化工原理第二章-流體輸送機(jī)械-1課件

第二章流體輸送機(jī)械

2.1液體輸送機(jī)械2.2其他類型的泵2.3氣體輸送機(jī)械第二章流體輸送機(jī)械2.1液體輸送機(jī)械2.1流體輸送機(jī)械-離心泵

2.1.1離心泵的工作原理

2.2.2離心泵的主要部件

2.2.3離心泵的特性曲線

2.2.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)

2.2.5離心泵的安裝高度

2.2.6離心泵的型號(hào)與選用

2.1流體輸送機(jī)械-離心泵2.1.1離心2.1.1離心泵的工作原理

1.離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵部件可分為旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件。旋轉(zhuǎn)部件包括葉輪和轉(zhuǎn)軸等；靜止部件包括吸入室、蝸殼等。2.離心泵工作原理①原動(dòng)機(jī)—軸—葉輪，旋轉(zhuǎn)離心力葉片間液體中心外圍—液體被做功動(dòng)能高速離開葉輪2.1.1離心泵的工作原理1.離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵部件可分2.1.2離心泵的主要性能參數(shù)

1.流量

Q或qV流量是單位時(shí)間內(nèi)輸送出去的流體量,單位m3/s。

2.壓頭（或稱揚(yáng)程）H離心泵的壓頭H是指流體通過離心泵后所獲得的有效能量,單位m。2.1.2離心泵的主要性能參數(shù)1.流量Q或qV流量3.效率效率反映了泵與風(fēng)機(jī)中能量的損失程度。

容積效率v：考慮流量泄漏所造成的能量損失水力效率H：考慮流動(dòng)阻力所造成的能量損失機(jī)械效率m：考慮軸承、密封填料和輪盤的摩擦損失。

離心泵總效率為:一般來講，在設(shè)計(jì)流量下泵的效率最高。2.1.2離心泵的主要性能參數(shù)

3.效率效率反映了泵與風(fēng)機(jī)中能量的損失程度。容積效率v：4.功率功率分為有效功率Neor和軸功率Nor，單位J/s或W。有效功率Pe

流體經(jīng)過泵后獲得的實(shí)際功率。Pe＝qVHρg軸功率P原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率。

P＝qVHρg/η有效功率和軸功率的關(guān)系2.1.2離心泵的主要性能參數(shù)

4.功率功率分為有效功率Neor和軸功率Nor2.1.3離心泵的特性曲線

由于離心泵的種類很多，前述各種泵內(nèi)損失難以估計(jì)，使得離心泵的實(shí)際特性曲線關(guān)系、、只能靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定，在泵出廠時(shí)列于產(chǎn)品樣本中以供參考。實(shí)驗(yàn)測(cè)出的特性曲線如圖所示，圖中有三條曲線，在圖左上角應(yīng)標(biāo)明泵的型號(hào)（如4B20）及轉(zhuǎn)速，說明該圖特性曲線是指該型號(hào)泵在指定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，若泵的型號(hào)或轉(zhuǎn)速不同，則特性曲線將不同。借助離心泵的特性曲線可以較完整地了解一臺(tái)離心泵的性能，供合理選用和指導(dǎo)操作。2.1.3離心泵的特性曲線由于離心泵的種類很多，前述各2.1.3離心泵的特性曲線2.1.3離心泵的特性曲線

由圖可見：①一般離心泵揚(yáng)程隨流量的增大而下降（很小時(shí)可能例外）。當(dāng)=0時(shí)，由圖可知也只能達(dá)到一定數(shù)值，這是離心泵的一個(gè)重要特性；②軸功率隨流量增大而增加，當(dāng)時(shí)，最小。這要求離心泵在啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥門，以減小啟動(dòng)功率，保護(hù)電動(dòng)機(jī)免因超載而受損；③曲線有極值點(diǎn)（最大值），在此點(diǎn)下操作效率最高,能量損失最小。與此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量稱為額定流量。泵的銘牌上即標(biāo)注額定值，泵在管路上操作時(shí)，應(yīng)在此點(diǎn)附近操作，一般不應(yīng)低于92%。

2.1.3離心泵的特性曲線由圖可見：2.1.3離心泵的特性曲線1.液體密度對(duì)特性曲線的影響

理論與無關(guān)，實(shí)際與也無關(guān)，但有關(guān)理論與無關(guān)，實(shí)際也與無關(guān)。

P362泵性能表上列出軸功率指輸送清水時(shí)的，所選泵用于輸送比水大的液體應(yīng)先核算，若表中的電機(jī)功率，應(yīng)更換功率大的電機(jī)，否則電機(jī)會(huì)燒壞。2.1.3離心泵的特性曲線-改變與校正例：離心泵原來輸送水時(shí)的流量為qV，現(xiàn)改用輸送密度為水的1.2倍的水溶液，其它物理性質(zhì)可視為與水相同，管路狀況不變，流量_________，揚(yáng)程__________，效率__________，軸功率__________。

1.液體密度對(duì)特性曲線的影響理論

2.液體粘度對(duì)特性曲線的影響

（的幅度超過的幅度，）。泵廠家提供的特性曲線是用清水測(cè)定的，若實(shí)際輸送液體比清水大得較多。特性曲線將有所變化，應(yīng)校后再用，P92-94介紹了校正方法。2.1.3離心泵的特性曲線-改變與校正2.液體粘度對(duì)特性曲線的影響

3.轉(zhuǎn)速n對(duì)特性曲線的影響

泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)得，實(shí)際使用時(shí)會(huì)遇到n改變的情況，若n變化<20%，可認(rèn)為液體離開葉輪時(shí)的速度三角形相似，不變,泵的效率不變(等效率)，則：上式稱為離心泵的比例定律,

n變化<20%,相等時(shí)成立。

2.1.3離心泵的特性曲線-改變與校正3.轉(zhuǎn)速n對(duì)特性曲線的影響

4.葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響

泵的特性曲線是針對(duì)某一型號(hào)的泵（一定），一個(gè)過大的泵，若將其葉輪略加切削而使直徑變小，可以減低和而節(jié)省。若變化，可認(rèn)為不變，不變，則上式稱為離心泵的切割定律，變化，相等時(shí)成立。

得:

2.1.3離心泵的特性曲線-改變與校正4.葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響1.管路特性曲線方程-描述管路中流量與所需補(bǔ)加能量的關(guān)系式

2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)1.管路特性曲線方程-描述管路中流量與所需補(bǔ)加能量的

列以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)的機(jī)械能衡算式（實(shí)際流體伯努利方程式）管路特性曲線方程的推導(dǎo)列以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)的機(jī)械能衡算式（實(shí)際管路特性曲線方程令：H＝K＋BqV2

管路特性曲線方程的推導(dǎo)管路特性曲線方程令：H＝K＋BqV2管路特性曲線方程的推導(dǎo)管路特性曲線的特點(diǎn)

表示管路流量Q與所需外加壓頭H間的曲線關(guān)系，B值與Q的單位有關(guān)；1.物理意義：2.阻力平方區(qū)，與Q無關(guān)，此時(shí)管路特性系數(shù)B為常數(shù)；管路特性曲線為一過(0,h0)點(diǎn)的二次曲線；3.對(duì)于曲線在縱軸上截距h0：表示的是管路流動(dòng)所需要的最小外加壓頭；4.高阻管路曲線陡(B大)；低阻管路曲線平緩(B小)。管路特性曲線的特點(diǎn)例：在內(nèi)徑為160mm、長度為280m的管路系統(tǒng)中，用離心泵輸送甲苯。已知該管路局部阻力的當(dāng)量長度為85m；摩擦系數(shù)可取為0.03。若為20m甲苯柱，試求管路特性方程。解：

Ｈ＝K＋BQ2因=12000所以Ｈ＝20+12000Q2根據(jù)上式可繪管路特性曲線。例：在內(nèi)徑為160mm、長度為280m的管路系統(tǒng)中，用離心

2.離心泵的工作點(diǎn)

管路特性曲線方程

泵特性曲線方程

泵的工作點(diǎn)即為兩條曲線的交點(diǎn)。H＝f(qV)=K＋BqV2

2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)

2.離心泵的工作點(diǎn)管路特性曲線方程泵說明：①工作點(diǎn)泵的特性與管路的特性工作點(diǎn)確定聯(lián)解兩特性方程作圖，得兩曲線交點(diǎn)②泵裝于管路時(shí)：工作點(diǎn)

