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1、关于流体输送机械(3)第一页，本课件共有62页2.1离心泵离心泵2.1.1离心泵的工作原理及构造离心泵的工作原理及构造1.离心泵的工作原理离心泵的工作原理第二页，本课件共有62页2.1离心泵离心泵2.1.1离心泵的工作原理及构造离心泵的工作原理及构造1.离心泵的工作原理离心泵的工作原理2.其实其原理概括为其实其原理概括为6个字，即三个步骤：个字，即三个步骤：(1)充液充液离心泵使用前先将流体灌满泵壳和吸入管路。离心泵使用前先将流体灌满泵壳和吸入管路。若泵壳与吸入管路内没有充满液体，则泵壳内存有空气，若泵壳与吸入管路内没有充满液体，则泵壳内存有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力小
2、，因而叶由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力小，因而叶轮中心处所产生的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时轮中心处所产生的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为“气缚气缚”现象，现象，表示离心泵无自吸能力。表示离心泵无自吸能力。第三页，本课件共有62页2.1离心泵离心泵2.1.1离心泵的工作原理及构造离心泵的工作原理及构造1.离心泵的工作原理离心泵的工作原理其实其原理概括为其实其原理概括为6个字，即三个步骤：个字，即三个步骤：2.2.(2)(2)排液：泵轴带动叶轮旋转，在离心力作用下，液体从时轮中心被
3、抛排液：泵轴带动叶轮旋转，在离心力作用下，液体从时轮中心被抛向外缘，在此过程中获得能量，使轮外缘液体静压头提高，同时也增向外缘，在此过程中获得能量，使轮外缘液体静压头提高，同时也增大了流速，液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液大了流速，液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动压头转变为静压头，使泵出口处静体的流速逐渐降低，又将一部分动压头转变为静压头，使泵出口处静压头提高，以高压排出。压头提高，以高压排出。(3)吸液：泵内液体排出后，叶轮中心处形成真空，将泵外液体不断吸入叶吸液：泵内液体排出后，叶轮中心处形成真空，将泵外液体不断吸入叶轮，再
4、排出。轮，再排出。为为防止使用完后防止使用完后泵泵壳中液体外流，在吸入管底部装有壳中液体外流，在吸入管底部装有带带吸吸滤滤网的底网的底阀阀，底，底阀为单阀为单向向阀阀，防止启，防止启动动前所灌入的液体从前所灌入的液体从泵泵内漏失，内漏失，滤滤网可网可以阻以阻拦拦液体中的固体物液体中的固体物质质被听被听课课入而堵塞管道或入而堵塞管道或泵泵壳。壳。第四页，本课件共有62页2.1离心泵离心泵2.1.1离心泵的工作原理及构造离心泵的工作原理及构造2.离心泵的主要部件离心泵的主要部件(1)叶轮叶轮叶轮的作用是将电动机的机械能传给液体，使液叶轮的作用是将电动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能均有所提
5、高体的静压能和动能均有所提高-给能。给能。按其结构分三种：开式、半开式、闭式按其结构分三种：开式、半开式、闭式(如图如图)开式开式两侧均无盖板，采用筋板连接，优两侧均无盖板，采用筋板连接，优点是结构简单，清洗方便；缺点是效率低，点是结构简单，清洗方便；缺点是效率低，适用于输送含杂质的悬浮液。适用于输送含杂质的悬浮液。半开式半开式吸入侧无盖板，另一侧有后盖板，吸入侧无盖板，另一侧有后盖板，适于输送悬浮液。适于输送悬浮液。闭式闭式叶片两侧均有盖板叶片两侧均有盖板，优点是效率，优点是效率高，应用广；缺点是结构复杂不宜清洗，高，应用广；缺点是结构复杂不宜清洗，故适用于输送清洁液体。故适用于输送清洁液体
6、。第五页，本课件共有62页2.1离心泵离心泵2.1.1离心泵的工作原理及构造离心泵的工作原理及构造2.离心泵的主要部件离心泵的主要部件(1)叶轮叶轮叶轮的作用是将电动机的机械能传给液体，使液体的叶轮的作用是将电动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高静压能和动能均有所提高-给能。给能。按吸液方式可分为两种：单吸和双吸按吸液方式可分为两种：单吸和双吸单吸单吸流体从叶轮一侧吸入。流体从叶轮一侧吸入。双吸双吸液体从两侧吸入，吸液能力大，可以消除轴向推动力。液体从两侧吸入，吸液能力大，可以消除轴向推动力。另外，当需要压头很高时，另外，当需要压头很高时，(即需输送高压流体时即需输送高压流体时
