第二章流體輸送機械第一次課

第二章流體輸送機械第一次課第1頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月為流體提供能量的機械稱為流體輸送機械。

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；沿管道送至較遠的地方。為達到此目的，必須對流體加入外功，以克服流體阻力及補充輸送流體時所不足的能量。0概述

第2頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月對輸送設備的基本要求1、工藝：

流量、能量。2、適應性：

粘性、腐蝕性、毒性、可燃性、含固體雜質(zhì)等。3、運行：

可靠性，效率，操作費。第3頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月泵；風機;壓縮機；真空泵。常用的流體輸送機械輸送液體輸送氣體第4頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月泵的分類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)運動的部件推擠液體。如齒輪泵、螺桿泵等。往復泵靠往復運動的活塞排擠液體。如活塞泵、柱塞泵等。第5頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月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6頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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7頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月離心泵（centrifugalpump）的特點：結(jié)構(gòu)簡單，應用廣泛；流量大而且均勻；操作方便。

一、離心泵第8頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月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9頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月葉輪：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10頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月泵殼:

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11頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月導輪－－在葉輪與泵殼間加裝的一個帶葉片的固定輪。對離開葉輪的液體流向泵殼起導向作用。軸封裝置－－防泄漏裝置2其它部件第12頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月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13頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月液體的轉(zhuǎn)能過程

泵殼的液體通道被設計成截面逐漸擴大的形狀，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，表現(xiàn)為具有高壓的液體。

第14頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月吸入口的低壓區(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)負壓，則泵外液體不斷補充至葉輪中心處，實現(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15頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月離心泵實際安裝示意圖第16頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月二、離心泵的基本方程式（不展開）方程推導的假定前提

1、葉片無限多且無限薄

2、理想流體第17頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月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）是指單位時間內(nèi)泵所輸送的液體體積。第18頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月

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

泵的揚程（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19頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月

如右圖所示，在泵的進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，即實驗：泵壓頭的測定真空計壓強表離心泵儲槽式中：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20頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月兩截面之間管路很短，其壓頭損失∑Hf可忽略不計(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。（2-1）第21頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月例某離心泵以20℃水進行性能實驗，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)泵壓頭的計算公式，則有第22頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月查得水在20℃時密度為ρ＝998kg/m3，則

HM=3.82×10.0=38.2mH2O

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

第23頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月泵內(nèi)部損失主要有三種：容積損失水力損失機械損失3效率η第24頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月容積損失是由于泵的泄漏造成的。離心泵在運轉(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25頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月原因：水力損失是由于流體流過葉輪、泵殼時，而產(chǎn)生的阻力損失。泵的實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26頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月原因：機械損失是泵在運轉(zhuǎn)時，在軸承、軸封裝置等機械部件接觸處由于機械磨擦而產(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的功率）。理論功率與軸功率之比稱為機械效率η3。機械損失第27頁，課件共29頁，創(chuàng)作于2023年2月泵的有效功率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＝QH

g已知g=9.81m/s2；1kW=1000W，則上式可用kW單位表示，即

4有效功