~（H,Q)Q=泵供流量=管路流量H=泵供壓頭=流體的壓頭③工作點(diǎn)~（Q,H,N,）

泵的實(shí)際工作狀態(tài)，若該點(diǎn)在泵的高效區(qū)，則該工作點(diǎn)是適宜的。2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)說明：①工作點(diǎn)泵的特性與管路的特性工作點(diǎn)確定聯(lián)解兩特性方程3.離心泵的流量調(diào)節(jié)離心泵的工況調(diào)節(jié)有三種途徑：1）改變離心泵或通風(fēng)機(jī)的特性曲線；

改變轉(zhuǎn)速，切削葉輪直徑以及采用泵的串聯(lián)或并聯(lián)。

2）改變管路的特性曲線；

管路特性曲線的改變：一般通過調(diào)節(jié)管路閥門的開度實(shí)現(xiàn)。3）同時(shí)改變離心泵和管路的特性曲線。

2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)3.離心泵的流量調(diào)節(jié)離心泵的工況調(diào)節(jié)有三種途徑：1）改變離心4）并聯(lián)操作

圖2-16泵的并聯(lián)操作當(dāng)一臺(tái)泵的流量不夠時(shí)，可以用兩臺(tái)泵并聯(lián)操作，以增大流量。一臺(tái)泵的特性曲線如圖曲線Ｉ所示。兩臺(tái)相同的泵并聯(lián)操作時(shí)，其聯(lián)合特性曲線的作法是在每一個(gè)壓頭條件下，使一臺(tái)泵操作時(shí)的特性曲線上的流量增大一倍而得出特性曲線如圖中曲線Ⅱ。

5）串聯(lián)操作

圖2-17泵的串聯(lián)操作當(dāng)生產(chǎn)上需要利用原有泵提高泵的壓頭時(shí)，可以考慮將泵串聯(lián)使用。兩臺(tái)相同型號(hào)的泵串聯(lián)工作時(shí)，每臺(tái)泵的壓頭和流量也是相同的。因此，在同樣的流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單臺(tái)泵的兩倍。將單臺(tái)泵的特性曲線Ｉ的縱坐標(biāo)加倍，橫坐標(biāo)保持不變，可求得兩臺(tái)泵串聯(lián)后的聯(lián)合特性曲線Ⅱ。

2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)4）并聯(lián)操作圖2-16泵的并聯(lián)操作當(dāng)一臺(tái)泵的流量不夠時(shí)，2.1.5

離心泵的安裝高度1.汽蝕現(xiàn)象液面較低的液體，能被吸入泵的進(jìn)口，是由于葉輪將液體從其中甩向外圍，而在葉輪中心進(jìn)口處形成負(fù)壓（真空）。泵內(nèi)壓強(qiáng)最低處是葉輪中心進(jìn)口處，在面與面之間到機(jī)械能衡算式并以面為基準(zhǔn)水平面，得：面。在面與

當(dāng)pKpv,葉輪中心液體汽化汽泡被拋向外圍壓力升高>pv汽泡破裂，蒸汽凝結(jié)局部真空周圍液體高速?zèng)_向汽泡中心撞擊葉片(水錘)葉片沖擊與腐蝕——汽蝕現(xiàn)象2.1.5離心泵的安裝高度1.汽蝕現(xiàn)象液面較低的液伴隨現(xiàn)象：①泵體振動(dòng)并發(fā)出噪音；②H,Q,

嚴(yán)重時(shí)不送液；③水錘沖擊和化學(xué)腐蝕，損壞葉片安裝高度汽蝕問題：如何確定的上限——泵的允許安裝高度當(dāng)泵剛發(fā)生汽蝕時(shí)，pK等于所輸送液體的飽和蒸汽壓pv，相應(yīng)地p1也將達(dá)到某一最小值p1min，此時(shí)2.1.5

離心泵的安裝高度伴隨現(xiàn)象：①泵體振動(dòng)并發(fā)出噪音；②H,Q,嚴(yán)重時(shí)上式表明：在泵剛發(fā)生汽蝕條件下，泵進(jìn)口處液體的總壓頭比液體的飽和蒸汽壓對(duì)應(yīng)的靜壓頭高出某一定值，常將這一差值稱為泵的最小汽蝕余量：

為確保泵正常工作不發(fā)生汽蝕，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，將作為允許值，稱為允許汽蝕余量，此值列入泵的樣本，由離心泵廠向用戶提供。又稱為凈正吸上壓頭，用（NetPositiveSuctionHead）表示。

2.1.5

離心泵的安裝高度-允許汽蝕余量

上式表明：在泵剛發(fā)生汽蝕條件下，泵進(jìn)口處液體的總壓頭討論

（1）汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：①安裝高度太高；②被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過高；③吸入管路阻力或壓頭損失太高。（2）計(jì)算出的Hgmax<0時(shí),需低于貯槽液面安裝

（3）

Hgmax~Q關(guān)系：Q，則Hgmax，安全系數(shù)

一般用工作條件的最大Q計(jì)算Hgmax（4）安裝泵時(shí)為保險(xiǎn)，取Hg比Hgmax小0.5至1米

（5）允許汽蝕余量的校正

h～20℃清水，條件不同時(shí)要校正，校正曲線說明書2.1.5

離心泵的安裝高度-允許汽蝕余量

討論（1）汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：①安裝高度太高；②被輸送流2.1.5

離心泵的安裝高度-允許吸上真空度0-0至1-1間列伯氏方程：泵剛出現(xiàn)氣蝕時(shí)，泵入口處壓強(qiáng)p1

變?yōu)閜1min

令：最大允許吸上真空度為安全計(jì)允許吸上真空度，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)介質(zhì)：20度清水若條件不符，P103式2-28校正。2.1.5離心泵的安裝高度-允許吸上真空度0-0至1-1間吸入管路應(yīng)短（靠近液源）而直（少拐彎）；b.吸入管路應(yīng)省去不必要的管件，調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在排出管路上；c.吸入管徑大于排出管徑。（3）臨界汽蝕余量與必需汽蝕余量可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，不是改變發(fā)生汽蝕，而是設(shè)法在泵的不變的條件下逐次降低（例如關(guān)小吸入管路中的閥），當(dāng)泵內(nèi)剛較正常值下降3%作為發(fā)生汽蝕的標(biāo)志）時(shí)測(cè)取由上式計(jì)算，+安全余量，列在泵的好發(fā)生汽蝕（以泵性能表上。2.1.5

離心泵的安裝高度吸入管路應(yīng)短（靠近液源）而直（少拐彎）；例：用油泵從密閉容器里送出30℃的丁烷。容器內(nèi)丁烷液面上的絕對(duì)壓力為。液面降到最低時(shí)，在泵入口中心線以下2.8m。丁烷在30℃時(shí)的密度為580kg/m3，飽和蒸汽壓為。泵入口管路的壓頭為1.5mH2O。所選用的泵汽蝕余量為3m。試問這個(gè)泵能否正常工作？

解：

由于實(shí)際安裝高度大于允許安裝高度，不能保證整個(gè)輸送過程中不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。為保證泵正常操作，應(yīng)使泵入口線不高于最低液面2.4m，即從原來的安裝位置至少降低0.4m；或提高容器內(nèi)的壓力。例：用油泵從密閉容器里送出30℃的丁烷。容器內(nèi)丁烷液面上的絕2.1.6離心泵的型號(hào)與選用

（1）離心泵的類型

①清水泵舊型號(hào)：B型新型號(hào)：IS型

IS型泵是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2858規(guī)定的性能和尺寸設(shè)計(jì)的，其效率比B型泵平均提高3.67%。

IS80-65-160

80——泵入口直徑，mm；65——泵出口直徑，mm；160——泵葉輪公稱直徑，mm。2.1.6離心泵的型號(hào)與選用（1）離心泵的類型如果要求的壓頭（揚(yáng)程）較高，可采用多級(jí)離心泵，其系列代號(hào)為“D”，其結(jié)構(gòu)如圖所示。如要求的流量很大，可采用雙吸收式離心泵，其系列代號(hào)“Sh”。

②耐腐蝕泵，“F”系列，非“F”系列。

③油泵，單吸“Y”系列，雙吸式“YS”系列。

④液下泵，“FY”系列。

⑤屏蔽泵。

⑥雜質(zhì)泵“P”系列。2.1.6離心泵的型號(hào)與選用如果要求的壓頭（揚(yáng)程）較高，可采用多級(jí)離心2.1.6離心泵的型號(hào)與選用2.1.6離心泵的型號(hào)與選用

