各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件

1、 第 二章 流體輸送機(jī)械 第 一 節(jié) 液體輸送機(jī)械 第 二章 流體輸送機(jī)械 第 一 節(jié) 液體輸送機(jī)械 2-1-1 離心泵離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型 離心泵的基本方程式 離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線 離心泵性能的改變 離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)2-1-2 其他類型的泵2-1-1 離心泵流體輸送機(jī)械：向流體作功以提高流體機(jī)械能的裝置。 輸送液體的機(jī)械通稱為泵； 例如：離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵和漩渦泵。 輸送氣體的機(jī)械按不同的工況分別稱為: 通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵。 本章的目的： 結(jié)合化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，討論各種流體輸送機(jī)械的操作原理、基本構(gòu)造與性能，合理地選擇其類

2、型、決定規(guī)格、計(jì)算功率消耗、正確安排在管路系統(tǒng)中的位置等流體輸送機(jī)械：向流體作功以提高流體機(jī)械能的裝置。本章的目的：2-1-1離心泵一離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型 1、操作原理 由若干個(gè)彎曲的葉片組成的葉輪置于具有蝸殼通道的泵殼之內(nèi)。 葉輪緊固于泵軸上 泵軸與電機(jī)相連， 可由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 2-1-1離心泵一離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型 由若干個(gè) 吸入口位于泵殼中央與吸入管路相連，并在吸入管底部裝 一止逆閥。 泵殼的側(cè)邊為排出口，與排出管路相連，裝有調(diào)節(jié)閥。離心泵的工作過程： 開泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體。 開泵后，泵軸帶動(dòng)葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力。液體在 此作用下，從葉輪中心被拋向葉輪

3、外周，壓力增高，并以 很高的速度（15-25 m/s）流入泵殼。 吸入口位于泵殼中央與吸入管路相連，并在吸入管底部裝 在蝸形泵殼中由于流道的不斷擴(kuò)大，液體的流速減慢，使 大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。最后液體以較高的靜壓強(qiáng)從排 出口流入排出管道。 泵內(nèi)的液體被拋出后，葉輪的中心形成了真空，在液面壓 強(qiáng)（大氣壓）與泵內(nèi)壓力（負(fù)壓）的壓差作用下，液體便 經(jīng)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，填補(bǔ)了被排除液體的位置。 離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)葉輪所產(chǎn)生的離心力，因此稱為離心泵。 在蝸形泵殼中由于流道的不斷擴(kuò)大，液體的流速減慢，使 離各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件 氣 縛 離心泵啟動(dòng)時(shí)，如果泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的

4、密度遠(yuǎn)小于液體的密度，葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心處產(chǎn)生的低壓不足以造成吸上液體所需要的真空度，這樣，離心泵就無(wú)法工作，這種現(xiàn)象稱作“氣縛”。 為了使啟動(dòng)前泵內(nèi)充滿液體，在吸入管道底部裝一止逆閥。此外，在離心泵的出口管路上也裝一調(diào)節(jié)閥，用于開停車和調(diào)節(jié)流量。 氣 縛 為了使啟動(dòng)前泵內(nèi)充滿液體，在吸入管道底部裝一止各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件2、基本部件和構(gòu)造1）葉輪a)葉輪的作用 將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體,使液體的動(dòng)能有所提高。 b)葉輪的分類 根據(jù)結(jié)構(gòu)閉式葉輪開式葉輪 半閉式葉輪 葉片的內(nèi)側(cè)帶有前后蓋板，適于輸送干凈流體，效率較高。沒有前后蓋板，適合輸送含有固體顆粒的液體懸浮物。只有后蓋板，

5、可用于輸送漿料或含固體懸浮物的液體，效率較低。2、基本部件和構(gòu)造根據(jù)結(jié)構(gòu)閉式葉輪開式葉輪 半閉式葉輪 葉片各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件按吸液方式 單吸式葉輪 雙吸式葉輪液體只能從葉輪一側(cè)被吸入，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。相當(dāng)于兩個(gè)沒有蓋板的單吸式葉輪背靠背并在了一起，可以從兩側(cè)吸入液體，具有較大的吸液能力，而且可以較好的消除軸向推力。 按吸液方式 單吸式葉輪 雙吸式葉輪液體只能從葉輪一側(cè)被吸入，各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件2）泵殼 泵殼的作用 匯集液體，作導(dǎo)出液體的通道； 使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。 導(dǎo)葉輪 為了減少液體直接進(jìn)入蝸殼時(shí)的碰撞，在葉輪與泵殼之間有時(shí)還裝有一個(gè)固定不動(dòng)的帶有葉片的圓盤，稱為導(dǎo)葉

