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1、2 流体输送机械流体输送机械 2.1 概述概述2.2 液体输送机械液体输送机械2.3 气体输送机械气体输送机械2.1 概概 述述流体输送机械流体输送机械2.1 概概 述述流体输送机械的功能流体输送机械的功能q对流体做功以提高机械能；对流体做功以提高机械能；q克服流动阻力；克服流动阻力；q兼而有之。兼而有之。管路特性方程管路特性方程特定的管路系统：特定的管路系统：一定一定操作条件一定：操作条件一定：其中其中：主要技术指标主要技术指标管路特性方程管路特性方程管路系管路系统对输送机械的其它性能要求：送机械的其它性能要求：结构简单，重量轻，投资费用低；结构简单，重量轻，投资费用低；运行可靠，操作效率高
2、，日常操作费用低；运行可靠，操作效率高，日常操作费用低；能适应被输送流体的特性：黏性，含固体杂质等。能适应被输送流体的特性：黏性，含固体杂质等。2.1 概概 述述2.2 液体输送机械液体输送机械2.2.1 液体输送机械的分类液体输送机械的分类2.2.2 离心泵离心泵2.2.3 往复泵往复泵2.2.4 其它类型的泵其它类型的泵按结构特征和工作原理分类按结构特征和工作原理分类2.2.1 液体输送机械的分类液体输送机械的分类1.叶片式泵叶片式泵：利用高速旋转的叶轮输送流体。如离：利用高速旋转的叶轮输送流体。如离心泵，旋涡泵等；心泵，旋涡泵等；2.容积式或正位移式泵容积式或正位移式泵（往复式、旋转式）
3、：利用（往复式、旋转式）：利用往复运动的活塞或转子的周期性挤压输送流体。往复运动的活塞或转子的周期性挤压输送流体。3.流体作用泵流体作用泵：利用一种流体高速喷射输送另一种：利用一种流体高速喷射输送另一种流体，如喷射泵。流体，如喷射泵。2.2.2 离心泵（离心泵（Centrifugal Pumps）一、结构和主要部件一、结构和主要部件叶轮叶轮泵壳泵壳导轮导轮轴封装置轴封装置轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置叶轮叶轮 通常由通常由3-12片后弯的叶片组成，叶轮安装在泵片后弯的叶片组成，叶轮安装在泵轴上，并放在泵壳内；轴上，并放在泵壳内；是离心泵的关键部件。是离心泵的关键部件。作用：将原动机的机械能传
4、递给被输送的液体。作用：将原动机的机械能传递给被输送的液体。分类分类闭式叶轮闭式叶轮半闭式叶轮半闭式叶轮开式叶轮开式叶轮开式叶轮开式叶轮没有前、后盖板；没有前、后盖板；结构简单，清洗方便；结构简单，清洗方便；但是液体易发生倒流，效率较低；但是液体易发生倒流，效率较低；适合于输送浆液和含有固粒悬浮物适合于输送浆液和含有固粒悬浮物的液体，不易堵塞。的液体，不易堵塞。开式开式半闭式叶轮半闭式叶轮吸液口一侧无盖板，效率也较低；吸液口一侧无盖板，效率也较低；适用于输送悬浮液。适用于输送悬浮液。半开（闭）式半开（闭）式闭式叶轮闭式叶轮有前后轮盖；有前后轮盖；结构较复杂，造价较高；结构较复杂，造价较高；效率
5、较高，适于输送清洁流体；效率较高，适于输送清洁流体；应用广泛。应用广泛。叶轮按其吸液方式不同可分为叶轮按其吸液方式不同可分为单吸式和双吸式单吸式和双吸式两种：两种：叶轮：叶轮：2.泵壳：泵壳：作用：汇聚流体，能量转化作用：汇聚流体，能量转化(动能动能静压能静压能)。3.导轮导轮 4.轴封装置轴封装置轴封装置轴封装置填料密封填料密封机械密封机械密封轴封的作用轴封的作用 防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界空气漏入泵壳内。或者外界空气漏入泵壳内。填料密封：又称填料函，或者盘根箱填料密封：又称填料函，或者盘根箱特点：特点：简单易行，但维修工作量大，容易
6、泄漏；简单易行，但维修工作量大，容易泄漏；不适用于易燃，易爆，有毒或者贵重液体的输送。不适用于易燃，易爆，有毒或者贵重液体的输送。机械密封：又称端面密封机械密封：又称端面密封特点：结构复杂，精度高，价格贵，装卸和更换零件特点：结构复杂，精度高，价格贵，装卸和更换零件不便；密封性能好，寿命长，功率消耗小，安全性好。不便；密封性能好，寿命长，功率消耗小，安全性好。5.轴向推力平衡装置轴向推力平衡装置平衡孔平衡孔：叶轮后轮盖上开孔；：叶轮后轮盖上开孔；平衡管平衡管：泵壳上的接管通到泵的吸入口；：泵壳上的接管通到泵的吸入口；平衡盘平衡盘：用于多级离心泵，设在最后一级叶轮：用于多级离心泵，设在最后一级叶