（2）離心泵的選用

①根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型

②確定輸送系統(tǒng)的流量和所需壓頭。流量由生產(chǎn)任務(wù)來定，所需壓頭由管路的特性方程來定。

③根據(jù)所需流量和壓頭確定泵的型號(hào)

A、查性能表或特性曲線，要求流量和壓頭與管路所需相適應(yīng)

B、若生產(chǎn)中流量有變動(dòng)，以最大流量為準(zhǔn)來查找，H也應(yīng)以最大流量對(duì)應(yīng)值查找。

C、若H和Q與所需要不符，則應(yīng)在鄰近型號(hào)中找H和Q都稍大一點(diǎn)的。2.1.6離心泵的型號(hào)與選用（2）離心泵的選用2.1.6離心泵的型號(hào)與選用

D、若幾個(gè)型號(hào)都滿足，應(yīng)選一個(gè)在操作條件下效率最好的

E、為保險(xiǎn)，所選泵可以稍大；但若太大，工作點(diǎn)離最高效率點(diǎn)太遠(yuǎn)，則能量利用程度低。

F、若被輸送液體的性質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)流體相差較大，則應(yīng)對(duì)所選泵的特性曲線和參數(shù)進(jìn)行校正，看是否能滿足要求。2.1.6離心泵的型號(hào)與選用D、若幾個(gè)型號(hào)都滿足，應(yīng)選一個(gè)在操作條件下效率最好的2例:如圖所示，今有一輸送河水的任務(wù)，要求將某處河水以90m3/h的流量，輸送到一高位槽中，已知高位槽水面高出河面10m，管路系統(tǒng)的總壓頭損失為7mH2O。試選擇一適當(dāng)?shù)碾x心泵并估算由于閥門調(diào)節(jié)而多消耗的軸功率。解根據(jù)已知條件，選用清水泵。今以河面1-1截面為基準(zhǔn)面，并取1-1與2-2截面列伯努利方程式，則=10+0+0+7=17m根據(jù)已知流量Q=90m3/h和H=17可選100-80-125型號(hào)的泵。所選泵壓頭較高，操作時(shí)靠關(guān)小閥門調(diào)節(jié)，因此多消耗功率為：例:如圖所示，今有一輸送河水的任務(wù)，要求將某處河水以90m32.2其他類型的泵2.2.1往復(fù)泵往復(fù)泵的作用原理和類型往復(fù)泵的特性曲線與工作點(diǎn)2.2.2非正位移泵2.2.3正位移泵2.2其他類型的泵

（1）作用原理

如圖所示為曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的往復(fù)泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活門組成。活柱在外力推動(dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此改變泵缸內(nèi)的容積和壓強(qiáng)，交替地打開和關(guān)閉吸入、壓出活門，達(dá)到輸送液體的目的。由此可見，往復(fù)泵是通過活柱的往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接以壓強(qiáng)能的形式向液體提供能量的。往復(fù)泵的作用原理和類型（1）作用原理往復(fù)泵的作用原理和類型

（2）往復(fù)泵的類型

按照往復(fù)泵的動(dòng)力來源可分類如下：

①電動(dòng)往復(fù)泵

電動(dòng)往復(fù)泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，是往復(fù)泵中最常見的一種。電動(dòng)機(jī)通過減速箱和曲柄連桿機(jī)構(gòu)與泵相連，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。

②汽動(dòng)往復(fù)泵

汽動(dòng)往復(fù)泵直接由蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)，泵的活塞和蒸汽機(jī)的活塞共同連在一根活塞桿上，構(gòu)成一個(gè)總的機(jī)組。往復(fù)泵的作用原理和類型（2）往復(fù)泵的類型往復(fù)泵的作用原理和類型按照作用方式可將往復(fù)泵分類如下：

①單動(dòng)往復(fù)泵活柱往復(fù)一次只吸液一次和排液一次。②雙動(dòng)往復(fù)泵活柱兩邊都在工作，每個(gè)行程均在吸液和排液。往復(fù)泵的作用原理和類型按照作用方式可將往復(fù)泵分類如下：往復(fù)泵的作用原理和類往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)由知僅與活塞每次掃過的體積AS及活塞往復(fù)次數(shù)n關(guān)，而與管路的特性無關(guān)。實(shí)際H不太高時(shí),隨H的變化很小，H大時(shí)，減小。而往復(fù)泵的壓頭則只決定于管路特性曲線與泵的特性曲線的交點(diǎn)（工作點(diǎn)確定）。，（1）往復(fù)泵的特性曲線與工作點(diǎn)

往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)由

（2）流量調(diào)節(jié)

①用旁路閥調(diào)節(jié)流量。泵的送液量不變，只是讓部分被壓出的液體返回貯池，使主管中的流量發(fā)生變化。顯然這種調(diào)節(jié)方法很不經(jīng)濟(jì)，只適用于流量變化幅度較小的經(jīng)常性調(diào)節(jié)。

②改變曲柄轉(zhuǎn)速：因電動(dòng)機(jī)是通過減速裝置與往復(fù)泵相連的，所以改變減速裝置的傳動(dòng)比可以很方便地改變曲柄轉(zhuǎn)速，從而改變活塞自往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。

往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)（2）流量調(diào)節(jié)往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)2.2.2非正位移泵（1）旋渦泵旋渦泵是一種特殊類型的離心泵。它的葉輪是一個(gè)圓盤，四周銑有凹槽，成輻射狀排列。葉輪在泵殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其間有引水道。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之間，因而被葉片拍擊多次，獲得較多能量。

2.2.2非正位移泵（1）旋渦泵旋渦泵示意圖：2.2.2非正位移泵旋渦泵示意圖：2.2.2非正位移泵液體中旋渦泵中獲得的能量與液體在流動(dòng)過程中進(jìn)入葉輪的次數(shù)有關(guān)。當(dāng)流量減小時(shí)，流道內(nèi)認(rèn)體的運(yùn)動(dòng)速度減小，液體流入葉輪的平均次數(shù)增多，泵的壓頭必然增大；流量增大時(shí)，則情況反。因此，其H~Q曲線呈陡降形。旋渦泵的特點(diǎn)如下：①壓頭和功率隨流量增加下降較快。因此啟動(dòng)時(shí)應(yīng)打開出口閥，改變流量時(shí)，旁路調(diào)節(jié)比安裝調(diào)節(jié)閥經(jīng)濟(jì)。②在葉輪直徑和轉(zhuǎn)速相同的條件下，旋渦泵的壓頭比離心泵高出2~4倍，適用于高壓頭、小流量的場(chǎng)合。③結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，且可采用各種耐腐蝕的材料制造。④輸送液體的粘度不宜過大，否則泵的壓頭和效率都將大幅度下降。⑤輸送液體不能含有固體顆粒。(2)軸流泵適用于大流量、低壓頭的流體輸送。自學(xué)掌握。2.2.2非正位移泵液體中旋渦泵中獲得的能量與液體在流動(dòng)過程中進(jìn)入葉輪的2.2.3正位移泵

(1)隔膜泵①外觀2.2.3正位移泵(1)隔膜泵①外觀2.2.3正位移泵②工作原理:往復(fù)泵的一種③

流量調(diào)節(jié):調(diào)整活柱往復(fù)頻率或旁路④

應(yīng)用場(chǎng)合:腐蝕性的液體、固體懸浮液2.2.3正位移泵②工作原理:往復(fù)泵的一種③流量調(diào)(2)計(jì)量泵①外觀2.2.3正位移泵(2)計(jì)量泵①外觀2.2.3正位移泵②工作原理:往復(fù)泵的一種③

流量調(diào)節(jié):調(diào)整偏心度柱塞沖程變化流量調(diào)節(jié)。④

應(yīng)用場(chǎng)合:輸送量或配比要求非常精確原動(dòng)機(jī)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)2.2.3正位移泵②工作原理:往復(fù)泵的一種③流量調(diào)節(jié):調(diào)整偏心度柱塞(3)齒輪泵①外觀2.2.3正位移泵(3)齒輪泵①外觀2.2.3正位移泵②工作原理:③

流量調(diào)節(jié):④

應(yīng)用場(chǎng)合:旋轉(zhuǎn)泵的一種轉(zhuǎn)速或旁路高壓頭、小流量。粘稠以至膏狀物。2.2.3正位移泵②工作原理:③流量調(diào)節(jié):④應(yīng)用場(chǎng)合:旋轉(zhuǎn)泵的一種(4)螺桿泵①外觀2.2.3正位移泵(4)螺桿泵①外觀2.2.3正位移泵②工作原理:③

