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1、 第第 二章二章 流体流体输输送机械送机械 第第第第 一一一一 节节节节 液体液体液体液体输输输输送机械送机械送机械送机械 2-1-1 2-1-1 离心离心泵泵离心离心泵泵的操作原理、的操作原理、构构造造与与类类型型 离心离心泵泵的基本方程式的基本方程式 离心离心泵泵的主要性能的主要性能参数与参数与特性曲特性曲线线 离心离心泵泵性能的性能的变变更更 离心离心泵泵的的气气蚀现蚀现象象与与允允许许吸上高度吸上高度离心离心泵泵的工作点的工作点与与流量流量调调整整2-1-2 2-1-2 其他其他类类型的型的泵泵流体输送机械流体输送机械：向流体作功以提高流体机械能的装置向流体作功以提高流体机械能的装置。
2、输送液体的机械通称为泵；例如：离心离心泵泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。输送气体的机械按不同的工况分别称为:通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。本章的目的：本章的目的：结合化工生产的特点，探讨各种流体输送机械的操作原结合化工生产的特点，探讨各种流体输送机械的操作原理、基本构造与性能，合理地选择其类型、确定规格、计理、基本构造与性能，合理地选择其类型、确定规格、计算功率消耗、正确支配在管路系统中的位置等算功率消耗、正确支配在管路系统中的位置等2-1-12-1-1离心离心泵泵一离心一离心泵泵的操作原理、的操作原理、构构造造与类与类型型 1 1、操作原理操作原理 由若干个弯曲的叶片组成的叶叶轮轮置于具有蜗壳
3、通道的泵泵壳壳之内。叶叶轮轮紧固于泵轴泵轴上 泵轴与电电机机相连，可由电机带动旋转。吸入口位于泵壳中心与吸入管路相连，并在吸入管底部装 一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，与排出管路相连，装有调整阀。离心泵的工作过程：开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在 此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，并以 很高的速度（15-25 m/s）流入泵壳。在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使 大部分动能转化为压力能。最终液体以较高的静压强从排 出口流入排出管道。泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压 强（大气压）与泵内压力（负压）的压
4、差作用下，液体便 经吸入管路进入泵内，填补了被解除液体的位置。离心泵之所以能输送液体，主要是依依靠靠高高速速旋旋转转叶叶轮轮所所产生的离心力，产生的离心力，因此称为离心泵。气气 缚缚 离心离心泵启动时泵启动时，假如，假如泵壳内泵壳内存在空存在空气气，由于空，由于空气气的密度的密度远远小于液体的密度，叶小于液体的密度，叶轮轮旋旋转转所所产产生的离心生的离心力很小，叶力很小，叶轮轮中心中心处产处产生的低生的低压压不足以造成吸上液不足以造成吸上液体所体所须须要的要的真真空度，空度，这样这样，离心，离心泵泵就无法工作，就无法工作，这这种现种现象象称称作作“气缚气缚”。为了使启动前泵内充溢液体，在吸入管
5、道底部装一止逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调整阀，用于开停车和调整流量。2 2、基本部件和构造、基本部件和构造1 1）叶轮）叶轮a)叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。b)叶轮的分类 根据结构闭式叶轮开式叶轮 半闭式叶轮 叶片的内侧带有前前后后盖盖板板，适于输送干净流体，效率较高。没没有前后盖板有前后盖板，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物。只有后盖板后盖板，可用于输送浆料或含固体悬浮物的液体，效率较低。按吸液方式 单吸式叶轮 双吸式叶轮液体只能从叶轮一侧被吸入，结构简洁。相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起，可以从两侧吸入液体，