7、)可采用可采用多级。多级。第六页，本课件共有62页2.1离心泵离心泵2.1.1离心泵的工作原理及构造离心泵的工作原理及构造2.离心泵的主要部件离心泵的主要部件(2)泵壳泵壳呈蜗壳形，通道逐渐扩大，当流体从叶轮外缘以高速被抛出呈蜗壳形，通道逐渐扩大，当流体从叶轮外缘以高速被抛出后，沿泵壳的蜗牛形通道向排出口流动，流速逐渐降低，减少了能量损后，沿泵壳的蜗牛形通道向排出口流动，流速逐渐降低，减少了能量损失，且一部分动能有效地转变为静压能。失，且一部分动能有效地转变为静压能。其作用：其作用：增大流道面积，降低动能，增加静压能，实现能量转换增大流道面积，降低动能，增加静压能，实现能量转换-转能；转能；减
8、少能量损失。减少能量损失。(3)轴封装置轴封装置泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。作用：作用：防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而流出；防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而流出；防止外界空气漏入示壳内。防止外界空气漏入示壳内。常用的密封有填料密封和机械密封两种。常用的密封有填料密封和机械密封两种。第七页，本课件共有62页2.1离心泵离心泵2.1.3离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数1.流量流量Q离心泵的流量离心泵的流量(又又称输送能力称输送能力)是指单位时间内泵所是指单位时间内泵所输送的液体体积。单位有：输送的液体体积。单位有：m3/s、m3/min、m3/h。2.扬程
9、扬程H(压头压头)是指单位重量是指单位重量(1N)液体流经泵所获得的能量，液体流经泵所获得的能量，单位为单位为J/N=m。对一定的泵和一定液体，在一定转速下，泵的。对一定的泵和一定液体，在一定转速下，泵的扬程扬程H与与Q有关。其关系可用实验方法测定，装置如图所示。有关。其关系可用实验方法测定，装置如图所示。12h第八页，本课件共有62页2.1离心泵离心泵2.1.3离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数3.功率与效率功率与效率(1)轴功率轴功率N与有效功率与有效功率Ne(2)功率功率是指单位时间内所做的功。是指单位时间内所做的功。(3)轴功率轴功率N是指泵轴所需的功率。是指泵轴所需的功率。(4
10、)有效功率有效功率是指单位时间内流体从泵中叶轮获得的有效能量。是指单位时间内流体从泵中叶轮获得的有效能量。(2)效率效率泵的效率等于有效功率与轴功率之比。泵的效率等于有效功率与轴功率之比。值反映出泵工作时机械能损失的相对大小，一般约为值反映出泵工作时机械能损失的相对大小，一般约为0.507,大型泵可达大型泵可达0.9。第九页，本课件共有62页2.1.3离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数3.功率与效率功率与效率泵内引起功率损失的原因有：泵内引起功率损失的原因有：水力损失水力损失由于在泵壳中流体流速大小、方向发生变化带来的能由于在泵壳中流体流速大小、方向发生变化带来的能量损失；另外，输送流量
11、与设计流量不一致时，液体在泵体内产生量损失；另外，输送流量与设计流量不一致时，液体在泵体内产生冲击而损失能量。冲击而损失能量。容积损失容积损失 泵内有部分高压液体泄漏到低压区，使泵内有部分高压液体泄漏到低压区，使泵泵排出的排出的实实际际流量流量小于流经叶轮的流量，即理论流量小于流经叶轮的流量，即理论流量；机械损失机械损失 泵轴和轴承之间以及轴封处的摩擦等泵轴和轴承之间以及轴封处的摩擦等机械部件接触机械部件接触处处，由于机械摩擦而造成的能量由于机械摩擦而造成的能量损损失。失。通常离心泵启动或运转时可能超过正常负荷，所配电机的功通常离心泵启动或运转时可能超过正常负荷，所配电机的功率应大于轴功率，电
12、动机的功率在泵的样本有说明。另外，这率应大于轴功率，电动机的功率在泵的样本有说明。另外，这也是为什么启动离心泵时要关闭泵的出口阀的原因。也是为什么启动离心泵时要关闭泵的出口阀的原因。2.1离心泵离心泵第十页，本课件共有62页2.1.4离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线1.特性曲线特性曲线离心泵的压头离心泵的压头H H、功率、功率N N、效率、效率与流量与流量Q Q之间的关之间的关系曲线称为离心泵特性曲线系曲线称为离心泵特性曲线(Characteristiccures)，由，由H-QH-Q，N-QN-QQQ三条曲线组成，由于特性曲线随转速变化，故在特性曲线三条曲线组成，由于特性曲线随转速变化，故在