流量調(diào)節(jié):④

應(yīng)用場(chǎng)合:旋轉(zhuǎn)泵的一種，螺紋在旋轉(zhuǎn)時(shí)有推進(jìn)作用轉(zhuǎn)速或旁路高壓頭、小流量。粘稠以至膏狀物。固體懸浮液。2.2.3正位移泵②工作原理:③流量調(diào)節(jié):④應(yīng)用場(chǎng)合:旋轉(zhuǎn)泵的一種各種化工用泵的比較項(xiàng)目離心式正位移式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式離心泵旋渦泵往復(fù)泵計(jì)量泵隔膜泵齒輪泵螺桿泵流量①④⑥①④⑦②⑤⑧②⑤⑦②⑤⑧③⑤⑦③⑤⑦壓頭①②③③③②②效率①②③③③④④流量調(diào)節(jié)①②③②③④④②③③③自吸作用②②①①①①①啟動(dòng)①②②②②②②流體①②⑦③④⑥⑤④⑤結(jié)構(gòu)造價(jià)①②①③⑤⑥⑦⑤⑥⑤⑥③④③④各種化工用泵的比較離心式正位移式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式離心泵旋渦泵往復(fù)流量：①均勻；②不均勻；③尚可；④隨管路特性而變；⑤恒定；⑥范圍廣、易達(dá)大流量；⑦小流量；⑧較小流量； 壓頭高低：①不易達(dá)到高壓頭；②壓頭較高；③壓頭高。效率：①稍低、愈偏離額定越小；②低；③高；④較高；流量調(diào)節(jié)：①出口閥；②轉(zhuǎn)速；③旁路；④沖程自吸操作：①有；②沒有； 啟動(dòng)：①關(guān)閉出口閥；②出口閥全開；被輸送流體：①各種物料（高粘度除外）；②不含固體顆粒，腐蝕性也可；③精確計(jì)量；④可輸送懸浮液；⑤高粘度液體；⑥腐蝕性液體；⑦不能輸送腐蝕性或含固體顆粒的液體結(jié)構(gòu)與造價(jià)：①結(jié)構(gòu)簡單；②造價(jià)低謙；③結(jié)構(gòu)緊湊；④加工要求高；⑤結(jié)構(gòu)復(fù)雜；⑥造價(jià)高；⑦體積大各種化工用泵的比較流量：①均勻；②不均勻；③尚可；④隨管路特性而變；⑤恒定；⑥2.3

氣體輸送機(jī)械分類：通風(fēng)機(jī)：終壓不大于14.7×103Pa（表壓），壓縮比為1~1.15；

鼓風(fēng)機(jī)：終壓為(14.7~294)×103Pa（表壓），壓縮比小于4；

壓縮機(jī)：終壓為294×103Pa（表壓）以上，壓縮比大于4；

真空泵：使設(shè)備產(chǎn)生真空，出口壓力為大氣壓，其壓縮比由真空度決定。2.3氣體輸送機(jī)械分類：通風(fēng)機(jī)：終壓不大于14.7×1032.3.1離心式通風(fēng)機(jī)

①離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)離心式通風(fēng)機(jī)工作原理與離心泵相同，結(jié)構(gòu)也大同小異。

離心通風(fēng)機(jī)及葉輪1—機(jī)殼;2—葉輪;3—吸入口;4—排出口22.3.1離心式通風(fēng)機(jī)①離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特a、為適應(yīng)輸送風(fēng)量大的要求，通風(fēng)機(jī)的葉輪直徑一般是比較大的。b、葉輪上葉片的數(shù)目比較多。c、葉片有平直的、前彎的、后彎的。通風(fēng)機(jī)的主要要求是通風(fēng)量大，在不追求高效率時(shí)，用前彎葉片有利于提高壓頭，減小葉輪直徑。d、機(jī)殼內(nèi)逐漸擴(kuò)大的通道及出口截面常不為圓形而為矩形。2.3.1離心式通風(fēng)機(jī)a、為適應(yīng)輸送風(fēng)量大的要求，通風(fēng)機(jī)的葉輪直徑一般是比較大的。②離心式通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)和特性曲線

a、風(fēng)量：按入口狀態(tài)計(jì)的單位時(shí)間內(nèi)的排氣體積。m3/s，m3/hb、全風(fēng)壓：單位體積氣體通過風(fēng)機(jī)時(shí)獲得的能量，J/m3，Pa

在風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口之間列伯努利方程：

式中，可以忽略；當(dāng)氣體直接由大氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)，再忽略入口到出口的能量損失，則上式變?yōu)椋?.3.1離心式通風(fēng)機(jī)②離心式通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)和特性曲線再忽略入口到出口的能量損a、從公式可以看出，通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓由兩部分組成，一部分是進(jìn)出口的靜壓差，習(xí)慣上稱為靜風(fēng)壓；另一部分為進(jìn)出口的動(dòng)壓頭差，習(xí)慣上稱為動(dòng)風(fēng)壓

。說明：b、在離心泵中，泵進(jìn)出口處的動(dòng)能差很小，可以忽略。但對(duì)離心通風(fēng)機(jī)而，其氣體出口速度很高，動(dòng)風(fēng)壓不僅不能忽略，且由于風(fēng)機(jī)的壓縮比很低，動(dòng)風(fēng)壓在全壓中所占比例較高。c、軸功率（kW)和效率

風(fēng)機(jī)的性能表上所列的性能參數(shù)，一般都是在1atm、20℃的條件下測(cè)定的，在此條件下空氣的密度kg/m3,相應(yīng)的全風(fēng)壓和靜風(fēng)壓分別記為和

。2.3.1離心式通風(fēng)機(jī)a、從公式可以看出，通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓由兩部分組成，一部分是進(jìn)出d、特性曲線：與離心泵一樣，離心通風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)也可以用特性曲線表示。特性曲線由離心泵的生產(chǎn)廠家在1atm、20℃的條件用空氣測(cè)定，主要有四條曲線

離心式通風(fēng)機(jī)特性曲線2.3.1離心式通風(fēng)機(jī)d、特性曲線：與離心泵一樣，離心通風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)也可以用特性③離心式通風(fēng)機(jī)的選型a、根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型b、確定所求的風(fēng)量和全風(fēng)壓。風(fēng)量根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)來定；全風(fēng)壓按伯努利方程來求，但要按標(biāo)準(zhǔn)狀況校正，即

根據(jù)按入口狀態(tài)計(jì)的風(fēng)量和校正后的全風(fēng)壓在產(chǎn)品系列表中查找合適的型號(hào)。2.3.1離心式通風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)型號(hào)為4-72-11-6C，轉(zhuǎn)速1800r.min-1，全風(fēng)壓1600Pa，由于工藝條件的要求，風(fēng)機(jī)進(jìn)口與溫度40℃，真空度為196Pa的設(shè)備連接，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?3300Pa，則在此條件下實(shí)際風(fēng)壓為__________Pa③離心式通風(fēng)機(jī)的選型根據(jù)按入口狀態(tài)計(jì)的風(fēng)量和校正后的2.3.2

鼓風(fēng)機(jī)

在工廠中常用的鼓風(fēng)機(jī)有旋轉(zhuǎn)式和離心式兩種類型。（1）羅茨鼓風(fēng)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)2.3.2鼓風(fēng)機(jī)在工廠中常用的鼓風(fēng)機(jī)有旋轉(zhuǎn)式和離心離心式鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：離心式鼓風(fēng)機(jī)的外形與離心泵相象，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有許多相同之處。離心式鼓風(fēng)機(jī)的選型方法與離心式通風(fēng)機(jī)相同。（2）離心式的鼓風(fēng)機(jī)2.3.2

鼓風(fēng)機(jī)離心式鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：離心式鼓風(fēng)機(jī)的外形與（2）離心式的鼓

1.往復(fù)式壓縮機(jī)單動(dòng)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)：吸入活門S、排出活門D。其結(jié)構(gòu)和工作原理與往復(fù)泵類似。①開始時(shí)刻：2.3.3

