化工原理_第二章_流體輸送機(jī)械

1、化工原理化工原理電子教案電子教案/目錄目錄1目錄目錄第二章第二章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械第一節(jié) 離心泵一、離心泵的構(gòu)造和工作原理一、離心泵的構(gòu)造和工作原理二、離心泵主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及功能二、離心泵主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及功能三、三、離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù)四、離心泵的特性曲線四、離心泵的特性曲線五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)習(xí)題課習(xí)題課六、離心泵的安裝高度六、離心泵的安裝高度七、離心泵的類型、選用、安裝與操作七、離心泵的類型、選用、安裝與操作化工原理化工原理電子教案電子教案/目錄目錄2目錄目錄第二節(jié)第二節(jié) 其它類型泵其它類型泵 一、其它速度式泵一、其它速度式泵

2、二、容積式泵二、容積式泵三、各類泵在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用三、各類泵在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用第三節(jié)第三節(jié) 通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵一、離心通風(fēng)機(jī)一、離心通風(fēng)機(jī)二、往復(fù)壓縮機(jī)二、往復(fù)壓縮機(jī)第三版第18次印刷的教材更正化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章3/62第二章第二章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械 真空泵真空泵壓縮機(jī)壓縮機(jī)鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)氣體壓送機(jī)械氣體壓送機(jī)械泵泵液體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章4/62第二章第二章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械按泵的工作原理分按泵的工作原理分:特點(diǎn)：特點(diǎn)

3、：依靠旋轉(zhuǎn)的葉片向液體傳送機(jī)械能依靠旋轉(zhuǎn)的葉片向液體傳送機(jī)械能 特點(diǎn)：機(jī)械內(nèi)部的工作容積不斷發(fā)生變化。特點(diǎn)：機(jī)械內(nèi)部的工作容積不斷發(fā)生變化。 、回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式式等等往往復(fù)復(fù)式式容容積積式式：如如軸軸流流式式、噴噴射射式式等等、離離心心式式速速度度式式：如如泵泵化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章5/62第一節(jié)第一節(jié) 離心泵離心泵一、離心泵的構(gòu)造和工作原理一、離心泵的構(gòu)造和工作原理 ：、：、：、泵軸及軸封裝置泵軸及軸封裝置泵殼泵殼葉輪葉輪321底底閥閥泵泵 軸軸葉葉輪輪壓壓出出導(dǎo)導(dǎo)管管泵泵殼殼吸入導(dǎo)管吸入導(dǎo)管1 1、離心泵的構(gòu)造：、離心泵的構(gòu)造： 思考：思考：u為什么葉片彎曲？為什么葉

4、片彎曲？u泵殼呈蝸殼狀？泵殼呈蝸殼狀？請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫答案見后面的內(nèi)容答案見后面的內(nèi)容化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章6/62一、離心泵的構(gòu)造和工作原理一、離心泵的構(gòu)造和工作原理2 2、離心泵的工作原理、離心泵的工作原理請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫思考：思考： 流體在泵內(nèi)都獲得了哪幾種能量？流體在泵內(nèi)都獲得了哪幾種能量？ 其中哪種能量占主導(dǎo)地位？其中哪種能量占主導(dǎo)地位？思考：思考：泵啟動(dòng)前為什么要灌滿液體泵啟動(dòng)前為什么要灌滿液體氣縛現(xiàn)象氣縛現(xiàn)象答案：動(dòng)能和靜壓能，其中靜壓能占主導(dǎo)答案：動(dòng)能和靜壓能，其中靜壓能占主導(dǎo)化工原理化工原理電子教