13、特性曲线图一定要标出转速。图一定要标出转速。2.1离心泵离心泵2.特性曲线的测定特性曲线的测定实验装置如图实验装置如图第十一页，本课件共有62页2.1.4离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线3.离心泵性能的改变离心泵性能的改变(1)(1)密度的影响密度的影响(2)(2)离心泵的流量不随离心泵的流量不随变化；变化；(3)(3)HH不随不随变化变化 因为因为变化，离心力变化，故由离心力变化，离心力变化，故由离心力产生的静压力将变化，但产生的静压力将变化，但P/gP/g以压头表示时与以压头表示时与无关；无关；(4)(4)N N随随变变化化；(5)(5)不随不随变变化；化；2.1离心泵离心泵(2)(2)粘
14、度粘度的影响的影响 一般一般越大，泵体内能量损失越大。越大，泵体内能量损失越大。因而因而高粘度流体，高粘度流体，HH，QQ，而而NN。有。有换换算关系算关系 修正系数可修正系数可查查参考参考书书，一般，一般C CH H，C CQ Q 1 1 第十二页，本课件共有62页2.1.4离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线3.离心泵性能的改变离心泵性能的改变(3)(3)转速的转速的影响影响对同一型号泵，同一种液体，在效率不变的条件下，有如下关系对同一型号泵，同一种液体，在效率不变的条件下，有如下关系2.1离心泵离心泵(4)(4)叶轮直径的影响叶轮直径的影响 当切削叶当切削叶轮轮，D D变变化不大，化不大，转
15、速转速n n不不变时变时，有，有 第十三页，本课件共有62页2.1.5离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节1.管路特性曲线管路特性曲线 如图所示输送系统，若贮槽与高位槽液面维持恒定，且输送如图所示输送系统，若贮槽与高位槽液面维持恒定，且输送管路的直径不变，则在管路的直径不变，则在1-1,2-21-1,2-2面面间间有：有：2.1离心泵离心泵第十四页，本课件共有62页2.1.5离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节1.管路特性曲线管路特性曲线 对对于于给给定的管路系定的管路系统统，l l,d d一定，一定，阀门阀门开度一定，即开度一定，即lele一定，一定，且且认为认为流体
16、流流体流动处动处于阻力平方区，于阻力平方区，变变化很小化很小 2.1离心泵离心泵HQ低阻低阻中阻中阻高阻高阻 将此方程关系标绘在将此方程关系标绘在H-QH-Q坐标图上，即坐标图上，即得图所示的得图所示的H-QH-Q曲线，称为管路特性曲线曲线，称为管路特性曲线或管路阻力曲线。式中或管路阻力曲线。式中B B为管路特性系数为管路特性系数它与管路长度，管径、摩擦系数及局部阻它与管路长度，管径、摩擦系数及局部阻力系数等有关。力系数等有关。第十五页，本课件共有62页2.1.5离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节2.工作点工作点 安装在管路上泵其输液量即为管路的流量，在该流量下，泵提安装在管路上
17、泵其输液量即为管路的流量，在该流量下，泵提供的扬程必等于管路所要求的压头，因此离心泵的实际工作情况供的扬程必等于管路所要求的压头，因此离心泵的实际工作情况是由泵特性与管路特性共同决定的。是由泵特性与管路特性共同决定的。如如图图，线线交点交点A A所代表的流量，就是液体所代表的流量，就是液体输输送管路所需的送管路所需的压头压头与与泵对泵对液体所提供的液体所提供的压头压头正好相等正好相等时时的流量，的流量，A A点称管路上离点称管路上离心心泵泵的工作点，也是其在管路中真的工作点，也是其在管路中真实实的工作状况。的工作状况。2.1离心泵离心泵HQAQH第十六页，本课件共有62页2.1.5离心泵的工作
18、点与流量调节离心泵的工作点与流量调节3.离心泵流量的调节离心泵流量的调节(1)(1)改改变阀门变阀门开度开度 阀门关小：阀门关小：LeLe管路特性曲线陡管路特性曲线陡工作点工作点A A1 1QQA1A1QQQA A 这这种种调节调节方法，如方法，如阀门阀门关小，不关小，不仅仅增加了管路的阻力，且使增加了管路的阻力，且使泵泵在低效率点下工作，其在低效率点下工作，其经济经济上很不合理，但用上很不合理，但用阀门调节阀门调节流量的方流量的方法操作法操作简简便便、灵活，故灵活，故一般在流量小时一般在流量小时应应用很广。用很广。2.1离心泵离心泵HQAQHcbaA2A1第十七页，本课件共有62页2.1.5