壓縮機(jī)②壓縮階段③排氣階段④吸氣階段1.往復(fù)式壓縮機(jī)①開始時(shí)刻：2.3.3壓縮機(jī)②壓縮階段③2．壓縮類型

等溫壓縮；絕熱壓縮；多變壓縮。等溫壓縮是指壓縮階段產(chǎn)生的熱量隨時(shí)從氣體中完全取出，氣體的溫度保持不變。絕熱壓縮是另一種極端情況，即壓縮產(chǎn)生的熱量完全不取出。實(shí)際是壓縮過程既不是等溫的，也不是絕熱的，而是介于兩者之間，稱為多變壓縮。2.3.3

壓縮機(jī)2．壓縮類型2.3.3壓縮機(jī)

3．壓縮功：

實(shí)際過程為多變過程，每一循環(huán)多變壓縮的功為（J）：

其中m稱為多變指數(shù)，對(duì)于等溫壓縮，m=1，但壓縮功另有算法。對(duì)于絕熱壓縮，m等于定壓比熱與定容比熱之比。壓縮功的大小可以用圖中1-2-3-4所圍成的面積來表示。等溫壓縮功最小，絕熱壓縮功最大，多變壓縮功介于等者之間。2.3.3

壓縮機(jī)3．壓縮功：2.3.3壓縮機(jī)

4．多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮是指在一個(gè)氣缸里壓縮了一次的氣體進(jìn)入中間冷卻器冷卻之后再送入次一氣缸進(jìn)行壓縮，經(jīng)幾次壓縮才達(dá)到所需要的終壓。討論：（1）采用多級(jí)壓縮的原因：①若所需要的壓縮比很大，容積系數(shù)就很小，實(shí)際送氣量就會(huì)很??；②壓縮終了氣體溫度過高，會(huì)引起氣缸內(nèi)潤滑油碳化或油霧爆炸等問題；③機(jī)械結(jié)構(gòu)亦不合理：為了承受很高的終壓，氣缸要做的很厚，為了吸入初壓很低的氣體氣缸體積又必須很大。2.3.3

壓縮機(jī)4．多級(jí)壓縮2.3.3壓縮機(jī)

（2）級(jí)數(shù)越多，總壓縮功越接近于等溫壓縮功，即最小值。然而，級(jí)數(shù)越多，整體構(gòu)造使越復(fù)雜。因此，常用的級(jí)數(shù)為2至6，每級(jí)壓縮比為3至5。（3）理論上可以證明，在級(jí)數(shù)相同時(shí)，各級(jí)壓縮比相等，則總壓縮功最小。2.3.3

壓縮機(jī)（2）級(jí)數(shù)越多，總壓縮功越接近于等溫壓縮功，即最小值。2.3.4真空泵

1、真空泵的一般特點(diǎn)真空泵就是從真空容器中抽氣、一般在大氣壓下排氣的輸送機(jī)械。若將前述任何一種氣體輸送機(jī)械的進(jìn)口與設(shè)備接通，即成為從設(shè)備抽氣的真空泵。然而，專門為產(chǎn)生真空用的設(shè)備卻有其獲得之處。（1）由于吸入氣體的密度很低，要求真空泵的體積必須足夠大；（2）壓縮比很高，所以余隙的影響很大。2.3.4真空泵1、真空泵的一般特點(diǎn)

2.真空泵的主要性能參數(shù)（1）極限剩余壓力（或真空度）：這是真空泵所能達(dá)到最低壓力；（2）抽氣速率：單位時(shí)間內(nèi)真空泵在極限剩余壓力下所吸入的氣體體積，亦即真空泵的生產(chǎn)能力。2.3.4真空泵2.真空泵的主要性能參數(shù)2.3.4真空泵

分類：1、往復(fù)式真空泵2、水環(huán)真空泵3、液環(huán)真空泵4、旋片真空泵5、噴射真空泵

2.3.4真空泵分類：2.3.4真空泵旋片真空泵

是旋轉(zhuǎn)式真空泵的一種，其工作原理見圖。當(dāng)帶有兩個(gè)旋片7的偏心轉(zhuǎn)子按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋片在彈簧8的壓力及自身離心力的作用下，緊貼泵體9內(nèi)壁滑動(dòng)，吸氣工作室不斷擴(kuò)大，被抽氣體通過吸氣口3經(jīng)吸氣管4進(jìn)入吸氣工作室，當(dāng)旋片轉(zhuǎn)至垂直位置時(shí)，吸氣完畢，此時(shí)吸入的氣體被隔離。旋片真空泵第二章流體輸送機(jī)械

2.1液體輸送機(jī)械2.2其他類型的泵2.3氣體輸送機(jī)械第二章流體輸送機(jī)械2.1液體輸送機(jī)械2.1流體輸送機(jī)械-離心泵

2.1.1離心泵的工作原理

2.2.2離心泵的主要部件

2.2.3離心泵的特性曲線

2.2.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)

2.2.5離心泵的安裝高度

2.2.6離心泵的型號(hào)與選用

2.1流體輸送機(jī)械-離心泵2.1.1離心2.1.1離心泵的工作原理

1.離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵部件可分為旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件。旋轉(zhuǎn)部件包括葉輪和轉(zhuǎn)軸等；靜止部件包括吸入室、蝸殼等。2.離心泵工作原理①原動(dòng)機(jī)—軸—葉輪，旋轉(zhuǎn)離心力葉片間液體中心外圍—液體被做功動(dòng)能高速離開葉輪2.1.1離心泵的工作原理1.離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵部件可分2.1.2離心泵的主要性能參數(shù)

1.流量

Q或qV流量是單位時(shí)間內(nèi)輸送出去的流體量,單位m3/s。

2.壓頭（或稱揚(yáng)程）H離心泵的壓頭H是指流體通過離心泵后所獲得的有效能量,單位m。2.1.2離心泵的主要性能參數(shù)1.流量Q或qV流量3.效率效率反映了泵與風(fēng)機(jī)中能量的損失程度。

容積效率v：考慮流量泄漏所造成的能量損失水力效率H：考慮流動(dòng)阻力所造成的能量損失機(jī)械效率m：考慮軸承、密封填料和輪盤的摩擦損失。

離心泵總效率為:一般來講，在設(shè)計(jì)流量下泵的效率最高。2.1.2離心泵的主要性能參數(shù)

3.效率效率反映了泵與風(fēng)機(jī)中能量的損失程度。容積效率v：4.功率功率分為有效功率Neor和軸功率Nor，單位J/s或W。有效功率Pe

流體經(jīng)過泵后獲得的實(shí)際功率。Pe＝qVHρg軸功率P原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率。

P＝qVHρg/η有效功率和軸功率的關(guān)系2.1.2離心泵的主要性能參數(shù)

4.功率功率分為有效功率Neor和軸功率Nor2.1.3離心泵的特性曲線

由于離心泵的種類很多，前述各種泵內(nèi)損失難以估計(jì)，使得離心泵的實(shí)際特性曲線關(guān)系、、只能靠實(shí)驗(yàn)測(cè)定，在泵出廠時(shí)列于產(chǎn)品樣本中以供參考。實(shí)驗(yàn)測(cè)出的特性曲線如圖所示，圖中有三條曲線，在圖左上角應(yīng)標(biāo)明泵的型號(hào)（如4B20）及轉(zhuǎn)速，說明該圖特性曲線是指該型號(hào)泵在指定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，若泵的型號(hào)或轉(zhuǎn)速不同，則特性曲線將不同。借助離心泵的特性曲線可以較完整地了解一臺(tái)離心泵的性能，供合理選用和指導(dǎo)操作。2.1.3離心泵的特性曲線由于離心泵的種類很多，前述各2.1.3離心泵的特性曲線2.1.3離心泵的特性曲線

由圖可見：①一般離心泵揚(yáng)程隨流量的增大而下降（很小時(shí)可能例外）。當(dāng)=0時(shí)，由圖可知也只能達(dá)到一定數(shù)值，這是離心泵的一個(gè)重要特性；②軸功率隨流量增大而增加，當(dāng)時(shí)，最小。這要求離心泵在啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥門，以減小啟動(dòng)功率，保護(hù)電動(dòng)機(jī)免因超載而受損；③曲線有極值點(diǎn)（最大值），在此點(diǎn)下操作效率最高,能量損失最小。與此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量稱為額定流量。泵的銘牌上即標(biāo)注額定值，泵在管路上操作時(shí)，應(yīng)在此點(diǎn)附近操作，一般不應(yīng)低于92%。

