第二章流體輸送機(jī)械第一次課

第二章流體輸送機(jī)械第一次課第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四為流體提供能量的機(jī)械稱為流體輸送機(jī)械。

在化工生產(chǎn)過程中，常常需要將流體從低處輸送到高處；從低壓送至高壓；沿管道送至較遠(yuǎn)的地方。為達(dá)到此目的，必須對流體加入外功，以克服流體阻力及補(bǔ)充輸送流體時(shí)所不足的能量。0概述

第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四對輸送設(shè)備的基本要求1、工藝：

流量、能量。2、適應(yīng)性：

粘性、腐蝕性、毒性、可燃性、含固體雜質(zhì)等。3、運(yùn)行：

可靠性，效率，操作費(fèi)。第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四泵；風(fēng)機(jī);壓縮機(jī)；真空泵。常用的流體輸送機(jī)械輸送液體輸送氣體第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四泵的分類1按工作原理分葉片式泵受離心力的作用，有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪。如離心泵、軸流泵、渦流泵。旋轉(zhuǎn)式泵靠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的部件推擠液體。如齒輪泵、螺桿泵等。往復(fù)泵靠往復(fù)運(yùn)動的活塞排擠液體。如活塞泵、柱塞泵等。第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四清水泵適用于粘度與水相近的、無腐蝕性、不含雜質(zhì)的流體，如離心泵。油泵適用于高粘度的流體。如齒輪泵、旋轉(zhuǎn)泵等。耐腐蝕泵雜質(zhì)泵2按用途分第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四一、離心泵離心泵的主要部件和工作原理*離心泵的基本方程式離心泵的性能參數(shù)與特性曲線*離心泵性能的改變與換算離心泵的工作點(diǎn)與調(diào)節(jié)*氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度*離心泵的類型與選擇本節(jié)內(nèi)容提要第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四離心泵（centrifugalpump）的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛；流量大而且均勻；操作方便。

一、離心泵第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四1結(jié)構(gòu)葉輪軸

4~6片葉片蝸牛形通道；葉輪偏心放；可減少能耗，有利于動能轉(zhuǎn)化為靜壓能。葉輪泵殼底閥(防止“氣縛”)濾網(wǎng)(阻攔固體雜質(zhì))一、

離心泵的工作原理泵殼等。第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四葉輪：敞開式半開式封閉式對液體做功的部件，由泵軸帶動高速旋轉(zhuǎn)葉輪上的葉片為后彎型，常見葉片數(shù)為4-12葉輪分閉式、半開式和開式三種。

第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四泵殼:

泵內(nèi)液體的轉(zhuǎn)能裝置，通常為蝸牛形，

泵殼中央為吸入口，與吸入管路連接，

泵的排出口位于泵殼側(cè)周，與排出管路相連。第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四導(dǎo)輪－－在葉輪與泵殼間加裝的一個(gè)帶葉片的固定輪。對離開葉輪的液體流向泵殼起導(dǎo)向作用。軸封裝置－－防泄漏裝置2其它部件第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四3、工作原理葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將液體甩向葉輪外緣，產(chǎn)生高的動壓頭。液體的獲能過程第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四液體的轉(zhuǎn)能過程

泵殼的液體通道被設(shè)計(jì)成截面逐漸擴(kuò)大的形狀，高速流體沿通道逐漸減速，由動壓頭轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓頭，即流體出泵殼時(shí)，表現(xiàn)為具有高壓的液體。

第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四吸入口的低壓區(qū)與液體的連續(xù)吸入液體被甩向葉輪外緣，葉輪中心液體減少，出現(xiàn)負(fù)壓，則泵外液體不斷補(bǔ)充至葉輪中心處，實(shí)現(xiàn)流體源源不斷的連續(xù)吸入。氣縛現(xiàn)象：離心泵啟動前先灌水排氣。第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四離心泵實(shí)際安裝示意圖第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四二、離心泵的基本方程式（不展開）方程推導(dǎo)的假定前提

1、葉片無限多且無限薄

2、理想流體第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四離心泵流量的大小取決于泵的結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速。三、離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚(yáng)程、功率和效率。１、流量Q，Ｌ/ｓ或m3/ｈ

泵的流量（又稱送液能力）是指單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送的液體體積。第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四

離心泵壓頭的大小取決于泵的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速及流量。２揚(yáng)程Ｈ，米液柱

泵的揚(yáng)程（又稱泵的壓頭）是指單位重量液體流經(jīng)泵后所獲得的能量。

第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四

如右圖所示，在泵的進(jìn)出口處分別安裝真空表和壓力表，在真空表與壓力表之間列柏努得方程式，即實(shí)驗(yàn)：泵壓頭的測定真空計(jì)壓強(qiáng)表離心泵儲槽式中：pM—壓力表讀出壓力（表壓），N/m2；

pV—真空表讀出的真空度，N/m2；

u1、u2—吸入管、壓出管中液體的流速，m/s；

ΣHf—兩截面間的壓頭損失，m。（2-1）第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四兩截面之間管路很短，其壓頭損失∑Hf可忽略不計(jì)(2-2)簡化式（2-1）若以HM及HV分別表示壓力表、真空表上的讀數(shù)，以米液柱（表壓）計(jì)。（2-1）第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四例某離心泵以20℃水進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)，測得體積流量為720m3/h，泵出口壓力表讀數(shù)為3.82kgf/cm2，吸入口真空表讀數(shù)為210mmHg，壓力表和真空表間垂直距離為410mm，吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為350mm及300mm。試求泵的壓頭。解：根據(jù)泵壓頭的計(jì)算公式，則有第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四查得水在20℃時(shí)密度為ρ＝998kg/m3，則

HM=3.82×10.0=38.2mH2O

HV=0.210×13.6=2.86ｍH2O計(jì)算進(jìn)出口的平均流速將已知數(shù)據(jù)代入，則

第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四泵內(nèi)部損失主要有三種：容積損失水力損失機(jī)械損失3效率η第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四容積損失是由于泵的泄漏造成的。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，有一部分獲得能量的高壓液體，通過葉輪與泵殼之間的間隙流回吸入口。從泵排出的實(shí)際流量要比理論排出流量為低，其比值稱為容積效率η1。容積損失第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四原因：水力損失是由于流體流過葉輪、泵殼時(shí)，而產(chǎn)生的阻力損失。泵的實(shí)際壓頭要比泵理論上所能提供的壓頭為低，其比值稱為水力效率η2。水力損失第二十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四原因：機(jī)械損失是泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在軸承、軸封裝置等機(jī)械部件接觸處由于機(jī)械磨擦而產(chǎn)生的損失。泵的軸功率大于泵的理論功率（即理論壓頭與理論流量所對應(yīng)的功率）。理論功率與軸功率之比稱為機(jī)械效率η3。機(jī)械損失第二十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四泵的有效功率Ne：流體所獲得的功率。式中Ne—泵的有效功率，W；

Q—泵的流量，m3/s；

H—泵的壓頭，m；

—液體的密度，kg/m3；

g—重力加速度，m/s2。Ne＝QHg已知g=9.81m/s2；1kW=1000W，則上式可用kW單位表示，即

4有效功率