化工原理第二章講稿

第二章

流體輸送機(jī)械

第一節(jié)概述第二節(jié)液體輸送機(jī)械一、離心泵

二、其他類型的泵第三節(jié)氣體輸送和壓縮設(shè)備第一節(jié)概述一、流體輸送機(jī)械的作用：向流體作功以提高流體機(jī)械能的裝置。（簡(jiǎn)言之：對(duì)流體提供機(jī)械能。）具體目的：1、將流體由低位置送往高位置；

2、將流體由低壓設(shè)備送至高壓設(shè)備，或提高流體的壓力；

3、克服管道阻力。二、流體輸送機(jī)械的分類按被輸送流體的種類分為：輸送液體的機(jī)械通稱為泵；例如：離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵和漩渦泵。輸送氣體的機(jī)械按不同的工況分別稱為:

通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵按其工作原理，泵與壓縮機(jī)又可分為：1離心式、軸流式（統(tǒng)稱葉輪式）：利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使流體獲得動(dòng)能并轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能；2容積式或正位移式（往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式）：利用活塞或轉(zhuǎn)子的周期性擠壓使流體獲得靜壓能與動(dòng)能；3流體動(dòng)力式：利用流體運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能與靜壓能相互轉(zhuǎn)換的原理吸引輸送另一種流體。本章的目的：結(jié)合化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，討論各種流體輸送機(jī)械的操作原理、基本構(gòu)造與性能，合理地選擇其類型、決定規(guī)格、計(jì)算功率消耗、正確安排在管路系統(tǒng)中的位置等一、離心泵㈠．離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型1、操作原理由若干個(gè)彎曲的葉片組成的葉輪置于具有蝸殼通道的泵殼之內(nèi)。葉輪緊固于泵軸上泵軸與電機(jī)相連，可由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。吸入口位于泵殼中央與吸入管路相連，并在吸入管底部裝一止逆閥。泵殼的側(cè)邊為排出口，與排出管路相連，裝有調(diào)節(jié)閥。離心泵的工作過(guò)程：開(kāi)泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體。

開(kāi)泵后，泵軸帶動(dòng)葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力。液體在此作用下，從葉輪中心被拋向葉輪外周，壓力增高，并以

很高的速度（15-25m/s）流入泵殼。

在蝸形泵殼中由于流道的不斷擴(kuò)大，液體的流速減慢，使

大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。最后液體以較高的靜壓強(qiáng)從排出口流入排出管道。泵內(nèi)的液體被拋出后，葉輪的中心形成了真空，在液面壓強(qiáng)（大氣壓）與泵內(nèi)壓力（負(fù)壓）的壓差作用下，液體便經(jīng)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，填補(bǔ)了被排除液體的位置。

離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)葉輪所產(chǎn)生的離心力，因此稱為離心泵。

氣縛離心泵啟動(dòng)時(shí)，如果泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心處產(chǎn)生的低壓不足以造成吸上液體所需要的真空度，這樣，離心泵就無(wú)法工作，這種現(xiàn)象稱作“氣縛”。為了使啟動(dòng)前泵內(nèi)充滿液體，在吸入管道底部裝一止逆閥。此外，在離心泵的出口管路上也裝一調(diào)節(jié)閥，用于開(kāi)停車和調(diào)節(jié)流量。2、基本部件和構(gòu)造1）葉輪a)葉輪的作用

將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體,使液體的動(dòng)能有所提高。

b)葉輪的分類

根據(jù)結(jié)構(gòu)閉式葉輪開(kāi)式葉輪

半閉式葉輪

葉片的內(nèi)側(cè)帶有前后蓋板，適于輸送干凈流體，效率較高。沒(méi)有前后蓋板，適合輸送含有固體顆粒的液體懸浮物。只有后蓋板，可用于輸送漿料或含固體懸浮物的液體，效率較低。按吸液方式

單吸式葉輪

雙吸式葉輪液體只能從葉輪一側(cè)被吸入，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。相當(dāng)于兩個(gè)沒(méi)有蓋板的單吸式葉輪背靠背并在了一起，可以從兩側(cè)吸入液體，具有較大的吸液能力，而且可以較好的消除軸向推力。

