流體輸送技術(shù)課件第一章 流體輸送技術(shù)

1.4.1液體輸送機(jī)械第一章流體流動(dòng)及輸送技術(shù)流體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械（通稱為泵）（如風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵等）離心式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式流體作用式l-泵體；2-葉輪；3-密封環(huán)；4-軸套；5-泵蓋；6-泵軸；7-托架；8-聯(lián)軸器；9-軸承；10-軸封裝置；11-吸入口；12-蝸形泵殼；13-葉片；14-吸入管；15-底閥；16-濾網(wǎng)；17-調(diào)節(jié)閥；18-排出管離心泵結(jié)構(gòu)詳解離心泵葉輪離心泵的吸液方式為使泵內(nèi)液體能量轉(zhuǎn)換效率增高，葉輪外周安裝導(dǎo)輪。離心泵泵殼作用：將葉輪封閉在一定的空間內(nèi)，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體外形：多為蝸殼形，故又稱蝸殼蝸殼形流道截面積逐漸擴(kuò)大，從葉輪四周甩出的高速液體逐漸減速，部分動(dòng)能有效轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。離心泵軸封裝置作用：防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)類型：填料密封、機(jī)械密封浸油、涂有石墨的石棉繩依靠裝在軸上的動(dòng)環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)離心泵工作原理啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場(chǎng)所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢?jiàn)，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。

泵啟動(dòng)時(shí)，若泵殼與吸入管路內(nèi)沒(méi)有充滿液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心就不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛。離心泵的氣縛現(xiàn)象氣縛現(xiàn)象圖示離心泵的性能參數(shù)流量：指離心泵在單位時(shí)間內(nèi)排入到管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以Q表示，單位為L(zhǎng).s-1或m3.h-1。揚(yáng)程：指泵給予單位重量液體的有效能量，以H表示，單位為m。效率：反映泵對(duì)外加能量的利用程度，以表示，無(wú)量綱。軸功率：指泵軸所需的功率，以P表示，單位為W或kW。每秒鐘泵對(duì)輸出液體所作的功，稱為泵的有效功率，以Pe表示。離心泵性能曲線示意圖離心泵的選用選用原則：確定離心泵的類型確定輸送系統(tǒng)的流量和揚(yáng)程確定離心泵的型號(hào)校核軸功率列出泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)處的性能，供使用時(shí)參考p葉輪≤pv，使液體汽化離心泵的氣蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象：

泵內(nèi)液體汽化，汽泡形成和破裂的過(guò)程中使葉輪材料受到損壞的現(xiàn)象產(chǎn)生原因：

危害：（1）葉輪遭到剝蝕；（2）產(chǎn)生噪音和振動(dòng)；（3）流量不穩(wěn)定，顯著下降，嚴(yán)重時(shí)不能送液。工程上規(guī)定，當(dāng)泵的揚(yáng)程下降3％時(shí)，認(rèn)為進(jìn)入了氣蝕狀態(tài)。氣蝕現(xiàn)象預(yù)防措施只需使得即可，亦即或者升高或者降低氣蝕現(xiàn)象圖示離心泵的允許安裝高度工程上從根本上避免氣蝕現(xiàn)象的方法是限制泵的安裝高度避免離心泵氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的最大安裝高度，即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，稱為離心泵的允許安裝高度,也叫允許吸上高度，由表示。0101

離心泵的允許安裝高度～Hg假定泵在可允許的最高位置上操作，以液面為基準(zhǔn)面，則由下列貯槽液面0-0′與泵的吸入口1-1′兩截面間的伯努利方程式，可得離心泵的允許安裝高度

——允許安裝高度，m；

——吸入液面壓力，Pa；

——吸入口允許的最低壓力，Pa；

——吸入口處的流速，m/s；

——被輸送液體的密度，kg/m3；

——流體流經(jīng)吸入管的阻力，m。允許汽蝕余量：一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，由泵性能中查取。離心泵的允許安裝高度泵吸入口處動(dòng)壓頭與靜壓頭之和比被輸送液體的飽和蒸汽壓頭高出的最小數(shù)值，用表示。當(dāng)允許安裝高度為負(fù)值時(shí)，離心泵的吸入口低于貯槽液面。為安全起見(jiàn)，泵的實(shí)際安裝高度通常能比允許安裝高度低

0.5m～1m。例1用型號(hào)為IS65-50-125的離心泵將敞口貯槽中80℃的水送出，吸入管路的壓頭損失為4m，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8kPa。試確定此泵的安裝高度。 解：查附錄：水，

IS65-50-125泵氣蝕余量=2.0m泵允許安裝高度：

=

=

為安全起見(jiàn)，再降低即

即泵需要安裝在水槽液面以下或更低。例2用油泵從貯槽向反應(yīng)器輸送44℃的異丁烷，貯槽中異丁烷液面恒定，其上方絕對(duì)壓力為652kPa。泵位于貯槽液面以下1.5m處，吸入管路全部壓頭損失為1.6m。44℃時(shí)異丁烷的密度為530kg/m3，飽和蒸汽壓為638kPa。所選用泵的允許汽蝕余量為3.5m，問(wèn)此泵能否正常操作？解：泵允許的安裝高度：此泵安裝不當(dāng)，會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。

