流体输送机械10.ppt

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1、第二章 流体输送机械Fluid-moving Machinery 本章学习指导1 1 本章学习的目的本章学习的目的 本章是流体力学原理的具体应用。通过学习掌本章是流体力学原理的具体应用。通过学习掌握工业上最常用的流体输送机械的根本结构、工握工业上最常用的流体输送机械的根本结构、工作原理及操作特性，以便根据生产工艺的要求，作原理及操作特性，以便根据生产工艺的要求，合理地选择和正确地使用输送机械，以实现高效、合理地选择和正确地使用输送机械，以实现高效、可靠、平安的运行。可靠、平安的运行。2 2 本章应掌握的内容本章应掌握的内容 本章应重点掌握离心泵的工作原理、操作特性及本章应重点掌握离心泵的工作原

2、理、操作特性及其选型。其选型。3 3 本章学习中应注意的问题本章学习中应注意的问题 在学习过程中，加深对流体力学原理的理解，并在学习过程中，加深对流体力学原理的理解，并从工程应用的角度出发，到达经济、高效、平安从工程应用的角度出发，到达经济、高效、平安地实现流体输送。地实现流体输送。概述1、定义：流体输送机械是指为流体提供机械能的机械设备。泵、压缩机等2、流体输送机械分类：介质：液体泵 气体风机、压缩机工作原理：动力式叶片式：借助于高速旋转的叶轮使流体获得能 量。包括离心式、轴流式、旋涡泵输送机械正位移式容积式：利用工作室容积周期性的变化，把能量传递给液体、使液体的压力增加。包括往复式、旋转式

3、输送机械流体作用式：依靠能量转换原理以实现输送流体任务。如喷射泵、酸蛋等。一、离心泵的构造和工作原理离心泵的构造和工作原理包括叶轮和泵轴的括叶轮和泵轴的旋转部件旋转部件由泵壳、填料函和轴承组成的由泵壳、填料函和轴承组成的静止部件静止部件离心泵由两个主要局部构成：离心泵由两个主要局部构成：一离心泵主要部件一离心泵主要部件第一节第一节 离离 心心 泵泵离心泵的外观1、泵壳泵壳通常制成如同蜗壳状的渐开线形，越接近液体的出口，流道截面积越大。不仅是聚集流出液体的部件，而且是一个转能装置。液体入口中心出口切线导轮：导轮叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反，引导液体在泵壳的通道内平缓地改变流动方向，使

4、机械能损耗减少。2、叶轮、叶轮离心泵的心脏部件，一般有离心泵的心脏部件，一般有26片后弯叶片片后弯叶片叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相反。叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相反。叶片后弯便于液体进入泵体与叶轮外缘间的流叶片后弯便于液体进入泵体与叶轮外缘间的流道。道。叶轮结构分类：闭式、开式、半开式三种。叶轮结构分类：闭式、开式、半开式三种。开式、半开式不易堵塞，用于输送含固体颗粒的悬开式、半开式不易堵塞，用于输送含固体颗粒的悬浮液、料浆等，但易产生倒流，效率低。浮液、料浆等，但易产生倒流，效率低。闭式一般设有平衡孔闭式一般设有平衡孔平衡孔：叶轮的后盖板上钻有小孔，把后盖板前后的平衡孔：叶轮的后盖板

5、上钻有小孔，把后盖板前后的空间连通起来，称平衡孔。空间连通起来，称平衡孔。吸液方式分类：单吸式、双吸式。吸液方式分类：单吸式、双吸式。叶轮数目分类：单级式、多级式叶轮数目分类：单级式、多级式 一般一般2-92-9级，多可达级，多可达1212级级 叶轮叶片+盖板泵轴：垂直叶轮面，泵轴：垂直叶轮面，叶轮中心叶轮中心3 3、轴封装置、轴封装置 为确保泵轴带动叶轮自由旋转，泵轴与泵为确保泵轴带动叶轮自由旋转，泵轴与泵体之间具有一定的间隙，为防止高压液体沿轴外体之间具有一定的间隙，为防止高压液体沿轴外泻，或防止外部空气渗入泵内，必须设置密封装泻，或防止外部空气渗入泵内，必须设置密封装置，称轴封装置。置，

6、称轴封装置。填料密封装置填料密封装置机械密封装置机械密封装置离心泵装置简图离心泵装置简图(二)、离心泵的工作原理 原动机原动机轴轴叶轮，旋转叶轮，旋转1排液过程：离心力离心力叶片间液体叶片间液体中心中心外围外围液体被做功液体被做功动能动能 高速离开叶轮，进入高速离开叶轮，进入排出管路排出管路泵体：液体的聚集与能量的转换泵体：液体的聚集与能量的转换2 2 吸液过程：吸液过程：叶轮中心处形成真空叶轮中心处形成真空泵入口内外形成压差泵入口内外形成压差液体进吸入管路进入泵内液体进吸入管路进入泵内叶轮不停转动，叶轮不停转动，泵不断的吸液泵不断的吸液和排液和排液离心泵：依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来输