7、轮的后面。的后面。二、离心泵的工作原理二、离心泵的工作原理二、离心泵的工作原理二、离心泵的工作原理开泵前，开泵前，灌泵灌泵。开泵后，高速旋转的叶轮使叶片间的液体在惯性开泵后，高速旋转的叶轮使叶片间的液体在惯性离心力作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，叶离心力作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，叶轮中心形成真空，轮中心形成真空，在液面压强（大气压）与泵内在液面压强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下压力（负压）的压差作用下，液体便经吸入管路，液体便经吸入管路进入泵内。进入泵内。离离心心泵泵之之所所以以能能输输送送液液体体，主主要要是是依依靠靠高高速速旋转叶轮所产生的离心力，因此称为旋转叶轮所产生
8、的离心力，因此称为离心泵离心泵。离心泵离心泵启动启动时，如果时，如果泵壳内存在空气泵壳内存在空气，由于，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的的离心力很小离心力很小，叶轮中心处产生的低压，叶轮中心处产生的低压不足以造不足以造成吸上液体所需要的真空度成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无，这样，离心泵就无法工作，这种现象称作法工作，这种现象称作“气缚气缚”。吸入管道底部装吸入管道底部装止逆阀止逆阀。离心泵出口管路上装。离心泵出口管路上装调节阀。调节阀。气气 缚缚三、离心泵的基本方程三、离心泵的基本方程 1、离心泵基本方程式的导出、离心泵基本
9、方程式的导出假设如下理想情况：假设如下理想情况：理想叶轮理想叶轮：叶片数目无限多，厚度无限薄；：叶片数目无限多，厚度无限薄；液体质点沿叶片弯曲表面流动，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发生任何环流不发生任何环流现象现象；输送的是输送的是理想液体理想液体，流动中无流动阻力；，流动中无流动阻力；泵内为泵内为定态流动定态流动。三、离心三、离心泵的基本方程的基本方程 高速旋转的叶轮，高速旋转的叶轮，液体质点的运动液体质点的运动包括：包括：液体随叶轮旋转；经叶轮流道向外流动。液体随叶轮旋转；经叶轮流道向外流动。单单位位重重量量理理想想液液体体，通通过过无无数数叶叶片片的的旋旋转转，获得的能量称作获得的能量
10、称作理论压头，理论压头，用用HT表示。表示。Hc:液体经叶轮后液体经叶轮后动能的增加；动能的增加；Hp:液体经叶轮后液体经叶轮后静压能的增加；静压能的增加；单单位位重重量量流流体体从从旋旋转转的的叶叶轮轮获获得得的的机机械械能能，即即离离心泵的心泵的理论压头或扬程理论压头或扬程：静压头：静压头：动压头：动压头：三、离心三、离心泵的基本方程的基本方程三、离心三、离心泵的基本方程的基本方程(1)-(4)：离心泵的基本方程式：离心泵的基本方程式 理论压头的表达式理论压头的表达式 2、叶轮直径和转速的影响：、叶轮直径和转速的影响：D2or n u HT3、液体密度的影响：、液体密度的影响：HT与密度与
11、密度无关无关四、离心四、离心泵理理论压头的理的理论分析分析1、理论压头与、理论压头与理论流量理论流量QT、叶轮转速叶轮转速、叶轮的、叶轮的尺寸和几何形状尺寸和几何形状(r2、b2、2）有关；有关；4、叶片形状的影响：、叶片形状的影响：叶片后弯叶片后弯，20，即即HT 随流量增大而减小；随流量增大而减小；叶片径向叶片径向，2=90，ctg 2=0，即即HT 不随流量而变化；不随流量而变化；叶片前弯叶片前弯，290，ctg 20，HT 随随QT增大而减小。增大而减小。五、离心五、离心泵的的实际压头离心泵的实际压头与理论压头有离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异较大的差异，原因，原因在于流体在通过
12、泵的过程中在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失存在着压头损失，它主，它主要包括：要包括：1）叶片间的环流叶片间的环流 2）流体的阻力损失流体的阻力损失 3）冲击损失冲击损失 离心泵的特性方程离心泵的特性方程 主主要要取取决决于于叶叶片片数数目目、流流动动角角 2、叶叶轮轮大大小小等因素，而几乎与流量大小无关。等因素，而几乎与流量大小无关。（1）叶片间的环流运动）叶片间的环流运动具体原因如下：具体原因如下：（2）水力损失）水力损失可近似视为可近似视为与流速的平方呈正比与流速的平方呈正比在在设设计计流流量量下下，此此项项损损失失最最小小。流流量若偏离设计量越远，冲击损失越大。量若偏离设计量越远，冲击损失越大。0.8-0.9以以泄漏泄漏流量流量q的大小来估算。的大小来估算。（3）容积损失）容积损失证证明明：当当泵泵的的结结构构不不变变时时，q值值与与扬扬程程的的平平方方根成正比。根成正比。小型水泵：小型水泵：=50 70%；大型泵：大型泵：90%（4）机械损失）机械损失叶轮与流体之间的摩擦；叶轮与流体之间的摩擦；泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦0.85-0.950.96-0.99