6、具有较大的吸液实力，而且可以较好的消退轴向推力。2 2）泵壳）泵壳 泵壳的作用泵壳的作用 汇合液体，作导出液体的通道；汇合液体，作导出液体的通道；使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。B.导叶轮 C.为了削减液体干脆进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动的带有叶片的圆盘，称为导叶轮。导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮番出的方向相适应，引导液体在泵壳的通道内平缓的变更方向，使能量损失减小，使动能向静压能的转换更为有效。3 3）轴封装置）轴封装置A 轴封的作用 为了防止高压液体从泵壳
7、内沿轴的四周而漏出，或者外界空气漏入泵壳内。B 轴封的分类 轴封装置 填料密封：机械密封：主要由填料函壳、软填料和填料压盖组成，一般离心泵接受这种密封。主要由装在泵轴上随之转动的动环和固定于泵壳上的静环组成，两个环形端面由弹簧的弹力相互贴紧而作相对运动，起到密封作用。端面密封3 3、离心泵的分类、离心泵的分类1 1）依据轴上叶轮数目的多少）依据轴上叶轮数目的多少 单级泵 多级泵 轴上只有一个叶轮的离心泵，适用于出口压力不太大的状况；轴上不止一不止一个个叶叶轮轮的离心泵，可以达到较高的压头。离心泵的级数级数就是指就是指轴轴上的叶上的叶轮数轮数，我国生产的多级离心泵一般为2929级级。2 2）按叶
8、轮上吸入口的数目）按叶轮上吸入口的数目单吸泵 双吸泵 叶轮上只有一个吸入口，适用于输送量不大的状况。叶轮上有两个吸入口，适用于输送量很大的状况。3 3）按离心泵的不同用途）按离心泵的不同用途 水泵水泵 输送清清水和物性水和物性与与水相近、无腐水相近、无腐蚀蚀性且性且杂质杂质很很少的液体少的液体的泵,（B型）耐腐蚀泵耐腐蚀泵 接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀材料制成。要求：结构简洁、零件简洁更换、修理便利、密封牢靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（F型）油泵 输送石油石油产产品品的泵，要求密封完善。（Y 型）杂质泵 输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵，
9、又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮番道宽、叶片数目少。二、离心二、离心泵泵的基本方程式的基本方程式 1 1、离心、离心泵泵基本方程式的基本方程式的导导出出 假假设设如下如下志志向向状况状况：1 1）泵泵叶叶轮轮的叶片的叶片数数目目为为无限多无限多个个，也就是，也就是说说叶片的厚度叶片的厚度 为为无限薄，液体无限薄，液体质质点沿叶片点沿叶片弯弯曲表面流曲表面流淌淌，不，不发发生任生任 何何环环流流现现象。象。2 2）输输送的是送的是志志向液体，流向液体，流淌淌中无流中无流淌淌阻力。阻力。在高速旋转的叶轮当中，液体质点的运动包括：液体随叶轮旋转液体随叶轮旋转
10、；经叶轮番道向外流淌。液体与叶轮一起旋转的速度u1或u2方向与所处圆周的切线方向一样，大小为：液体沿叶片表面运动的速度1、2，方向为液体质点所处叶片的切线方向，大小与液体的流量、流道的形态等有关 单位重量液体由点1到点2获得的机械能为:单位重量志向液体，通过多数叶片的旋转，获得的能量称作理论压头，用H表示。两个速度的合成速度就是液体质点在点1或点2处相对于静止的壳体的速度，称为确定速度，用c1、c2来表示。HC:液体经叶轮后动能的增加 HP:液体经叶轮后静压能的增加；静压能增加项HP主要由于两方面的因素促成：1）液体在叶液体在叶轮内轮内接受离心力所作的外功接受离心力所作的外功，单位质量液体所
11、接受的外功可以表示为：2）叶轮中相邻的两叶片构成自中心向外沿渐渐扩大的液体 流道，液体通过时部分动能转化为静压能，这部分静 压能的增加可表示为：单位重量流体经叶轮后的静压能增加为:（a）依据余弦定理，上述速度之间的关系可表示为：代入（a）式，并整理可得到：(b)一般离心泵的设计中，为提高理论压头，使1=90，即cos1=0离心泵的基本方程式离心泵理论压头的表达式 理论压头与理论流量QT关系 流量可表示为叶轮出口处的径向速度与出口截面积的乘积从点2处的速度三角形可以得出代入 H=u2c2cos2/g 离心泵基本方程式 表示离心泵的理论压头与理论流量，叶轮的转速和直径、叶轮的几何形态间的关系。对于