7、送液体。3 3“气缚现象：气缚现象：泵壳内存在气体而导致吸不上液的现象。泵壳内存在气体而导致吸不上液的现象。由于空气密度小，叶轮旋转后产生的离心力小，在叶由于空气密度小，叶轮旋转后产生的离心力小，在叶轮中心区形成的低压缺乏以将液体吸入泵内。虽然轮中心区形成的低压缺乏以将液体吸入泵内。虽然离心泵在运转但不能输送液体。离心泵在运转但不能输送液体。离心泵启动前，必须使泵内充满液体。离心泵启动前，必须使泵内充满液体。离心泵停机前，须先关闭出口阀放可停机，离心泵停机前，须先关闭出口阀放可停机，防止出口高压流体倒灌。防止出口高压流体倒灌。二、离心泵的理论压头与实际压头二、离心泵的理论压头与实际压头一、压头

8、的意义 泵向单位重量液体提供的机械能，称为压头或扬程。用“H表示泵的压头主要用于使液体升高、静压头增大以泵的压头主要用于使液体升高、静压头增大以及克服流动过程中的压头损失。及克服流动过程中的压头损失。二离心泵的理论压头二离心泵的理论压头 假设：叶片的数目无限多，叶片的厚度无限薄，从而可以认为液体完全沿着叶片的弯曲外表流动，无任何环流现象；液体是理想流体，无摩擦阻力损失。在叶轮的进、出口截面例机械能衡算式。离心泵的压头与构造、尺寸、叶轮的转速、流量有关。离心泵的压头与构造、尺寸、叶轮的转速、流量有关。理论压头：离心泵可能到达的最大压头。理论压头：离心泵可能到达的最大压头。表示表示叶轮进口与出口之

9、间伯努利方程叶轮进口与出口之间伯努利方程：静压头增加原因：静压头增加原因：1液体在叶轮内受到离心力的作用，接受了外功。1kg液体接受的外功为：液体接受的外功为：液体进入与离开叶轮时的速度液体进入与离开叶轮时的速度1、理论压头根本方程推导：(2)液体通过通道时，速度逐渐变小，一局部动能转变为静压能液体通过通道时，速度逐渐变小，一局部动能转变为静压能。每千克液体静压能增加的量等于其动能减少的量。每千克液体静压能增加的量等于其动能减少的量。即为：即为：所以：所以：化简后：化简后：在离心泵设计中，为提高理论压头，一般使在离心泵设计中，为提高理论压头，一般使液体径向进入叶片间通道液体径向进入叶片间通道离

10、心泵根本方程离心泵根本方程r叶轮半径叶轮半径；叶轮旋转角速度叶轮旋转角速度；Q泵的体积流泵的体积流量量；b2叶片周边宽度叶片周边宽度；叶片装置角。叶片装置角。理论压头和流量关系：理论压头和流量关系：表示离心泵的表示离心泵的理论压头与理论流量，叶轮的转速和直径、叶轮理论压头与理论流量，叶轮的转速和直径、叶轮的几何形状的几何形状间的关系间的关系。2、离心泵根本方程式的讨论1装置角：当装置角90，叶片前弯，压头随流量的增大而提高。当装置角=90，叶片径向，压头不随流量而变化。当装置角2010-5m2/s时，离心泵的性能那么需进行换算。一般查取修正系数。转速变化特性曲线变化，转速变化特性曲线变化，在转

11、速变化小于在转速变化小于20%20%范围内范围内1 1、转速的影响、转速的影响比例定律比例定律 三转速与叶轮尺寸对离心泵特性的影响三转速与叶轮尺寸对离心泵特性的影响泵的扬程、流量、效率和轴功率会随转速而变。取近似关系泵的扬程、流量、效率和轴功率会随转速而变。取近似关系2 2、叶轮直径的影响、叶轮直径的影响切割定律切割定律 在叶轮直径变化小于20%当泵的叶轮直径和其他尺寸均发生变化叶轮直径变化，有两种情况：叶轮直径变化，有两种情况：1某一尺寸的叶轮外周经过切削而使某一尺寸的叶轮外周经过切削而使D2变小，变小，b2/D2变大。变大。2同一系列两种尺寸不同的泵，其几何形状完全相似，即同一系列两种尺寸

12、不同的泵，其几何形状完全相似，即b2/D2保持不变。保持不变。例：用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如附图所示。当调节出口阀使管路流量为25m3/h时，泵出口处压力表读数为0.28MPa表压，泵入口处真空表读数为0.025MPa，测得泵的轴功率为3.35kW，电机转速为2900转/分，真空表与压力表测压截面的垂直距离为0.5m。试由该组实验测定数据确定出与泵的特性曲线相关的其它性能参数。解：与泵的特性曲线相关的性能参数有泵的转速n、流量Q、压头H、轴功率N和效率。其中流量和轴功率已由实验直接测出，压头和效率那么需进行计算。以真空表和压力表两测点为1，2截面，对单位重量流体列柏努力方程把数据