5、案電子教案/ /第二章第二章7/62二離心泵主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及功能二離心泵主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及功能1葉輪葉輪 半閉式葉輪半閉式葉輪敞式葉輪敞式葉輪閉式葉輪閉式葉輪閉式葉輪的內(nèi)漏最小，故效率最高，敞式葉輪閉式葉輪的內(nèi)漏最小，故效率最高，敞式葉輪的內(nèi)漏最大。的內(nèi)漏最大。但敞式葉輪和半閉式葉輪不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象但敞式葉輪和半閉式葉輪不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫思考：思考：三種葉輪中哪一種效率高？三種葉輪中哪一種效率高？葉輪是離心泵的心臟部件，有葉輪是離心泵的心臟部件，有2 至至6 片彎曲的葉片。片彎曲的葉片。 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章8/62二離心泵主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及

6、功能二離心泵主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及功能思考：思考：泵殼的主要作用是什么？泵殼的主要作用是什么？2泵殼泵殼匯集液體，并導(dǎo)出液體；匯集液體，并導(dǎo)出液體；能量轉(zhuǎn)換裝置（動(dòng)能變靜壓能）能量轉(zhuǎn)換裝置（動(dòng)能變靜壓能）呈蝸牛殼狀呈蝸牛殼狀 思考：思考：為什么導(dǎo)輪的彎曲方向與葉片為什么導(dǎo)輪的彎曲方向與葉片彎曲方向相反？彎曲方向相反？3導(dǎo)輪導(dǎo)輪請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫答案見后面的內(nèi)容答案見后面的內(nèi)容固定不動(dòng)固定不動(dòng) 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章9/62二離心泵主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及功能二離心泵主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及功能4. 軸封裝置軸封裝置 機(jī)機(jī)械械密密封封填填料料密密封封填料如浸油或滲涂石墨的石棉帶、

7、碳纖維、氟纖維和膨脹石墨等，填料如浸油或滲涂石墨的石棉帶、碳纖維、氟纖維和膨脹石墨等，請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫-減少泵內(nèi)高壓液體外流，或防止空氣侵入泵內(nèi)。減少泵內(nèi)高壓液體外流，或防止空氣侵入泵內(nèi)。由兩個(gè)光滑而密切貼合的金屬環(huán)形面構(gòu)成，動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，靜環(huán)由兩個(gè)光滑而密切貼合的金屬環(huán)形面構(gòu)成，動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，靜環(huán)裝在泵殼上固定不動(dòng)，二者在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持緊貼狀態(tài)以防止?jié)B漏。裝在泵殼上固定不動(dòng)，二者在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持緊貼狀態(tài)以防止?jié)B漏。填料不能壓得過緊，也不能壓得過松，應(yīng)以壓蓋調(diào)節(jié)到有液體成滴填料不能壓得過緊，也不能壓得過松，應(yīng)以壓蓋調(diào)節(jié)到有液體成滴狀向外滲透。狀向外滲透。請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫 對(duì)

8、于輸送酸、堿的離心泵，密封要求比較嚴(yán)，多對(duì)于輸送酸、堿的離心泵，密封要求比較嚴(yán)，多用機(jī)械密封。用機(jī)械密封?；ぴ砘ぴ黼娮咏贪鸽娮咏贪? /第二章第二章10/62三離心泵的主要性能參數(shù)三離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù) 允許汽蝕余量允許汽蝕余量軸功率和效率軸功率和效率壓頭壓頭流量流量轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速銘銘牌牌化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章11/62三離心泵的主要性能參數(shù)三離心泵的主要性能參數(shù)v轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速H，又稱揚(yáng)程，泵對(duì)單位重量流體提供的有效能又稱揚(yáng)程，泵對(duì)單位重量流體提供的有效能量，量，m?？捎萌鐖D裝置測(cè)量?？捎萌鐖D裝置測(cè)量。Q，泵單位時(shí)間實(shí)際輸出的液