2.1.3離心泵的特性曲線由圖可見：2.1.3離心泵的特性曲線1.液體密度對(duì)特性曲線的影響

理論與無關(guān)，實(shí)際與也無關(guān)，但有關(guān)理論與無關(guān)，實(shí)際也與無關(guān)。

P362泵性能表上列出軸功率指輸送清水時(shí)的，所選泵用于輸送比水大的液體應(yīng)先核算，若表中的電機(jī)功率，應(yīng)更換功率大的電機(jī)，否則電機(jī)會(huì)燒壞。2.1.3離心泵的特性曲線-改變與校正例：離心泵原來輸送水時(shí)的流量為qV，現(xiàn)改用輸送密度為水的1.2倍的水溶液，其它物理性質(zhì)可視為與水相同，管路狀況不變，流量_________，揚(yáng)程__________，效率__________，軸功率__________。

1.液體密度對(duì)特性曲線的影響理論

2.液體粘度對(duì)特性曲線的影響

（的幅度超過的幅度，）。泵廠家提供的特性曲線是用清水測(cè)定的，若實(shí)際輸送液體比清水大得較多。特性曲線將有所變化，應(yīng)校后再用，P92-94介紹了校正方法。2.1.3離心泵的特性曲線-改變與校正2.液體粘度對(duì)特性曲線的影響

3.轉(zhuǎn)速n對(duì)特性曲線的影響

泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下測(cè)得，實(shí)際使用時(shí)會(huì)遇到n改變的情況，若n變化<20%，可認(rèn)為液體離開葉輪時(shí)的速度三角形相似，不變,泵的效率不變(等效率)，則：上式稱為離心泵的比例定律,

n變化<20%,相等時(shí)成立。

2.1.3離心泵的特性曲線-改變與校正3.轉(zhuǎn)速n對(duì)特性曲線的影響

4.葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響

泵的特性曲線是針對(duì)某一型號(hào)的泵（一定），一個(gè)過大的泵，若將其葉輪略加切削而使直徑變小，可以減低和而節(jié)省。若變化，可認(rèn)為不變，不變，則上式稱為離心泵的切割定律，變化，相等時(shí)成立。

得:

2.1.3離心泵的特性曲線-改變與校正4.葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響1.管路特性曲線方程-描述管路中流量與所需補(bǔ)加能量的關(guān)系式

2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)1.管路特性曲線方程-描述管路中流量與所需補(bǔ)加能量的

列以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)的機(jī)械能衡算式（實(shí)際流體伯努利方程式）管路特性曲線方程的推導(dǎo)列以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)的機(jī)械能衡算式（實(shí)際管路特性曲線方程令：H＝K＋BqV2

管路特性曲線方程的推導(dǎo)管路特性曲線方程令：H＝K＋BqV2管路特性曲線方程的推導(dǎo)管路特性曲線的特點(diǎn)

表示管路流量Q與所需外加壓頭H間的曲線關(guān)系，B值與Q的單位有關(guān)；1.物理意義：2.阻力平方區(qū)，與Q無關(guān)，此時(shí)管路特性系數(shù)B為常數(shù)；管路特性曲線為一過(0,h0)點(diǎn)的二次曲線；3.對(duì)于曲線在縱軸上截距h0：表示的是管路流動(dòng)所需要的最小外加壓頭；4.高阻管路曲線陡(B大)；低阻管路曲線平緩(B小)。管路特性曲線的特點(diǎn)例：在內(nèi)徑為160mm、長度為280m的管路系統(tǒng)中，用離心泵輸送甲苯。已知該管路局部阻力的當(dāng)量長度為85m；摩擦系數(shù)可取為0.03。若為20m甲苯柱，試求管路特性方程。解：

Ｈ＝K＋BQ2因=12000所以Ｈ＝20+12000Q2根據(jù)上式可繪管路特性曲線。例：在內(nèi)徑為160mm、長度為280m的管路系統(tǒng)中，用離心

2.離心泵的工作點(diǎn)

管路特性曲線方程

泵特性曲線方程

泵的工作點(diǎn)即為兩條曲線的交點(diǎn)。H＝f(qV)=K＋BqV2

2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)

2.離心泵的工作點(diǎn)管路特性曲線方程泵說明：①工作點(diǎn)泵的特性與管路的特性工作點(diǎn)確定聯(lián)解兩特性方程作圖，得兩曲線交點(diǎn)②泵裝于管路時(shí)：工作點(diǎn)

~（H,Q)Q=泵供流量=管路流量H=泵供壓頭=流體的壓頭③工作點(diǎn)~（Q,H,N,）

泵的實(shí)際工作狀態(tài)，若該點(diǎn)在泵的高效區(qū)，則該工作點(diǎn)是適宜的。2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)說明：①工作點(diǎn)泵的特性與管路的特性工作點(diǎn)確定聯(lián)解兩特性方程3.離心泵的流量調(diào)節(jié)離心泵的工況調(diào)節(jié)有三種途徑：1）改變離心泵或通風(fēng)機(jī)的特性曲線；

改變轉(zhuǎn)速，切削葉輪直徑以及采用泵的串聯(lián)或并聯(lián)。

2）改變管路的特性曲線；

管路特性曲線的改變：一般通過調(diào)節(jié)管路閥門的開度實(shí)現(xiàn)。3）同時(shí)改變離心泵和管路的特性曲線。

2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)3.離心泵的流量調(diào)節(jié)離心泵的工況調(diào)節(jié)有三種途徑：1）改變離心4）并聯(lián)操作

圖2-16泵的并聯(lián)操作當(dāng)一臺(tái)泵的流量不夠時(shí)，可以用兩臺(tái)泵并聯(lián)操作，以增大流量。一臺(tái)泵的特性曲線如圖曲線Ｉ所示。兩臺(tái)相同的泵并聯(lián)操作時(shí)，其聯(lián)合特性曲線的作法是在每一個(gè)壓頭條件下，使一臺(tái)泵操作時(shí)的特性曲線上的流量增大一倍而得出特性曲線如圖中曲線Ⅱ。

5）串聯(lián)操作

圖2-17泵的串聯(lián)操作當(dāng)生產(chǎn)上需要利用原有泵提高泵的壓頭時(shí)，可以考慮將泵串聯(lián)使用。兩臺(tái)相同型號(hào)的泵串聯(lián)工作時(shí)，每臺(tái)泵的壓頭和流量也是相同的。因此，在同樣的流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單臺(tái)泵的兩倍。將單臺(tái)泵的特性曲線Ｉ的縱坐標(biāo)加倍，橫坐標(biāo)保持不變，可求得兩臺(tái)泵串聯(lián)后的聯(lián)合特性曲線Ⅱ。

2.1.4離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)4）并聯(lián)操作圖2-16泵的并聯(lián)操作當(dāng)一臺(tái)泵的流量不夠時(shí)，2.1.5

離心泵的安裝高度1.汽蝕現(xiàn)象液面較低的液體，能被吸入泵的進(jìn)口，是由于葉輪將液體從其中甩向外圍，而在葉輪中心進(jìn)口處形成負(fù)壓（真空）。泵內(nèi)壓強(qiáng)最低處是葉輪中心進(jìn)口處，在面與面之間到機(jī)械能衡算式并以面為基準(zhǔn)水平面，得：面。在面與

當(dāng)pKpv,葉輪中心液體汽化汽泡被拋向外圍壓力升高>pv汽泡破裂，蒸汽凝結(jié)局部真空周圍液體高速?zèng)_向汽泡中心撞擊葉片(水錘)葉片沖擊與腐蝕——汽蝕現(xiàn)象2.1.5離心泵的安裝高度1.汽蝕現(xiàn)象液面較低的液伴隨現(xiàn)象：①泵體振動(dòng)并發(fā)出噪音；②H,Q,

嚴(yán)重時(shí)不送液；③水錘沖擊和化學(xué)腐蝕，損壞葉片安裝高度汽蝕問題：如何確定的上限——泵的允許安裝高度當(dāng)泵剛發(fā)生汽蝕時(shí)，pK等于所輸送液體的飽和蒸汽壓pv，相應(yīng)地p1也將達(dá)到某一最小值p1min，此時(shí)2.1.5

離心泵的安裝高度伴隨現(xiàn)象：①泵體振動(dòng)并發(fā)出噪音；②H,Q,嚴(yán)重時(shí)上式表明：在泵剛發(fā)生汽蝕條件下，泵進(jìn)口處液體的總壓頭比液體的飽和蒸汽壓對(duì)應(yīng)的靜壓頭高出某一定值，常將這一差值稱為泵的最小汽蝕余量：