12、某个离心泵（即其2、2、b2固定），当转速确定时，理论压头与理论流量之间呈线形关系，可表示为：2、离心泵基本方程式的探讨 1）离心泵的理论压头与叶轮的转速和直径的关系 当叶片几何尺寸（b2，2）与理论流量确定时，离心泵的理论压头随叶轮的转速或直径的增加而加大。2）离心泵的理论压头与叶片几何形态的关系 依据叶片出口端倾角2的大小,叶片形态可分为三种:a）后弯叶片(20。泵的理论压头随流量Q的增大而减小 b）径向叶片（2=90。，图a），ctg2=0。泵的理论压头不随流量QT而变更。c）前弯叶片(290。，图c)，ctg20。泵的理论压头随理论流量QT的增大而增大。前弯叶片产生的理论压头最高，这类
13、叶片是最佳形式的叶片吗？NO 静压头的增加：动压头的增加：前弯叶片，动能的提高大于静压能的提高。由于液体的流速过大，在动能转化为静压能的实际过程中，会有大量机械能损失，使泵的效率降低。一般都接受后弯叶片 3、实际压头 离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异，缘由在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失，它主要包括：1）叶片间的环流 2）流体的阻力损失 3）冲击损失 理论压头、实际压头及各种压头损失与流量的关系为三离心三离心泵泵的主要性能的主要性能参数与参数与特性曲特性曲线线 1 1、离心、离心泵泵的性能的性能参数参数 1 1）离心）离心泵泵的流量的流量 指离心指离心泵泵在在单单位位时间时间里排到
14、管路系里排到管路系统统的液体体的液体体积积，一般用，一般用Q Q表表示，示，单单位位为为m3/hm3/h。又。又称为泵称为泵的送液的送液实实力力 。2 2）离心）离心泵泵的的压头压头 泵对单泵对单位重量的液体所供位重量的液体所供应应的有效能量，以的有效能量，以H H表示，表示，单单位位为为mm。又又称为泵称为泵的的扬扬程。程。离心泵的压头取决于：泵的结构（叶轮的直径、叶片的弯曲状况等）转速 n 流量 Q，如何确定转速确定时，泵的压头与流量之间的关系呢？试验测定H的计算可依据b、c两截面间的柏努利方程：离心泵的压头又称扬程。必需留意，扬程并不等于升举高度Z，升举高度只是扬程的一部分。3 3）离心
15、泵的效率）离心泵的效率 离心泵输送液体时，通过电机的叶轮将电机的能离心泵输送液体时，通过电机的叶轮将电机的能量传给液体。在这个过程中，不行避开的会有能量量传给液体。在这个过程中，不行避开的会有能量损失，也就是说泵轴转动所做的功不能全部都为液损失，也就是说泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常用效率体所获得，通常用效率 来反映能量损失。这些能量来反映能量损失。这些能量损失包括：损失包括：容积损失容积损失 水力损失水力损失 机械损失机械损失 泵的效率反应了这三项能量损失的总和，又称为总泵的效率反应了这三项能量损失的总和，又称为总效率。效率。与泵的大小、类型、制造精密程度和所输送液体的与泵的大
16、小、类型、制造精密程度和所输送液体的性质有关性质有关 4 4）轴功率及有效功率）轴功率及有效功率轴功率：电机输入离心泵的功率,用N N表示，单位为J/S,W或kW有效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用NeNe表示 轴功率和有效功率之间的关系为：有效功率可表达为 轴功率可干脆利用效率计算2 2、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线 离心泵的H、N都与离心泵的Q有关，它们之间的关系由确定离心泵压头的试验来测定，试验测出的一组关系曲线：HQ、Q、NQ 离心泵的特性曲线 留意：特性曲线随转速而变。各种型号的离心泵都有本身独自的特性曲线，但形态基本相像，具有共同的特点 1）HQ曲曲线线：表表示示泵
17、泵的的压压头头与与流流量量的的关关系系，离离心心泵泵的的压压头头普遍是普遍是随随流量的增大而下降（流量很小流量的增大而下降（流量很小时时可能有例外）可能有例外）2）NQ曲曲线线：表表示示泵泵的的轴轴功功率率与与流流量量的的关关系系，离离心心泵泵的的轴轴功率功率随随流量的增加而上升，流量流量的增加而上升，流量为为零零时轴时轴功率最小。功率最小。离离心心泵泵启启动动时时，应应关关闭闭出出口口阀阀，使使启启动动电电流流最最小小，以以爱爱护电护电机。机。3）Q曲曲线线：表表示示泵泵的的效效率率与与流流量量的的关关系系，随随着着流流量量的的增增大大，泵泵的的效效率率将将上上升升并并达达到到一一个个最最大