2）泵殼

泵殼的作用

匯集液體，作導(dǎo)出液體的通道；使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。

導(dǎo)葉輪

為了減少液體直接進(jìn)入蝸殼時(shí)的碰撞，在葉輪與泵殼之間有時(shí)還裝有一個(gè)固定不動(dòng)的帶有葉片的圓盤，稱為導(dǎo)葉輪。導(dǎo)葉輪上的葉片的彎曲方向與葉輪上葉片的彎曲方向相反，其彎曲角度正好與液體從葉輪流出的方向相適應(yīng)，引導(dǎo)液體在泵殼的通道內(nèi)平緩的改變方向，使能量損失減小，使動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換更為有效。

3）軸封裝置A軸封的作用

為了防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿軸的四周而漏出，或者外界空氣漏入泵殼內(nèi)。B

軸封的分類

軸封裝置

填料密封：

機(jī)械密封：

主要由填料函殼、軟填料和填料壓蓋組成，普通離心泵采用這種密封。

主要由裝在泵軸上隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)和固定于泵殼上的靜環(huán)組成，兩個(gè)環(huán)形端面由彈簧的彈力互相貼緊而作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到密封作用。

端面密封3、離心泵的分類1）按照軸上葉輪數(shù)目的多少

單級(jí)泵

多級(jí)泵

軸上只有一個(gè)葉輪的離心泵，適用于出口壓力不太大的情況；軸上不止一個(gè)葉輪的離心泵

，可以達(dá)到較高的壓頭。離心泵的級(jí)數(shù)就是指軸上的葉輪數(shù)，我國(guó)生產(chǎn)的多級(jí)離心泵一般為2~9級(jí)。

2）按葉輪上吸入口的數(shù)目單吸泵

雙吸泵

葉輪上只有一個(gè)吸入口，適用于輸送量不大的情況。葉輪上有兩個(gè)吸入口，適用于輸送量很大的情況。

3）按離心泵的不同用途

水泵

輸送清水和物性與水相近、無(wú)腐蝕性且雜質(zhì)很少的液體的泵,（B型）

耐腐蝕泵

接觸液體的部件（葉輪、泵體）用耐腐蝕材料制成。要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件容易更換、維修方便、密封可靠、用于耐腐蝕泵的材料有：鑄鐵、高硅鐵、各種合金鋼、塑料、玻璃等。（F型）油泵

輸送石油產(chǎn)品的泵，要求密封完善。（Y型）雜質(zhì)泵

輸送含有固體顆粒的懸浮液、稠厚的漿液等的泵，又細(xì)分為污水泵、砂泵、泥漿泵等。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在構(gòu)造上是葉輪流道寬、葉片數(shù)目少。㈡．離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線

1、離心泵的性能參數(shù)1）離心泵的流量指離心泵在單位時(shí)間里排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般用qV或Q表示，單位為m3/h。又稱為泵的送液能力。2）離心泵的揚(yáng)程或壓頭H泵對(duì)單位重量的液體所提供的有效能量，以H表示，單位為m。離心泵的壓頭取決于：

泵的結(jié)構(gòu)（葉輪的直徑、葉片的彎曲情況等）

轉(zhuǎn)速n

流量Q，

液體性質(zhì)如何確定轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵的壓頭與流量之間的關(guān)系呢？實(shí)驗(yàn)測(cè)定H的計(jì)算可根據(jù)b、c兩截面間的柏努利方程：注意：離心泵的揚(yáng)程并不等于升舉高度△Z，升舉高度只是揚(yáng)程的一部分。

例2-1：為測(cè)定一臺(tái)離心泵的揚(yáng)程，以293K的清水為物料，測(cè)得出口處壓力表上的讀數(shù)為47*104Pa（表壓），入口處真空表的讀數(shù)為19.62*103Pa,出、入口之間的高度差為0.4m,實(shí)測(cè)泵的流量為70.37m3/h,若吸入和壓出管的管徑相同,試計(jì)算該泵的揚(yáng)程.解：已知：Z=0.4m，P表=47*104Pa，P真=19.62*103Pa