6、輪。導(dǎo)葉輪上的葉片的彎曲方向與葉輪上葉片的彎曲方向相反，其彎曲角度正好與液體從葉輪流出的方向相適應(yīng)，引導(dǎo)液體在泵殼的通道內(nèi)平緩的改變方向，使能量損失減小，使動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換更為有效。 2）泵殼 導(dǎo)葉輪 各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件3）軸封裝置A 軸封的作用 為了防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿軸的四周而漏出，或者外界空氣漏入泵殼內(nèi)。B 軸封的分類 軸封裝置 填料密封： 機(jī)械密封： 主要由填料函殼、軟填料和填料壓蓋組成，普通離心泵采用這種密封。 主要由裝在泵軸上隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)和固定于泵殼上的靜環(huán)組成，兩個(gè)環(huán)形端面由彈簧的彈力互相貼緊而作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到密封作用。 端面密封3）軸封裝置軸封裝置 填料密封： 機(jī)械密封

7、： 主要由填料函殼各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件3、離心泵的分類1）按照軸上葉輪數(shù)目的多少 單級(jí)泵 多級(jí)泵 軸上只有一個(gè)葉輪的離心泵，適用于出口壓力不太大的情況；軸上不止一個(gè)葉輪的離心泵 ，可以達(dá)到較高的壓頭。離心泵的級(jí)數(shù)就是指軸上的葉輪數(shù)，我國(guó)生產(chǎn)的多級(jí)離心泵一般為29級(jí)。 2）按葉輪上吸入口的數(shù)目單吸泵 雙吸泵 葉輪上只有一個(gè)吸入口，適用于輸送量不大的情況。葉輪上有兩個(gè)吸入口，適用于輸送量很大的情況。 3、離心泵的分類單級(jí)泵 多級(jí)泵 軸上只有一個(gè)葉輪的離心泵，適各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件3）按離心泵的不同用途 水泵 輸送清水和

8、物性與水相近、無(wú)腐蝕性且雜質(zhì)很少的液體的泵, （B型） 耐腐蝕泵 接觸液體的部件（葉輪、泵體）用耐腐蝕材料制成。要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件容易更換、維修方便、密封可靠、用于耐腐蝕泵的材料有：鑄鐵、高硅鐵、各種合金鋼、塑料、玻璃等。（F型）油泵 輸送石油產(chǎn)品的泵 ，要求密封完善。（Y 型）雜質(zhì)泵 輸送含有固體顆粒的懸浮液、稠厚的漿液等的泵 ，又細(xì)分為污水泵、砂泵、泥漿泵等 。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在構(gòu)造上是葉輪流道寬、葉片數(shù)目少。3）按離心泵的不同用途 水泵 輸送清水和物性與水相近、無(wú)腐蝕各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件二、離心泵的基本方程式 1、離心泵基本方程式的導(dǎo)出 假設(shè)如下理想情況： 1）泵葉輪的葉片

9、數(shù)目為無(wú)限多個(gè)，也就是說葉片的厚度 為無(wú)限薄，液體質(zhì)點(diǎn)沿葉片彎曲表面流動(dòng)，不發(fā)生任 何環(huán)流現(xiàn)象。 2）輸送的是理想液體，流動(dòng)中無(wú)流動(dòng)阻力。 二、離心泵的基本方程式 1、離心泵基本方程式的導(dǎo)出 在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪當(dāng)中，液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)包括： 液體隨葉輪旋轉(zhuǎn) ； 經(jīng)葉輪流道向外流動(dòng)。 液體與葉輪一起旋轉(zhuǎn)的速度u1或u2方向與所處圓周的切線方向一致，大小為： 在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪當(dāng)中，液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)包括： 液體隨葉輪旋 液體沿葉片表面運(yùn)動(dòng)的速度1、2，方向?yàn)橐后w質(zhì)點(diǎn)所處葉片的切線方向，大小與液體的流量、流道的形狀等有關(guān) 單位重量液體由點(diǎn)1到點(diǎn)2獲得的機(jī)械能為: 單位重量理想液體，通過無(wú)數(shù)葉片的旋轉(zhuǎn)，獲得的能

10、量稱作理論壓頭，用H表示。 兩個(gè)速度的合成速度就是液體質(zhì)點(diǎn)在點(diǎn)1或點(diǎn)2處相對(duì)于靜止的殼體的速度，稱為絕對(duì)速度，用c1、c2來(lái)表示。 液體沿葉片表面運(yùn)動(dòng)的速度1、2，方向?yàn)橐后w質(zhì)點(diǎn)HC: 液體經(jīng)葉輪后動(dòng)能的增加 HP: 液體經(jīng)葉輪后靜壓能的增加；靜壓能增加項(xiàng)HP主要由于兩方面的因素促成：1）液體在葉輪內(nèi)接受離心力所作的外功，單位質(zhì)量液體所 接受的外功可以表示為： 2）葉輪中相鄰的兩葉片構(gòu)成自中心向外沿逐漸擴(kuò)大的液體 流道，液體通過時(shí)部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，這部分靜 壓能的增加可表示為： HC: 液體經(jīng)葉輪后動(dòng)能的增加 2）葉輪中相鄰的兩葉片構(gòu)單位重量流體經(jīng)葉輪后的靜壓能增加為:（a）根據(jù)余弦定理，

