由于液流进入叶轮和流出叶轮的方向及速度不同而产生的动反力F2，其方向与轴向力F1相反。
（2）措施：
单级叶轮：
采用双吸叶轮、开平衡孔或装平衡管、采用平衡叶片。
多级离心泵：
对称布置叶轮、采用平衡鼓、采用自动平衡盘、采用平衡盘与平衡鼓组合的平衡装置。
4.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。
扬程（H）：
又称压头，表示单位质量的液体从泵进口到泵出口的能量增值。
P9-10
流量（Q/G）：
表示泵在单位时间内的输液量（排出的液体量）。
G=ρQP8
轴功率（N）：
指单位时间内由原动机传递到泵主轴上的功率，又称输入功率。
N=ρgQHP10
水利功率（Nh）：
指单位时间内泵的叶轮给出的能量。
（W）P10
有效功率（Ne）：
指单位时间内泵出口流出的液体从泵中获得的能量，又称输出功率。
（KW）P10
机械功率（Nm）：
指叶轮外盘面与液体之间、轴与填料密封件之间以及轴与轴承之间的机械摩擦所产生的损失功率。
P10
转化功率（Ni）：
叶轮传递给液体的功率。
Ni=ρgQiHi
容积效率：
指实际流量与理论流量之比。
P11
水利效率：
指有效扬程与理论扬程之比。
P11
机械效率：
指水利功率与轴功率之比。
P11
泵效率：
指有效功率与轴功率之比，又称泵的总效率。
P11
5.离心泵的基本方程式、离心泵的特性曲线及应用。
P10-11P26-28P29图P28-29
（1）特性曲线：
特性曲线是在转速n一定的条件下，通过实验得出的H～Q、Na～Q、η～Q、NPSHr～Q等关系曲线。
1）离心泵的压头（杨程）随着流量的增加而降低。
因此，离心泵的流量和杨程很容易通过调节排出阀门来控制。
2）离心泵的轴功率（输入率）随着流量的增加而增加。
因此，离心泵应采取闭式启动，以防止电机过载。
3）离心泵的最高效率在其额定流量时，大于、小于该流量时，效率都会降低。
4）NPSHr与流量的平方成正比。
（2）三种H—Q曲线：
离心泵的结构不同，实际的H-Q曲线形状有较大的差别，大体上分为陡降式、平坦式和驼峰式3种。
1）陡降特性：
这种泵适用于排量变化小而压头调节范围大的场合，适合输送粘性较大的液体。
这是因为当粘度变化而使压头变化时，泵的排量变化很小或几乎不变。
2）平坦特性：
这种泵适用于压头变化小而排量调节范围大的场合。
3）驼峰特性：
在最高点两侧同样压头下，可能有两种不同的排量，因而这种泵工作不稳定。
在最高点以左，称为涡流段，压头损失大。
（3）用途：
H～Q曲线是选择和操作泵的主要依据。
Na～Q曲线是合理选择原动机功率和正常启动的依据。
η～Q曲线是检查泵工作经济性的依据。
NPSHr～Q曲线是检查泵是否发生汽蚀的依据。
6.离心泵的叶轮直径、转速与流量关系；流量与扬程的关系；扬程与液体性质的关系。
P39P29
叶轮直径与流量成正比，直径平方与扬程成正比，直径越大，流量越大，扬程也越大。
电机转速与流量成正比，转速平方与扬程成正比，转速越大，流量越大，扬程也越大。
流量越大，扬程越小；
液体粘度越大，扬程和流量都越小。
7.离心泵的相似条件、相似公式、比转速。
P32P33P34
（1）相似条件：