19、离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节3.离心泵流量的调节离心泵流量的调节(2)(2)改改变变泵的转速泵的转速 实质是改变泵的特性曲线。实质是改变泵的特性曲线。这种变速调节流量的方法，没有节流引起的附加能量损失，这种变速调节流量的方法，没有节流引起的附加能量损失，比较经济。但需要变速装置或价格昂贵的能变速的电动机（如直比较经济。但需要变速装置或价格昂贵的能变速的电动机（如直流电动机、汽轮机等），且难以做到连续稳定地改变流量。故在流电动机、汽轮机等），且难以做到连续稳定地改变流量。故在化工中应用比较少。化工中应用比较少。注：注：改变转速时，不得超过泵的额定改变转速时，不得超过泵的额定转
20、速，以免叶轮强度和电动机负荷超过允转速，以免叶轮强度和电动机负荷超过允许值。许值。2.1离心泵离心泵HQAQHnnaC第十八页，本课件共有62页2.1.5离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节3.离心泵流量的调节离心泵流量的调节(3)(3)切割叶轮直径切割叶轮直径由切割定律知，在允许范围内切割叶轮外径，由切割定律知，在允许范围内切割叶轮外径，Q Q与与H H分别随叶分别随叶轮外径轮外径D D近似呈一、二次幂变化，从而使泵的流量减小近似呈一、二次幂变化，从而使泵的流量减小。但可调节但可调节的范围不大，且直径减少不当还会降低效率，故实际上很少采用的范围不大，且直径减少不当还会降低效率，故
21、实际上很少采用这种方法。这种方法。2.1离心泵离心泵例例 某输水管路系统中，离心泵在转速为某输水管路系统中，离心泵在转速为n=2900r/minn=2900r/min时的特性曲线时的特性曲线方程为方程为H=25-5QH=25-5Q2 2，管路特性方程为，管路特性方程为H=10+KQH=10+KQ2 2，Q Q单位为单位为m m3 3/min./min.试求试求：(1)K=2.5(1)K=2.5时工作点流量时工作点流量Q QA A与扬程与扬程H HA A；(2)(2)阀门关小到阀门关小到K=5K=5时，工作点时，工作点流量流量Q QB B与扬程与扬程H HB B；(3)(3)对于流量对于流量Q
22、QB B，因改变阀门开度，管路阻力损失增加，因改变阀门开度，管路阻力损失增加了多少？了多少？(4)(4)若采用改变转速，使流量从若采用改变转速，使流量从Q QA A到到Q QB B，试求转速应调到多少，试求转速应调到多少？第十九页，本课件共有62页2.1.6离心泵的并联与串联操作离心泵的并联与串联操作1.并联操作并联操作(1)(1)合成特性曲线（如图）合成特性曲线（如图）(2)(2)并联后输送流量并联后输送流量Q Q与扬程与扬程H H(3)(3)Q Q和和H H由合成特性曲线与管路特性曲线的交点由合成特性曲线与管路特性曲线的交点A A决定，并联后总决定，并联后总(4)(4)效率与每台泵的效率相
23、同。由此可见，由于管路阻力的增加，两效率与每台泵的效率相同。由此可见，由于管路阻力的增加，两(5)(5)台泵并联的总输送量台泵并联的总输送量Q Q并并小于原单泵流量的两倍，即小于原单泵流量的两倍，即Q Q并并2Q2Q。工作。工作(6)(6)点所需扬程也相应地有所增加。点所需扬程也相应地有所增加。(7)(7)(3)(3)结论并联操作提高流量，但并不是成倍改变。结论并联操作提高流量，但并不是成倍改变。2.1离心泵离心泵HQQHABaA1A2第二十页，本课件共有62页2.1.6离心泵的并联与串联操作离心泵的并联与串联操作2.串联操作串联操作(1)(1)合成特性曲线（如图）合成特性曲线（如图）(2)(
24、2)串联后输送流量串联后输送流量Q Q与扬程与扬程H H(3)(3)Q Q和和H H由合成特性曲线与管路特性曲线的交点由合成特性曲线与管路特性曲线的交点A A决定，串联后决定，串联后总总(4)(4)效率与每台泵的效率相同。由此可见，由于管路阻力的增加，效率与每台泵的效率相同。由此可见，由于管路阻力的增加，两两(5)(5)台泵串联的总输送量台泵串联的总输送量Q Q串串与原单泵流量相近，但扬程与原单泵流量相近，但扬程H H大提高但不成大提高但不成(6)(6)倍增加，即倍增加，即Q Q并并2QQQ串串；对于高阻力输送管路对于高阻力输送管路b b，管路特性曲线较陡峭，有，管路特性曲线较陡峭，有Q Q并
