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1、化工原理第二章课件1第1页，本讲稿共27页高度湍流，高度湍流，K与流量无关与流量无关1.2 管路特性的影响因素管路特性的影响因素阻力部分阻力部分：管径管径d 管长管长l、le或或 势能增加部分势能增加部分：位差位差z 压差压差p 密度密度2第2页，本讲稿共27页1.3 流体输送机械分类流体输送机械分类按按作用原理作用原理分：分：动力式动力式(叶轮式叶轮式)：离心式，轴流式；：离心式，轴流式；容积式容积式(正位移式正位移式)：往复式，旋转式；：往复式，旋转式；其其 它它 类类 型：喷射式，流体作用式等。型：喷射式，流体作用式等。按按流体可压缩性流体可压缩性分：分：液体输送机械：统称为液体输送机械
2、：统称为泵泵；气体输送机械：通风机气体输送机械：通风机 鼓风机鼓风机 压缩机压缩机 真空泵真空泵 3第3页，本讲稿共27页4第4页，本讲稿共27页5第5页，本讲稿共27页2 离心泵离心泵2.1 离心泵的工作原理离心泵的工作原理1.主要构件主要构件(录像录像)叶轮叶轮：迫使液体高速旋转，形成离心力场：迫使液体高速旋转，形成离心力场 中心加入低势能、低动能液体中心加入低势能、低动能液体 外缘输出高势能、高动能液体外缘输出高势能、高动能液体蜗壳蜗壳：流道逐渐扩大，将：流道逐渐扩大，将动能动能部分转化成部分转化成势能势能 6第6页，本讲稿共27页7第7页，本讲稿共27页2.等角速度旋转运动的流体能量关
3、系等角速度旋转运动的流体能量关系假定：假定：理想流体，定态流动理想流体，定态流动 叶片无限薄，无限多叶片无限薄，无限多 ,得得或或 8第8页，本讲稿共27页9第9页，本讲稿共27页3.理论压头理论压头以静止系考察：势能以静止系考察：势能 ，动能，动能 (c绝对速度绝对速度)总机械能变化总机械能变化通常，泵设计点通常，泵设计点(额定流量下额定流量下)1=90流量流量 或或 10第10页，本讲稿共27页4.理论压头的影响因素理论压头的影响因素 叶片弯角叶片弯角2和流量和流量qV说明：为获得说明：为获得较高较高的效率，常用后弯叶片。的效率，常用后弯叶片。11第11页，本讲稿共27页叶轮转速叶轮转速n
4、 u2=nD2 如果如果qVn，那么，那么HTn2 液体密度不出现液体密度不出现 p gHT,气缚气缚现象现象(录像录像)灌泵灌泵-吸入管装单向阀，吸入管装单向阀，泵启动前泵启动前:灌泵排气灌泵排气 说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。12第12页，本讲稿共27页2.2 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线(1)泵的有效压头泵的有效压头泵内损失：泵内损失：容积损失容积损失:部分流体漏回入口处部分流体漏回入口处水力损失水力损失:0,:0,叶片数目有限叶片数目有限机械损失机械损失:轴承、轴封的摩擦轴承、轴封的摩擦(2)泵的有效功率泵的有
5、效功率 Pe=gqVHe Pa基本上随流量基本上随流量qV单调上升单调上升 泵启动时关出口阀泵启动时关出口阀(3)泵的效率泵的效率13第13页，本讲稿共27页 泵的特性曲线测定泵的特性曲线测定(录像录像)离心泵典型的特性曲线说明说明：（a a）由厂家提供 标准测定条件标准测定条件：常压、20清水为工质；（b b）曲线与叶轮转数有关，故图中应标明转数。14第14页，本讲稿共27页例题例题1：d吸吸=38mm,d出出=25mm,测得水流量测得水流量：qV=510-4m3/s,p压压=0.2MPa,p真真=27kPa。求：求：He=?15第15页，本讲稿共27页解：由泵进、出口列方程解：由泵进、出口
6、列方程16第16页，本讲稿共27页(4)特性曲线的影响因素特性曲线的影响因素密度密度:对对HeqV,qV无影响无影响;对对PaqV有影响有影响粘度粘度:对对HeqV,qV，PaqV都有影响都有影响转速转速:当当n变化变化20%时，比例定律：时，比例定律：如果如果则有则有 17第17页，本讲稿共27页2.3 离心泵的流量调节和组合操作离心泵的流量调节和组合操作1.工作点工作点工程处理方法：过程分解法工程处理方法：过程分解法18第18页，本讲稿共27页2.流量调节流量调节出口阀开度出口阀开度 优点优点:调节简便、灵活调节简便、灵活 缺点缺点:能耗能耗改变转速改变转速n 节能，但不方便节能，但不方便
7、 新老泵特性曲线关系新老泵特性曲线关系 时，时，(等效率点等效率点)19第19页，本讲稿共27页 变频变频就是改变供电频率.变频技术的核心是变频器变频器,通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度运转速度的自动调节，把50Hz的固定电网频改为30130 Hz的变化频率。电源电压适应范围达到142270V，解决了由于电网电压的不稳定而影响电器工作的难题.通过改变交流电频的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术变频技术。20第20页，本讲稿共27页 格力电器格力电器公司2012年业绩快报显示销售收入1000.8亿元,净利润73.78亿元 10%创新创新 2011到2012年，格力用于空调相关技术研发的
8、费用投入均超过30亿元。格力电器拥有技术研发人员5000多人，400多个国际一流实验室，在国内外拥有技术专利超过8000项。21第21页，本讲稿共27页例例1 已知：充分湍流，已知：充分湍流，=常数，现将离心水泵常数，现将离心水泵由输水改为输送由输水改为输送CCl4,=1630kg/m3求：求：当当p1=p2时时,qV ,H ,p出出 ,Pe ;当当p1p2时，时，qV ,H ,p出出 ,Pe 。22第22页，本讲稿共27页解：解：管路特性不变管路特性不变,工作点工作点不变不变,qV不变不变,H不变不变,不变。不变。由点由点3至至2排能量方程排能量方程 23第23页，本讲稿共27页管路特性曲线
9、下移，管路特性曲线下移，因因 ，图解思维，图解思维qV，H，不定不定 24第24页，本讲稿共27页例例2:某离心泵特性曲线为某离心泵特性曲线为:He=20-0.5qV2(Hem,qVm3/h)两敞口容器液面高差两敞口容器液面高差10m,原管径原管径d1=25mm，流量，流量 qV1=2m3/h，现要使流量增，现要使流量增 加加50%,将原管路换粗成将原管路换粗成d2。求求:d225第25页，本讲稿共27页解解:分析分析 泵特性没变，靠管路特性改变泵特性没变，靠管路特性改变 找找d对管路特性的影响对管路特性的影响 合理简化处理合理简化处理(偏保险考虑偏保险考虑)由泵特性由泵特性,得得由管路方程由管路方程(实际实际d,/d,偏保险偏保险)26第26页，本讲稿共27页消去消去K可得可得本次讲课习题：本次讲课习题：第二章第二章 1,3,4,627第27页，本讲稿共27页