两台尺寸不同，但结构形状完全相似的离心泵称为相似泵，两台相似泵一定满足几何相似（几何形状相似、叶片几何角、叶片数相等）、运动相似（速度的大小成比例、方向相同）和动力相似（同名力的大小正比例、方向相同）；则它们的运动规律也可能完全相似，因而它们的性能按一定规律变化。
（2）相似公式：
两台相似泵：
δ为系数
（压缩机也适用）
同一台泵：
（3）比转速ns：
几何相似泵可以用比转速来判断是否为相似工况。
相似工况的比转速相等，即几何相似泵的比转速相等。
规定最高效率工况点的比转速为泵的比转速。
对于一般泵而言，比转速绝不是它的转速，它只代表某一系列泵的一个统合性能参数，表达了该系列泵在性能上的统合特征。
公式P34
8.离心泵内的各种能量损失及原因。
P26-27
机械损失是由于叶轮盖板两侧面与液体之间的摩擦损失，泵轴与盘根、轴承等机件间旋转时所产生的摩擦损失所引起的。
前者是主要的。
通常，泵的机械效率为0.9～0.95。
随着输送液体的粘性的增加，摩擦损失将会显著增大，机械效率会显著降低。
容积损失是由于高压液体在泵内的内漏（窜流）和外漏引起的。
其中，窜流是主要的。
泵的容积效率为0.93～0.98。
改善泵的密封环及密封结构，可降低漏失量，提高泵的容积效率。
因此，在检修离心泵时，检查泵的密封状况是十分必要的。
水力损失分为两类，阻力损失即液体在流道部分的沿程阻力损失和局部阻力损失h阻及冲击损失即液体进入叶轮和导轮时，与叶片发生冲击而引起的能量损失h冲。
h水=h阻+h冲。
阻力损失为液流通过叶轮和过流通道内时与边壁摩擦所形成的的阻力损失；冲击损失主要是由于液体进入叶轮或导轮时的水力角与叶片结构角不一致而造成的。
在某一排量下，液体的水力角与叶片的结构角一致,叫无冲击工况，此时没有冲击损失，和无冲击工况相对应的排量叫最优排量，用Q优表示。
当由于操作条件变化，排量减少或增加时，水力角将小于或大于叶片的结构角，从而引起冲击损失。
9.离心泵汽蚀的原因，汽蚀的过程，防止汽蚀的措施。
P18P22-24
（1）叶轮进口处的压力低于输送温度下液体的汽化压力是离心泵产生汽蚀的主要原因。
叶轮中心处低压区的形成是液体被吸入叶轮的先决条件，在一定范围内，叶轮中心处与吸入罐之间的压差越大，流体越容易被吸入。
但液体的形态是随温度和压力不同而转化的。
一般情况下，温度一定时，压力越低，液体越容易气化；压力一定时，温度越高，液体越容易气化。
因此，在离心泵的工作过程中，如果叶轮中心处的压力低于液体在输送温度下的气化压力（Pt），液体就要发生气化，从而产生汽蚀。
造成叶轮进口处的压力过分降低的原因可能有：
吸入高度过高；所输送的液体温度过高；气压太低；泵内流道设计不完善而引起液流速度过大等。
（2）过程：
1）汽化—气体逸出，形成小气泡。
2）凝结—气泡溃灭，重新凝结。
3）水击—形成空穴，产生气蚀。
4）腐蚀—电化学腐蚀，加重金属剥落。
（3）措施：
1）降低输送的液体的温度；
2）改善流道，使液流畅通。
（增大吸入管的直径；减少管线接头的数量；在吸入管上安装过滤装置；工作过程中不调节吸入阀门等）
3）降低泵的安装高度，使泵的安装高度不能超过泵的最大允许吸入安装高度。
10.离心泵最大允许安装高度的确定。
1）根据允许吸上真空度[Hs]P22
2）根据泵所必须允许汽蚀余量[NPSHr]P22
△h许—允用汽蚀余量；一般在离心泵的特性曲线中给出。
pa—吸入液面的压力；一般为大气压。