18、大值值，以以后后流流量量再再增增大，效率便下降。大，效率便下降。离心泵在确定转速下有一最高效率点。离心泵在与最高效率点相对应的流量及压头下工作最为经济。与最高效率点所对应的Q、H、N值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标明的就是指该泵在运行时最高效率点的状态参数。留意：在选用离心泵时，应使离心泵在该点旁边工作。一般要求操作时的效率应不低于最高效率的92%。四、离心四、离心泵泵性能的性能的变变更更 1 1、液体性液体性质质的影的影响响 1 1）液体密度的影）液体密度的影响响 离心泵的流量 与液体密度无关。离心泵的压头 与液体的密度无关 H HQ Q曲线不因输送的液体的密度不同而变曲线不因输送的液体
19、的密度不同而变 。泵的效率泵的效率 不随输送液体的密度而变。不随输送液体的密度而变。离心泵的轴功率与输送液体密度有关离心泵的轴功率与输送液体密度有关 。2 2）粘度的影响）粘度的影响 当输送的液体粘度大于常温清水的粘度时，当输送的液体粘度大于常温清水的粘度时，泵的压头减小泵的压头减小泵的流量减小泵的流量减小泵的效率下降泵的效率下降泵的轴功率增大泵的轴功率增大 泵的特性曲线发生变更，选泵时应依据原特性曲线进行修正泵的特性曲线发生变更，选泵时应依据原特性曲线进行修正当液体的运动粘度小于当液体的运动粘度小于20cst20cst（厘池）时，如汽油、柴油、煤（厘池）时，如汽油、柴油、煤油等粘度的影响可不
20、进行修正。油等粘度的影响可不进行修正。2 2、转速对离心泵特性的影响、转速对离心泵特性的影响 当液体的粘度不大且泵的效率不变时，泵的流量、压头、轴功率与转速的近似关系可表示为：比例定律 3 3、叶轮直径的影响、叶轮直径的影响 1 1）属于同一系列而尺寸不同的泵，叶轮几何形）属于同一系列而尺寸不同的泵，叶轮几何形态完全相像，态完全相像，b2/D2b2/D2保持不变，当泵的效率不变时，保持不变，当泵的效率不变时，2）某一尺寸的叶轮外周经过切削而使D2变小，b2/D2变大 若切削使直径D2减小的幅度在20%以内，效率可视为不变，并且切削前、后叶轮出口的截面积也可认为大致相等,此时有：-切割定律 五、
21、离心五、离心泵泵的的气蚀现气蚀现象象与与允允许许吸上高度吸上高度 1 1、气蚀现气蚀现象象 气蚀产生的条件叶片入口旁边K处的压强PK等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压 气蚀产生的后果：气蚀发生时产生噪音和振动，叶轮局部在巨大冲击的反复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海棉状渐渐脱落 液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，严峻时会输不出液体。2、离心泵的允许吸上高度 离心泵的允许吸上高度又称为允许安装高度，指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离，以Hg表示。贮槽液面0-0与入口处1-1两截面间列柏努利方程若贮槽上方与大气相通，则P0即为大气压强Pa 2 2、离心泵的允许吸
22、上真空度、离心泵的允许吸上真空度 留意：HS 单位是压强的单位，通常以m液柱来表示。在水泵的性能表里一般把它的单位写成m（事实上应为mH2O）。离心泵的允许吸上真空度 定义式将 代入得允许吸上高度的计算式允许吸上高度的计算式HS值越大，表示该泵在确定操作条件下抗气蚀性能好，安装高度Hg越高。HS与泵的结构、流量、被输送液体的物理性质及当地大气压等因素有关。通常由泵的制造工厂试验测定，试验在大气压为10mH2O（9.81Pa）下,以20清水为介质进行的。HS随Q增大而减小确定离心泵安装高度时应运用泵最大流量下的HS进行计算若输送其它液体，且操作条件与上述试验条件不符时，需对HS进行校正。3 3、
23、气蚀余量、气蚀余量 为防止气蚀现象发生，在离心泵入口处液柱的静压头 与动压头 之和必需大于液体在操作温度下的饱和蒸汽压头 的一个最小值。气蚀余量定义式h 与与Hg 的关系的关系当叶轮入口旁边(k-k)最小压强等于液体的饱和蒸汽压pv 时，泵入口处压强(1-1)必等于某确定的最小值p1。在1-1和k-k间列柏努利方程：当流量确定且流体流淌为阻力平方区时，气蚀余量仅与泵的结构和尺寸有关，是泵抗气蚀性能参数。将 代入 允许吸上高度的计算式允许吸上高度的计算式离心泵的气蚀余量 值也是由生产泵的工厂通过实验测定的h随Q增大而增大计算允许安装高度时应取高流量下的h值。图泵性能表上所列的h值也是按输送20的