9、體量，泵單位時(shí)間實(shí)際輸出的液體量，m3/s或或m3/h?？蓽y(cè)量。可測(cè)量。 流量計(jì) 真空表 壓力表 h0 c b Hgugpbb22 fcchhgugp 022 gppHbc gppbc )()(真真表表 n，單位單位r.p.s或或r.p.m在泵進(jìn)口在泵進(jìn)口b 、泵出口、泵出口 c 間列機(jī)械能衡算式：間列機(jī)械能衡算式： 允許汽蝕余量允許汽蝕余量軸功率和效率軸功率和效率壓頭壓頭流量流量轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速v流量流量v壓頭壓頭化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章12/62三離心泵的主要性能參數(shù)三離心泵的主要性能參數(shù) 多多，且且葉葉片片厚厚度度不不計(jì)計(jì)。葉葉輪輪的的葉葉片片數(shù)數(shù)目目為為無無窮窮流流體

10、體為為理理想想流流體體)2()1(理論壓頭理論壓頭-理想情況下單位重量液體所獲得的能量稱為理想情況下單位重量液體所獲得的能量稱為 理論壓頭，用理論壓頭，用H H 表示。表示。由由(1) 液液體體在在泵泵內(nèi)內(nèi)無無摩摩擦擦阻阻力力損損失失由由( (2 2) ) 流流體體與與葉葉片片的的相相對(duì)對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌軌跡跡 可可視視為為與與葉葉片片形形狀狀相相同同。 泵的壓頭泵的壓頭H與影響因素的關(guān)系式只能由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，但與影響因素的關(guān)系式只能由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，但理想情況下的關(guān)系式則可理論推導(dǎo)得到。理想情況下的關(guān)系式則可理論推導(dǎo)得到。 思考：思考：由（由（1 1）、（）、（2 2）可以得出什么結(jié)果？）可以得

11、出什么結(jié)果？化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章13/62理論壓頭理論壓頭H c2 2 c1 1 H gpp 12gcc22122 在在1與與2之間列伯努利方程式，得：之間列伯努利方程式，得：理論壓頭理論壓頭H 22121222122221122121uurrdrrppdrFrrrrc gpp 12 產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因：原因一原因一：離心力作功：離心力作功1 kg液體受到的離心力為：液體受到的離心力為： rFc2 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章14/62理論壓頭理論壓頭H c2 2 c1 1 H gpp 12gcc22122 在在1與與2之間列伯努利方程式

12、，得：之間列伯努利方程式，得：理論壓頭理論壓頭H 22122112uupp gwwgpp22221212 原因二：原因二：液體由液體由1流到流到2時(shí)，由于流動(dòng)通道逐漸擴(kuò)大，時(shí)，由于流動(dòng)通道逐漸擴(kuò)大， w逐漸變小，這部分能量將轉(zhuǎn)化為靜壓能。逐漸變小，這部分能量將轉(zhuǎn)化為靜壓能?；ぴ砘ぴ黼娮咏贪鸽娮咏贪? /第二章第二章15/62理論壓頭理論壓頭H c2 2 c1 1 r液體在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪中的運(yùn)動(dòng)分為液體在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪中的運(yùn)動(dòng)分為2種種:u周向運(yùn)動(dòng)：周向運(yùn)動(dòng)：沿葉片表面的運(yùn)動(dòng)：沿葉片表面的運(yùn)動(dòng)：處處與葉片相切，速度處處與葉片相切，速度wu2u1w1w2思考：思考：u1、u2孰大？孰大？

13、w1 、w2孰大？孰大？gccgwwuuH22212222212122 根據(jù)余弦定理可知：根據(jù)余弦定理可知：111212121cos2 ucucw 222222222cos2 ucucw 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章16/62理論壓頭理論壓頭H c2 2 c1 1 1 2u2 2 2u1w1w2理論壓頭理論壓頭H Q又又rcbr2222 222222 ctgbrQucu 2222 ctgccuru gucgucHu22222cos 離心泵設(shè)計(jì)中，一般都使設(shè)計(jì)流量下的離心泵設(shè)計(jì)中，一般都使設(shè)計(jì)流量下的 1=90 則則coscos 1 1=0=0。于是。于是 r2b2c2uc