25、并Qhhha a。三者之间关系如图：。三者之间关系如图：2.1离心泵离心泵泵入口压头泵入口压头饱和蒸汽压饱和蒸汽压叶轮内最低压力点叶轮内最低压力点0.3mhhr rhhhha a第二十六页，本课件共有62页2.1.7离心泵的安装高度离心泵的安装高度3.离心泵的最大安装高度离心泵的最大安装高度Hg由式由式(2-12)(2-12)和和(2-13)(2-13)求得：求得：2.1离心泵离心泵第二十七页，本课件共有62页2.1.7离心泵的安装高度离心泵的安装高度4.允许吸上真空度允许吸上真空度HS是指泵入口压力可允许达到的最高真空度，是指泵入口压力可允许达到的最高真空度，其表达式为：其表达式为：2.1离
26、心泵离心泵第二十八页，本课件共有62页2.1.7离心泵的安装高度离心泵的安装高度4.允许吸上真空度允许吸上真空度HS在泵的产品样本中给出在泵的产品样本中给出HS值时，通常是指在液面压力值时，通常是指在液面压力p0=101325Pa，20的水的水(=1000kg/m3,Pv=2350Pa,即即0.24mH2O)时的值，若在使用条件与该状态不同时，则应把样本上的时的值，若在使用条件与该状态不同时，则应把样本上的HS值换值换算成操作条件下值。其可以用如下式换算算成操作条件下值。其可以用如下式换算2.1离心泵离心泵例例某车间要要安装一台离心泵输送循环水。从样本上进查得该泵某车间要要安装一台离心泵输送循
27、环水。从样本上进查得该泵的流量为的流量为468m3/h，扬程为，扬程为38.5m时，泵的允许吸上真空度时，泵的允许吸上真空度HS=6m输送系统中吸入管路阻力损失和动压头之和不输送系统中吸入管路阻力损失和动压头之和不2m。试求。试求：(1)若若车间位于海平面，输送水温度为车间位于海平面，输送水温度为20时，泵的允许安装高度；时，泵的允许安装高度；(2)若车间位于海拔若车间位于海拔1000m的高原处，输送水温度为的高原处，输送水温度为80时，泵的时，泵的允许安装高度。允许安装高度。第二十九页，本课件共有62页2.1.8离心泵的类型与选用离心泵的类型与选用1.离心泵的类型离心泵的类型按输送液体的性质
28、分：清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵等。按输送液体的性质分：清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵等。按泵吸入液体方式分：单吸泵和双吸。按泵吸入液体方式分：单吸泵和双吸。按叶轮数目分：单级泵和多级泵。按叶轮数目分：单级泵和多级泵。(1)清水泵清水泵一般一般用以输送工业用水以及物理、化学性质类似于水用以输送工业用水以及物理、化学性质类似于水的其它液体或城市给排水和农业排灌等。的其它液体或城市给排水和农业排灌等。BB单级单吸式（单级单吸式（H=8H=898m,Q=4.598m,Q=4.5360m360m3 3/h/h）DD多级多级ShSh双吸双吸如如3B33A型水泵，第一个数字型水泵，第一个数字“3”表示该
29、泵的吸入口径为表示该泵的吸入口径为76.2mm“B”表示单吸悬臂式，表示单吸悬臂式，“33”表示扬程；表示扬程；“A”表示叶轮经切削一次。表示叶轮经切削一次。(2)耐腐蚀泵耐腐蚀泵F 输送酸、碱、浓氨水等腐蚀性液体时，必须使用输送酸、碱、浓氨水等腐蚀性液体时，必须使用该类型泵，泵中与腐蚀性液体接触的部件都用各种耐腐蚀材料制该类型泵，泵中与腐蚀性液体接触的部件都用各种耐腐蚀材料制造。如灰口铸铁、铬镍合金钢、高硅铸铁。聚四氟乙烯塑料等。造。如灰口铸铁、铬镍合金钢、高硅铸铁。聚四氟乙烯塑料等。2.1离心泵离心泵第三十页，本课件共有62页2.1.8离心泵的类型与选用离心泵的类型与选用1.离心泵的类型离
30、心泵的类型(3)油泵油泵(Y，YS双吸式双吸式)输送石产品的泵称为油泵。因油品易燃易爆，要求油泵密封输送石产品的泵称为油泵。因油品易燃易爆，要求油泵密封性要好，输送高温油品性要好，输送高温油品(200以上以上)的热油泵还应有良好的冷却措的热油泵还应有良好的冷却措施。其轴承和轴封装置都施。其轴承和轴封装置都带有冷却水夹套运转时通冷却水。带有冷却水夹套运转时通冷却水。(4)杂质泵杂质泵(P)输送含有固体颗粒的悬浮液、稠浆等泵。又中可分为污水泵、输送含有固体颗粒的悬浮液、稠浆等泵。又中可分为污水泵、砂泵、泥浆泵等。对其主要要求是不易堵塞、耐磨、易拆卸。砂泵、泥浆泵等。对其主要要求是不易堵塞、耐磨、易