管路的特性曲線對(duì)于給定的管路，其輸送任務(wù)（流量）與完成任務(wù)所需要的壓頭之間也存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系稱為管路特性，表示在壓頭與流量的關(guān)系圖上，稱為管路的特性曲線。管路特性方程:QAHeBqv2qv~He管路特性曲線管路特性影響因素管路的鋪設(shè)情況操作條件與泵的特性無(wú)關(guān)！指定泵安裝在特定管路中，只能有一個(gè)穩(wěn)定的工作點(diǎn)。離心泵的工作點(diǎn)將泵的H～qv曲線與管路的He～qv曲線繪在同一坐標(biāo)系中，兩曲線的交點(diǎn)稱為泵的工作點(diǎn)當(dāng)泵安裝在指定管路時(shí)，流量與壓頭之間的關(guān)系既要滿足泵的特性，也要滿足管路的特性

Qe～HeQ～HHM=H=HeMQMHMQM=Q=Qe離心泵的工作點(diǎn)離心泵的流量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)泵的工作點(diǎn)調(diào)節(jié)管路特性曲線和泵的特性曲線改變閥門的開度

離心泵的流量調(diào)節(jié)離心泵的操作離心泵的開停車操作（1）開車前的準(zhǔn)備工作（2）開車程序（3）停車程序（4）兩泵切換離心泵操作訓(xùn)練

離心泵操作仿真訓(xùn)練

第三節(jié)管子的選用與管路安裝第一節(jié)流體輸送管路第二節(jié)流體流動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)第四節(jié)液體輸送機(jī)械第五節(jié)氣體輸送機(jī)械第一章流體流動(dòng)及輸送技術(shù)氣體輸送機(jī)械輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體壓送機(jī)械氣體壓送機(jī)械也分離心式、旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式等類型類型終壓/kPa（表壓）壓縮比用途通風(fēng)機(jī)＜151～1.15用于換氣通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)15～3001.15～4用于送氣壓縮機(jī)＞300＞4造成高壓真空泵當(dāng)?shù)卮髿鈮河烧婵斩葲Q定用于減壓操作氣體壓送機(jī)械的分類工業(yè)上常用的通風(fēng)機(jī)主要有離心通風(fēng)機(jī)和軸流通風(fēng)機(jī)兩種型式。軸流式通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)壓很小，一般只作通風(fēng)換氣之用。用于氣體輸送的，多為離心通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)與離心泵相似，但機(jī)殼斷面有方形和圓形兩種，一般低、中壓通風(fēng)機(jī)多為方形，高壓的多為圓形，葉輪上葉片數(shù)目較多且長(zhǎng)度較短。離心通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理離心通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)風(fēng)量:風(fēng)壓：軸功率與全壓效率：按進(jìn)口處的氣體狀態(tài)計(jì)的單位時(shí)間內(nèi)從風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積，以Q表示，單位為。單位體積的氣體流過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量，以表示，單位為。軸功率以P表示，單位kw，全壓效率以表示，無(wú)量綱。兩者之間關(guān)系為離心通風(fēng)機(jī)特性曲線示意圖與離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)相似，但由于單級(jí)壓縮機(jī)不可能產(chǎn)生很高的風(fēng)壓，故離心壓縮機(jī)都是多級(jí)的，葉輪的級(jí)數(shù)多，通常10級(jí)以上。葉輪轉(zhuǎn)速高，一般在5000r/min以上。因此可以產(chǎn)生很高的出口壓強(qiáng)。由于氣體的體積變化較大，溫度升高也較顯著，故離心壓縮機(jī)常分成幾段，每段包括若干級(jí)，葉輪直徑逐段縮小，葉輪寬度也逐級(jí)有所縮小。段與段間設(shè)有中間冷卻器將氣體冷卻，避免氣體終溫過(guò)高。離心式壓縮機(jī)工作原理：離心式壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)圖離心式壓縮機(jī)性能離心式壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象實(shí)際流量小于性能曲線所表明的最小流量時(shí)，離心壓縮機(jī)出現(xiàn)的一種不穩(wěn)定工作狀態(tài)。喘振現(xiàn)象：表現(xiàn)：壓縮機(jī)和排氣管系統(tǒng)產(chǎn)生一種低頻率高振幅的壓強(qiáng)脈動(dòng)，使葉輪的應(yīng)力增加，噪聲加重，整個(gè)機(jī)器強(qiáng)烈振動(dòng)，無(wú)法工作。由于壓縮機(jī)的出口壓強(qiáng)突然下降，不能送氣，出口管內(nèi)壓強(qiáng)較高的氣體就會(huì)倒流入壓縮機(jī)。發(fā)生氣體倒流后，使壓縮機(jī)內(nèi)的氣量增大，至氣量超過(guò)最小流量時(shí)，壓縮機(jī)又按性能曲線所示的規(guī)律正常工作，重新把倒流進(jìn)來(lái)的氣體壓送出去。壓縮機(jī)恢復(fù)送氣后，機(jī)內(nèi)氣量減少，至氣量小于最小流量時(shí)，壓強(qiáng)又突然下降，壓縮機(jī)出口處壓強(qiáng)較高的氣體