24、清水测定的，当输送其它液体时应乘以校正系数予以校正，但因一般校正系数小于1，故把它作为外加的平安系数，不再校正。4 4、离心泵的实际安装高度、离心泵的实际安装高度 离心泵的实际安装高度应小于允许安装高度，一般比允许值小0.51m。留意：留意：1 1）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量有关的，大流量下有关的，大流量下hh较大而较大而HSHS较小，因此，必需留意运较小，因此，必需留意运用最大额定流量值进行计算。用最大额定流量值进行计算。2 2）离心泵安装时，应留意选用较大的吸入管路，削减吸入）离心泵安装时，应留意选用较大的吸入管路，削
25、减吸入管路的弯头、阀门等管件，以削减吸入管路的阻力。管路的弯头、阀门等管件，以削减吸入管路的阻力。3 3）当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许）当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许安装高度为负值的状况，此时，应将离心泵安装于贮槽液面安装高度为负值的状况，此时，应将离心泵安装于贮槽液面以下，使液体利用位差自流入泵内。以下，使液体利用位差自流入泵内。六、离心六、离心泵泵的工作点的工作点与与流量流量调调整整 1 1、管路特性曲管路特性曲线与泵线与泵的工作点的工作点 1 1）管路特性曲）管路特性曲线线 管路特性曲线 流体通过某特定管路时所需的压头与液体流量的关系曲线。在截面1-
26、1与 2-2 间列柏努利方程式，并以1-1截面为基准水平面，则液体流过管路所需的压头为：式中：上式简化为 而令管路的特性 方程2 2）离心泵的工作点）离心泵的工作点 离心泵的特性曲线与管路的特性曲线的交点M，就是离心泵在管路中的工作点。在特定管路中输送液体时，管路所需的压头随所输送液体流量Q Q的平方而变 M点点所所对对应应的的流流量量Qe和和压压头头He表表示示离离心心泵泵在在该该特特定定管管路路中中实际输送的流量和供应的压头。实际输送的流量和供应的压头。2、离心泵的流量调整、离心泵的流量调整1）变更出口阀开度）变更出口阀开度 变更管路特性曲线变更管路特性曲线 阀门关小时：管路局部阻力加大，
27、管路特性曲线变陡，工作点由原来的M点移到M1点，流量由QM降到QM1；当阀门开大时：管路局部阻力减小，管路特性曲线变得平坦一些，工作点由M移到M2流量加大到QM2。优点：调整快速便利，流量可连续变更；缺点：流量阻力加大，要多消耗动力，不经济。2 2）变更泵的转速）变更泵的转速变更泵的特性曲线变更泵的特性曲线若把泵的转速提高到n n1 1：则HQ线上移，工作点由M移至M1，流量由QM 加大到QM1；若把泵的转速降至n n2 2：则HQ线下移，工作点移至M2,流量减小到QM2 优点：流量随转速下降而减小，动力消耗也相应降低；缺点：须要变速装置或价格昂贵的变速电动机，难以做到流量连续调整，化工生产中
28、很少接受。3 3、离心泵的并联和串联、离心泵的并联和串联1 1）串联组合泵的特性曲线）串联组合泵的特性曲线 两台相同型号的离心泵串联组合，在同样的流量下，其供应的压头是单台泵的两倍。2 2）并联组合泵的特性曲线）并联组合泵的特性曲线 两台相同型号的离心泵并联，若其各自有相同的吸入管路，则在相同的压头下，并联泵的流量为单泵的两倍。3 3）离心泵组合方式的选择）离心泵组合方式的选择 对于低阻输送管路a，并联组合泵流量的增大幅度大于串联组合泵；对于高阻输送管路b，串联组合泵的流量增大幅度大于并联组合泵。低阻输送管路-并联优于串联；高阻输送管路-串联优于并联。七、离心七、离心泵泵的的选选用、安装用、安
29、装与与操作操作 1 1、离心、离心泵泵的的选择选择 1 1）确定）确定输输送系送系统统的流量和的流量和压头压头：一般：一般状况状况下液体的下液体的输输送送量是生量是生产产任任务务所所规规定的，假如流量在确定范定的，假如流量在确定范围内围内波波动动，选选泵时泵时按最大流量考按最大流量考虑虑，然后，依据，然后，依据输输送系送系统统管路的支管路的支配配，用柏努利方程用柏努利方程计计算出在最大流量下管路所需算出在最大流量下管路所需压头压头。2 2）选择泵选择泵的的类类型型与与型型号号：首先依据被：首先依据被输输送液体的性送液体的性质质和操和操作作条条件确定件确定泵泵的的类类型，按已确定的流量和型，按已
30、确定的流量和压头从泵样压头从泵样本或本或产产品品书书目中目中选选出适合的型出适合的型号号。若是没有一个型号的H、Q与所要求的刚好相符，则在邻近型号中选用H和Q都稍大的一个；若有几个型号的H和Q都能满足要求，那么除了考虑那一个型号的H和Q外，还应考虑效率在此条件下是否比较大。3)核算轴功率:若输送液体的密度大于水的密度时，按 来计算泵的轴功率。2 2、离心泵的安装和运用、离心泵的安装和运用 1 1）泵的安装高度）泵的安装高度 为了保证不发生气蚀现象或泵吸不上液体，泵的实为了保证不发生气蚀现象或泵吸不上液体，泵的实际安装际安装高度必需低于理论上计算的最大安装高度，同时，应尽量降低吸入管路的阻力。2
