第 141 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
离心泵的特性曲线与选型
• 特性曲线横坐标为流量，纵坐标为扬程
• 不同曲线代表不同转速，离心泵特性曲线是在特定转速下给出的
• 选型方法：先确定流量，再找对应扬程，选择离计算值接近且稍大一点的曲线
所对应的泵
离心泵的安装要求
• 安装高度必须小于允许的最大安装高度
• 尽量减小吸入管路阻力，否则允许安装高度变小，易发生气缚
• 吸入管路阻力与管长、管径、流速、阻力系数有关
• 吸入管路应选择短、直、粗、管件少的布置
注意
调节阀应安装在出口管路，不应装在离心泵入口端，因为入口装阀会产生局部
阻力，增大吸入管路阻力。
离心泵的灌泵与入口阀
• 启动前必须先灌泵，防止气缚现象
• 实验装置中设有灌水阀和排气阀
• 当储槽液面低于离心泵时，灌完水后液体会流回储槽，因此需在入口设阀
• 操作顺序：启动前先关闭入口阀 → 打开灌水阀和排气阀 → 灌水排气 → 灌满后
启动
• 启动应在流量为 0 的情况下进行
注意
从能量角度，泵前装阀会增大阻力、不太有利；但泵位于液面上方时，若不装
入口阀，灌入的液体会全部流回，白灌。这是实验装置中保留入口阀的原因。
离心泵的操作要点
• 启动前灌泵并排气
• 应在出口阀关闭的情况下启动泵：流量为 0 时轴功率最小，可保护电机
• 停泵时不能直接切断电源，应先将出口阀门关闭、流量调为 0 再停泵
• 高速旋转时突然断电，叶轮可能反转，造成损害
Study Notes 141 / 341 先看条件，再套公式
第 142 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
• 应经常检查轴封情况：轴封不良会导致液体泄漏，或气体进入产生气缚
往复泵的工作原理
• 与离心泵（动力式）不同，往复泵靠位移变化工作
• 主要部件：泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀
• 单动泵：活塞一个方向吸液、另一个方向排液，出液不连续
• 双动泵： 活塞向右时左缸进液、 右缸排液； 向左时右缸吸液、 左缸排液， 可连续
出液
• 活塞往复运动不断对流体做功，以静压形式传递能量
• 为耐高压，活塞连杆可用柱塞
往复泵的流量计算
• 理论流量按泵缸实际容积计算：截面积 × 长度 × 冲程频率（单动泵）
• 双动泵需减去中间活塞杆所占面积
• 实际流量达不到理论值，需乘容积效率（活塞不会完全压死到另一侧，留少量
容积以减少摩擦损失）
定义
容积效率：实际流量与理论流量之比，反映泵缸容积利用程度。
Study Notes 142 / 341 先看条件，再套公式
第 143 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
往复泵的流量与压头特性
• 实际流量与压头无关，只与结构（活塞面积、冲程、往复频率）有关
• 往复一次必定排出固定量的液体
• 压头理论上可任意高（挤压供液） ，上限取决于泵的机械强度和电机功率，与泵
尺寸无关
注意
这是往复泵与离心泵的关键差异：离心泵的流量与扬程由特性曲线关联；往复
泵流量固定、压头可任意，二者相互独立。
往复泵的流量调节方法
• 调节冲程
• 调节往复频率
• 改变泵缸容积
• 采用旁路调节：泵输出固定流量，多余部分通过旁路排回吸液管
Study Notes 143 / 341 先看条件，再套公式
第 144 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
注意
往复泵出口一般不设阀门，不能关死出口阀，否则会出问题。需要调节流量时
用旁通阀，而非主路上的出口阀。
往复泵的工作点确定
• 往复泵特性曲线为一条垂直线（流量固定、压头可任意高）
• 装入管路后， 工作点由管路特性曲线决定： 管路阻力越大、 曲线越陡， 则压头越
大
定义
正位移特性：往复泵的压头只与管路特性有关，与泵本身性能无关；流量只取
决于泵本身结构。
往复泵的适用场合与限制
• 适用于流量不大、扬程要求较高的场合
• 不能输送腐蚀性液体：连杆、传动装置在缸内，会接触液体
• 不能输送含悬浮物的液体：悬浮物在活塞往复处产生摩擦，可能损坏设备
• 具有自吸作用，靠泵容积变化引起缸内压强变化，不需要灌泵
Study Notes 144 / 341 先看条件，再套公式
第 145 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
• 吸上高度按机械能衡算式从供液面列到泵入口处确定
计量泵
• 通过原动机带动偏心轮旋转，实现精准流量控制
• 是往复泵的一种，控制精度更高
• 通过调整偏心度来改变柱塞冲程，从而调节流量
• 适用于输送量要求非常精准的场合（如反应中每小时/每分钟滴加固定量液体）
隔膜泵
• 工作原理与往复泵类似，靠柱塞往复运动