31、拆卸。2.1离心泵离心泵第三十一页，本课件共有62页2.1.8离心泵的类型与选用离心泵的类型与选用1.离心泵的选用离心泵的选用离心泵的选用步骤：离心泵的选用步骤：(1)根据根据被输送系统的性质和操作条件，初步确定泵的类型；被输送系统的性质和操作条件，初步确定泵的类型；(2)(2)确定输送系统的流量及压头；确定输送系统的流量及压头；(3)(3)选择泵的型号。选择泵的型号。根据计算出的根据计算出的Q Q与与H H大小选泵的型号，并列出其主要性能大小选泵的型号，并列出其主要性能(4)(4)核算泵的功率核算泵的功率 Q,HQ,H稍大时，常通过关小阀门实现，从而要消耗一定功率；稍大时，常通过关小阀门实现
32、，从而要消耗一定功率；或输送液体的性质与水不同时，也需核算。或输送液体的性质与水不同时，也需核算。具体核算方法详见教材具体核算方法详见教材p83p83例例2-42-4。2.1离心泵离心泵第三十二页，本课件共有62页2.2.1往复泵往复泵1.往复泵的构造与工作原理往复泵的构造与工作原理(录象录象)主要由泵缸、活塞、和单向阀门组成。主要由泵缸、活塞、和单向阀门组成。行程行程(stroke)指活塞在泵缸内两端间移动的距离。指活塞在泵缸内两端间移动的距离。2.往复泵的性能参数往复泵的性能参数流量流量Q单动泵单动泵：QT=FSN(2-16)F-活塞面积，活塞面积，m2；S-活塞行程，活塞行程，m；N-活
33、塞往复次数，活塞往复次数，l/min；f-活塞杆面积，活塞杆面积，m2；双动泵双动泵：考虑活塞杆所占面积：考虑活塞杆所占面积f时，时，QT=(2F-f)SN在泵的操作中，由于吸入阀和排出阀启、闭滞后的漏液，以及在泵的操作中，由于吸入阀和排出阀启、闭滞后的漏液，以及填料函处的漏液，实际平均流量填料函处的漏液，实际平均流量Q小于小于QT，二者关系为，二者关系为Q=VQT式中式中V为容积效率，一般约为为容积效率，一般约为0.90.97。但随着泵的转数增加，。但随着泵的转数增加，将受汽蚀的影响而降低，有时降到将受汽蚀的影响而降低，有时降到0.8以下。以下。2.2其它类化工用泵其它类化工用泵第三十三页，
34、本课件共有62页2.2.1往复泵往复泵2.往复泵的性能参数往复泵的性能参数(2)扬程扬程H往复泵的扬程与流量几乎无关，如图所示为往复泵在恒定转速往复泵的扬程与流量几乎无关，如图所示为往复泵在恒定转速下的特性曲线。下的特性曲线。(3)流量调节流量调节由式由式(2-16)可知，其的流量与泵本身的几何尺寸和泵的转速有可知，其的流量与泵本身的几何尺寸和泵的转速有关，而与扬程无关，只要活塞往复一次，就能排出一定体积的液关，而与扬程无关，只要活塞往复一次，就能排出一定体积的液体，所以改变泵出口阀门，是不能调节流量的，通常采用下列调体，所以改变泵出口阀门，是不能调节流量的，通常采用下列调节方法：节方法：旁路
35、调节旁路调节如图如图2-19，通过调节旁路阀开度，即可调节主管流量通过调节旁路阀开度，即可调节主管流量这是与这是与离心泵的主要区别离心泵的主要区别。这种调节简便，但增加功率消耗。这种调节简便，但增加功率消耗。2.2其它类化工用泵其它类化工用泵HQ第三十四页，本课件共有62页2.2.1往复泵往复泵2.往复泵的性能参数往复泵的性能参数(3)流量调节流量调节改变电动机转速改变电动机转速实质是调节活塞的往复频率实质是调节活塞的往复频率N。改变活塞的行程改变活塞的行程如计量泵。如计量泵。2.2其它类化工用泵其它类化工用泵2.2.2计量泵计量泵操作原理与往复泵相同，是通过偏心轮把电机的旋转运动变成活塞操作
36、原理与往复泵相同，是通过偏心轮把电机的旋转运动变成活塞的往复运动。的往复运动。用途：用途：精确输送液体量；精确输送液体量；两种或多种液体以一定比例输送。两种或多种液体以一定比例输送。2.2.3隔膜泵隔膜泵也是往复泵的一种，是为了克服往复泵不适于输送腐蚀性液体及悬浮也是往复泵的一种，是为了克服往复泵不适于输送腐蚀性液体及悬浮液而改进的。主要特点是用弹性薄膜置于泵缸中使活塞与被输送液体隔开，液而改进的。主要特点是用弹性薄膜置于泵缸中使活塞与被输送液体隔开，从而使活塞不受腐蚀。从而使活塞不受腐蚀。第三十五页，本课件共有62页2.2其它类化工用泵其它类化工用泵2.2.4齿轮泵齿轮泵是一种正位移泵是一种
37、正位移泵特点：能产生高扬程，流量较均匀。适于流量不、无固体颗粒的各种特点：能产生高扬程，流量较均匀。适于流量不、无固体颗粒的各种油类等粘性液体的输送。具有构造简单，维修方便价格低廉、运转可靠等油类等粘性液体的输送。具有构造简单，维修方便价格低廉、运转可靠等优点。优点。第三十六页，本课件共有62页2.2其它类化工用泵其它类化工用泵2.2.5螺杆泵螺杆泵螺杆泵的效率较齿轮泵高，运转时无噪声。无振动，流量均匀，螺杆泵的效率较齿轮泵高，运转时无噪声。无振动，流量均匀，特别适用于高粘度液体的输送。特别适用于高粘度液体的输送。第三十七页，本课件共有62页2.2.6旋涡泵旋涡泵它是一种特殊形式的离心泵。它是