pt—液体的汽化压力；
γ—液体的密度；
h吸—吸入管的阻力损失。
一般用水力学公式计算。
11.离心泵的管路特性曲线、泵管联合工作特性、工况点的确定。
P41-42
（1）管路特性曲线：
表示管路中液体流量与其阻力（消耗压头）间关系的曲线叫管路特性曲线。
液体在管路中的阻力损失与流量的平方成正比。
如图P41所示：
管路特性曲线是一抛物线。
（2）泵管联合工作装置特性曲线：
将泵的特性曲线与管路特性曲线按照相同坐标比例绘制在同一个图上，就可以得到单泵单管路装置的特性曲线，如图P41所示。
（3）离心泵的工况点
从能量平衡来看，泵的有效压头一定等于管路消耗的压头，泵的排量等于管路是通过的流量。
因此，管路特性曲线与泵特性曲线的交点M，称作泵装置的工况点。
M点的纵、横坐标分别表示泵的扬程和流量，过M点作的垂直线与效率曲线的交点表示泵的工作效率。
12.离心泵的串联、并联特性及目的。
P42-45
（1）串联
串联的主要目的是提高扬程，增加输送距离，减少泵站数量，或提高扬程以增加流量。
两台泵串联时，Q＝Q1＝Q2；H＝H1+H2；总性能曲线是两台泵性能曲线的叠加。
如图P43所示，M点为串联后的工作点。
Ml、M2点为串联工作时单泵的工况点。
串联后的总扬程小于两台泵单独工作时的扬程之和。
性能不同的泵，只能在低流量的范围内才可以串联工作。
（2）并联
并联的主要目的是增大流量，使泵处于高效范围内工作等。
1）两台性能不相同的离心泵并联，H＝H1=H2；Q＝Q1+Q2。
并联后的总性能曲线（H-Q）1+2为同扬程下两泵流量叠加的结果，如图所示。
自M点引水平线，与两台泵的特性曲线分别交于Ml、M2点，就是每台泵的工况点。
如果每台泵各自单独在该管路上工作，则工况点分别为M1’、M2’。
当两台性能不同的泵并联工作时，其最高扬程限制在低扬程泵的范围内。
2）两台性能相同的离心泵并联，其总性能曲线也是同扬程下两泵流量叠加的结果。
由于曲线重合，实际上只需在给定的泵性能曲线上取若干点作水平线，将其流量增加一倍，按照这些新的点就可以得到两台泵并联后的总性能曲线。
并联后的总性能曲线与管路特性曲线的交点为总的工况点。
可以看出，两台泵并联工作时A点的总流量大于单台泵工作时A1或A2点的流量，同样泵并联工作时的扬程也比单台泵的高，而流量小于两泵单独在管路上工作时的流量之和。
泵并联工作的主要目的是增加流量，而并不希望扬程增加过大，如果泵的性能曲线越陡降，管路特性曲线越平坦，越容易达到这个目的。
但并联工作泵的台数越多，增加流量的效果越不明显，即并联台数不宜过多。
13.离心泵工况点的调节方法？
P49-51
改变离心泵的工作点称工况调节。
离心泵的工作点是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点，任何一条曲线发生变化，工作点也随之变化。
因此，改变工作点有两大途径：
改变管路特性和改变泵特性。
（1）改变管路特性调节工况
1）管路节流调节：
即调节排出管路上排出阀门的开度，改变管路中的局部阻力，使管路特性曲线的变化斜率发生变化，使工况点发生变化。
如图P50为出口调节特性曲线变化图。
由图可看出，当排出阀门全开时，管路特性曲线为（h-Q’）1，与泵特性曲线（H-Q）的交点为A1，对应的流量是Q1。