14、2c2rc2uc2rgucucH111222coscos 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章17/62理論壓頭理論壓頭H c2 2 c1 1 1 2u2 2 2u1w1w2理論壓頭理論壓頭H r2b2c2uc2c2rc2uc2r 22222222222121 ctgbQrgctgbrQuugH思考：思考：與與H 有關(guān)的因素有哪些？分別是怎樣有關(guān)的因素有哪些？分別是怎樣的關(guān)系？的關(guān)系？ 討論：討論： （1） H 與流量與流量Q、葉輪轉(zhuǎn)速葉輪轉(zhuǎn)速 、葉、葉輪的尺寸和構(gòu)輪的尺寸和構(gòu)造（造（r2、b2、 2）有關(guān)；有關(guān)；（2）葉輪直徑越大、轉(zhuǎn)速越大，）葉輪直徑越大、轉(zhuǎn)速越大，則則H 越

15、大；越大；化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章18/62葉片后彎葉片后彎， 20， 即即H 隨流量增大而減??；隨流量增大而減??；葉片徑向葉片徑向， 2=90 ，ctg 2=0， 即即H 不隨流量而變化不隨流量而變化；葉片前彎葉片前彎， 290 ，ctg 290 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章19/62理論壓頭理論壓頭H 似乎似乎泵泵設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取前彎葉片，因其設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取前彎葉片，因其H 為最高。但實(shí)際為最高。但實(shí)際上上泵的設(shè)計(jì)都采用后彎葉片。泵的設(shè)計(jì)都采用后彎葉片。WhyWhy？c2w2u2后彎葉片后彎葉片c2w2u2徑向葉片徑向葉片c2w2u2前彎葉片前彎葉片c

16、2小，泵內(nèi)流動(dòng)阻力損失小小，泵內(nèi)流動(dòng)阻力損失小回憶：回憶：思考：思考： 為什么葉片彎曲？為什么葉片彎曲？ 泵殼呈蝸殼狀？泵殼呈蝸殼狀？思考：思考： 為什么導(dǎo)輪的彎曲為什么導(dǎo)輪的彎曲方向與葉片彎曲方向方向與葉片彎曲方向相反？相反？化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章20/62理論壓頭理論壓頭H 22222222222121 ctgbQrgctgbrQuugH（4）理論壓頭）理論壓頭H 與液體密度無關(guān)。與液體密度無關(guān)。 這就是說，同一臺(tái)泵無論輸送何種密度的液這就是說，同一臺(tái)泵無論輸送何種密度的液體，對(duì)單位重量流體所能提供的能量是相同的。體，對(duì)單位重量流體所能提供的能量是相同的。化工原

17、理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章21/62實(shí)際壓頭實(shí)際壓頭H實(shí)際壓頭比理論壓頭要小。具體原因如下：實(shí)際壓頭比理論壓頭要小。具體原因如下： 此損失只與葉片數(shù)、液此損失只與葉片數(shù)、液體黏度等有關(guān)，與流量幾體黏度等有關(guān)，與流量幾乎無關(guān)。乎無關(guān)。（1）葉片間的環(huán)流運(yùn)動(dòng)）葉片間的環(huán)流運(yùn)動(dòng)請(qǐng)點(diǎn)擊請(qǐng)點(diǎn)擊觀觀看動(dòng)畫看動(dòng)畫 考慮這一因素后，圖中考慮這一因素后，圖中理論壓頭線理論壓頭線a a變?yōu)橹本€變?yōu)橹本€b b 。 b b化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章22/62實(shí)際壓頭實(shí)際壓頭H（2）阻力損失）阻力損失 考慮到這項(xiàng)損失后，考慮到這項(xiàng)損失后，壓頭線變?yōu)榍€壓頭線變?yōu)榍€c c 。