38、一种特殊形式的离心泵。特点特点：在启动时，不要关闭出口阀，并且流量调节应采用旁路调节。：在启动时，不要关闭出口阀，并且流量调节应采用旁路调节。在相同的叶轮直径和转速下，旋涡泵的扬程约为离心泵的在相同的叶轮直径和转速下，旋涡泵的扬程约为离心泵的24倍，由倍，由于泵内液体的旋涡流作用，流动摩擦损失增大，所以旋涡泵的效于泵内液体的旋涡流作用，流动摩擦损失增大，所以旋涡泵的效率较低，一般为率较低，一般为3040%。其构造简单，制造方便扬程较高，在化工生。其构造简单，制造方便扬程较高，在化工生产中得到广泛应用。主要用于小流量，高扬程和低粘度液体的输送。产中得到广泛应用。主要用于小流量，高扬程和低粘度液体
39、的输送。2.2其它类化工用泵其它类化工用泵第三十八页，本课件共有62页2.2其它类化工用泵其它类化工用泵2.2.2轴流泵轴流泵轴流泵提供的压头一般较小，但输送流量却很大，特别适用于大流轴流泵提供的压头一般较小，但输送流量却很大，特别适用于大流量、低压头的液体输送。其管路流量调节不采用出口阀调节，面采用改量、低压头的液体输送。其管路流量调节不采用出口阀调节，面采用改变泵的特性曲线：如改变叶轮转速；改变叶片安装角度。变泵的特性曲线：如改变叶轮转速；改变叶片安装角度。第三十九页，本课件共有62页2.4气体输送机械气体输送机械气体输送机械通常按出口压力或压缩比的大小分类如下：气体输送机械通常按出口压力
40、或压缩比的大小分类如下：(1)通风机通风机(fan)出口表压不大于出口表压不大于15kPa，压缩比不大于为，压缩比不大于为1.15；(2)鼓风机鼓风机(blower)出口表压为出口表压为10300kPa，压缩比为，压缩比为1.14；(3)压缩机压缩机(compressor)出口表压大于出口表压大于100kPa，压缩比大于，压缩比大于2；(4)真空泵真空泵(vacuum pump)用于抽出设备内的气体，排到大气，使设备用于抽出设备内的气体，排到大气，使设备内产生真空，排出压力为大气压或略高于大气压力。内产生真空，排出压力为大气压或略高于大气压力。(5)此外，气体输送机械按其结构与工作原理又可分为
41、离心式、此外，气体输送机械按其结构与工作原理又可分为离心式、往往(6)复式、旋转式和流体作用式。复式、旋转式和流体作用式。第四十页，本课件共有62页2.4气体输送机械气体输送机械2.4.1通风机通风机工业上常用的通风机有离心式和轴流式两类。其中轴流式通工业上常用的通风机有离心式和轴流式两类。其中轴流式通风机的结构与轴流泵类似，如图风机的结构与轴流泵类似，如图其排风量大，胆所产生的风压甚小，其排风量大，胆所产生的风压甚小，一般用于通风换气，而不用来输送气一般用于通风换气，而不用来输送气体。体。1.离心式通风机的工作原理与离离心式通风机的工作原理与离心泵完全相同，其结构与离心泵心泵完全相同，其结构
42、与离心泵也大同小异。机壳呈蜗壳形，但也大同小异。机壳呈蜗壳形，但机壳出口截面有方形和圆形两种机壳出口截面有方形和圆形两种叶片数目比较多，且比较短，叶叶片数目比较多，且比较短，叶片有前弯。径向和后弯三种。片有前弯。径向和后弯三种。离心通风机分类，也可按风压大小来分：离心通风机分类，也可按风压大小来分：低压离心通风机低压离心通风机风压风压100mmH2O(表压表压)出口为方形；出口为方形；中压离心通风机中压离心通风机风压在风压在600mmH2O(表压表压)出口为方形；出口为方形；低压离心通风机低压离心通风机风压在风压在3001500mmH2O(表压表压)出口为圆形；出口为圆形；第四十一页，本课件共
43、有62页第四十二页，本课件共有62页2.4气体输送机械气体输送机械2.4.1通风机通风机2.性能参数与特性曲线性能参数与特性曲线(1)风量风量Q单位时间内从风机出口排出的气体体积，并以风机进口处气体单位时间内从风机出口排出的气体体积，并以风机进口处气体的状态计。单位为的状态计。单位为m3/h。性能表上的风量是指空气在标准状态性能表上的风量是指空气在标准状态(20，101325Pa)下的数下的数值以值以Q0表示，若操作条件下的风量为表示，若操作条件下的风量为Q，密度为，密度为，则标态下为，则标态下为Q0=(/0)Q(2-21)(2)风压风压单位体积气体流经风机后获得的总机械能，称为全风压单位体积