13、代入，得在工作流量下泵的有效功率为泵轴功率为五、离心泵的气蚀现象与安装高度一一离心泵的吸上高度安装高度离心泵的吸上高度安装高度指液面至泵吸入口中心处的垂直距离，以指液面至泵吸入口中心处的垂直距离，以Zs表示。表示。假设假设PsPs为大气压强为大气压强PaPa，那么表示为：，那么表示为：可知：可知：zs越大，将液体压入离心泵内，泵入口处的压强越大，将液体压入离心泵内，泵入口处的压强Pe越小。越小。假设假设Pe=0，离心泵的吸上高度为极限高度。，离心泵的吸上高度为极限高度。可知：当液面压强为当液面压强为1标准大气压、输送液体为水时，离心泵的极限标准大气压、输送液体为水时，离心泵的极限吸上高度为吸上

14、高度为10.33米。由此可见，泵的吸上高度必须控制在一米。由此可见，泵的吸上高度必须控制在一定范围内。定范围内。(二二)气蚀现象和安装高度气蚀现象和安装高度离心泵运转时，液体在泵内压强的变化如下图：离心泵运转时，液体在泵内压强的变化如下图：pKpv(t)，pv(t)被输液温度t时的饱和蒸汽压，那么液体发生汽化产生汽泡，汽泡随同液体从低压区流向高压区，在高压的作用下迅速凝聚或汽泡破裂，与此同时，汽泡周围的液体会以极高的速度冲向原汽泡所占据的空间，在冲击点处可形成高达几万kpa的压强，冲击频率可高达每秒几万次之多，假设当汽泡的凝聚发生在叶片外表附近时，众多液体质点犹如细小的高频水锤撞击叶片，侵蚀叶

15、片和叶轮，这种现象称为汽蚀现象。现象：汽蚀现象发生时，泵体振动，发出噪音，泵的流量、现象：汽蚀现象发生时，泵体振动，发出噪音，泵的流量、扬程、效率急剧下降扬程、效率急剧下降，严重时甚至吸不上液体，严重时甚至吸不上液体防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压。汽压。1、汽蚀余量汽蚀余量愈大，愈能防止出现汽蚀愈大，愈能防止出现汽蚀。2、最小最小汽蚀余量汽蚀余量发生汽蚀时的(有效)汽蚀余量用实验测定用实验测定3 3、允许汽蚀余量必需汽蚀余

16、量、允许汽蚀余量必需汽蚀余量比最小汽蚀余量大比最小汽蚀余量大0.30.3米米 允许安装高度允许安装高度讨论讨论:1 1汽蚀现象产生的原因：汽蚀现象产生的原因：安装高度太高；安装高度太高；被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；吸入管路阻力或压头损失太高。吸入管路阻力或压头损失太高。实际安装高度应低于上述值实际安装高度应低于上述值,一般减去一般减去(0.5-1)米米泵的吸入管路而言，宜短而粗，尽量不装阀门和泵的吸入管路而言，宜短而粗，尽量不装阀门和少装管件少装管件,少拐弯少拐弯,调节阀门应安装在排出管路上。调节阀门应安装在排出管路上。(2)吸入管路的压头损失吸

17、入管路的压头损失,ZS值值 ，反之亦然。，反之亦然。3假设假设ZS值为负，泵应装在液面下方。值为负，泵应装在液面下方。输送饱和蒸汽压高的液体往往属于这种情况输送饱和蒸汽压高的液体往往属于这种情况4 4 ZS ZS大小与大小与Q Q有关。有关。Q Q，那么，那么ZS ZS，保险，保险 。用可能的最大用可能的最大Q Q计算计算Z ZS S 五、离心泵的工作点与流量调节一管路特性曲线一管路特性曲线通过某一特定管路的流量与所需压头之间的关系，称管路通过某一特定管路的流量与所需压头之间的关系，称管路特性方程。特性方程。令：-管路特性曲线方程管路特性曲线方程二二工作点与流量调节工作点与流量调节所谓离心泵的

18、工作点是指离心泵的性能曲所谓离心泵的工作点是指离心泵的性能曲线线HQ曲线与管路特性曲线的交点，曲线与管路特性曲线的交点，即在即在HeQ坐标上，分别描点作出两曲线坐标上，分别描点作出两曲线的交点的交点M点。点。1、工作点、工作点离心泵在特定的管路系统中运转时离心泵在特定的管路系统中运转时所提供的扬程和流量恰好等同于管路所提供的扬程和流量恰好等同于管路所需的扬程和流量。所需的扬程和流量。2 流量调节调节方法：调节方法：1、改变管路特性曲线、改变管路特性曲线2、改变泵的特性曲线、改变泵的特性曲线1调节阀门调节阀门阀门调节实质：阀门调节实质：改变管路特性曲线。关小阀门，改变管路特性曲线。关小阀门，认为

19、增大管路阻力，认为增大管路阻力，B增大，曲线变陡，流量减小。增大，曲线变陡，流量减小。优点：优点：操作简便、灵活。操作简便、灵活。缺点：缺点：阀门关小时，管路中阻力增大，能量损失增加，并可阀门关小时，管路中阻力增大，能量损失增加，并可能时泵不在最高效率区域中工作。故此种调节方法多用于流能时泵不在最高效率区域中工作。故此种调节方法多用于流量调节幅度不大，而经常需要调节的场合。量调节幅度不大，而经常需要调节的场合。2改变泵的转速或切割叶轮改变泵的转速或切割叶轮用这种方法调节流量在用这种方法调节流量在一定范围内可保持泵在一定范围内可保持泵在高效率区域中工作，能高效率区域中工作，能量利用较经济。但不方