• 中间设有弹性隔膜，柱塞部分与输送液体隔开、不接触
例
隔膜泵因传动装置与液体分离，可输送腐蚀性液体和含颗粒的悬浮液，这是往
复泵做不到的。
Study Notes 145 / 341 先看条件，再套公式
第 146 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
齿轮泵
• 工作原理： 电机带动齿轮旋转， 两齿轮啮合， 左侧吸入端齿拨开、 压强减小而吸
入液体
• 液体存于齿与齿之间的空隙，随齿轮旋转被带到排出端，齿啮合时压出液体
• 属于旋转泵，但非离心力作用，靠齿间空间输送液体
• 流量调节：调齿轮转速或旁路调节
• 适用场合：压头要求高、流量小，适合粘稠膏状乳液
• 不能输送悬浮液：颗粒卡在齿轮间会导致无法转动
螺杆泵
• 旋转泵的一种，液体留在螺杆中间的空隙中，随螺杆旋转被送出
• 流量调节：调转速或旁路调节
• 适用场合与齿轮泵相同
旋涡泵
• 靠离心力作用，叶轮叶片数量多（一圈布满） ，与离心泵（4∼8 片）差异明显
• 液体进入叶片中间的槽，随叶片旋转在叶片与槽间被反复做功后排出
• 特性曲线与离心泵不同：流量最小时轴功率最大
Study Notes 146 / 341 先看条件，再套公式
第 147 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
注意
旋涡泵启动时出口阀要全开（流量最大时轴功率小） ，与离心泵在出口阀关闭、
流量为 0 时启动相反。
• 启动前需灌泵（靠离心力作用，否则气缚）
• 流量调节可用旁路调节
• 适用场合：压头要求高、流量小（对流体反复做功）
泵的类型总结
• 液体输送装置分两大类： 离心式 （离心泵、 旋涡泵） 和容积式 （往复式、 旋转式）
• 离心式：启动前需灌泵，否则气缚；流量调节靠泵特性曲线与管路特性曲线的
交点（工作点）
• 容积式： 流量只取决于泵本身特性， 压头取决于管路特性； 具有自吸能力， 不需
灌泵
• 流量调节方式： 往复泵调冲程或往复频率， 计量泵调偏心度， 齿轮泵、 螺杆泵调
旋转速度，或采用旁路调节
课堂例题：往复泵与离心泵的不同之处
• 题目：下列哪一项不是往复泵与离心泵的不同之处
Study Notes 147 / 341 先看条件，再套公式
第 148 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
• 选项分析：
– 往复泵用活塞挤压液体，直接向液体提供静压能（正确，是不同之处）
– 往复泵排液量不均匀（正确，是不同之处）
– 离心泵中液体静压能主要来自动能转换（正确，是不同之处）
– 液体从离心泵获得的机械能中以静压能为主（错误，不是不同之处）
注意
离心泵获得的机械能并非以静压能为主，它也获得动能。往复泵才是以静压能
为主。因此选项 D 不是往复泵与离心泵的不同之处，为本题答案。
往复泵容积效率达不到 100% 的原因
• 吸排液活门的启闭与活塞的往复运动不同步
• 吸排液活门有时卡住
• 活塞往复运动受摩擦阻力，造成机械能损失
• 吸排液不连续，导致实际排出量小于理论排出量
定义
容积效率：泵的理论排量中实际全部排出的比例。往复泵因吸排液活门与活塞
运动不同步、活门卡住及摩擦损失，容积效率无法达到 100%。
往复泵流量增大时压头的变化
• 往复泵的压头（扬程）由管路特性决定，而非泵本身
• 流量增大时，管路特性曲线向上走，压头随之增大
例
管路特性曲线中，流量越大，所需压头越高，因此往复泵在流量增大时压头增
大。
Study Notes 148 / 341 先看条件，再套公式
第 149 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
往复泵运行中关闭出口阀的现象
• 往复泵一般不设出口阀，若设置也必须全开
• 若关死出口阀，液体无处排出，活塞连杆无法往复运动，泵无法正常工作
注意
往复泵是正位移泵，出口阀关闭会导致液体无法排出，泵内压力急剧升高，可
能损坏泵体或连杆机构。
关小往复泵出口阀时流量与压头的变化
• 流量不变：往复泵每往复一次排出固定体积的液体
• 压头升高：关小阀门使管路阻力增大，管路特性曲线变陡，工作点压头升高
例
高阻高压——管路阻力越大，管路特性曲线越陡，工作点对应的压头越高。
Study Notes 149 / 341 先看条件，再套公式
第 150 页
流体力学与传热 Ⅱ 课堂笔记
往复泵与离心泵的相同之处
• 安装高度均受一定限制（用机械能衡算式计算）
• 均可通过旁路法调节通往设备的流量
注意
• 自吸能力：只有往复泵有，离心泵没有
• 启动前关闭出口阀：只有离心泵需要，往复泵不需要（有自吸能力）
齿轮泵转速一定时的流量与压头
• 转速一定时，流量确定（每转一圈排出固定体积）
• 压头与管路特性有关，由管路特性曲线决定
Study Notes 150 / 341 先看条件，再套公式