44、气体流经风机后获得的总机械能，称为全风压Pt。通常由实验获得。风机提供的总机械能或全风压可表示为。通常由实验获得。风机提供的总机械能或全风压可表示为第四十三页，本课件共有62页2.4气体输送机械气体输送机械2.4.1通风机通风机2.性能参数与特性曲线性能参数与特性曲线(2)风压风压下面进一步说全风压、静风压和动风压的关系。下面进一步说全风压、静风压和动风压的关系。由式由式(2-21)知全风压为出口截面的全压与进口截面的全压之差值，知全风压为出口截面的全压与进口截面的全压之差值，(3)轴功率轴功率N和效率和效率第四十四页，本课件共有62页2.4气体输送机械气体输送机械2.4.1通风机通风机2.性
45、能参数与特性曲线性能参数与特性曲线(4)特性曲线特性曲线特性曲线如图所示，由风量特性曲线如图所示，由风量Q与全风压与全风压pt、静风压静风压pst、轴功率、轴功率N、效率、效率等四条曲线组成。它是在标准条件等四条曲线组成。它是在标准条件(20，101325Pa)下用空气测定的。下用空气测定的。注注与离心泵相同，转速与离心泵相同，转速n对特性曲线有影响，对同一型号通风机也对特性曲线有影响，对同一型号通风机也符合比例定律。符合比例定律。3.离心通风机的选用离心通风机的选用(1)根据柏努力方程计算系统所需风压根据柏努力方程计算系统所需风压pt和风量和风量Q，再换算成标态下，再换算成标态下的风压的风压
46、pt0(2)根据输送气体的性质、风压范围，确定风机类型；根据输送气体的性质、风压范围，确定风机类型；(3)据风压据风压pt和风量和风量Q查性能表选定风机型号；查性能表选定风机型号；(4)核算核算N。PtQPstQNQQ第四十五页，本课件共有62页2.4.2其它气体输送机械其它气体输送机械2.4气体输送机械气体输送机械1.鼓风机鼓风机第四十六页，本课件共有62页2.4.2其它气体输送机械其它气体输送机械2.4气体输送机械气体输送机械2.压缩机压缩机第四十七页，本课件共有62页2.4.2其它气体输送机械其它气体输送机械2.4气体输送机械气体输送机械2.压缩机压缩机单螺杆压缩机单螺杆压缩机双螺杆压缩
47、机双螺杆压缩机第四十八页，本课件共有62页2.4.2其它气体输送机械其它气体输送机械2.4气体输送机械气体输送机械2.压缩机压缩机往往复复式式压压缩缩机机第四十九页，本课件共有62页2.4.2其它气体输送机械其它气体输送机械2.4气体输送机械气体输送机械2.压缩机压缩机多级离心压缩机剖面多级离心压缩机剖面多级离心压缩机叶轮组多级离心压缩机叶轮组第五十页，本课件共有62页2.4.2其它气体输送机械其它气体输送机械2.4气体输送机械气体输送机械2.压缩机压缩机第五十一页，本课件共有62页2.4.2其它气体输送机械其它气体输送机械2.4气体输送机械气体输送机械2.离心式压缩机离心式压缩机第五十二页，
48、本课件共有62页2.4.2其它气体输送机械其它气体输送机械2.4气体输送机械气体输送机械3.旋转鼓风机旋转鼓风机第五十三页，本课件共有62页2.4气体输送机械气体输送机械例例要向一流化床设备底部输送空气，空气进风机时的温度为要向一流化床设备底部输送空气，空气进风机时的温度为40所需风所需风量为量为18000m3/h，已估计出：，已估计出：大气压：大气压：760mmHg，流化床底部压力：，流化床底部压力：960mmH2O(表压表压)风机出口至流化床底部的压力损失风机出口至流化床底部的压力损失(包括局部包括局部)：100mmH2O风机出口处的动压：风机出口处的动压：100mmH2O，其在渐扩管中转
49、换为静压的部分，其在渐扩管中转换为静压的部分为为60%。试选用适合的风机，并计算所需功率。试选用适合的风机，并计算所需功率。第五十四页，本课件共有62页流体输送机械总结课流体输送机械总结课联系图联系图基本结构与工作原理基本结构与工作原理安装特点安装特点分类与选型分类与选型操作与调节操作与调节影响因素影响因素第五十五页，本课件共有62页流体输送机械总结课流体输送机械总结课一、泵一、泵1.主要性能参数主要性能参数流量流量Qm3/s压头压头m有效功率有效功率Ne、轴功率、轴功率NkW效率效率转速转速nr/min特性曲线特性曲线 如右上图如右上图 参数的影响因素：参数的影响因素：(1)(1)流体流体变
50、化，对变化，对H、Q Q、无影响，无影响，N增大；增大；(2)(2)粘度粘度上升，则上升，则H、Q Q、N、；(3)(3)转速转速n n 比例定律比例定律 (4)(4)叶轮外径叶轮外径 切割定律切割定律第五十六页，本课件共有62页流体输送机械总结课流体输送机械总结课一、泵一、泵 2.2.安装高度安装高度第五十七页，本课件共有62页流体输送机械总结课流体输送机械总结课一、泵一、泵3.操作与调节操作与调节（如图示）（如图示）(1)(1)工作点工作点管路特性曲线管路特性曲线 H=A+BQH=A+BQ2 2泵特性曲线泵特性曲线HQ低低阻阻中中阻阻高高阻阻HQAQHbcA2A1nCHQQHABaA1A2