18、此損失可近似視為與流此損失可近似視為與流速的平方呈正比。速的平方呈正比。b bc c化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章23/62實(shí)際壓頭實(shí)際壓頭H（3）沖擊損失）沖擊損失 在設(shè)計(jì)流量下，此項(xiàng)損在設(shè)計(jì)流量下，此項(xiàng)損失最小。流量若偏離設(shè)計(jì)量失最小。流量若偏離設(shè)計(jì)量越遠(yuǎn)，則沖擊損失越大。越遠(yuǎn)，則沖擊損失越大。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量流量 w2 c2 2 2 2 u2 w1 c1 1 1 u1b bc cd d 考慮到這項(xiàng)損失后，壓考慮到這項(xiàng)損失后，壓頭線應(yīng)為曲線頭線應(yīng)為曲線d d。 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章24/62三離心泵的主要性能參數(shù)三離心泵的主要性能參數(shù)v軸功率和

19、效率軸功率和效率 允許汽蝕余量允許汽蝕余量軸功率和效率軸功率和效率壓頭壓頭流量流量轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速軸功率，軸功率， 用用N表示，單位表示，單位W 或或kW NNe NgHQ 電電機(jī)機(jī) 泵泵 電功率電N電 出 傳傳傳電電出出 NNNNe電電電電出出電電功功率率 N NNe效率效率 ，無量綱，無量綱有效功率有效功率Ne=msweQ gH，單位單位W 或或kW 三者關(guān)系（如圖）：三者關(guān)系（如圖）：化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章25/62三離心泵的主要性能參數(shù)三離心泵的主要性能參數(shù)v軸功率和效率軸功率和效率 允許汽蝕余量允許汽蝕余量軸功率和效率軸功率和效率壓頭壓頭流量流量轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速NNe機(jī)械

20、損失容積損失水力損失小型水泵：小型水泵： 一般為一般為5050 70%70% 大型泵：大型泵： 可達(dá)可達(dá)90%90%以上以上（1 1）容積損失：）容積損失： （2）水力損失）水力損失（3）機(jī)械損失）機(jī)械損失內(nèi)漏內(nèi)漏與效率與效率 有關(guān)的各種能量損失：有關(guān)的各種能量損失：環(huán)流損失、阻力損失和沖擊損失環(huán)流損失、阻力損失和沖擊損失 泵軸與軸承、密封圈等機(jī)械部件之間的摩擦泵軸與軸承、密封圈等機(jī)械部件之間的摩擦化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章26/62三離心泵的主要性能參數(shù)三離心泵的主要性能參數(shù) 允許汽蝕余量允許汽蝕余量軸功率和效率軸功率和效率壓頭壓頭流量流量轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速允許汽蝕余量將在后面

21、介紹。允許汽蝕余量將在后面介紹?；ぴ砘ぴ黼娮咏贪鸽娮咏贪? /第二章第二章27/62四離心泵的特性曲線四離心泵的特性曲線NQ曲線曲線 Q曲線曲線 測(cè)定條件：測(cè)定條件： 固定轉(zhuǎn)速，固定轉(zhuǎn)速， 20 C清水清水 上述這些主要性能參數(shù)間的關(guān)系無法理論推得，一般由上述這些主要性能參數(shù)間的關(guān)系無法理論推得，一般由廠家測(cè)定，并用曲線表示出來，稱為離心泵特性曲線。常廠家測(cè)定，并用曲線表示出來，稱為離心泵特性曲線。常用的共有三條線，如圖。用的共有三條線，如圖。 駝峰型駝峰型陡降型陡降型平坦型平坦型HQ曲線曲線化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章28/62四離心泵的特性曲線四離心泵的特性曲