u1=u2,Hf忽略不計(jì)，ρ=998.2㎏/m3則得泵的揚(yáng)程:3）離心泵的效率

離心泵輸送液體時(shí)，通過(guò)葉輪將電機(jī)的能量傳給液體。在這個(gè)過(guò)程中，不可避免的會(huì)有能量損失，也就是說(shuō)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)所做的功不能全部都為液體所獲得，通常用效率η來(lái)反映能量損失或被利用的程度。這些能量損失包括：容積損失:由于泄漏的原因水力損失:由于流動(dòng)阻力的原因機(jī)械損失:由于機(jī)械摩擦的原因泵的效率反應(yīng)了這三項(xiàng)能量損失的總和，又稱為總效率。與泵的大小、類型、制造精密程度和所輸送液體的性質(zhì)有關(guān)

4）軸功率及有效功率軸功率：

電機(jī)輸入離心泵的功率(或泵從原動(dòng)機(jī)處得到的功率),用Pa表示，單位為J/S,W或kW有效功率：液體從葉輪獲得的功率，用Pe表示軸功率和有效功率之間的關(guān)系為：有效功率可表達(dá)為

軸功率可直接利用效率計(jì)算原動(dòng)機(jī)的功率=(1.1~1.2)Pa2、離心泵的特性曲線

離心泵的H、η、N都與離心泵的qV有關(guān)，它們之間的關(guān)系由確定離心泵壓頭的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的一組關(guān)系曲線：

H～qV、η～qV、Pa～qV

——離心泵的特性曲線

注意：特性曲線隨轉(zhuǎn)速而變。各種型號(hào)的離心泵都有本身獨(dú)自的特性曲線，但形狀基本相似，具有共同的特點(diǎn)Pa1）H～qV曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系，離心泵的壓頭普遍是隨流量的增大而下降（流量很小時(shí)可能有例外）2）Pa～qV曲線：表示泵的軸功率與流量的關(guān)系，離心泵的軸功率隨流量的增加而上升，流量為零時(shí)軸功率最小。

離心泵啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉出口閥，使啟動(dòng)電流最小，以保護(hù)電機(jī)。3）η～qV曲線：表示泵的效率與流量的關(guān)系，隨著流量的增大，泵的效率將上升并達(dá)到一個(gè)最大值，以后流量再增大，效率便下降。離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)。離心泵在與最高效率點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的流量及壓頭下工作最為經(jīng)濟(jì)。

與最高效率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的qV、H、Pa

值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵的銘牌上標(biāo)明的就是指該泵在運(yùn)行時(shí)最高效率點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)。

注意：在選用離心泵時(shí)，應(yīng)使離心泵在該點(diǎn)附近工作。一般要求操作時(shí)的效率應(yīng)不低于最高效率的92%。㈢、離心泵性能的改變

1、液體性質(zhì)的影響

1）液體密度的影響

離心泵的流量與液體密度無(wú)關(guān)。

離心泵的壓頭與液體的密度無(wú)關(guān)

H～qV曲線不因輸送的液體的密度不同而變。泵的效率η不隨輸送液體的密度而變。

離心泵的軸功率與輸送液體密度有關(guān)。2）粘度的影響

當(dāng)輸送的液體粘度大于常溫清水的粘度時(shí)，泵的壓頭減小泵的流量減小泵的效率下降泵的軸功率增大

泵的特性曲線發(fā)生改變，選泵時(shí)應(yīng)根據(jù)原特性曲線進(jìn)行修正當(dāng)液體的運(yùn)動(dòng)粘度小于20cst（厘池）時(shí)，如汽油、柴油、煤油等粘度的影響可不進(jìn)行修正。2、轉(zhuǎn)速對(duì)離心泵特性的影響

當(dāng)液體的粘度不大且泵的效率不變時(shí)，泵的流量、壓頭、軸功率與轉(zhuǎn)速的近似關(guān)系可表示為：——比例定律

由上式可知,可以通過(guò)對(duì)電機(jī)安裝變速器來(lái)調(diào)節(jié)離心泵的性能參數(shù),滿足生產(chǎn)上的變化要求.