随着阀门逐渐关小，管路特性曲线相应变陡，设变为（h-Q’）2，其与泵性能曲线的交点变为A2，流量相应减小为Q2。
出口调节的方法简单易行，但随着节流程度增加，阻力增大，能量损失增加。
例如在管路特性（h一Q’）2的条件下，阀门的节流调节损失为（H2一H2-1）。
2）旁路调节：
在泵的排出管路上安装带有阀门的旁通管路，当打开旁通阀门使部分液体流回吸入池时，就相当于使离心泵在分支管路上工作。
这种方法也要白白浪费回流液体的能量，在实际工作中，往往作降压的紧急处理措施使用。
（2）改变泵的性能调节工况
1）利用泵串联、并联工作
2）改变泵轴的工作转速：
由相似理论可知，只要能够改变离心泵的运转速度，就可以得到不同的泵性能，从而使工况的点发生变化。
这种调节方法不造成能量损失，调节效率较高，缺点是需要变转速的动力机（如直流电动机、燃汽轮机、内燃机等）。
对于当前普遍采用的异步电动机驱动的离心泵装置，要实现调速，一是可以采用中间传动装置（如液力偶合器、电磁离合器等），二是采用变频调速装置对电动机直接调速。
3）切割叶轮外径P51
14.离心泵的启动、停止操作步骤。
（1）启动
1）启动前的检查与准备
①检查联轴器、地脚螺栓等各紧固件是否松动；
②用手或专用工具转动转子数圈，看转动是否均匀，有无异常声音，检查转子是否灵活；
③检查润滑、冷却系统是否完好；
④检查供电系统是否完好；
⑤打开泵的进口阀，关闭泵的出口阀；
⑥灌泵，打开放气阀，排净泵内气体。
2）启动
只有在启动前的各项准备工作完善后，可按以下顺序实施离心泵的启动：
①合上电源开关，按启动按钮；
②观察电流表和泵的出口压力表，当电流从最大值降到稳定值，泵压稳定后，缓慢打开泵的出口阀；
③调节至需要的排量。
由于泵在关闭出口阀时，无液体排出，叶轮旋转产生的能量全部转化为热而使泵发热，若时间较长，有可能将泵的部分部件烧坏，因此，泵启动后，出口阀的关闭时间不得超过2-3min。
若启泵后打不起压力，需停泵后重新灌泵再启动。
（2）停止
1）先关泵的出口阀
2）再按停止按钮
3）最后关闭泵的进口阀
4）停泵10min后关循环水。
15.离心泵的故障原因及排出。
（1）泵泄漏严重
故障可能发生的原因
故障排出方法
①填料太松或密封件损坏
压紧填料或更换密封件
②泵轴与驱动机轴线不一致，轴弯曲
调整对正轴线，维修校正泵轴
③轴承或密封环磨损太多形成转子偏心
更换轴承、密封环并校正轴线
④密封件安装不当或密封液压力不当
正确安装密封件或设置合适的密封液压力
（2）泵输不出液体或出力不足
故障可能发生的原因
故障排出方法
①泵壳或吸气管内有空气，管路漏气
从排气管排气或重新灌注，拧紧漏气处
②泵或管路内有杂物堵塞
检查并清除杂物
③泵的转速不符或旋转方向不对
按要求匹配转速或改变驱动机的旋转方向
④液体在泵内或吸入管内气化
减少吸入管路阻力、降低输送温度或正压进泵
⑤泵的杨程不够
减少排出系统阻力，按液体重度粘度进行换算
⑥密封环磨损过多或密封件安装不当
更换密封环或重新安装密封件
（3）泵发生振动或噪声
故障可能发生的原因
故障排出方法
①泵壳或吸气管内有空气
从排气管排气或重新灌泵
②液体在泵内或吸气管内气化
减少吸入管路阻力、降低输送温度或正压进泵
③泵的排量过小，出现喘振
增大流量或安装旁通循环管
④泵轴与驱动机轴线不一致，轴弯曲
调整对正轴线，维修校正泵轴