11、上述速度之間的關(guān)系可表示為： 單位重量流體經(jīng)葉輪后的靜壓能增加為:（a）根據(jù)余弦定理，上述代入（a）式，并整理可得到：(b)一般離心泵的設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭，使1=90，即cos1=0離心泵的基本方程式離心泵理論壓頭的表達(dá)式 代入（a）式，并整理可得到：(b)一般離心泵的設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭與理論流量QT關(guān)系 流量可表示為葉輪出口處的徑向速度與出口截面積的乘積從點(diǎn)2處的速度三角形可以得出代入 H=u2c2cos2/g 離心泵基本方程式 表示離心泵的理論壓頭與理論流量，葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑、葉輪的幾何形狀間的關(guān)系。理論壓頭與理論流量QT關(guān)系 從點(diǎn)2處的速度三角形可以得出代入對(duì)于某個(gè)離心泵（即其2

12、、2、b2固定），當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，理論壓頭與理論流量之間呈線形關(guān)系，可表示為： 2、離心泵基本方程式的討論 1）離心泵的理論壓頭與葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑的關(guān)系 當(dāng)葉片幾何尺寸（b2，2）與理論流量一定時(shí)，離心泵的理論壓頭隨葉輪的轉(zhuǎn)速或直徑的增加而加大。2）離心泵的理論壓頭與葉片幾何形狀的關(guān)系 根據(jù)葉片出口端傾角2的大小,葉片形狀可分為三種: 對(duì)于某個(gè)離心泵（即其2、2、b2固定），當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，a）后彎葉片(20 。泵的理論壓頭隨流量Q的增大而減小 a）后彎葉片(20 。泵的理論b）徑向葉片（2=90。，圖a），ctg2=0 。泵的理論壓頭不隨流量QT而變化。c）前彎葉片(290。，圖c)，ctg20

13、 。泵的理論壓頭隨理論流量QT的增大而增大。 前彎葉片產(chǎn)生的理論壓頭最高，這類葉片是最佳形式的葉片嗎？NO b）徑向葉片（2=90。，圖a），ctg2=0 。泵的理靜壓頭的增加：動(dòng)壓頭的增加： 前彎葉片，動(dòng)能的提高大于靜壓能的提高。 由于液體的流速過大，在動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能的實(shí)際過程中，會(huì)有大量機(jī)械能損失，使泵的效率降低。 一般都采用后彎葉片 靜壓頭的增加：動(dòng)壓頭的增加： 前彎葉片，動(dòng)能的提高大于靜壓 3、實(shí)際壓頭 離心泵的實(shí)際壓頭與理論壓頭有較大的差異，原因在于流體在通過泵的過程中存在著壓頭損失，它主要包括：1）葉片間的環(huán)流 2）流體的阻力損失 3）沖擊損失 理論壓頭、實(shí)際壓頭及各種壓頭損失與

14、流量的關(guān)系為 3、實(shí)際壓頭 各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件三離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線 1、離心泵的性能參數(shù) 1）離心泵的流量 指離心泵在單位時(shí)間里排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般用Q表示，單位為m3/h。又稱為泵的送液能力 。2）離心泵的壓頭 泵對(duì)單位重量的液體所提供的有效能量，以H表示，單位為m。又稱為泵的揚(yáng)程。三離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線 1、離心泵的性能參數(shù) 離心泵的壓頭取決于： 泵的結(jié)構(gòu)（葉輪的直徑、葉片的彎曲情況等） 轉(zhuǎn)速 n 流量 Q， 如何確定轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵的壓頭與流量之間的關(guān)系呢？ 實(shí)驗(yàn)測(cè)定離心泵的壓頭取決于：如何確定轉(zhuǎn)速一定時(shí)，H的計(jì)算可根據(jù)b、c兩截面間的柏努利方程： 離心泵的

15、壓頭又稱揚(yáng)程。必須注意，揚(yáng)程并不等于升舉高度Z，升舉高度只是揚(yáng)程的一部分。 H的計(jì)算可根據(jù)b、c兩截面間的柏努利方程： 離心泵的壓頭3）離心泵的效率 離心泵輸送液體時(shí)，通過電機(jī)的葉輪將電機(jī)的能量傳給液體。在這個(gè)過程中，不可避免的會(huì)有能量損失，也就是說泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)所做的功不能全部都為液體所獲得，通常用效率來(lái)反映能量損失。這些能量損失包括：容積損失 水力損失 機(jī)械損失 泵的效率反應(yīng)了這三項(xiàng)能量損失的總和，又稱為總效率。與泵的大小、類型、制造精密程度和所輸送液體的性質(zhì)有關(guān) 3）離心泵的效率 4）軸功率及有效功率軸功率： 電機(jī)輸入離心泵的功率,用N表示，單位為J/S,W或kW有效功率：排送到管道的液體從葉

16、輪獲得的功率，用Ne表示 軸功率和有效功率之間的關(guān)系為 ：有效功率可表達(dá)為 軸功率可直接利用效率計(jì)算4）軸功率及有效功率電機(jī)輸入離心泵的功率,用N表示，單位為J2、離心泵的特性曲線 離心泵的H、 、 N都與離心泵的Q有關(guān)，它們之間的關(guān)系由確定離心泵壓頭的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的一組關(guān)系曲線： HQ 、Q 、 NQ 離心泵的特性曲線 注意：特性曲線隨轉(zhuǎn)速而變。 各種型號(hào)的離心泵都有本身獨(dú)自的特性曲線，但形狀基本相似，具有共同的特點(diǎn) 2、離心泵的特性曲線 離心泵的H、 、 N都與離心各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件1）HQ曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系，離心泵的壓頭普遍是隨流量的增大而下降（流量很小時(shí)可能有例外