3、葉輪直徑的影響同一型號(hào)的離心泵，將其葉輪外沿切削一小部分而使D變小，若葉輪直徑的切削量不超過(guò)5%時(shí)，效率可視為不變，此時(shí)有：

---------切割定律

㈣、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度

1、氣蝕現(xiàn)象

氣蝕產(chǎn)生的條件葉片入口附近K處的壓強(qiáng)PK等于或小于輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓

氣蝕產(chǎn)生的后果：

氣蝕發(fā)生時(shí)產(chǎn)生噪音和震動(dòng)，葉輪局部在巨大沖擊的反復(fù)作用下，表面出現(xiàn)斑痕及裂紋，甚至呈海棉狀逐漸脫落液體流量明顯下降，同時(shí)壓頭、效率也大幅度降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)輸不出液體。2、離心泵的允許吸上高度

離心泵的允許吸上高度又稱為允許安裝高度，指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，以Hg表示。貯槽液面0-0’與入口處1-1’兩截面間列柏努利方程若貯槽上方與大氣相通，則P0即為大氣壓強(qiáng)Pa

討論：P1愈低，液面與吸入口處的壓差愈大，吸液能力就愈強(qiáng)。但是，當(dāng)P1低于或等于輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓時(shí)，就要發(fā)生？。

造成P1過(guò)低的原因：由上式可知，——?dú)馕g余量定義式△h是泵抗氣蝕發(fā)生的一個(gè)性能參數(shù)。3、氣蝕余量

與動(dòng)壓頭

之和必需大于液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓頭

為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，在離心泵入口處液柱的靜壓頭

的一個(gè)最小值。即

△h與Hg

的關(guān)系：將

代入

——允許吸上高度的計(jì)算式離心泵的氣蝕余量

值也是由生產(chǎn)泵的工廠通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的△h隨qV增大而增大計(jì)算允許安裝高度時(shí)應(yīng)取高流量下的△h值。圖泵性能表上所列的△h值也是按輸送20℃的清水測(cè)定的，當(dāng)輸送其它液體時(shí)應(yīng)乘以校正系數(shù)予以校正，但因一般校正系數(shù)小于1，故把它作為外加的安全系數(shù)，不再校正。4、離心泵的實(shí)際安裝高度離心泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)小于允許安裝高度，一般比允許值小0.5～1m。

注意：1）離心泵的允許氣蝕余量值是與其流量有關(guān)的，隨流量增大而增大，因此，必須注意使用最大額定流量值進(jìn)行計(jì)算。2）離心泵安裝時(shí)，應(yīng)注意選用較大的吸入管路，減少吸入管路的彎頭、閥門等管件，以減少吸入管路的阻力。3）當(dāng)液體輸送溫度較高或液體沸點(diǎn)較低時(shí)，可能出現(xiàn)允許安裝高度為負(fù)值的情況，此時(shí)，應(yīng)將離心泵安裝于貯槽液面以下，使液體利用位差自流入泵內(nèi)。例題2-3：欲用一臺(tái)IS65-40-250型離心泵來(lái)輸送車間的冷凝水供取暖用，已知水溫為353K，儲(chǔ)液罐液面壓力為101.5kPa，設(shè)最大流量下吸入管路阻力損失為4m，試求此泵的安裝高度。解：從附錄十八中查出IS65-40-250最大流量時(shí)的△h=2m，又從附錄五中查得353K時(shí)水的ρ=971.8kg／m3，ps=47.38kPa，將以上各值代入式(2-8)中可得:

此處計(jì)算出的安裝高度為負(fù)值，說(shuō)明該泵應(yīng)安裝在儲(chǔ)液罐液面以下至少1.32m處，凡Hg值為負(fù)，泵的進(jìn)液管都應(yīng)在儲(chǔ)液罐液面以下某個(gè)位置處，這種進(jìn)液方式叫灌注，是化工廠常見(jiàn)的一種泵吸液方式。例題2-4：用離心泵將密閉容器中有機(jī)液體抽出外送，容器液面處壓力為360kPa，已知吸入管路阻力損失為1.8m液柱，在輸送溫度下液體的密度為580kg／m3，飽和蒸氣壓為310kPa，所用泵的△h=2m

，問(wèn)該泵能否正常操作?已知泵吸入口位于容器液面以上最大垂直距離為6m。由計(jì)算可知，實(shí)際安裝高度大于5m，此時(shí)將可能發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，故降低實(shí)際安裝高度才能正常使用。(m)㈤、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)