⑤泵轴或密封环磨损过多形成转子偏心
更换轴承、密封环并校正轴线
⑥轴承盒内油过多或太脏
按油位计加油或更换新油
⑦泵或管路内有杂物堵塞
检查并清除杂物
（4）泵或轴承过热
故障可能发生的原因
故障排出方法
①液体在泵内或吸气管内气化
减少吸入管路阻力、降低输送温度或正压进泵
②泵的排量过小，出现喘振
增大流量或安装旁通循环管
③泵轴与驱动机轴线不一致，轴弯曲
调整对正轴线，维修校正泵轴
④泵轴或密封环磨损过多形成转子偏心
更换轴承、密封环并校正轴线
⑤轴承盒内油过多或太脏
按油位计加油或更换新油
⑥密封件安装不当或密封液压力不当
正确安装密封件或设置合适的密封液压力
二．往复泵
1.往复泵的工作原理？
种类？
2.往复泵的组成及主要易损零部件？
3.往复泵排量、压力波动的原因、减小波动的措施？
各种往复泵排量波动的比较。
4.往复泵的有效压头、实际排量、各种功率、效率间的计算关系。
5.往复泵内的各种能量损失。
6.往复泵的排量系数与其容积效率的区别与联系。
7.往复泵的特性曲线、管路特性曲线、泵管联合工作特性曲线及应用。
8.往复泵的排量调节方式？
往复泵
1.往复泵的工作原理（83页）？
种类（83页）？
工作原理：
吸入过程：
曲柄逆时针旋转（00~1800），带动活塞（柱塞）向右移动，液缸内形成真空，液体在液面压力的作用下，顶开吸入阀，进入液缸。
排出过程：
曲柄继续旋转（1800~3600），带动活塞（柱塞）向左移动，液缸内液体被挤压，压力升高，吸入阀关闭，排出阀顶开，液体进入排出管。
曲柄连续旋转，不断形成吸入和排出过程。
液体源源不断地排出。
种类：
1、按液缸数分：
单缸、双缸、三缸、多缸。
2、按活塞往返一次，吸排液次数分：
单作用泵、双作用泵。
3、液缸布置分：
卧式、立式、V形、星形泵。
4、按液体被挤压方式分（即活塞的构造）：
活塞、柱塞、隔膜泵。
5、按传动或驱动方式分常见的有：
机械传动泵、蒸汽驱动泵、液压驱动泵等。
2.往复泵的组成（83页）及易损零部件
组成
3NB、F系列泵主要由动力端、液力端、喷淋系统、润滑系统、灌注系统组成。
动力端：
机架、传动轴、主轴、齿轮、曲轴、连杆、十字头等。
（作用：
实现动力的输入和运动方式的转换。
）
液力端：
泵头、缸套、活塞、活塞杆、盘根盒、阀、空气包等。
（作用：
液体工作场所，实现液体的吸入、压缩、排出和压力、流量的平衡。
）
喷淋系统:
喷淋泵、冷却水箱、喷管等组成（作用：
实现介杆的冷却。
）
润滑系统:
由油泵和管线组成。
（作用：
实现机械摩擦部件的润滑。
）
灌注系统:
由灌注泵、吸入空气包等组成。
（作用：
保证泵的吸入。
）
易损零部件
往复泵的主要易损件是活塞、缸套、柱塞、密封及泵阀，主要配件是空气包和安全阀，其质量的优劣，直接影响着泵的工作性能和寿命，必须高度重视。
1、活塞—缸套总成
往复泵的缸套座与泵头、缸套与缸套座之间多采用螺纹连接，活塞与中间杆及中间杆与介杆之间，采用卡箍等连接。
如图所示，是三缸单作用泵的活塞—缸套总成。
其中，活塞和缸套是易损件。
因为当活塞在缸套内作往复运动时，有规律地反复挤出通常带有固体磨砺颗粒的液体，活塞与缸套之间既是一对密封副，又是一对摩擦副，容易磨损或被高压液体刺漏而失效。
2、介杆——密封总成
往复泵的介杆，一端与十字头相连接，处于润滑机油环境中，另一端与活塞杆相连接，经常受到漏失泥浆、污水等的冲刷或污染。
