大气压力、液体的性质和温度而变化，故往复泵的安装高度也有一定限制。

往复泵的流量不能用排出管路上的阀门来调节，而应采用旁路管或改变活塞的往复次数、改变活塞的冲程来实现。

往复泵启动前必须将排出管路中的阀门打开，往复泵的活塞由连杆曲轴与原动机相连。

（恒温泵）原动机可用电机，亦可用蒸汽机。

往复泵适用于高压头、小流量、高粘度液体的输送，但不宜于输送腐蚀性液体。

有时由蒸汽机直接带动，输送易燃、易爆的液体。

四.往复泵的主要特点是：①效率高而且高效区宽。

②能达到很高压力，压力变化几乎不影响流量，因而能提供恒定的流量。

③具有自吸能力，可输送液、气混合物，特殊设计的还能输送泥浆、混凝土等。

④流量和压力有较大的脉动，特别是单作用泵，由于活塞运动的加速度和液体排出的间断性，脉动更大。

通常需要在排出管路上(有时还在吸入管路上)设置空气室使流量比较均匀。

采用双作用泵和多缸泵还可显着地改善流量的不均匀性。

⑤速度低，尺寸大，结构较离心泵复杂，需要有专门的泵阀，制造成本和安装费用都较高。

一离心泵的工作原理？？？动力机通过泵轴带动叶轮旋转，充满叶片间流道中的液体随叶轮旋转；液体在离心力的作用下，以较大的速度和较高的压力，沿着叶片间的流道从中心向外缘运动；泵壳收集从叶轮中高速流出的液体并导向至扩散管，经排出管排出。

液体不断被排出，在叶轮中心形成真空，吸入池中的液体在压差的作用下，源源不断地被吸入进叶轮中心；泵形成连续的吸入和排出过程，不断地排出高压力的液体。

二离心泵的三种叶轮结构及、三种形式的叶片出口角。

闭式叶轮由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。

闭式叶轮一般用于清水泵。

半开式叶轮由后盖板、叶片及轮毂组成；半开式叶轮一般用于输送含有固相颗粒的液体。

开式叶轮由叶片及轮毂组成；开式叶轮一般用于含有输送固相颗粒较多的液体。

1）后弯式叶片—叶片向旋转方向后方弯曲，即β2k＜90°；2）径向式叶片—叶片出口沿半径方向，即β2k=90°；3）前弯式叶片—叶片向旋转方向前方弯曲，即β2k＞90°三离心泵的轴向力产生的原因、方向、消除或减小轴向力的措施。

离心泵的叶轮上要产生绐终指向泵的吸入口的轴向力轮左侧的压力小于作用在叶轮右侧的压力，叶轮上产生向左的轴向力。

1）开平衡孔：在叶轮后盖板上开一圈平衡孔，使前后盖板密封环内的压力基本相等，大部分轴向力可被平衡。

该方法一般用于单级离心泵。

2）采用双吸叶轮：液体从两边吸入，轴向力互相抵消。

3）叶轮对称安装：对多级泵，将叶轮背靠背或面对面地安装在一根泵轴上，轴向力互相抵消4）安装平衡管：用平衡管将多级泵的出口与进口连通。

即将高压区与低压区连通，从而平衡压力而降低轴向力５）安装平衡盘四离心泵的扬程、流量、各种功率、各种效率的基本概念及各参数的相关计算。

1）输出功率N—液体通过离心泵得到的功率，即离心泵实际输出的功率。

输出功率又叫离心泵的有效功率。

2）转化功率Ni—叶轮传递给液体的功率。

3）轴功率Na—泵的输入功率。

式中:Q—泵的实际平均流量，m3／s，可实际测量；H—泵的实际输出压头或有效压头，m液柱，可实际测量；ρ—被输送液体的密度，Kg／m3；Qi—泵的转化流量;Hi—泵的转化压头;η—离心泵的总效率。