22、線設(shè)計(jì)點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)2高高效效區(qū)區(qū)最高效率最高效率 58區(qū)域?yàn)楸酶咝^(qū)區(qū)域?yàn)楸酶咝^(qū)由圖可見：由圖可見： Q ，H ，N ， 有最大值（設(shè)計(jì)點(diǎn)）。有最大值（設(shè)計(jì)點(diǎn)）。思考：思考：離心泵啟動(dòng)時(shí)出離心泵啟動(dòng)時(shí)出口閥門應(yīng)關(guān)閉還口閥門應(yīng)關(guān)閉還是打開，是打開，why？為什么為什么Q0時(shí)時(shí)，N 0？化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章29/62離心泵特性曲線的影響因素離心泵特性曲線的影響因素v液體性質(zhì)液體性質(zhì) 密度密度: :黏度黏度: :Why？ gctgbQrgctgbrQuuH222222222222 當(dāng)當(dāng) 比比20清水的大時(shí)，清水的大時(shí)，H ，N ， 實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng) 20倍清水的黏

23、度（倍清水的黏度（ 20 ）時(shí)，）時(shí)， 對(duì)特對(duì)特性曲線的影響很小，可忽略不計(jì)。性曲線的影響很小，可忽略不計(jì)。 對(duì)對(duì)HQ曲線、曲線、 Q曲線無影響，但曲線無影響，但 gHQN 故故，NQ曲線上移。曲線上移?；ぴ砘ぴ黼娮咏贪鸽娮咏贪? /第二章第二章30/62離心泵特性曲線的影響因素離心泵特性曲線的影響因素v 葉輪轉(zhuǎn)速葉輪轉(zhuǎn)速 當(dāng)轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)速 變化不大時(shí)（小于變化不大時(shí)（小于20%），利用出口速度三角形），利用出口速度三角形相似的近似假定，可推知：相似的近似假定，可推知：2 nnHHnnQQ3 nnNN若若 不變，則不變，則 NNe NgHQ 比例定律比例定律思考：思考：若泵在原轉(zhuǎn)速若泵在原

24、轉(zhuǎn)速n下的特性曲線方程為下的特性曲線方程為H=A+BQ2，則新轉(zhuǎn)速，則新轉(zhuǎn)速n 下泵的特性曲線方程表達(dá)式？下泵的特性曲線方程表達(dá)式？化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章31/62離心泵特性曲線的影響因素離心泵特性曲線的影響因素HnnHQnnQ 2222QnnBAHnn 22QBnnAH H n 0 Qn 2BQAH 泵在原轉(zhuǎn)速泵在原轉(zhuǎn)速n n下的特性曲線方程下的特性曲線方程轉(zhuǎn)速增大轉(zhuǎn)速增大化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章32/62離心泵特性曲線的影響因素離心泵特性曲線的影響因素22222 DDHHDDQQ322 DDNN切割定律v 葉輪直徑葉輪直徑當(dāng)葉輪直徑因切

25、割而變小時(shí)，若變化程度小于當(dāng)葉輪直徑因切割而變小時(shí)，若變化程度小于20%，則，則若若 不變，則不變，則思考：思考：若泵在原葉輪直徑下的特性曲線方程為若泵在原葉輪直徑下的特性曲線方程為H=A+BQ2，則葉輪切割后泵的特性曲線方程表達(dá)式？則葉輪切割后泵的特性曲線方程表達(dá)式？注意：教材式（注意：教材式（2-152-15）、）、（2-16c2-16c）有誤）有誤化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章33/62五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)泵泵-供方供方管路管路-需方需方 H泵的特性曲線 Q 工工作作點(diǎn)點(diǎn)匹配：匹配：1、管路特性曲線、管路特性曲線泵提供的流量泵提供的

26、流量 = 管路所需的流量管路所需的流量泵提供的壓頭泵提供的壓頭H = 管路所需的壓頭管路所需的壓頭he-管路所需壓頭管路所需壓頭h he e與流量關(guān)系曲線與流量關(guān)系曲線對(duì)如圖所示的管路列機(jī)械能衡算式：對(duì)如圖所示的管路列機(jī)械能衡算式：化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章34/62五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)H泵的特性曲線 Qfehgugpzh 22 252282Qgdlelgudlelhf QfA 2BQAhe A 工工作作點(diǎn)點(diǎn)管路特性方程管路特性方程完全湍流時(shí)，完全湍流時(shí)，與流量無關(guān)與流量無關(guān)與流量有關(guān)與流量有關(guān)化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第