31、）启动前先“灌泵”这主要是为了防止“气傅”现象的发生，在泵启动前，向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止。3）离心泵应在出口阀门关闭时启动 为了不致启动时电流过大而烧坏电机，泵启动时要将出口阀完全关闭，等电机运转正常后，再渐渐打开出口阀，并调整到所需的流量。4 4）关泵的步骤）关泵的步骤 关泵时，确定要先关闭泵的出口阀，再停电机。否则，压出关泵时，确定要先关闭泵的出口阀，再停电机。否则，压出管中的高压液体可能反冲入泵内，造成叶轮高速反转，使叶管中的高压液体可能反冲入泵内，造成叶轮高速反转，使叶轮被损坏。轮被损坏。5 5）运转时应定时检查泵的响声、振动、滴露等状况，视察）
32、运转时应定时检查泵的响声、振动、滴露等状况，视察泵出口压力表的读数，以及轴承是否过热等。泵出口压力表的读数，以及轴承是否过热等。2-1-22-1-2其他其他类类型型泵泵 一、往一、往复泵复泵1 1、往、往复泵复泵的的结构结构 及工作原理及工作原理 往复泵是一种容积式泵，它依靠作往复运动的活塞依次开启吸入阀和排出阀从而吸入和排出液体。泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞杆、吸入单向阀和排出单向阀。活塞经传动和机械在外力作用下在泵缸内作往复运动。活塞与单向阀之间的空隙称为工作室。工作原理：当活塞自左向右移动时，工作室的容积增大，形成低压，贮池内的液体经吸入阀被吸入泵缸内，排出阀受排出管内液体压力作用而关
33、闭。当活塞移到右端时，工作室的容积最大。活塞由右向左移动时，泵缸内液体受挤压，压强增大，使吸入阀关闭而推开排出阀将液体排出，活塞移到左端时，排液完毕，完成了一个工作循环，此后起先另一个循环。活塞从左端点到右端点的距离叫行程或冲程。活塞在往复一次中，只吸入和排出液体各一次的泵，称为单动泵。由于单动泵的吸入阀和排出阀均装在活塞的一侧，吸液时不能排液，因此排液不是连续的。为了改善单动泵流量的不匀整性，多接受双动泵或三联泵 往复泵的工作原理与离心泵不同，具有以下特点：1）往复泵的流量只与泵本身的几何形态和活塞的往复次数有关，而与泵的压头无关。无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出确定的液体。其理
34、论流量：对单动泵 对双动泵 2）往复泵的压头与泵的几何尺寸无关，只要泵的机械强度及原动机的功率允许，输送系统要求多高的压头，往复泵就能供应多大的压头。3）往复泵的吸上真空度也随泵安装地区的大气压强、输送液体的性质和温度而变，所以往复泵的吸上高度也有确定的限制。但往复泵的低压是靠工作室的扩张来造成的，所以在开动之前，泵内无须充溢液体，往复泵有自吸作用。4）往复泵不能简洁地用排出管路阀门来调整流量，一般接受回路调整。往复泵适用于小流量、高压强的场合，输送高粘度液体时的效果也比离心泵好，但不能输送腐浊性液体和固体粒子的悬浮液。二、计量泵计量泵就是往复泵的一种。通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复
35、运动。偏心轮的偏心距离可以调整，使柱塞的冲程随之变更。这样就达到限制和调整流量的目的三、旋转泵三、旋转泵 旋转泵靠泵内一个或多个转子的旋转来吸入或旋转泵靠泵内一个或多个转子的旋转来吸入或排出液体，排出液体，又称转子泵又称转子泵 1 1、齿轮泵、齿轮泵 泵壳内有两个齿轮。一个用电机带动旋转，另一泵壳内有两个齿轮。一个用电机带动旋转，另一个被啮合着向相反方向旋转，吸入腔内两轮的齿相个被啮合着向相反方向旋转，吸入腔内两轮的齿相互拨开，形成低压而吸入液体，被吸入的液体被齿互拨开，形成低压而吸入液体，被吸入的液体被齿嵌住，随齿轮转动而达到排出腔嵌住，随齿轮转动而达到排出腔 ，排出腔内两轮的，排出腔内两轮
36、的齿相互合拢，形成高压而排出液体。齿相互合拢，形成高压而排出液体。齿轮泵可以产生较高的压头，但流量较小，用于输送粘稠的液体，但不能输送含颗粒的悬浮液。2、螺杆泵 螺杆泵分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵、五螺杆泵等 图（a）为单螺杆泵，螺杆在具有内罗纹的泵壳中偏心转动，将液体沿轴向推动，最终沿排出口排出。（b）为双螺杆泵，工作原理与齿轮泵特别相像，利用两根相互啮合的螺杆来输送液体。螺杆泵的压头高，效率高，无噪音，适用于高粘度液体的输送。往复泵、旋转泵均属于正位移泵。3、旋涡泵 旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，它是由叶轮和泵体组成。叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列。叶轮在泵壳内转动，