1、管路特性曲線與泵的工作點(diǎn)

1）管路特性曲線

管路特性曲線

流體通過(guò)某特定管路時(shí)所需的壓頭與液體流量的關(guān)系曲線。

在截面1-1′與2-2′

間列柏努利方程式，并以1-1′截面為基準(zhǔn)水平面，則液體流過(guò)管路所需的壓頭為：式中：上式簡(jiǎn)化為

而令——管路的特性方程2）離心泵的工作點(diǎn)離心泵的特性曲線與管路的特性曲線的交點(diǎn)P，就是離心泵在管路中的工作點(diǎn)。

在特定管路中輸送液體時(shí)，管路所需的壓頭隨所輸送液體流量的平方而變,而與泵的性能無(wú)關(guān).

P點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量qV和壓頭He表示離心泵在該特定管路中實(shí)際輸送的流量和提供的壓頭。2、離心泵的流量調(diào)節(jié)1）改變出口閥開(kāi)度——改變管路特性曲線

閥門關(guān)小時(shí)：管路局部阻力加大，管路特性曲線變陡，工作點(diǎn)由原來(lái)的M點(diǎn)移到M1點(diǎn)，流量由QM降到QM1；

當(dāng)閥門開(kāi)大時(shí)：管路局部阻力減小，管路特性曲線變得平坦一些，工作點(diǎn)由M移到M2流量加大到QM2。

優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)迅速方便，流量可連續(xù)變化；缺點(diǎn)：流量阻力加大，要多消耗動(dòng)力，不經(jīng)濟(jì)。

2）改變泵的轉(zhuǎn)速——改變泵的特性曲線若把泵的轉(zhuǎn)速提高到n1：則H~qV線上移，工作點(diǎn)由M移至M1，流量由QM

加大到QM1；若把泵的轉(zhuǎn)速降至n2：則H~qV線下移，工作點(diǎn)移至M2,流量減小到QM2優(yōu)點(diǎn)：流量隨轉(zhuǎn)速下降而減小，動(dòng)力消耗也相應(yīng)降低；缺點(diǎn)：需要變速裝置或價(jià)格昂貴的變速電動(dòng)機(jī)，難以做到流量連續(xù)調(diào)節(jié)，化工生產(chǎn)中很少采用。

3、離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)1）串聯(lián)組合泵的特性曲線

兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵串聯(lián)組合，在同樣的流量下，其提供的壓頭是單臺(tái)泵的兩倍。2）并聯(lián)組合泵的特性曲線

兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵并聯(lián)，若其各自有相同的吸入管路，則在相同的壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單泵的兩倍。

3）離心泵組合方式的選擇

對(duì)于低阻輸送管路a，并聯(lián)組合泵流量的增大幅度大于串聯(lián)組合泵；對(duì)于高阻輸送管路b，串聯(lián)組合泵的流量增大幅度大于并聯(lián)組合泵。低阻輸送管路----并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；高阻輸送管路----串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。㈥、離心泵的選用、安裝與操作

1、離心泵的選擇

1）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭：一般情況下液體的輸送量是生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定的，如果流量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，選泵時(shí)按最大流量考慮，然后，根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努利方程計(jì)算出在最大流量下管路所需壓頭。

2）選擇泵的類型與型號(hào)：首先根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，按已確定的流量和壓頭從泵樣本或產(chǎn)品目錄中選出適合的型號(hào)。若是沒(méi)有一個(gè)型號(hào)的H、qV與所要求的剛好相符，則在鄰近型號(hào)中選用H和qV都稍大的一個(gè)；若有幾個(gè)型號(hào)的H和qV都能滿足要求，那么除了考慮那一個(gè)型號(hào)的H和qV外，還應(yīng)考慮效率η在此條件下是否比較大。

3)核算軸功率:若輸送液體的密度大于水的密度時(shí)，按

來(lái)計(jì)算泵的軸功率。

2、離心泵的安裝和使用

1）泵的安裝高度

為了保證不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象或泵吸不上液體，泵的實(shí)際安裝高度必須低于理論上計(jì)算的最大安裝高度，同時(shí)，應(yīng)盡量降低吸入管路的阻力。2）啟動(dòng)前先“灌泵”