17、）2）NQ曲線：表示泵的軸功率與流量的關(guān)系，離心泵的軸功率隨流量的增加而上升，流量為零時(shí)軸功率最小。 離心泵啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉出口閥，使啟動(dòng)電流最小，以保護(hù)電機(jī)。3）Q曲線：表示泵的效率與流量的關(guān)系，隨著流量的增大，泵的效率將上升并達(dá)到一個(gè)最大值，以后流量再增大，效率便下降。1）HQ曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系，離心泵的壓頭普遍是 離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)。離心泵在與最高效率點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的流量及壓頭下工作最為經(jīng)濟(jì)。 與最高效率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的Q、H、N值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵的銘牌上標(biāo)明的就是指該泵在運(yùn)行時(shí)最高效率點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)。 注意：在選用離心泵時(shí)，應(yīng)使離心泵在該點(diǎn)附近工作。一般要求操作時(shí)的效

18、率應(yīng)不低于最高效率的92%。 離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)。離心泵在與最高效率點(diǎn)四、離心泵性能的改變 1、液體性質(zhì)的影響 1）液體密度的影響 離心泵的流量 與液體密度無(wú)關(guān)。 離心泵的壓頭 與液體的密度無(wú)關(guān) HQ曲線不因輸送的液體的密度不同而變 。泵的效率不隨輸送液體的密度而變。 離心泵的軸功率與輸送液體密度有關(guān) 。四、離心泵性能的改變 1、液體性質(zhì)的影響 離心泵的流量 與液2）粘度的影響 當(dāng)輸送的液體粘度大于常溫清水的粘度時(shí)，泵的壓頭減小泵的流量減小泵的效率下降泵的軸功率增大 泵的特性曲線發(fā)生改變，選泵時(shí)應(yīng)根據(jù)原特性曲線進(jìn)行修正當(dāng)液體的運(yùn)動(dòng)粘度小于20cst（厘池）時(shí)，如汽油、柴油、煤油等

19、粘度的影響可不進(jìn)行修正。2）粘度的影響 2、轉(zhuǎn)速對(duì)離心泵特性的影響 當(dāng)液體的粘度不大且泵的效率不變時(shí)，泵的流量、壓頭、軸功率與轉(zhuǎn)速的近似關(guān)系可表示為：比例定律 3、葉輪直徑的影響 1）屬于同一系列而尺寸不同的泵，葉輪幾何形狀完全相似，b2/D2保持不變，當(dāng)泵的效率不變時(shí)， 2、轉(zhuǎn)速對(duì)離心泵特性的影響 比例定律 3、葉輪直徑的影響2）某一尺寸的葉輪外周經(jīng)過切削而使D2變小，b2/D2變大 若切削使直徑D2減小的幅度在20%以內(nèi)，效率可視為不變，并且切削前、后葉輪出口的截面積也可認(rèn)為大致相等, 此時(shí)有： -切割定律 2）某一尺寸的葉輪外周經(jīng)過切削而使D2變小，b2/D2變大 五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與

20、允許吸上高度 1、氣蝕現(xiàn)象 氣蝕產(chǎn)生的條件葉片入口附近K處的壓強(qiáng)PK等于或小于輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓 五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度 1、氣蝕現(xiàn)象 氣蝕產(chǎn)生的氣蝕產(chǎn)生的后果： 氣蝕發(fā)生時(shí)產(chǎn)生噪音和震動(dòng)，葉輪局部在巨大沖擊的反復(fù)作用下，表面出現(xiàn)斑痕及裂紋，甚至呈海棉狀逐漸脫落 液體流量明顯下降，同時(shí)壓頭、效率也大幅度降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)輸不出液體。2、離心泵的允許吸上高度 離心泵的允許吸上高度又稱為允許安裝高度，指泵的吸入口與吸入貯槽液面間可允許達(dá)到的最大垂直距離，以Hg表示。氣蝕產(chǎn)生的后果： 氣蝕發(fā)生時(shí)產(chǎn)生噪音和震動(dòng)，葉輪局部在巨大貯槽液面0-0與入口處1-1兩截面間列柏努利方程若貯槽上方與

21、大氣相通，則P0即為大氣壓強(qiáng)Pa 貯槽液面0-0與入口處1-1兩截面間列柏努利方程若貯槽上2、離心泵的允許吸上真空度 注意：HS 單位是壓強(qiáng)的單位，通常以m液柱來(lái)表示。在水泵的性能表里一般把它的單位寫成m（實(shí)際上應(yīng)為mH2O）。離心泵的允許吸上真空度 定義式將 代入得允許吸上高度的計(jì)算式2、離心泵的允許吸上真空度 注意：HS 單位是壓強(qiáng)的單位，HS值越大，表示該泵在一定操作條件下抗氣蝕性能好，安裝高度Hg越高。 HS與泵的結(jié)構(gòu)、流量、被輸送液體的物理性質(zhì)及當(dāng)?shù)卮髿鈮旱纫蛩赜嘘P(guān)。通常由泵的制造工廠試驗(yàn)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)在大氣壓為10mH2O（9.81Pa）下,以20清水為介質(zhì)進(jìn)行的。HS值越大，表示該泵