為確保泵正常工作不發(fā)生汽蝕，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，將作為允許值，稱為允許汽蝕余量，此值列入泵的樣本，由離心泵廠向用戶提供。又稱為凈正吸上壓頭，用（NetPositiveSuctionHead）表示。

2.1.5

離心泵的安裝高度-允許汽蝕余量

上式表明：在泵剛發(fā)生汽蝕條件下，泵進(jìn)口處液體的總壓頭討論

（1）汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：①安裝高度太高；②被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過高；③吸入管路阻力或壓頭損失太高。（2）計(jì)算出的Hgmax<0時(shí),需低于貯槽液面安裝

（3）

Hgmax~Q關(guān)系：Q，則Hgmax，安全系數(shù)

一般用工作條件的最大Q計(jì)算Hgmax（4）安裝泵時(shí)為保險(xiǎn)，取Hg比Hgmax小0.5至1米

（5）允許汽蝕余量的校正

h～20℃清水，條件不同時(shí)要校正，校正曲線說明書2.1.5

離心泵的安裝高度-允許汽蝕余量

討論（1）汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：①安裝高度太高；②被輸送流2.1.5

離心泵的安裝高度-允許吸上真空度0-0至1-1間列伯氏方程：泵剛出現(xiàn)氣蝕時(shí)，泵入口處壓強(qiáng)p1

變?yōu)閜1min

令：最大允許吸上真空度為安全計(jì)允許吸上真空度，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)介質(zhì)：20度清水若條件不符，P103式2-28校正。2.1.5離心泵的安裝高度-允許吸上真空度0-0至1-1間吸入管路應(yīng)短（靠近液源）而直（少拐彎）；b.吸入管路應(yīng)省去不必要的管件，調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在排出管路上；c.吸入管徑大于排出管徑。（3）臨界汽蝕余量與必需汽蝕余量可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，不是改變發(fā)生汽蝕，而是設(shè)法在泵的不變的條件下逐次降低（例如關(guān)小吸入管路中的閥），當(dāng)泵內(nèi)剛較正常值下降3%作為發(fā)生汽蝕的標(biāo)志）時(shí)測(cè)取由上式計(jì)算，+安全余量，列在泵的好發(fā)生汽蝕（以泵性能表上。2.1.5

離心泵的安裝高度吸入管路應(yīng)短（靠近液源）而直（少拐彎）；例：用油泵從密閉容器里送出30℃的丁烷。容器內(nèi)丁烷液面上的絕對(duì)壓力為。液面降到最低時(shí)，在泵入口中心線以下2.8m。丁烷在30℃時(shí)的密度為580kg/m3，飽和蒸汽壓為。泵入口管路的壓頭為1.5mH2O。所選用的泵汽蝕余量為3m。試問這個(gè)泵能否正常工作？

解：

由于實(shí)際安裝高度大于允許安裝高度，不能保證整個(gè)輸送過程中不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。為保證泵正常操作，應(yīng)使泵入口線不高于最低液面2.4m，即從原來的安裝位置至少降低0.4m；或提高容器內(nèi)的壓力。例：用油泵從密閉容器里送出30℃的丁烷。容器內(nèi)丁烷液面上的絕2.1.6離心泵的型號(hào)與選用

（1）離心泵的類型

①清水泵舊型號(hào)：B型新型號(hào)：IS型

IS型泵是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2858規(guī)定的性能和尺寸設(shè)計(jì)的，其效率比B型泵平均提高3.67%。

IS80-65-160

80——泵入口直徑，mm；65——泵出口直徑，mm；160——泵葉輪公稱直徑，mm。2.1.6離心泵的型號(hào)與選用（1）離心泵的類型如果要求的壓頭（揚(yáng)程）較高，可采用多級(jí)離心泵，其系列代號(hào)為“D”，其結(jié)構(gòu)如圖所示。如要求的流量很大，可采用雙吸收式離心泵，其系列代號(hào)“Sh”。

②耐腐蝕泵，“F”系列，非“F”系列。

③油泵，單吸“Y”系列，雙吸式“YS”系列。

④液下泵，“FY”系列。

⑤屏蔽泵。

⑥雜質(zhì)泵“P”系列。2.1.6離心泵的型號(hào)與選用如果要求的壓頭（揚(yáng)程）較高，可采用多級(jí)離心2.1.6離心泵的型號(hào)與選用2.1.6離心泵的型號(hào)與選用

（2）離心泵的選用

①根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型

②確定輸送系統(tǒng)的流量和所需壓頭。流量由生產(chǎn)任務(wù)來定，所需壓頭由管路的特性方程來定。

③根據(jù)所需流量和壓頭確定泵的型號(hào)

A、查性能表或特性曲線，要求流量和壓頭與管路所需相適應(yīng)

B、若生產(chǎn)中流量有變動(dòng)，以最大流量為準(zhǔn)來查找，H也應(yīng)以最大流量對(duì)應(yīng)值查找。

C、若H和Q與所需要不符，則應(yīng)在鄰近型號(hào)中找H和Q都稍大一點(diǎn)的。2.1.6離心泵的型號(hào)與選用（2）離心泵的選用2.1.6離心泵的型號(hào)與選用

D、若幾個(gè)型號(hào)都滿足，應(yīng)選一個(gè)在操作條件下效率最好的

E、為保險(xiǎn)，所選泵可以稍大；但若太大，工作點(diǎn)離最高效率點(diǎn)太遠(yuǎn)，則能量利用程度低。

F、若被輸送液體的性質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)流體相差較大，則應(yīng)對(duì)所選泵的特性曲線和參數(shù)進(jìn)行校正，看是否能滿足要求。2.1.6離心泵的型號(hào)與選用D、若幾個(gè)型號(hào)都滿足，應(yīng)選一個(gè)在操作條件下效率最好的2例:如圖所示，今有一輸送河水的任務(wù)，要求將某處河水以90m3/h的流量，輸送到一高位槽中，已知高位槽水面高出河面10m，管路系統(tǒng)的總壓頭損失為7mH2O。試選擇一適當(dāng)?shù)碾x心泵并估算由于閥門調(diào)節(jié)而多消耗的軸功率。解根據(jù)已知條件，選用清水泵。今以河面1-1截面為基準(zhǔn)面，并取1-1與2-2截面列伯努利方程式，則=10+0+0+7=17m根據(jù)已知流量Q=90m3/h和H=17可選100-80-125型號(hào)的泵。所選泵壓頭較高，操作時(shí)靠關(guān)小閥門調(diào)節(jié)，因此多消耗功率為：例:如圖所示，今有一輸送河水的任務(wù)，要求將某處河水以90m32.2其他類型的泵2.2.1往復(fù)泵往復(fù)泵的作用原理和類型往復(fù)泵的特性曲線與工作點(diǎn)2.2.2非正位移泵2.2.3正位移泵2.2其他類型的泵

（1）作用原理

如圖所示為曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的往復(fù)泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活門組成?；钪谕饬ν苿?dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此改變泵缸內(nèi)的容積和壓強(qiáng)，交替地打開和關(guān)閉吸入、壓出活門，達(dá)到輸送液體的目的。由此可見，往復(fù)泵是通過活柱的往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接以壓強(qiáng)能的形式向液體提供能量的。往復(fù)泵的作用原理和類型（1）作用原理往復(fù)泵的作用原理和類型

（2）往復(fù)泵的類型

按照往復(fù)泵的動(dòng)力來源可分類如下：

①電動(dòng)往復(fù)泵

電動(dòng)往復(fù)泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，是往復(fù)泵中最常見的一種。電動(dòng)機(jī)通過減速箱和曲柄連桿機(jī)構(gòu)與泵相連，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。

②汽動(dòng)往復(fù)泵

汽動(dòng)往復(fù)泵直接由蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)，泵的活塞和蒸汽機(jī)的活塞共同連在一根活塞桿上，構(gòu)成一個(gè)總的機(jī)組。往復(fù)泵的作用原理和類型（2）往復(fù)泵的類型往復(fù)泵的作用原理和類型按照作用方式可將往復(fù)泵分類如下：

①單動(dòng)往復(fù)泵活柱往復(fù)一次只吸液一次和排液一次。②雙動(dòng)往復(fù)泵活柱兩邊都在工作，每個(gè)行程均在吸液和排液。往復(fù)泵的作用原理和類型按照作用方式可將往復(fù)泵分類如下：往復(fù)泵的作用原理和類往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)由知僅與活塞每次掃過的體積AS及活塞往復(fù)次數(shù)n關(guān)，而與管路的特性無關(guān)。實(shí)際H不太高時(shí),隨H的變化很小，H大時(shí)，減小。而往復(fù)泵的壓頭則只決定于管路特性曲線與泵的特性曲線的交點(diǎn)（工作點(diǎn)確定）。，（1）往復(fù)泵的特性曲線與工作點(diǎn)