20、量利用较经济。但不方便，需用变速装置，故便，需用变速装置，故应用不广。应用不广。大中型泵应优先考虑大中型泵应优先考虑六、离心泵的类型与选择一离心泵的类型一离心泵的类型按输送液体的性质按输送液体的性质按叶轮吸入方式按叶轮吸入方式按叶轮数目按叶轮数目 1 1清水泵清水泵单级单吸式，系列代号为单级单吸式，系列代号为“IS“IS。需要的扬程较高，那么可选需要的扬程较高，那么可选D D系列多级离心泵。系列多级离心泵。双吸式离心泵，其系列代号为双吸式离心泵，其系列代号为“Sh“Sh 。IS50-32-200IS50-32-200叶轮外径叶轮外径排出口直径排出口直径吸入口直径吸入口直径型号型号2 2耐腐蚀泵

21、耐腐蚀泵 当输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀当输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵所有与液体介质接触的部件都采用泵。耐腐蚀泵所有与液体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作。耐腐蚀材料制作。“F“F表示表示25FB-16A吸入口直径吸入口直径型号型号所用材料所用材料扬程扬程叶轮切割序号叶轮切割序号灰口铸铁“H，高硅铸铁“G，铬镍合金钢“B，3 3油泵油泵输送石油产品等低沸点料液的泵。代号输送石油产品等低沸点料液的泵。代号“Y“Y 。因易燃易爆，要求是密封完善。热油需水夹套。因易燃易爆，要求是密封完善。热油需水夹套。4 4杂质泵杂质泵输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液的泵。输送含有

22、固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液的泵。代号代号“P“P，污水泵，污水泵PWPW、砂泵、砂泵PSPS、泥浆泵、泥浆泵PNPN要求：不易堵塞、耐磨、易拆洗要求：不易堵塞、耐磨、易拆洗特点：叶轮流道宽，叶片数目少。特点：叶轮流道宽，叶片数目少。1 1确定输送系统的流量与压头确定输送系统的流量与压头 液体的输送量一般为生产任务所规定，如果流量在一定液体的输送量一般为生产任务所规定，如果流量在一定范围内波动，选泵时应按最大流量考虑。根据输送系范围内波动，选泵时应按最大流量考虑。根据输送系统管路的安排，用柏努力方程计算在最大流量下管路统管路的安排，用柏努力方程计算在最大流量下管路所需的压头所需的压头(1.05

23、-1.1)(1.05-1.1)倍。倍。2 2选择泵的类型与型号选择泵的类型与型号 首先应根据输送液体的性质和操作条件确定泵的类型，首先应根据输送液体的性质和操作条件确定泵的类型，然后按已确定的流量然后按已确定的流量QeQe和压头和压头HeHe从泵的样本或产品目从泵的样本或产品目录中选出适宜的型号。录中选出适宜的型号。3 3核算泵的轴功率核算泵的轴功率 二离心泵的选择二离心泵的选择假设输送液体的密度大于水的密度时，可按假设输送液体的密度大于水的密度时，可按核算泵的轴功率。核算泵的轴功率。三离心泵的安装与运转三离心泵的安装与运转1、安装高度必须低于允许值，防止发生汽蚀现象。同时，、安装高度必须低于

24、允许值，防止发生汽蚀现象。同时，应尽量降低吸入管路的阻力。应尽量降低吸入管路的阻力。2、泵出口处要设置止逆阀，防止突然停泵时、泵出口处要设置止逆阀，防止突然停泵时流体倒流，破坏流体倒流，破坏泵体。泵体。3、启动前泵内要充满液体，防止气缚现象发生。、启动前泵内要充满液体，防止气缚现象发生。4、启动时应关闭出口阀，电极运转正常后，再翻开出口阀调节、启动时应关闭出口阀，电极运转正常后，再翻开出口阀调节流量，停泵时先关出口阀。流量，停泵时先关出口阀。5、关泵的步骤、关泵的步骤关泵时，一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。关泵时，一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。6、运转时注意有无不正常噪音，观察真空表是否

25、正常，定期、运转时注意有无不正常噪音，观察真空表是否正常，定期检查轴是否发热、泄露等。检查轴是否发热、泄露等。第二节第二节 其它类型的泵其它类型的泵 一、往复泵一、往复泵 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。一、容积式泵正位移泵一、容积式泵正位移泵1、作用原理及主要部件 主要部件：泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀工作原理：活塞向右移动泵缸容积 泵体压力排出阀门关阀，吸入阀翻开液体吸入活塞向左移动泵缸容积泵体压力排出阀门翻开，吸入阀关闭液体排出 2 2、流量不均匀性、流量不均匀性 单动泵由于吸入阀和排出阀均在活塞一侧，吸液时不能排单动泵由于吸入