蒸汽往复泵1　范围本标准规定了一般蒸汽往复泵、蒸汽往复热油泵的型式与基本参数、技术要求、试验方法和检验规则、铭牌和包装。

本标准适用于输送温度不高于130℃的清水及运动黏度不超过850mm2/s的石油制品及化学性质类似的其他液体的一般蒸汽往复泵；适用于输送温度不高于450℃的石油制品的蒸汽往复热油泵，输送温度不低于-40℃的液化气泵可参照使用本标准。

注:本标准正文中的简称“泵”系指一般蒸汽往复泵和蒸汽往复热油泵的联合简称。

2　规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 6414 铸件尺寸公差与机械加工余量GB/T 7784 机动往复泵试验方法GB/T 9069 往复泵噪声声功率级的测定工程法GB/T 9124.1 钢制管法兰第1部分 PN系列GB/T 9124.2 钢制管法兰第1部分 Class系列GB/T 9234 机动往复泵GB/T 9439 灰铸铁件GB/T 13306 标牌GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件JB/T 4297 泵产品涂漆技术条件JB/T 6880.2 泵用铸钢件JB/T 9090 容积泵零部件液压与渗漏试验3　型式与基本参数3.1　型式泵的型式分为卧式和立式。

3.2　基本参数泵的基本参数参见附录A。

表A.1为蒸汽往复泵基本参数，表A.2为蒸汽往复热油泵基本参数。

4　技术要求4.1　基本要求4.1.1　泵应按经规定程序批准的图样及技术文件制造。

4.1.2　灰铸铁件的技术要求应符合GB/T 9439的规定，铸钢件技术要求应符合JB/T6880.2的规定，铸件尺寸公差应不低于GB/T 6414规定的CT13级精度。

4.1.3　液缸体、气缸体、连接体、中心架和配气阀应进行消除内应力处理。

4.1.4　轴、曲轴和机身等其他主要部件的要求应符合GB/T 9234的规定。

例2-1已知某离心泵叶轮外径为192mm，叶轮出口宽度为12.5mm，叶片出口流动角为35°，若泵的转速为1750r/min，试求该泵的基本方程式（即理论压头和理论流量的关系）。

解：由下式知：因为将、及代入上二式得：即由上式可见，离心泵的理论压头与理论流量呈现性关系，且随流量的增加，该泵的压头随之降低。

例2-2采用本题附图所示的实验装置来测定离心泵的性能。

泵的吸入管内径为100mm，排出管内径为80mm，两侧压口间垂直距离为0.5m。

泵的转速为2900r/min，以20℃清水为介质测得以下数据：泵由电动机直接带动，电动机的效率为93%。

试求该泵在输送条件下的压头，轴功率和效率。

解：（1）泵的压头真空计和压强表所在处的截面分别以1-1’和2-2’表示，在两截面间列以单位重量液体为衡算基准的柏努利方程式，即：其中，（表压），（表压），，两侧压头间的管路很短，其间流动阻力可忽略不计，即。

故泵的压头为：（2）泵的轴功率功率表测得的功率为电动机的输入功率，由于泵为电动机直接带动，传动效率可视为100%，所以电动机的输出功率等于泵的轴功率。

因电动机本身消耗部分功率，其功率为93%，于是电动机输出功率为：泵的轴功率为：（3）泵的效率由式知：例2-3某离心泵输送水的特性曲线如本题附图所示，最高效率下相应的流量为2.84m3/min、压头为30.5m。

若用此泵输送密度为900kg/m3、粘度为220cSt 的油品，试作出该泵输送油品时的特性曲线。

解：用下式计算该泵输送油品时的性能，即：，，式中各换算系数可由图查取。

在图中，压头换算系数有四条曲线，分别表示输送清水时的额定流量Q S的0.6、0.8、1.0及1.2倍时的压头换算系数。

由题意知Q S为2.84 m3/min，则可从本题附图的特性曲线中分别查出0.6Q S、0.8Q S、1.0Q S及1.2Q S下所对应的H及η值，并列于本题附表1中，以备下一步查C H值之用。