往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)由

（2）流量調(diào)節(jié)

①用旁路閥調(diào)節(jié)流量。泵的送液量不變，只是讓部分被壓出的液體返回貯池，使主管中的流量發(fā)生變化。顯然這種調(diào)節(jié)方法很不經(jīng)濟(jì)，只適用于流量變化幅度較小的經(jīng)常性調(diào)節(jié)。

②改變曲柄轉(zhuǎn)速：因電動(dòng)機(jī)是通過減速裝置與往復(fù)泵相連的，所以改變減速裝置的傳動(dòng)比可以很方便地改變曲柄轉(zhuǎn)速，從而改變活塞自往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。

往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)（2）流量調(diào)節(jié)往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)2.2.2非正位移泵（1）旋渦泵旋渦泵是一種特殊類型的離心泵。它的葉輪是一個(gè)圓盤，四周銑有凹槽，成輻射狀排列。葉輪在泵殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其間有引水道。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之間，因而被葉片拍擊多次，獲得較多能量。

2.2.2非正位移泵（1）旋渦泵旋渦泵示意圖：2.2.2非正位移泵旋渦泵示意圖：2.2.2非正位移泵液體中旋渦泵中獲得的能量與液體在流動(dòng)過程中進(jìn)入葉輪的次數(shù)有關(guān)。當(dāng)流量減小時(shí)，流道內(nèi)認(rèn)體的運(yùn)動(dòng)速度減小，液體流入葉輪的平均次數(shù)增多，泵的壓頭必然增大；流量增大時(shí)，則情況反。因此，其H~Q曲線呈陡降形。旋渦泵的特點(diǎn)如下：①壓頭和功率隨流量增加下降較快。因此啟動(dòng)時(shí)應(yīng)打開出口閥，改變流量時(shí)，旁路調(diào)節(jié)比安裝調(diào)節(jié)閥經(jīng)濟(jì)。②在葉輪直徑和轉(zhuǎn)速相同的條件下，旋渦泵的壓頭比離心泵高出2~4倍，適用于高壓頭、小流量的場(chǎng)合。③結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，且可采用各種耐腐蝕的材料制造。④輸送液體的粘度不宜過大，否則泵的壓頭和效率都將大幅度下降。⑤輸送液體不能含有固體顆粒。(2)軸流泵適用于大流量、低壓頭的流體輸送。自學(xué)掌握。2.2.2非正位移泵液體中旋渦泵中獲得的能量與液體在流動(dòng)過程中進(jìn)入葉輪的2.2.3正位移泵

(1)隔膜泵①外觀2.2.3正位移泵(1)隔膜泵①外觀2.2.3正位移泵②工作原理:往復(fù)泵的一種③

流量調(diào)節(jié):調(diào)整活柱往復(fù)頻率或旁路④

應(yīng)用場(chǎng)合:腐蝕性的液體、固體懸浮液2.2.3正位移泵②工作原理:往復(fù)泵的一種③流量調(diào)(2)計(jì)量泵①外觀2.2.3正位移泵(2)計(jì)量泵①外觀2.2.3正位移泵②工作原理:往復(fù)泵的一種③

流量調(diào)節(jié):調(diào)整偏心度柱塞沖程變化流量調(diào)節(jié)。④

應(yīng)用場(chǎng)合:輸送量或配比要求非常精確原動(dòng)機(jī)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)2.2.3正位移泵②工作原理:往復(fù)泵的一種③流量調(diào)節(jié):調(diào)整偏心度柱塞(3)齒輪泵①外觀2.2.3正位移泵(3)齒輪泵①外觀2.2.3正位移泵②工作原理:③

流量調(diào)節(jié):④

應(yīng)用場(chǎng)合:旋轉(zhuǎn)泵的一種轉(zhuǎn)速或旁路高壓頭、小流量。粘稠以至膏狀物。2.2.3正位移泵②工作原理:③流量調(diào)節(jié):④應(yīng)用場(chǎng)合:旋轉(zhuǎn)泵的一種(4)螺桿泵①外觀2.2.3正位移泵(4)螺桿泵①外觀2.2.3正位移泵②工作原理:③

流量調(diào)節(jié):④

應(yīng)用場(chǎng)合:旋轉(zhuǎn)泵的一種，螺紋在旋轉(zhuǎn)時(shí)有推進(jìn)作用轉(zhuǎn)速或旁路高壓頭、小流量。粘稠以至膏狀物。固體懸浮液。2.2.3正位移泵②工作原理:③流量調(diào)節(jié):④應(yīng)用場(chǎng)合:旋轉(zhuǎn)泵的一種各種化工用泵的比較項(xiàng)目離心式正位移式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式離心泵旋渦泵往復(fù)泵計(jì)量泵隔膜泵齒輪泵螺桿泵流量①④⑥①④⑦②⑤⑧②⑤⑦②⑤⑧③⑤⑦③⑤⑦壓頭①②③③③②②效率①②③③③④④流量調(diào)節(jié)①②③②③④④②③③③自吸作用②②①①①①①啟動(dòng)①②②②②②②流體①②⑦③④⑥⑤④⑤結(jié)構(gòu)造價(jià)①②①③⑤⑥⑦⑤⑥⑤⑥③④③④各種化工用泵的比較離心式正位移式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式離心泵旋渦泵往復(fù)流量：①均勻；②不均勻；③尚可；④隨管路特性而變；⑤恒定；⑥范圍廣、易達(dá)大流量；⑦小流量；⑧較小流量； 壓頭高低：①不易達(dá)到高壓頭；②壓頭較高；③壓頭高。效率：①稍低、愈偏離額定越??；②低；③高；④較高；流量調(diào)節(jié)：①出口閥；②轉(zhuǎn)速；③旁路；④沖程自吸操作：①有；②沒有； 啟動(dòng)：①關(guān)閉出口閥；②出口閥全開；被輸送流體：①各種物料（高粘度除外）；②不含固體顆粒，腐蝕性也可；③精確計(jì)量；④可輸送懸浮液；⑤高粘度液體；⑥腐蝕性液體；⑦不能輸送腐蝕性或含固體顆粒的液體結(jié)構(gòu)與造價(jià)：①結(jié)構(gòu)簡單；②造價(jià)低謙；③結(jié)構(gòu)緊湊；④加工要求高；⑤結(jié)構(gòu)復(fù)雜；⑥造價(jià)高；⑦體積大各種化工用泵的比較流量：①均勻；②不均勻；③尚可；④隨管路特性而變；⑤恒定；⑥2.3

氣體輸送機(jī)械分類：通風(fēng)機(jī)：終壓不大于14.7×103Pa（表壓），壓縮比為1~1.15；

鼓風(fēng)機(jī)：終壓為(14.7~294)×103Pa（表壓），壓縮比小于4；

壓縮機(jī)：終壓為294×103Pa（表壓）以上，壓縮比大于4；

真空泵：使設(shè)備產(chǎn)生真空，出口壓力為大氣壓，其壓縮比由真空度決定。2.3氣體輸送機(jī)械分類：通風(fēng)機(jī)：終壓不大于14.7×1032.3.1離心式通風(fēng)機(jī)

①離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)離心式通風(fēng)機(jī)工作原理與離心泵相同，結(jié)構(gòu)也大同小異。

離心通風(fēng)機(jī)及葉輪1—機(jī)殼;2—葉輪;3—吸入口;4—排出口22.3.1離心式通風(fēng)機(jī)①離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特a、為適應(yīng)輸送風(fēng)量大的要求，通風(fēng)機(jī)的葉輪直徑一般是比較大的。b、葉輪上葉片的數(shù)目比較多。c、葉片有平直的、前彎的、后彎的。通風(fēng)機(jī)的主要要求是通風(fēng)量大，在不追求高效率時(shí)，用前彎葉片有利于提高壓頭，減小葉輪直徑。d、機(jī)殼內(nèi)逐漸擴(kuò)大的通道及出口截面常不為圓形而為矩形。2.3.1離心式通風(fēng)機(jī)a、為適應(yīng)輸送風(fēng)量大的要求，通風(fēng)機(jī)的葉輪直徑一般是比較大的。②離心式