26、阀和排出阀均在活塞一侧，吸液时不能排液，排液时不能吸液，液，排液时不能吸液，所以泵排液不连续，不均匀。所以泵排液不连续，不均匀。为了改善往复泵的排液情况，可采用为了改善往复泵的排液情况，可采用双动泵或三双动泵或三联泵。联泵。设置设置空气室空气室,对液流的波动可以起缓冲作用。对液流的波动可以起缓冲作用。3 3、往复泵的特点、往复泵的特点1 1流量仅与泵本身的尺寸及活塞的往复次数有关，流量仅与泵本身的尺寸及活塞的往复次数有关，而与泵的扬程无关。而与泵的扬程无关。2 2压头与泵本身的尺寸无关，只要泵的机械强度及压头与泵本身的尺寸无关，只要泵的机械强度及电动机功率允许，要多大压头，往复泵可供多大压头。

27、电动机功率允许，要多大压头，往复泵可供多大压头。与离心泵不同与离心泵不同3 3安装高度有一定限制。有自吸能力，启动泵前无安装高度有一定限制。有自吸能力，启动泵前无需灌泵。需灌泵。与离心泵不同与离心泵不同4 4启动前，必须先将出口阀翻开，否那么，因液体启动前，必须先将出口阀翻开，否那么，因液体排不出去而急剧升高，造成事故。容积式泵特点排不出去而急剧升高，造成事故。容积式泵特点 5 5采用支路调节流量。与离心泵不同改变转速、采用支路调节流量。与离心泵不同改变转速、改变活塞行程。改变活塞行程。4 4、往复泵的应用、往复泵的应用 1 1所需压头较高的流量不大的管路。所需压头较高的流量不大的管路。2 2

28、可用于输送黏度很大的液体。可用于输送黏度很大的液体。3 3不宜输送腐蚀性液体和固体颗粒的悬浮液。不宜输送腐蚀性液体和固体颗粒的悬浮液。(二二)隔膜泵隔膜泵1 1、工作原理工作原理:往复泵的一种往复泵的一种,用弹性薄膜将泵分成用弹性薄膜将泵分成不连通的两个局部。吸入活门、压出不连通的两个局部。吸入活门、压出活门、活柱、隔膜。活门、活柱、隔膜。2 2、流量调节：、流量调节：调整活柱往复频率或旁路调整活柱往复频率或旁路3 3、应用场合、应用场合:腐蚀性的液体、固体悬浮液腐蚀性的液体、固体悬浮液三计量泵比例泵三计量泵比例泵1 1 工作原理工作原理:往复泵的一种往复泵的一种2 2 流量调节流量调节:调整

29、偏心度调整偏心度柱塞冲程变化柱塞冲程变化 流量调节和转速调节。流量调节和转速调节。3 3 应用场合应用场合:输送量或配比要求非常精确输送量或配比要求非常精确场合。场合。原动机原动机偏心轮转动偏心轮转动柱塞的往柱塞的往复运动复运动四齿轮泵四齿轮泵1 1、工作原理、工作原理:2 2、流量调节、流量调节:3 3、应用场合、应用场合:旋转泵的一种，有两个相互啮旋转泵的一种，有两个相互啮合的齿轮，相反旋转，形成高合的齿轮，相反旋转，形成高压和低压区排液和吸液压和低压区排液和吸液 转速或旁路转速或旁路高压头、小流量。粘稠以至膏状物。高压头、小流量。粘稠以至膏状物。不宜输送含有固体颗粒的悬浮液。不宜输送含有

30、固体颗粒的悬浮液。五螺杆泵五螺杆泵1 1、工作原理、工作原理:齿轮泵相似，由泵壳和一根或两齿轮泵相似，由泵壳和一根或两根以上的螺杆构成。利用两根相根以上的螺杆构成。利用两根相互啮合的螺杆来排送液体。互啮合的螺杆来排送液体。2 2、流量调节：、流量调节：转速或旁路转速或旁路3、应用场合应用场合:高扬程下粘稠性液体，含有颗粒高扬程下粘稠性液体，含有颗粒的悬浮液。的悬浮液。二、其他叶片式泵非正位移泵二、其他叶片式泵非正位移泵一旋涡泵一旋涡泵1、结构2 2、工作原理：、工作原理：是一种特殊类型的离心泵，叶轮是一个圆盘，四周铣是一种特殊类型的离心泵，叶轮是一个圆盘，四周铣有凹槽，成辐射状排列。叶轮在泵壳

31、内转动，其间有引有凹槽，成辐射状排列。叶轮在泵壳内转动，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，被叶片拍击屡次，获得较多的能量。运动。因而，被叶片拍击屡次，获得较多的能量。1 1启动前要灌液。启动前要灌液。2 2压头和功率随流量增加下降较快。因此启动时应翻压头和功率随流量增加下降较快。因此启动时应翻开出口阀，改变流量时，旁路调节比