27、二章第二章35/62五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)H泵的特性曲線 Q 改改變變泵泵的的特特性性曲曲線線改改變變管管路路特特性性曲曲線線2、流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)閥門（改變曲線中的調(diào)節(jié)閥門（改變曲線中的B）改變改變n、切割葉輪切割葉輪 2252282BQAQgdlelgugpzhe 閥門開大閥門開大閥門關(guān)小閥門關(guān)小工作點(diǎn)工作點(diǎn)兩種方法兩種方法缺點(diǎn)：多耗動(dòng)力，并可能使泵低效率區(qū)工作缺點(diǎn)：多耗動(dòng)力，并可能使泵低效率區(qū)工作優(yōu)點(diǎn)：迅速、方便，可在某一最大流量與零之間隨意變動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：迅速、方便，可在某一最大流量與零之間隨意變動(dòng)。 不經(jīng)常改變流量時(shí)用，大中型泵的流量不經(jīng)常改變流量時(shí)

28、用，大中型泵的流量調(diào)節(jié)傾向于首先考慮采用這一技術(shù)調(diào)節(jié)傾向于首先考慮采用這一技術(shù) 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章36/62習(xí)題課習(xí)題課 操作型操作型設(shè)計(jì)型設(shè)計(jì)型-根據(jù)流量、壓頭選泵根據(jù)流量、壓頭選泵 將流量、壓頭裕量控制在將流量、壓頭裕量控制在10%左右。左右。maxmax)15. 11 . 1()1 . 105. 1(HHQQ 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章37/62設(shè)計(jì)型問題計(jì)算舉例設(shè)計(jì)型問題計(jì)算舉例【例例】 要用泵將水送到要用泵將水送到15 m高之處，最大流量為高之處，最大流量為80 m3 h-1。此流量下管路的壓頭損失為。此流量下管路的壓頭損失為3

29、 m。試在。試在IS 型泵型泵中，選定合用的一個(gè)。中，選定合用的一個(gè)?！窘饨狻?題中已給出最大流量為：題中已給出最大流量為： Q=80 m3 h-1mhgpuzhfe18301522 取取he的的1.051.1倍則為倍則為18.919.8m。查圖查圖2-18得：得：IS100-80-125，n2900 r min-1另：另：IS125-100-250，n1450 r min-1泵雖同樣合用，泵雖同樣合用，但泵體較大，一般情況下都選前者。但泵體較大，一般情況下都選前者。 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章38/62操作型問題計(jì)算舉例操作型問題計(jì)算舉例 201. 030VH 204

30、. 010Vhe ehH mhhmVe26203 （20，26）【例例】某離心泵工作轉(zhuǎn)速為某離心泵工作轉(zhuǎn)速為n=2900r.p.m.（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/min），），其特性其特性曲線方程為曲線方程為H=300.01V2 。當(dāng)泵的出口閥全開時(shí)，管路特性。當(dāng)泵的出口閥全開時(shí)，管路特性曲線方程為曲線方程為he=100.04V2，式中，式中V的單位為的單位為m3/h，H及及he的單的單位均為位均為m。求：求：（1）閥全開時(shí)，泵的輸水量為多少？）閥全開時(shí)，泵的輸水量為多少？（2）要求所需供水量為上述供水量的）要求所需供水量為上述供水量的75%時(shí)：時(shí)： a若采用出口閥調(diào)節(jié)，則多損失的壓頭為多少若采用出口閥調(diào)節(jié)，則多損

