化工原理課件第2章流體輸送機(jī)械講稿1

第2章流體輸送機(jī)械2.1概述2.2液體輸送機(jī)械2.3氣體輸送機(jī)械分類2.1概述液體輸送機(jī)械：泵（Pumps），如離心泵、往復(fù)泵。氣體輸送機(jī)械：壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)（Compressorsandblowers）本章內(nèi)容:主要結(jié)構(gòu)工作原理性能參數(shù)設(shè)備選型操作方法2.1概述§2.2液體輸送機(jī)械2.2.1液體輸送機(jī)械的分類2.2.2離心泵2.2.3往復(fù)泵2.2.4其它類型的泵按結(jié)構(gòu)特征和工作原理分類2.2.1液體輸送機(jī)械的分類1.葉片式泵：利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪輸送流體。如離心泵，旋渦泵等；2.容積式或正位移式泵（往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式）：利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞或轉(zhuǎn)子的周期性擠壓輸送流體。3.流體作用泵：利用一種流體高速噴射輸送另一種流體，如噴射泵。2.2.2離心泵（CentrifugalPumps）

一、結(jié)構(gòu)和主要部件主要部件葉輪泵殼導(dǎo)輪軸封裝置軸向推力平衡裝置2.2.2離心泵（CentrifugalPumps）

⒈葉輪：通常由3-12片后彎的葉片組成，葉輪安裝在泵軸上，并放在泵殼內(nèi)；是離心泵的關(guān)鍵部件。作用：將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給被輸送的液體。分類：敞式葉輪半蔽式葉輪蔽式葉輪敞式葉輪敞式葉輪沒有前、后蓋板；結(jié)構(gòu)簡單，清洗方便；但是液體易發(fā)生倒流，效率較低；適合于輸送漿液和含有固粒懸浮物的液體，不易堵塞。半蔽式葉輪：吸液口一側(cè)無蓋板，效率也較低；適用于輸送懸浮液。蔽式葉輪有前后輪蓋；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高；效率較高，適于輸送清潔流體；應(yīng)用廣泛?！倘~輪按其吸液方式不同可分為單吸式和雙吸式兩種：⒈葉輪：2.泵殼：

作用：匯聚流體，能量轉(zhuǎn)化。3.導(dǎo)輪

4.軸封裝置軸封裝置填料密封機(jī)械密封填料密封：又稱填料函，或者盤根箱填料套填料環(huán)填料填料壓蓋雙頭螺栓螺母特點(diǎn)：簡單易行，但維修工作量大，容易泄漏；不適用于易燃，易爆，有毒或者貴重液體的輸送。機(jī)械密封：又稱端面密封動(dòng)環(huán)靜環(huán)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，價(jià)格貴，裝卸和更換零件不便；但密封性能好，壽命長，功率消耗小，安全性好。彈簧5.軸向推力平衡裝置平衡孔：葉輪后輪蓋上開孔；平衡管：泵殼上的接管通到泵的吸入口；平衡盤：用于多級離心泵，設(shè)在最后一級葉輪的后面。5.軸向推力平衡裝置二、離心泵的工作原理三、離心泵的主要性能參數(shù)1.流量指離心泵在單位時(shí)間內(nèi)所排送液體的體積，以Q表示，單位為L/s或m3/h。離心泵的流量取決于泵的結(jié)構(gòu)尺寸和轉(zhuǎn)速。2.揚(yáng)程指離心泵對單位重量液體所提供的有效能量，以H表示，單位為J/N或m液柱。泵的揚(yáng)程又稱壓頭。離心泵揚(yáng)程的大小，取決于泵的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速及流量，一般通過實(shí)驗(yàn)測定。三、離心泵的主要性能參數(shù)3.效率(1)容積損失(2)水力損失(3)機(jī)械損失液體在泵內(nèi)流動(dòng)的過程中，有各種能量損失：4.功率功率是指離心泵單位時(shí)間內(nèi)所作的功，單位為J/s或W。泵的功率分有效功率、軸功率及電動(dòng)機(jī)功率。

(1)有效功率：單位時(shí)間內(nèi)泵對輸送液體所作的功，稱為泵的有效功率，即三、離心泵的主要性能參數(shù)(2)軸功率離心泵的軸功率是泵軸所需的功率。(3)電動(dòng)機(jī)功率系指電動(dòng)機(jī)所需的功率三、離心泵的主要性能參數(shù)四、離心泵特性的理論分析⒈葉輪內(nèi)流體的流動(dòng)速度圓周速度u

：流體質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的速度。方向與圓周相切。u=πDn=ωr相對速度w：流體質(zhì)點(diǎn)沿葉片的運(yùn)動(dòng)速度。方向與葉片相切絕對速度c

：液體質(zhì)點(diǎn)相對于固定泵殼的速度。α：絕對速度c與圓周速度u之間的夾角；β：相對速度w與圓周速度u反向延長線之間的夾角（葉片的傾角）。四、離心泵特性的理論分析兩個(gè)角度：假定流體與葉輪的相對運(yùn)動(dòng)軌跡與葉片的形狀完全一致（即葉片數(shù)無限多的理想葉輪），從理論上可確定液流在葉輪進(jìn)、出口處的速度三角形，根據(jù)余弦定理：由于液體在葉片間的流動(dòng)截面從進(jìn)口到出口逐漸擴(kuò)大，故有：w2＜w1。四、離心泵特性的理論分析⒉理論壓頭HT：假設(shè)液體為理想流體，沿任何一個(gè)葉片對葉輪進(jìn)出口截面列柏努利方程，可得單位重量流體從旋轉(zhuǎn)的葉輪獲得的機(jī)械能，即離心泵的理論壓頭或揚(yáng)程：整理得四、離心泵特性的理論分析液體靜壓能的增加來源于葉輪的離心力對液體作的功及動(dòng)能的轉(zhuǎn)化：Hc

為液體沿葉片向葉輪出口截面流動(dòng)的過程中，由于離心力作功流體所獲得的靜壓能，可以推導(dǎo)出：四、離心泵特性的理論分析聯(lián)立以上公式可得單位重量流體從旋轉(zhuǎn)的葉輪獲得的機(jī)械能，即離心泵的理論壓頭或揚(yáng)程：靜壓頭：動(dòng)壓頭：四、離心泵特性的理論分析由離心泵理論壓頭H的計(jì)算公式可知：凡是影響速度三角形的因素都會影響H。除葉輪的轉(zhuǎn)速等顯而易見的因素外，葉片的幾何參數(shù)和泵的流量也是重要的影響因素。─離心泵基本方程式四、離心泵特性的理論分析3.理論壓頭的分析：⑴葉輪直徑和轉(zhuǎn)速的影響：

u2=πDn

D↑orn↑→u↑→HT↑⑵液體密度的影響：

HT與密度ρ無關(guān)四、離心泵特性的理論分析⑶葉片形狀的影響：當(dāng)入口速度三角形的夾角α1等于90o，即液體從半徑方向進(jìn)入葉輪（無預(yù)旋進(jìn)液）時(shí)，理論壓頭HT最大。又根據(jù)葉輪出口處速度三角形，有于是：四、離心泵特性的理論分析（1）徑向葉片：2=90o，cos2=0，HT=u22/g；（2）后彎葉片：2<90o，cos2>0，HT<

u22/g

；

c2最小，靜壓頭增大，阻力損失??；（3）前彎葉片：2>90o，cos2<0，HT>

u22/g

；

c2最大，機(jī)械能損失大，效率低。（