22、在一定操作條件下抗氣蝕性能好，安裝高度HS隨Q增大而減小確定離心泵安裝高度時(shí)應(yīng)使用泵最大流量下的HS進(jìn)行計(jì)算若輸送其它液體，且操作條件與上述實(shí)驗(yàn)條件不符時(shí)，需對(duì)HS進(jìn)行校正。 3、氣蝕余量 為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，在離心泵入口處液柱的靜壓頭 與動(dòng)壓頭 之和必需大于液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓頭 的一個(gè)最小值。 HS隨Q增大而減小3、氣蝕余量 為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，在氣蝕余量定義式h 與Hg 的關(guān)系當(dāng)葉輪入口附近(k-k)最小壓強(qiáng)等于液體的飽和蒸汽壓pv 時(shí)，泵入口處壓強(qiáng)(1-1)必等于某確定的最小值p1。 在1-1和k-k間列柏努利方程： 氣蝕余量定義式h 與Hg 的關(guān)系當(dāng)葉輪入口附近(k-k當(dāng)流量

23、一定且流體流動(dòng)為阻力平方區(qū)時(shí)，氣蝕余量?jī)H與泵的結(jié)構(gòu)和尺寸有關(guān)，是泵抗氣蝕性能參數(shù)。將 代入 允許吸上高度的計(jì)算式離心泵的氣蝕余量 值也是由生產(chǎn)泵的工廠通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的h隨Q增大而增大計(jì)算允許安裝高度時(shí)應(yīng)取高流量下的h值。圖當(dāng)流量一定且流體流動(dòng)為阻力平方區(qū)時(shí)，氣蝕余量?jī)H與泵的結(jié)構(gòu)和尺泵性能表上所列的h值也是按輸送20的清水測(cè)定的，當(dāng)輸送其它液體時(shí)應(yīng)乘以校正系數(shù)予以校正，但因一般校正系數(shù)小于1，故把它作為外加的安全系數(shù)，不再校正。4、離心泵的實(shí)際安裝高度 離心泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)小于允許安裝高度，一般比允許值小0.51m。 泵性能表上所列的h值也是按輸送20的清水測(cè)定的，當(dāng)輸送其注意：1）離心泵的允許

24、吸上真空度和允許氣蝕余量值是與其流量有關(guān)的，大流量下h較大而HS較小，因此，必須注意使用最大額定流量值進(jìn)行計(jì)算。2）離心泵安裝時(shí)，應(yīng)注意選用較大的吸入管路，減少吸入管路的彎頭、閥門等管件，以減少吸入管路的阻力。3）當(dāng)液體輸送溫度較高或液體沸點(diǎn)較低時(shí)，可能出現(xiàn)允許安裝高度為負(fù)值的情況，此時(shí)，應(yīng)將離心泵安裝于貯槽液面以下，使液體利用位差自流入泵內(nèi)。注意：六、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) 1、管路特性曲線與泵的工作點(diǎn) 1）管路特性曲線 管路特性曲線 流體通過某特定管路時(shí)所需的壓頭與液體流量的關(guān)系曲線。 在截面1-1與 2-2 間列柏努利方程式，并以1-1截面為基準(zhǔn)水平面，則液體流過管路所需的壓頭為：六、

25、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) 1、管路特性曲線與泵的工作點(diǎn) 式中：上式簡(jiǎn)化為 而令式中：上式簡(jiǎn)化為 而令管路的特性 方程2）離心泵的工作點(diǎn) 離心泵的特性曲線與管路的特性曲線的交點(diǎn)M，就是離心泵在管路中的工作點(diǎn)。 在特定管路中輸送液體時(shí)，管路所需的壓頭隨所輸送液體流量Q的平方而變 管路的特性 方程2）離心泵的工作點(diǎn)在特定管路中輸送液體時(shí) M點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量Qe和壓頭He表示離心泵在該特定管路中實(shí)際輸送的流量和提供的壓頭。2、離心泵的流量調(diào)節(jié)1）改變出口閥開度 改變管路特性曲線 閥門關(guān)小時(shí)： 管路局部阻力加大，管路特性曲線變陡，工作點(diǎn)由原來(lái)的M點(diǎn)移到M1點(diǎn)，流量由QM降到QM1； M點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量Qe和