为了防止各类污染液体窜人动力端机油箱破坏机油的润滑性能，避免机油外漏，必须采用介杆密封装置将动力端与液力端严格地隔离。
3.往复泵的排量，压力波动的原因，减小波动的措施，各种往复泵波动的比较
原因：
q=Av是泵的平均排量［当工作面积为A（㎡）的活塞以变速度v（m∕s）排送液体时］，曲柄连杆机构将回转运动转换为往复运动，v和q将周期性地变化。
一般曲柄连杆长度比λ=r∕l≤0.25，v可用曲柄销的线速度在活塞杆方向的分速度代替，即v=rωsinβ，式中ω为曲柄角速度，β为曲柄转角
措施：
为减小脉动率δq（），常采用多作用往复泵或设置空气室
比较：
如不考虑活塞杆的影响，单缸双作用泵与双缸单作用泵的排量不均度相同，双缸双作用泵与四缸单作用泵的排量不均度相同。
4.往复泵内的各种能量损失（85页最后一段）
泄露损失，泵内流体流动的阻力损失，活塞、填料函、轴承等摩擦引起的机械损失
4.往复泵的排量系数与其容积效率（84页）的区别与联系
往复泵工作时,由于吸入阀和排出阀不能及时关闭；泵阀、活塞和其它密封处可能有高压液体漏失；泵缸内或液体中可能含有气体，影响吸入充满程度等原因。
因而实际排量要小于理论平均排量。
排量系数：
α取0.85~0.95，对大型而吸入条件好的新泵，α可取0.97~0.99
容积效率：
在高压试验中可以发现，排量系数一般都小于容积效率。
而且，泵压越高，二者相差越大。
从概念上讲，排量系数仅仅反映排量减少的程度。
容积效率表示泵抵抗泄漏的能力。
它与工作压力、摩擦副间隙大小、工作液体的粘度以及转速有关。
5.往复泵的特性曲线，管路特性曲线，泵管联合工作特性曲线及应用
1）泵的理论排量与压力无关；
2）泵的特性曲线与泵的管路特性曲线的交点称为泵的工况点；
3）在排出管线长度一定的情况下，泵排量不同，泵压也不同，降低排量，可使泵压相应降低。
在排量一定的情况下，排出管线长度增加，泵压也增加。
6.往复泵的排量调节方式
1．流量调节
由于泵的流量与泵的缸数i、活塞面积F、冲次n及冲程S成正比关系，改变其中任一个参数，都可改变泵的流量。
钻井泵中常用的调节流量方法有以下几种。
①更换不同直径的缸套②调节泵的冲次③调节泵的冲次④旁路调节
2．往复泵的并联运行
排出管路中的总流量为同时工作的各泵的流量之和，即Q1+Q2+……＝Q，当各台泵完全相同时，m台泵的总流量为Q＝mQi。
三．压缩机
1.压缩机的分类、特点及各自适用范围。
2.活塞式压缩机、离心压缩机、螺杆压缩机各自工作原理。
3.三种压缩机的结构组成及结构特点。
4.活塞式压缩机的理论工作循环（过程）与实际工作循环（过程）的区别及原因？
实际工作循环的热力过程？
5.活塞式压缩机的吸气温度、压力，排出温度、压力与消耗功的关系。
6.活塞式压缩机采用多级压缩的优点？
7.活塞式压缩机的能量损失。
8.活塞式压缩机的排气量调节方式？
9.活塞式压缩机的旋转惯性力的平衡。
10.活塞式压缩机的排气量与余隙容积的关系。
11.离心压缩机的中间级的组成及各自作用。
P102P100-101
进口隔板：
中间隔板：
扩压器：
离心压缩机的转能部件。
气体从叶轮流出时速
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