37、其间有引水道，吸入管接头和排出管接头之间为间壁，间壁与叶轮只有很小的缝隙，用来分隔吸腔和排出腔。泵内液体在随叶轮旋转的同时，又在引水道与各叶片间作漩涡形运动。因而，被叶片拍击多次，获得较多的能量。液体在叶片与引水道之间的反复迂回是靠离心力的作用。因此，旋涡泵在开动前也要灌满液体。旋涡泵适用于要求输送量小，压头高而粘度不大的液体。其次章其次章 流体流体输输送机送机械械一、离心通风机、鼓风机与压缩机二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵其次其次节 气气体体输送和送和压缩设备依据终压与压缩比依据终压与压缩比 通风机：通风机：鼓风机：鼓风机：压缩机：压缩机：真空泵：真空泵：终压不大于14.7103Pa(表压)
38、终压为14.7103294103Pa，压缩比小于4。终压在294103Pa以上，压缩比大于4。将低于大气压强的气体从容器或设备内抽至大气中。按结构与工作原理按结构与工作原理 离心式、往复式、旋转式和流体作用式 一、离心式通一、离心式通风风机、鼓机、鼓风风机机与压缩与压缩机机 1 1、离心式通、离心式通风风机机 离心式通风机按所产生的风压不同，分为：低压离心通风机：中压离心通风机：高压离心通风机：出口风压低于0.9807103Pa(表压)；出口风压为：0.9807103Pa2.942103Pa出口风压为：2.942103Pa14.7103Pa 1 1）离心式通风机的结构）离心式通风机的结构 2
39、2）离心通风机的性能参数与特性曲线）离心通风机的性能参数与特性曲线（1 1）风量：）风量：指气体通过进风口的体积流率，以Q表示，单位为m3/h或m3/s。气体的体积按进口状态计。（2 2）风压：）风压：指单位体积的气体通过通风机时所获得的能量，单位为N/m2，与压强单位相同，以Ht表示。取决于风机的结构，叶轮尺寸，转速与进入风机的气体的密度。目前，还不能用理论方法精确计算离心通风机的风 压，而是由试验测定。在通风机的进口截面1-1和出口截面2-2间列柏努力方程：简化为（P2P1）称为静风压，以HSt表示称为动风压。离心通风机的风压为静风压和动风压之和，称为全风压。风压与被输送气体的密度成正比，
40、风机性能表上列出风压是按“标准状态”下(20，1.01105Pa)的空气密度测定的。若实际操作条件与上述试验条件不同，应将操作条件下的风压HT换算为试验条件下的风压HT，然后按HT的数值来选择风机。（3 3）功率和效率）功率和效率离心通风机的轴功率为：（4 4）特性曲线）特性曲线 3 3）离心通风机的选用）离心通风机的选用 选择离心通风机的主要步骤为：选择离心通风机的主要步骤为：（1 1）依依据据气气体体的的种种类类（清清洁洁空空气气、易易燃燃气气体体、腐腐蚀蚀性性气气体体、含尘气体、高温气体等）与风压范围，确定风机的类型含尘气体、高温气体等）与风压范围，确定风机的类型 （2 2）据据所所要要
41、求求的的风风量量与与全全压压，从从产产品品样样本本或或规规格格书书目目中中的的特性曲线或性能表格中查得适宜的类型与机号。特性曲线或性能表格中查得适宜的类型与机号。2 2、离心鼓风机和压缩机、离心鼓风机和压缩机1 1）离心鼓风机）离心鼓风机 离离心心鼓鼓风风机机外外形形与与离离心心泵泵相相象象。蜗蜗壳壳形形的的通通道道为为圆圆形形，但其外壳直径与宽度之比较大，叶轮上数目较多，转速较高，但其外壳直径与宽度之比较大，叶轮上数目较多，转速较高，并且有一固定的导轮。图为一台五级离心鼓风机的示意图。气体由吸入口进入后，经过第一级的叶轮和导轮，然后转入其 次 级 叶 轮 入 口，再 依 次 逐 级 通 过
42、以 后 的 叶 轮和导轮，最终由排气口排出。离心通风机的送气量大，但所产生的风压仍不太高，出口表压强一般不超过294103Pa。由于在离心鼓风机中，气体的压缩比不高，所以无需设置冷却装置，各级叶轮的直径也大致上相等。2）离心）离心压缩压缩机机 离离心心压压缩缩机机又又称称透透平平压压缩缩机机。它它的的主主要要结结构构和和工工作作原原理理与与离离心心鼓鼓风风机机相相像像。离离心心压压缩缩机机的的特特点点是是叶叶轮轮级级数数多多，通通常常在在10级级以以上上，叶叶轮轮转转速速高高，一一般般为为5000r/min以以上上。这这样样可可以以产产生生很很多多的的出出口口压压强强，且且由由于于压压缩缩比比