26、壓頭He表示離心泵在該特定管路中實(shí)際當(dāng)閥門開大時(shí)： 管路局部阻力減小，管路特性曲線變得平坦一些，工作點(diǎn)由M移到M2流量加大到QM2。 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)迅速方便，流量可連續(xù)變化；缺點(diǎn)：流量阻力加大，要多消耗動(dòng)力，不經(jīng)濟(jì)。 2）改變泵的轉(zhuǎn)速改變泵的特性曲線若把泵的轉(zhuǎn)速提高到n1：則HQ線上移，工作點(diǎn)由M移至M1 ，流量由QM 加大到QM1；當(dāng)閥門開大時(shí)：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)迅速方便，流量可連續(xù)變化；缺點(diǎn)：流量 若把泵的轉(zhuǎn)速降至n2：則HQ線下移，工作點(diǎn)移至M2,流量減小到QM2 優(yōu)點(diǎn)：流量隨轉(zhuǎn)速下降而減小，動(dòng)力消耗也相應(yīng)降低；缺點(diǎn)：需要變速裝置或價(jià)格昂貴的變速電動(dòng)機(jī)，難以做到流量連續(xù)調(diào)節(jié)，化工生產(chǎn)中很少采用。 若

27、把泵的轉(zhuǎn)速降至n2：則HQ線下移，工作點(diǎn)移至M2,流量3、離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)1）串聯(lián)組合泵的特性曲線 兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵串聯(lián)組合，在同樣的流量下，其提供的壓頭是單臺(tái)泵的兩倍 。3、離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵串聯(lián)組合，在同樣的2）并聯(lián)組合泵的特性曲線 兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵并聯(lián)，若其各自有相同的吸入管路，則在相同的壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單泵的兩倍。 2）并聯(lián)組合泵的特性曲線 3）離心泵組合方式的選擇 對(duì)于低阻輸送管路a，并聯(lián)組合泵流量的增大幅度大于串聯(lián)組合泵；對(duì)于高阻輸送管路b，串聯(lián)組合泵的流量增大幅度大于并聯(lián)組合泵。低阻輸送管路-并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；高阻輸送管路-串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。3）離心泵

28、組合方式的選擇 對(duì)于低阻輸送管路a，并聯(lián)組合泵流量七、離心泵的選用、安裝與操作 1、離心泵的選擇 1）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭：一般情況下液體的輸送量是生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定的，如果流量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，選泵時(shí)按最大流量考慮，然后，根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努利方程計(jì)算出在最大流量下管路所需壓頭。 2）選擇泵的類型與型號(hào)：首先根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，按已確定的流量和壓頭從泵樣本或產(chǎn)品目錄中選出適合的型號(hào)。七、離心泵的選用、安裝與操作 1、離心泵的選擇 1）確定輸若是沒有一個(gè)型號(hào)的H、Q與所要求的剛好相符，則在鄰近型號(hào)中選用H和Q都稍大的一個(gè)；若有幾個(gè)型號(hào)的H和Q都能滿足要求，那么

29、除了考慮那一個(gè)型號(hào)的H和Q外，還應(yīng)考慮效率在此條件下是否比較大。 3)核算軸功率:若輸送液體的密度大于水的密度時(shí)，按 來(lái)計(jì)算泵的軸功率。 2、離心泵的安裝和使用 1）泵的安裝高度 為了保證不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象或泵吸不上液體，泵的實(shí)際安裝若是沒有一個(gè)型號(hào)的H、Q與所要求的剛好相符，則在鄰近型號(hào)中選高度必須低于理論上計(jì)算的最大安裝高度，同時(shí)，應(yīng)盡量降低吸入管路的阻力。2）啟動(dòng)前先“灌泵” 這主要是為了防止“氣傅”現(xiàn)象的發(fā)生，在泵啟動(dòng)前，向泵內(nèi)灌注液體直至泵殼頂部排氣嘴處在打開狀態(tài)下有液體冒出時(shí)為止。3）離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時(shí)啟動(dòng) 為了不致啟動(dòng)時(shí)電流過大而燒壞電機(jī)，泵啟動(dòng)時(shí)要將出口閥完全關(guān)閉，等電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)

30、正常后，再逐漸打開出口閥，并調(diào)節(jié)到所需的流量。高度必須低于理論上計(jì)算的最大安裝高度，同時(shí)，應(yīng)盡量降低吸入管4）關(guān)泵的步驟 關(guān)泵時(shí)，一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機(jī)。否則，壓出管中的高壓液體可能反沖入泵內(nèi)，造成葉輪高速反轉(zhuǎn)，使葉輪被損壞。5）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)定時(shí)檢查泵的響聲、振動(dòng)、滴露等情況，觀察泵出口壓力表的讀數(shù)，以及軸承是否過熱等。 4）關(guān)泵的步驟 2-1-2其他類型泵 一、往復(fù)泵1、往復(fù)泵的結(jié)構(gòu) 及工作原理 往復(fù)泵是一種容積式泵，它依靠作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞依次開啟吸入閥和排出閥從而吸入和排出液體。 2-1-2其他類型泵 一、往復(fù)泵 往復(fù)泵是一種容積式泵，它依泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入單向閥