32、安装调节阀经济。开出口阀，改变流量时，旁路调节比安装调节阀经济。离心泵不同离心泵不同 3 3在叶轮直径和转速相同的条件下，旋涡泵的压头比在叶轮直径和转速相同的条件下，旋涡泵的压头比离心泵高出离心泵高出2-42-4倍，适用于高压头、小流量、低黏度的的倍，适用于高压头、小流量、低黏度的的场合。场合。4 4结构简单、加工容易，且可采用各种耐腐蚀的材料结构简单、加工容易，且可采用各种耐腐蚀的材料制造。制造。5 5输送液体的粘度不宜过大，否那么泵的压头和效率输送液体的粘度不宜过大，否那么泵的压头和效率都将大幅度下降。输送液体不能含有固体颗粒。都将大幅度下降。输送液体不能含有固体颗粒。3 3、特点：、特点

33、：二、轴流泵二、轴流泵1 1、工作原理、工作原理:叶片和转动轴头与泵壳组成。使叶片和转动轴头与泵壳组成。使液体的旋转运动变为周向运动，液体的旋转运动变为周向运动，把动能转变为压力能。把动能转变为压力能。2 2、流量调节、流量调节：一般不设出口阀，改变转速或改变一般不设出口阀，改变转速或改变叶片安装角度或旁路。叶片安装角度或旁路。3、应用场合应用场合:大流量、低扬程的液体输送。流大流量、低扬程的液体输送。流量越小，所需功率越大。量越小，所需功率越大。三、各类泵在化工生产中的应用三、各类泵在化工生产中的应用2 2、往复泵的优点：压头高，送液量固定，有自吸能力，效率、往复泵的优点：压头高，送液量固定

34、，有自吸能力，效率较高。匀易于调节，能输送腐蚀性、喊悬浮物的液体。缺点较高。匀易于调节，能输送腐蚀性、喊悬浮物的液体。缺点是结构复杂，需传动装置，一般不能输送腐蚀性和含固体颗是结构复杂，需传动装置，一般不能输送腐蚀性和含固体颗粒的液体，只适宜高压头、中等流量的场合。粒的液体，只适宜高压头、中等流量的场合。1 1、离心泵应用最广。结构简单，紧凑，能与电机直接相连，、离心泵应用最广。结构简单，紧凑，能与电机直接相连，对地基的要求不高，流量均匀易于调节，能输送腐蚀性、喊对地基的要求不高，流量均匀易于调节，能输送腐蚀性、喊悬浮物的液体。缺点是压头较低效率较低、没有自吸能力。悬浮物的液体。缺点是压头较低

35、效率较低、没有自吸能力。3 3、旋转泵用于小流量、高压头的场合。特别适用于高粘度流、旋转泵用于小流量、高压头的场合。特别适用于高粘度流体。体。第三节第三节 气体输送机械气体输送机械按终压或压缩比分类：按终压或压缩比分类：1 1、通风机：、通风机：排气压力不大于排气压力不大于15KPa15KPa，压缩比，压缩比1-1.151-1.152 2、鼓风机：、鼓风机：排气压力不大于排气压力不大于15-300KPa15-300KPa，压缩比小于，压缩比小于4 43 3、压缩机：、压缩机：排气压力大于排气压力大于300KPa300KPa，压缩比大于，压缩比大于4 44 4、真空泵：、真空泵：排气压力为大气压

36、，压缩比很大，根据排气压力为大气压，压缩比很大，根据真空度而定。真空度而定。应用：应用：1、气体输送、气体输送2 2、产生高压气体、产生高压气体3 3、产生真空、产生真空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、离心式风机一、离心式风机一离心式通风机一离心式通风机1 1结构结构结构与离心泵相似。机壳也是蜗壳形，壳断面有两种结构与离心泵相似。机壳也是蜗壳形，壳断面有两种方形：低，中压方形：低，中压圆形：高压圆形：高压叶片的数目较多且长度较短，低压的叶片是平直的，与轴叶片的数目较多且长度较短，低压的叶片是平直的，与轴心成辐射状安装，中、高压的叶片是弯曲的。心成辐射状

37、安装，中、高压的叶片是弯曲的。离心通风机及叶轮1机壳;2叶轮;3吸入口;4排出口2 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性能参数：风量性能参数：风量Q Q m3/s m3/s，风压，风压PtPt，轴功率，轴功率N N和和效率效率(1)(1)风量风量Q Q：单位时间内气体通过进风口的体积：单位时间内气体通过进风口的体积流量。以风机进口状态计，流量。以风机进口状态计，m3/sm3/s。(2)(2)风压风压Pt Pt：单位体积气体通过风机时所获得：单位体积气体通过风机时所获得的能量，的能量，J/m3=PaJ/m3=Pa，习惯上以，习惯上以mmH2OmmH2O表示。表示

38、。与结构，叶轮尺寸，与结构，叶轮尺寸，n n及进气密度及进气密度有关，由实有关，由实验测定。验测定。在风机进、出口之间写柏努利方程：在风机进、出口之间写柏努利方程：简化上式简化上式忽略忽略损失忽略损失忽略截面截面B在进口外侧在进口外侧选择风机，需将全风压换成标定风压。选择风机，需将全风压换成标定风压。静分压静分压动分压动分压全风压全风压3 3、轴功率和效率、轴功率和效率注意单位2)特性曲线：标定工质20，760mmHg的空气，air=1.2kg/m33 3、离心式通风机的选型、离心式通风机的选型a a、根据气体种类和风压范围，确定风机的类型、根据气体种类和风压范围，确定风机的类型b b、确定所

