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第六章 泵与风机的分类及工作原理
第一节 泵与风机的分类及其工作原理
一、泵与风机的分类
1． 按工作原理分

2．按产生的压力分
泵按产生的压力分为：低压泵：压力在 2MPa 以下；中压泵：压力在 2～6MPa；高压
泵：压力在6MPa 以上。
风机按产生的风压分为：通风机：风压小于15kPa；鼓风机：风压在 15～340kPa 以内；
压气机：风压在 340kPa 以上。通风机中最常用的是离心通风机及轴流通风机，按其压力大
小又可分为：低压离心通风机：风压在 1kPa 以下；中压离心通风机：风压在 1～3kPa；高
压离心通风机：风压在 3～15kPa；低压轴流通风机：风压在 0．5kPa 以下；高压轴流通风
机：风压在0．5～5kPa。
二、泵与风机的工作原理
1．离心式泵与风机工作原理
离心式泵与风机的工作原理是，叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流
体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。离心式泵与风机最
简单的结构型式所示。叶轮1装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流人，然
后转 90°进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转，在叶轮人口处不断形成真空，从而使
流体连续不断地被泵吸人和排出。

2．轴流式泵与风机工作原理 ．
轴流式泵与风机的工作原理是，旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能
和动能，其结构如图所示。叶轮1安装在圆筒形(风机为圆锥形)泵壳 3 内，当叶轮旋转时，
流体轴向流人，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式泵与风机适用于大流量、低
压力，电厂中常用作循环水泵及送引风机。

3．往复泵工作原理
现以活塞式为例来说明其工作原理，如图所示。
活塞泵主要由活塞1在泵缸2内作往
复运动来吸人和排除液体。当活塞 l 开始
自极左端位置向右移动时，工作室3的容
积逐渐扩大，室内压力降低，流体顶开吸
水阀 4，进入活塞 1 所让出的空间，直至
活塞1移动到极右端为止，此过程为泵的
吸水过程。当活塞1从右端开始向左端移动时，充满泵的流体受挤压，将吸水阀 4 关闭，并
打开压水阀5而排出，此过程称为泵的压水过程。活塞不断往复运动，泵的吸水与压水过程
就连续不断地交替进行。此泵适用于小流量、高压力，电厂中常用作加药泵。
4．齿轮泵工作原理
齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮 l(主动轮)固定在主动轴上，轴的一端伸出壳外
由原动机驱动，另一个齿轮 2(从动轮)装在另一个轴上，齿轮旋转时，液体沿吸油管 3 进入
到吸人空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合(齿与齿啮合前)，然后进入压
油管4排出。
5．螺杆泵工作原理
螺杆泵是一种利用螺杆相互啮合来吸人和排出液体的回转式泵。螺杆泵的转子由主动
螺杆 1(可以是一根，也可有两根或三根)和从动螺杆 2 组成。主动螺杆与从动螺杆做相反方
向转动，螺纹相互啮合，流体从吸人口进入，被螺旋轴向前推进增压至排出口。此泵适用于
高压力、小流量。电厂中常用作输送轴承润滑油及汽轮机调速器用油的油泵。
6．喷射泵工作原理
如左图所示，将高压的工作流体7，由压力管送人工作喷嘴 6，经喷嘴后压能变成高速
动能，将喷嘴外围的液体(或气体)带走。此时因喷嘴出口形成高速使扩散室 2 的喉部吸人室
5造成真空，从而使被抽吸流体8不断进入与工作流体7 混合，然后通过扩散室将压力稍升
高输送出去。由于工作流体连续喷射，吸人室继续保持真空，于是得以不断地抽吸和排出流
体。工作流体可以为高压蒸汽， 也可为高压水，前者称为蒸汽喷射泵，后者称为射水抽气器。
在电厂中都可用作抽出凝汽器中的空气。
7．水环式真空泵工作原理
如上右图为水环式真空泵的装置结构图。圆柱形泵缸2 内注入一定量的水，星形叶轮1
偏心地装在泵缸内，当叶轮旋转时，水受离心力作用被甩向四周而形成一个相对于叶轮为偏
心的封闭水环。被抽吸的气体沿吸气管7 及接头5 由吸气孔 3 进入水环与叶轮之间的空间，
右边月牙形部分，由于叶轮的旋转，这个空间容积由小逐渐增大，因而产生真空抽吸气体。
随着叶轮的旋转，气体进入左边月牙形部分。因叶轮是偏心旋转的，此空间逐渐缩小，气体
逐渐受到压缩升压，气与水便由排气孔4经接头 6沿排气管 8 进入水箱 9中，自动分离后再
由放气管 12放出。废弃的水和空气一起被排到水箱里。
第二节 泵与风机主要的性能参数
泵与风机的主要性能参数有流量Qv、能头 (泵称为扬程)或压头(风机称为全压或风压)、
功率户、效率，转速，泵还有表示汽蚀性能的参数，即汽蚀余量或吸上真空高度。这些参数
反映了泵与风机的整体性能，现分别介绍如下：
1．流量
流量是指单位时间内所输送的流体数量。它可以用体积流量 qv 表示，也可以用质量流
量qm表示。体积流量的常用单位为m3
／s或 m3
／h，质量流量的常用单位为 kg／s或 t／h。
质量流量与体积流量的关系为

当温度t＝0℃时，水的密度为1000kg／m3
’ ，空气的密度为 1．293kg／m3
。
2．能头
(1)泵的能头 泵的能头称为扬程，系指单位重量液体通过泵后所获得的能量，即流体
从泵进口断面l一1到泵出口断面2—2 所获得的能量增加值，则水泵的扬程为

由流体力学可知，单位重量液体的机械能通常由压力水头、速度水头和位置水头三部分
组成，即

泵的扬程可写为

(2)风机的能头 风机的能头称为全压或风压，包括静压和动压。全压系指单位体积气
体流过风机时所获得的总能量增加值，用符号户表示，故风机的全压为

对风机来说，由于输送的是气体(可压缩性流体)，即使进出口风管直径相差不大，但流

3．功率与效率
泵与风机的功率可分为有效功率、轴功率和原动机功率。
有效功率是指单位时间内通过泵或风机的流体所获得的功率，即泵与风机的输出功率，
轴功率即原动机传到泵或风机轴上的功率，又称输入功率。
轴功率与有效功率之差是泵与风机内的损失功率。 泵与风机的效率为有效功率与轴功率
之比。效率的表达式为

4．转速
转速系指泵或风机轴每分钟的转数，用符号 n表示，单位为 r／min。
除上述五个参数外，还有比转数 ny、允许汽蚀余量[△h]或允许吸上真空高度[Hs]。