31、和排出單向閥。活塞經(jīng)傳動(dòng)和機(jī)械在外力作用下在泵缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞與單向閥之間的空隙稱為工作室。工作原理：當(dāng)活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，工作室的容積增大，形成低壓，貯池內(nèi)的液體經(jīng)吸入閥被吸入泵缸內(nèi)，排出閥受排出管內(nèi)液體壓力作用而關(guān)閉。當(dāng)活塞移到右端時(shí)，工作室的容積最大?；钊捎蚁蜃笠苿?dòng)時(shí)，泵缸內(nèi)液體受擠壓，壓強(qiáng)增大，使吸入閥關(guān)閉而推開排出閥將液體排出，活塞移到左端時(shí)，排液完畢，完成了一個(gè)工作循環(huán)，此后開始另一個(gè)循環(huán)。泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入單向閥和排出單向閥。活各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件活塞從左端點(diǎn)到右端點(diǎn)的距離叫行程或沖程。 活塞在往復(fù)一次中，只吸入和排出液體各一次的泵，稱為單動(dòng)泵。由于單動(dòng)

32、泵的吸入閥和排出閥均裝在活塞的一側(cè)，吸液時(shí)不能排液，因此排液不是連續(xù)的。為了改善單動(dòng)泵流量的不均勻性，多采用雙動(dòng)泵或三聯(lián)泵 往復(fù)泵的工作原理與離心泵不同，具有以下特點(diǎn)：1）往復(fù)泵的流量只與泵本身的幾何形狀和活塞的往復(fù)次數(shù)有關(guān)，而與泵的壓頭無(wú)關(guān)。無(wú)論在什么壓頭下工作，只要往復(fù)一次，泵就排出一定的液體。 活塞從左端點(diǎn)到右端點(diǎn)的距離叫行程或沖程。 各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件其理論流量：對(duì)單動(dòng)泵 對(duì)雙動(dòng)泵 2）往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸無(wú)關(guān)，只要泵的機(jī)械強(qiáng)度及原動(dòng)機(jī)的功率允許，輸送系統(tǒng)要求多高的壓頭，往復(fù)泵就能提供多大的壓頭。 3）往復(fù)泵的吸上真空度也隨泵安裝地區(qū)的大氣壓強(qiáng)、輸送液體的性

33、質(zhì)和溫度而變，所以往復(fù)泵的吸上高度也有一定的限制。但往復(fù)泵的低壓是靠工作室的擴(kuò)張來(lái)造成的，所以在開動(dòng)之前，泵內(nèi)無(wú)須充滿液體，往復(fù)泵有自吸作用。其理論流量：對(duì)雙動(dòng)泵 2）往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸無(wú)關(guān)，只4）往復(fù)泵不能簡(jiǎn)單地用排出管路閥門來(lái)調(diào)節(jié)流量，一般采用回路調(diào)節(jié)。 往復(fù)泵適用于小流量、高壓強(qiáng)的場(chǎng)合，輸送高粘度液體時(shí)的效果也比離心泵好，但不能輸送腐濁性液體和固體粒子的懸浮液。二、計(jì)量泵計(jì)量泵就是往復(fù)泵的一種。通過偏心輪把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。偏心輪的偏心距離可以調(diào)整，使柱塞的沖程隨之改變。這樣就達(dá)到控制和調(diào)節(jié)流量的目的4）往復(fù)泵不能簡(jiǎn)單地用排出管路閥門來(lái)調(diào)節(jié)流量，一般采用回路調(diào)各種

34、泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件三、旋轉(zhuǎn)泵 旋轉(zhuǎn)泵靠泵內(nèi)一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸入或排出液體，又稱轉(zhuǎn)子泵 1、齒輪泵 泵殼內(nèi)有兩個(gè)齒輪。一個(gè)用電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)被嚙合著向相反方向旋轉(zhuǎn)，吸入腔內(nèi)兩輪的齒互相撥開，形成低壓而吸入液體，被吸入的液體被齒嵌住，隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到排出腔 ，排出腔內(nèi)兩輪的齒互相合攏，形成高壓而排出液體。 三、旋轉(zhuǎn)泵 各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件 齒輪泵可以產(chǎn)生較高的壓頭，但流量較小，用于輸送粘稠的液體，但不能輸送含顆粒的懸浮液。2、螺桿泵 螺桿泵分為單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵、五螺桿泵等 圖（a）為單螺桿泵，螺桿在具有內(nèi)羅紋的泵殼中偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，將液體沿軸向推進(jìn)，最終沿排出口排

35、出。（b）為雙螺桿泵，工作原理與齒輪泵十分相似，利用兩根相互嚙合的螺桿來(lái)輸送液體。 螺桿泵的壓頭高，效率高，無(wú)噪音，適用于高粘度液體的輸送。 往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵均屬于正位移泵。 齒輪泵可以產(chǎn)生較高的壓頭，但流量較小，用于輸送粘稠的液體，各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件 3、旋渦泵 旋渦泵是一種特殊類型的離心泵，它是由葉輪和泵體組成。葉輪是一個(gè)圓盤，四周由凹槽構(gòu)成的葉片成輻射狀排列。葉輪在泵殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其間有引水道，吸入管接頭和排出管接頭之間為間壁，間壁與葉輪只有很小的縫隙，用來(lái)分隔吸腔和排出腔。泵內(nèi)液體在隨葉輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，又在引水道與各葉片間作漩渦形運(yùn)動(dòng)。因而，被葉片拍擊