39、求的风量和全风压。风量根据生产任务来定；全风、确定所求的风量和全风压。风量根据生产任务来定；全风压按柏努利方程来求，但要按标准状况校正。压按柏努利方程来求，但要按标准状况校正。根据按入口状态计的风量和校正后的全风压在产品系列表中查根据按入口状态计的风量和校正后的全风压在产品系列表中查找适宜的型号。找适宜的型号。二离心鼓风机和压缩机二离心鼓风机和压缩机1 1、离心鼓风机又称透平鼓风机、离心鼓风机又称透平鼓风机送气量大，单级出口表压在送气量大，单级出口表压在30KPa30KPa，多级出口风压可达，多级出口风压可达300KPa300KPa，不需冷却装置。，不需冷却装置。选型方法与离心通风相同选型方法

40、与离心通风相同结构特点：离心式鼓风机的外形与离心泵相似，内部结构特点：离心式鼓风机的外形与离心泵相似，内部结构也有许多相同之处。蜗壳形通道亦为圆形；外壳结构也有许多相同之处。蜗壳形通道亦为圆形；外壳直径与宽度之比较大；叶轮上叶片数目较多；转速较直径与宽度之比较大；叶轮上叶片数目较多；转速较高；叶轮外周都装有导轮。高；叶轮外周都装有导轮。79转子转子：主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件 定子：气缸和隔板定子：气缸和隔板 2 2、离心式压缩机、离心式压缩机2 2工作原理工作原理 气体气体叶轮中心叶轮中心 离心力做功离心力做功高速到达外围高速到达外围扩压器降速、增压扩压器降

41、速、增压下一级叶轮中心下一级叶轮中心增压屡次，高压离开增压屡次，高压离开弯道，回流器弯道，回流器3 3、离心压缩机的特点：、离心压缩机的特点：是叶轮级数多，通常在是叶轮级数多，通常在1010级以上，叶轮转速高。由于级以上，叶轮转速高。由于压缩比高，气体体积缩小很多，温度升高大。因此压压缩比高，气体体积缩小很多，温度升高大。因此压缩机都分成几段，在各段之间设有中间冷却器。缩机都分成几段，在各段之间设有中间冷却器。优点：流量大而均匀，体积小，运转平稳，容易调优点：流量大而均匀，体积小，运转平稳，容易调节，维护方便。节，维护方便。二、旋转鼓风机和压缩机二、旋转鼓风机和压缩机一罗茨鼓风机定容式鼓风机一

42、罗茨鼓风机定容式鼓风机两个渐开摆线形的转两个渐开摆线形的转子、机壳子、机壳两转子的旋转方向相反，两转子的旋转方向相反，可使气体从机壳一侧吸，可使气体从机壳一侧吸，从另一侧排出。从另一侧排出。风量与转速成正比，与出口压力无关。风机的风量与转速成正比，与出口压力无关。风机的风量范围可自风量范围可自2-500m2-500m3 3/min/min，出口表压可达，出口表压可达80kPa80kPa，在，在40kPa40kPa左右效率最高。左右效率最高。特点：出口应装稳压罐，并设平安阀。特点：出口应装稳压罐，并设平安阀。流量调节采用旁路，出流量调节采用旁路，出 口阀不可完全关闭。口阀不可完全关闭。操作时，气

43、体温度不能超过操作时，气体温度不能超过8585，否那么转子会因受，否那么转子会因受热臌胀而卡住。热臌胀而卡住。二液环压缩机纳氏泵二液环压缩机纳氏泵椭圆外壳和旋转叶轮组成，椭圆外壳和旋转叶轮组成，壳中盛有适量的液体。壳中盛有适量的液体。液体在离心力作用下抛向壳体液体在离心力作用下抛向壳体周边形成椭圆形液环。椭圆形周边形成椭圆形液环。椭圆形长轴处那么形成两个月牙形空长轴处那么形成两个月牙形空隙，供气体吸入和排出。当叶隙，供气体吸入和排出。当叶轮旋转一周时，在液环和叶片轮旋转一周时，在液环和叶片间所形成的密闭空间逐渐变大间所形成的密闭空间逐渐变大和变小各两次，气体从两个吸和变小各两次，气体从两个吸气

44、口进入机内，从两个排气口气口进入机内，从两个排气口排出。排出。工作原理：工作原理：优点：优点：液环压缩机，被压缩的气液环压缩机，被压缩的气体只与叶轮而不与外壳接触，因体只与叶轮而不与外壳接触，因此，在输送腐蚀件气体时，只有此，在输送腐蚀件气体时，只有叶轮需要用耐腐蚀材料制造。叶轮需要用耐腐蚀材料制造。三、往复式压缩机往复式压缩机一结构一结构气缸、活塞、吸气阀、排气阀气缸、活塞、吸气阀、排气阀特点：特点：1 1有除热装置，以降低气体温度。有除热装置，以降低气体温度。2 2必须控制活塞与气缸端盖之间的间隙，余隙容积不能过大。必须控制活塞与气缸端盖之间的间隙，余隙容积不能过大。3 3气缸必有润滑装置