這主要是為了防止“氣傅”現(xiàn)象的發(fā)生，在泵啟動(dòng)前，向泵內(nèi)灌注液體直至泵殼頂部排氣嘴處在打開(kāi)狀態(tài)下有液體冒出時(shí)為止。3）離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)

為了不致啟動(dòng)時(shí)電流過(guò)大而燒壞電機(jī)，泵啟動(dòng)時(shí)要將出口閥完全關(guān)閉，等電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，再逐漸打開(kāi)出口閥，并調(diào)節(jié)到所需的流量。4）關(guān)泵的步驟

關(guān)泵時(shí)，一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機(jī)。否則，壓出管中的高壓液體可能反沖入泵內(nèi)，造成葉輪高速反轉(zhuǎn)，使葉輪被損壞。5）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)定時(shí)檢查泵的響聲、振動(dòng)、滴露等情況，觀察泵出口壓力表的讀數(shù)，以及軸承是否過(guò)熱等。

離心泵習(xí)題討論課1、本書(shū)P86~872、某離心泵實(shí)驗(yàn)中，啟動(dòng)泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空表指示真空度很高，你認(rèn)為可能的原因是（）A．水溫太高B．真空表?yè)p壞

C．吸入管堵塞D．排出管堵塞3、如圖所示，用某一離心泵將一貯罐里的料液送至某高位槽，現(xiàn)由于某種原因，貯罐中料液液面升高，若其他管路特性不變，則此時(shí)流量將（）。

A．增大B．減少C．不變D．不確定

離心泵習(xí)題討論課4、為了防止汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，下列措施中不正確的是()A.泵的位置盡可能靠近液源B.選直徑稍大的吸入管徑,吸入管徑常大于壓出管徑C.吸入管盡量減少不必要的管件D.在吸入管上安裝流量調(diào)節(jié)閥5、如圖所示的離心泵系統(tǒng)中，你認(rèn)為有哪些錯(cuò)誤?并說(shuō)明原因。離心泵習(xí)題討論課6、用泵從井里吸取密度為1200㎏/m3的鹵水，井口泵的位置距井內(nèi)液面9米的深度，問(wèn)能否將鹵水吸出？為什么？7、在海拔1500米的高原上，用離心泵輸送水。已知泵吸入管路中的全部阻力損失和動(dòng)壓頭之和為6米水柱。今泵的安裝高度為2.4米，問(wèn)此泵能否正常操作？（已知：該地區(qū)水溫夏季為20℃、冬季為5℃。提示：海拔1500米的高原上，大氣壓為84.5KPa.）

離心泵習(xí)題討論課2、分析：泵進(jìn)口處真空表指示真空度很高，說(shuō)明吸入管路和泵都正常，出水管不出水，排出管堵塞，故選項(xiàng)D正確。3、本題實(shí)際上要考慮泵工作點(diǎn)的變動(dòng)情況。工作點(diǎn)是泵特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)，其中任何一條特性曲線發(fā)生變化，均會(huì)引起工作點(diǎn)的變動(dòng)，現(xiàn)泵及其轉(zhuǎn)速不變，故泵的特性曲線不變。將管路的特性曲線方程式列出現(xiàn)貯槽液面升高，z1增加，故管路特性曲線方程式中的截距項(xiàng)數(shù)值減小，管路特性曲線的二次項(xiàng)系數(shù)不變。如圖所示，由曲線1變?yōu)榍€2，則工作點(diǎn)由A點(diǎn)變動(dòng)至B點(diǎn)，故管路中的流量增大，因此選項(xiàng)A正確。離心泵習(xí)題討論課5、安裝高度太高、吸入管徑和出水管徑與型號(hào)不對(duì)，兩者不應(yīng)相差太大；泵殼不是蝸殼型，流體能量損失大，葉輪的葉片的彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)誤，幾乎無(wú)法輸送流體。離心泵習(xí)題討論課6、用泵從井里吸取密度為1200㎏/m3的鹵水，井口泵的位置距井內(nèi)液面9米的深度，問(wèn)能否將鹵水吸出？為什么？取P1、PS、Hf、u1、△h為零，則離心泵習(xí)題討論課7、解：其他類型泵