36、多次，獲得較多的能量。液體在葉片與引水道之間的反復(fù)迂回是靠離心力的作用。因此，旋渦泵在開動(dòng)前也要灌滿液體。旋渦泵適用于要求輸送量小，壓頭高而粘度不大的液體。 3、旋渦泵 各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件第二章 流體輸送機(jī)械一、離心通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)二、旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)與真空泵第二節(jié) 氣體輸送和壓縮設(shè)備第二章 流體輸送機(jī)械第二節(jié) 氣體輸送和壓縮設(shè)備按照終壓與壓縮比 通風(fēng)機(jī)：鼓風(fēng)機(jī)： 壓縮機(jī)： 真空泵： 終壓不大于14.7103Pa (表壓) 終壓為14.7103294103Pa ，壓縮比小于4。 終壓在294103Pa以上，壓縮比大于4。將低于大氣壓強(qiáng)的氣體從容

37、器或設(shè)備內(nèi)抽至大氣中。 按結(jié)構(gòu)與工作原理 離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式和流體作用式 按照終壓與壓縮比 終壓不大于14.7103Pa (表壓) 一、離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī) 1、離心式通風(fēng)機(jī) 離心式通風(fēng)機(jī)按所產(chǎn)生的風(fēng)壓不同，分為：低壓離心通風(fēng)機(jī)：中壓離心通風(fēng)機(jī)： 高壓離心通風(fēng)機(jī) ：出口風(fēng)壓低于0.9807103Pa (表壓)； 出口風(fēng)壓為：0.9807103Pa2.942103Pa出口風(fēng)壓為：2.942103Pa14.7103Pa 1）離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 一、離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī) 1、離心式通風(fēng)機(jī) 出口風(fēng)壓各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件2）離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線 （1）風(fēng)

38、量： 指氣體通過進(jìn)風(fēng)口的體積流率，以Q表示，單位為m3/h或m3/s。氣體的體積按進(jìn)口狀態(tài)計(jì)。（2）風(fēng)壓： 指單位體積的氣體通過通風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量，單位為N/m2，與壓強(qiáng)單位相同，以Ht表示。取決于風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，葉輪尺寸，轉(zhuǎn)速與進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣體的密度。 目前，還不能用理論方法精確計(jì)算離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng) 壓，而是由試驗(yàn)測(cè)定。 2）離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線 指氣體通過進(jìn)風(fēng)口的體積流在通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口截面1-1和出口截面2-2間列柏努力方程： 簡(jiǎn)化為 （P2P1）稱為靜風(fēng)壓，以HSt表示稱為動(dòng)風(fēng)壓。 離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為靜風(fēng)壓和動(dòng)風(fēng)壓之和，稱為全風(fēng)壓。 在通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口截面1-1和出口截面2-2間列柏努力方

39、程： 風(fēng)壓與被輸送氣體的密度成正比，風(fēng)機(jī)性能表上列出風(fēng)壓是按“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”下(20，1.01105Pa)的空氣密度測(cè)定的。若實(shí)際操作條件與上述試驗(yàn)條件不同，應(yīng)將操作條件下的風(fēng)壓HT換算為試驗(yàn)條件下的風(fēng)壓HT，然后按HT的數(shù)值來(lái)選擇風(fēng)機(jī)。（3）功率和效率離心通風(fēng)機(jī)的軸功率為： 風(fēng)壓與被輸送氣體的密度成正比，風(fēng)機(jī)性能表上列出風(fēng)壓（4）特性曲線 （4）特性曲線 3）離心通風(fēng)機(jī)的選用 選擇離心通風(fēng)機(jī)的主要步驟為： （1）根據(jù)氣體的種類（清潔空氣、易燃?xì)怏w、腐蝕性氣體、含塵氣體、高溫氣體等）與風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型 （2）據(jù)所要求的風(fēng)量與全壓，從產(chǎn)品樣本或規(guī)格目錄中的特性曲線或性能表格中查得適宜的類型與機(jī)號(hào)。2、離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)1）離心鼓風(fēng)機(jī) 離心鼓風(fēng)機(jī)外形與離心泵相象。蝸殼形的通道為圓形，但其外殼直徑與寬度之比較大，葉輪上數(shù)目較多，轉(zhuǎn)速較高，3）離心通風(fēng)機(jī)的選用各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件各種泵的結(jié)構(gòu)原理課件并且有一固定的導(dǎo)輪。圖為一臺(tái)五級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)的示意圖。氣體由吸入口進(jìn)入后，經(jīng)過第一級(jí)的葉輪和導(dǎo)輪，然后轉(zhuǎn)入第二級(jí)葉輪入口，再依次逐級(jí)通過以后的葉輪和導(dǎo)輪，最后由排氣口排出。 離心通風(fēng)機(jī)的送氣量大，但所產(chǎn)生的風(fēng)壓仍不太高，出口表壓強(qiáng)一般不超過294103Pa。由于在離心鼓風(fēng)機(jī)中，氣體的壓縮比不高，所以無(wú)需設(shè)置冷卻裝置，