45、。气缸必有润滑装置。4 4对吸入、排出阀要求更高。对吸入、排出阀要求更高。二操作原理与工作循环二操作原理与工作循环1-2压缩阶段压缩阶段P1P2V1V22-3排气阶段排气阶段P2不变，不变，3-4余隙气体膨胀阶段余隙气体膨胀阶段4-1吸气阶段吸气阶段P2不变P2P1V3V4V3V2V1V4压缩阶段、排气阶段、余隙气体膨胀阶段、吸气压缩阶段、排气阶段、余隙气体膨胀阶段、吸气过程组成过程组成1-2-3-4-11-2-3-4-1 余隙系数：余隙系数：余隙容积占活塞推进一次所扫过容积的百分数。余隙容积占活塞推进一次所扫过容积的百分数。压缩类型压缩类型等温压缩；绝热压缩；多变压缩。等温压缩；绝热压缩；多

46、变压缩。压缩功：压缩功：1、等温压缩、等温压缩2、绝热压缩、绝热压缩(三三)多级压缩多级压缩压缩比大于8时,应采用多级压缩.1 1、多级压缩、多级压缩 在一个气缸里压缩了一次的气体进入中间冷却器冷却之后再送入次一气缸进行压缩，经几次压缩才到达所需要的终压。2 2、采用多级压缩的原因：、采用多级压缩的原因：假设所需要的压缩比很大，实际送气量就会很小；假设所需要的压缩比很大，实际送气量就会很小；压缩终了气体温度过高，会引起气缸内润滑油碳化或油雾压缩终了气体温度过高，会引起气缸内润滑油碳化或油雾爆炸等问题；爆炸等问题；机械结构亦不合理：为了承受很高的终压，气缸要很厚，机械结构亦不合理：为了承受很高的

47、终压，气缸要很厚，为了吸入初压很低的气体气缸体积又必须很大。为了吸入初压很低的气体气缸体积又必须很大。1 1降低能耗。降低能耗。级数越多，总压缩功越接近于等温压缩功，即最小值。级数越多，总压缩功越接近于等温压缩功，即最小值。常用的级数为常用的级数为2 2至至6 6，每级压缩比为，每级压缩比为3 3至至5 5。2 2理论上可以证明，在级数相同时，各级压缩比相等，理论上可以证明，在级数相同时，各级压缩比相等，那么总压缩功最小那么总压缩功最小3讨论讨论四往复压缩机的分类、选用与操作管理四往复压缩机的分类、选用与操作管理1、分类、分类压缩气体种类：空气、氧气、氢气压缩气体种类：空气、氧气、氢气汽缸空间

48、位置：立式、卧式、角式汽缸空间位置：立式、卧式、角式压力的大小：高压、中压、低压压缩机压力的大小：高压、中压、低压压缩机2、选用、选用处理气体性质处理气体性质结构形式结构形式排气量和压强，压缩机规格排气量和压强，压缩机规格四、真空泵四、真空泵1 1、真空泵的一般特点、真空泵的一般特点真空泵就是从真空容器中抽气、一般在大气压下排气的输送真空泵就是从真空容器中抽气、一般在大气压下排气的输送机械。机械。1 1由于吸入气体的密度很低，要求真空泵的体积必须足由于吸入气体的密度很低，要求真空泵的体积必须足够大；够大；2 2压缩比很高，所以余隙的影响很大压缩比很高，所以余隙的影响很大真空泵的主要性能参数有：

49、真空泵的主要性能参数有：1 1极限剩余压力或真空度：这是真空泵所能到达极限剩余压力或真空度：这是真空泵所能到达最低压力；最低压力；2 2抽气速率：单位时间内真空泵在极限剩余压力下所抽气速率：单位时间内真空泵在极限剩余压力下所吸入的气体体积，亦即真空泵的生产能力。吸入的气体体积，亦即真空泵的生产能力。2 2、往复式真空泵、往复式真空泵1 1气缸内、外压差很小，所用的活门必须更加轻巧；气缸内、外压差很小，所用的活门必须更加轻巧；2 2当要求到达较好的真空度时，压缩比会很大，余隙容当要求到达较好的真空度时，压缩比会很大，余隙容积必须很小，否那么就不能保证较大的吸气量。积必须很小，否那么就不能保证较大

50、的吸气量。3 3为减少余隙的影响，设有连通活塞左右两侧的平衡气为减少余隙的影响，设有连通活塞左右两侧的平衡气道。道。干式往复真空泵可造成高达干式往复真空泵可造成高达96-99.9%96-99.9%的真空度；湿式那么的真空度；湿式那么只能到达只能到达80-85%80-85%二旋转真空泵二旋转真空泵水环真空泵水环真空泵 水环真空泵的外壳呈圆形，其中的叶轮偏心安装。启动水环真空泵的外壳呈圆形，其中的叶轮偏心安装。启动前，泵内注入一定量的水，当叶轮旋转时，由于离心力的前，泵内注入一定量的水，当叶轮旋转时，由于离心力的作用，水被甩至壳壁形成水环。此水环具有密封作用，使作用，水被甩至壳壁形成水环。此水环具