31、失的壓頭為多少m水柱？水柱？ b若采用變速調(diào)節(jié)，則泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少若采用變速調(diào)節(jié)，則泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少r.p.m.？ 【解解】 （1）化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章39/62hmV315%7520 mVH75.271501. 03001. 03022 mhe191504. 0102 m75. 81975.27 多多損損失失（20，26）（15，19）（15， 27.75） 2015H he (2)多損失的壓頭為多少多損失的壓頭為多少m水柱？水柱？ a. 采用調(diào)節(jié)出口閥門的方法采用調(diào)節(jié)出口閥門的方法多損失的201. 030VH 204. 010Vhe 泵特性曲線方程管路特性曲線

32、方程化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章40/62201. 030VH 204. 010Vhe 泵特性曲線方程管路特性曲線方程hmV315%7520 mhe191504. 0102 （20，26）（15，19）22201. 030VnnHnn 221501. 029003019 n.2441mprn b. 采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法，采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法，則泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少則泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少r.p.m.？ 2015注意：以下解法錯(cuò)誤注意：以下解法錯(cuò)誤!mprnVVn.2175290075. 0 新轉(zhuǎn)速下泵的特性曲線方程為：新轉(zhuǎn)速下泵的特性曲線方程為： 因?yàn)楸壤芍贿m用于泵，而不能用于由泵

33、和因?yàn)楸壤芍贿m用于泵，而不能用于由泵和管路特性曲線共同決定的工作點(diǎn)（管路特性曲線過管路特性曲線共同決定的工作點(diǎn)（管路特性曲線過坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)除外）。坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)除外）。he 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章41/62六、離心泵的安裝高度六、離心泵的安裝高度ZS1 1、什么是安裝高度？、什么是安裝高度？ 泵軸與吸液方液泵軸與吸液方液面間的垂直高度，稱面間的垂直高度，稱為安裝高度，用為安裝高度，用ZS表表示?？烧韶?fù)。示?？烧韶?fù)。思考：思考：安裝高度為什么受限制？安裝高度為什么受限制？ 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章42/62六、離心泵的安裝高度六、離心泵的安

34、裝高度ZS思考：思考：安裝高度為什么受限制？安裝高度為什么受限制？ 為避免汽蝕現(xiàn)象，安裝高度必須加以為避免汽蝕現(xiàn)象，安裝高度必須加以限制，即存在最大安裝高度限制，即存在最大安裝高度ZS,max。汽蝕現(xiàn)象：汽蝕現(xiàn)象： 葉片背面葉片背面 當(dāng)當(dāng)pkpv 時(shí)，時(shí)，K處發(fā)生部分汽化現(xiàn)象。處發(fā)生部分汽化現(xiàn)象。 葉片表面產(chǎn)生蜂窩狀腐蝕葉片表面產(chǎn)生蜂窩狀腐蝕 ；泵體震動(dòng)，并發(fā)出噪音；泵體震動(dòng)，并發(fā)出噪音；流量、壓頭、效率都明顯下降；流量、壓頭、效率都明顯下降；嚴(yán)重時(shí)甚至吸不上液體。嚴(yán)重時(shí)甚至吸不上液體?；ぴ砘ぴ黼娮咏贪鸽娮咏贪? /第二章第二章43/62六、離心泵的安裝高度六、離心泵的安裝高度ZS2、

35、最大安裝高度、最大安裝高度ZS,max和允許汽蝕余量和允許汽蝕余量 h允許允許esfeesshgugpzgp 22 min,max,esfeesshgugpgpz 22 min,max, 剛好發(fā)生汽蝕時(shí)剛好發(fā)生汽蝕時(shí)， pkpv， pe達(dá)到最小值達(dá)到最小值pe,min。在在s-s面、面、e-e面間列機(jī)械能衡算：面間列機(jī)械能衡算：esfeeshgpgugpgpp 22min,最小汽蝕余量最小汽蝕余量又稱最小凈正吸上高度又稱最小凈正吸上高度（NPSH，Net Positive Suction Head） 化工原理化工原理電子教案電子教案/ /第二章第二章44/62六、離心泵的安裝高度六、離心泵的安裝高