43、高高，气气体体体体积积缩缩小小很很多多，温温度度上上升升大大。因因此此压压缩缩机机都都分分成成几几段段，每每段段包包括括若若干干级级。叶叶轮轮的的直直径径逐逐级级缩缩小小。叶叶轮轮宽宽度度也也逐逐级级略略有有缩缩小小，在在各各段段之之间间设设有中有中间间冷却器。冷却器。优优点点：流流量量大大而而匀匀整整，体体积积小小，运运转转平平稳稳，简简洁洁调调整整，维维护护便利。便利。二、旋二、旋转转鼓鼓风风机、机、压缩压缩机机与真与真空空泵泵 旋转鼓风机、压缩机与旋转泵相像，机壳内有一个或两个旋转的转子，没有活塞和阀门等装置。特点：构造简洁、紧凑、体积小、排气连续而匀整，适用于所需压强不高且流量大的状况
44、。1、罗茨鼓风机 罗茨鼓风机的工作原理与齿轮泵相像，机壳内有两个渐开摆线形的转子，两转子之间，转子与机壳之间缝隙很小，使转子能自由运动而无过多的泄漏，两转子的旋转方向相反，可使气体从技巧一侧吸入，从另一侧排出。若变更两转子的旋转方向，则吸入和排出口互换。罗次鼓风机的特点：(1)风量与转速成正比，转速确定时，出口压力提高，风量可保持大体不变。(2)输气量范围：2500m3/min。出口表压在80kPa以内且在40kPa旁边效率较高。(3)流量调整一般用支路调整，出口阀不能完全关闭，且操作温度80-85oC 2 2、液环压缩机、液环压缩机 液液环环压压缩缩机机也也称称纳纳氏氏泵泵，由由略略呈呈椭椭
45、圆圆性性的的外外壳壳和和旋旋转转叶叶轮轮所所组组成成，叶叶轮轮在在存存有有适适量量液液体体的的壳壳体体内内旋旋转转，由由叶叶片片带带动动，液液体体在在离离心心力力作作用用下下抛抛向向壳壳体体周周边边形形成成椭椭圆圆形形液液环环。椭椭圆圆形形长长轴轴处处则则形形成成两两个个月月牙牙形形空空隙隙，供供气气体体吸吸入入和和排排出出。当当叶叶轮轮旋旋转转一一周周时时，在在液液环环和和叶叶片片间间所所形形成成的的密密闭闭空空间间渐渐渐渐变变大大和和变变小小各各两两次次，气气体体从从两两个个吸吸气气口口进进入入机机内内，从从两两个个排排气气口口排排出出。液液环环压压缩缩机机使使气气体体只只与与叶叶轮轮接接
46、触触而而不不与与壳壳体体接接触，可用于输送腐蚀性气体。触，可用于输送腐蚀性气体。3 3、真空泵、真空泵 从从设设备备中中或或系系统统中中抽抽出出气气体体，使使其其处处于于确确定定压压强强低低于于外外界界大大气气压压的的状状态态，所所用用的的输输送送机机械械称称为为真真空空泵泵。实实质质上上真真空空泵泵也也是是气气体体压压缩缩机机械械，只只是是它它入入口口压强低，出口为常压。化工厂中较常用的型式有：压强低，出口为常压。化工厂中较常用的型式有：1 1）水环真空泵）水环真空泵水水环环真真空空泵泵的的外外形形呈呈圆圆形形，外外壳壳内内有有一一个个偏偏心心安安装装的的叶叶轮轮，上上有有辐辐射射状状叶叶片
47、片，水水环环真真空空泵泵的的壳壳内内注注入入确确定定量量的的水水，当当叶叶轮轮旋旋转转时时，在在离离心心力力的的作作用用下下将将水甩至壳壁形成水环。水甩至壳壁形成水环。水环具有密封作用，使叶片间的空隙形成大小不同的密封室。当小室增大时，气体从吸入口吸入，当小室从大变小时，气体由压出口排出。水环真空泵可以造成的最高真空度为83.4103Pa左右，它 也 可 作 鼓 风 机 用，但 所 产 生 的 表 压 强 不 超 过98.07103Pa当被抽吸的气体不宜与水接触时，泵内可充以其它液体。此类泵结构简洁、紧凑，易于制造和修理。但泵的效率较低，一般为30%50%。另外，该泵产生的真空度受泵内水温的限
48、制。2 2）喷射泵）喷射泵 喷喷射射泵泵是是利利用用高高速速流流体体射射流流时时静静压压能能转转换换为为动动能能而而造造成成的的真真空空将将气气体体吸吸入入泵泵体体，在在泵泵内内与与射射流流流流体体混混合合，气气体及工作流体一并排出泵体。体及工作流体一并排出泵体。喷喷射射泵泵的的工工作作流流体体可可以以是是水水，也也可可以以是是蒸蒸汽汽。单单级级蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵可可以以达达到到90%90%的的真真空空度度，为为要要获获得得更更高高的的真真空空度度，可可以以接接受受多多级级蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵。喷喷射射泵泵结结构构简简洁洁，无无运运动部件，但效率很低，工作流体消耗很大。动部件，但效率很低，工作流体消耗很大。