往復(fù)泵1、往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)及工作原理

往復(fù)泵是一種容積式泵，它依靠作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞依次開(kāi)啟吸入閥和排出閥從而吸入和排出液體。

泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入單向閥和排出單向閥?；钊?jīng)傳動(dòng)和機(jī)械在外力作用下在泵缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞與單向閥之間的空隙稱為工作室。工作原理：當(dāng)活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，工作室的容積增大，形成低壓，貯池內(nèi)的液體經(jīng)吸入閥被吸入泵缸內(nèi)，排出閥受排出管內(nèi)液體壓力作用而關(guān)閉。當(dāng)活塞移到右端時(shí)，工作室的容積最大。活塞由右向左移動(dòng)時(shí)，泵缸內(nèi)液體受擠壓，壓強(qiáng)增大，使吸入閥關(guān)閉而推開(kāi)排出閥將液體排出，活塞移到左端時(shí)，排液完畢，完成了一個(gè)工作循環(huán)，此后開(kāi)始另一個(gè)循環(huán)。活塞從左端點(diǎn)到右端點(diǎn)的距離叫行程或沖程。

活塞在往復(fù)一次中，只吸入和排出液體各一次的泵，稱為單動(dòng)泵。由于單動(dòng)泵的吸入閥和排出閥均裝在活塞的一側(cè)，吸液時(shí)不能排液，因此排液不是連續(xù)的。為了改善單動(dòng)泵流量的不均勻性，多采用雙動(dòng)泵或三聯(lián)泵往復(fù)泵的工作原理與離心泵不同，具有以下特點(diǎn)：1）往復(fù)泵的流量只與泵本身的幾何形狀和活塞的往復(fù)次數(shù)有關(guān)，而與泵的壓頭無(wú)關(guān)。無(wú)論在什么壓頭下工作，只要往復(fù)一次，泵就排出一定的液體。

其理論流量：對(duì)單動(dòng)泵

對(duì)雙動(dòng)泵

2）往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸無(wú)關(guān)，只要泵的機(jī)械強(qiáng)度及原動(dòng)機(jī)的功率允許，輸送系統(tǒng)要求多高的壓頭，往復(fù)泵就能提供多大的壓頭。

3）往復(fù)泵的吸上真空度也隨泵安裝地區(qū)的大氣壓強(qiáng)、輸送液體的性質(zhì)和溫度而變，所以往復(fù)泵的吸上高度也有一定的限制。但往復(fù)泵的低壓是靠工作室的擴(kuò)張來(lái)造成的，所以在開(kāi)動(dòng)之前，泵內(nèi)無(wú)須充滿液體，往復(fù)泵有自吸作用。4）往復(fù)泵不能簡(jiǎn)單地用排出管路閥門來(lái)調(diào)節(jié)流量，一般采用回路調(diào)節(jié)。往復(fù)泵適用于小流量、高壓強(qiáng)的場(chǎng)合，輸送高粘度液體時(shí)的效果也比離心泵好，但不能輸送腐濁性液體和固體粒子的懸浮液。旋轉(zhuǎn)泵

旋轉(zhuǎn)泵靠泵內(nèi)一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸入或排出液體，又稱轉(zhuǎn)子泵

1、齒輪泵泵殼內(nèi)有兩個(gè)齒輪。一個(gè)用電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)被嚙合著向相反方向旋轉(zhuǎn)，吸入腔內(nèi)兩輪的齒互相撥開(kāi)，形成低壓而吸入液體，被吸入的液體被齒嵌住，隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到排出腔，排出腔內(nèi)兩輪的齒互相合攏，形成高壓而排出液體。

齒輪泵可以產(chǎn)生較高的壓頭，但流量較小，用于輸送粘稠的液體，但不能輸送含顆粒的懸浮液。2、螺桿泵

螺桿泵分為單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵、五螺桿泵等圖（a）為單螺桿泵，螺桿在具有內(nèi)羅紋的泵殼中偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，將液體沿軸向推進(jìn)，最終沿排出口排出。（b）為雙螺桿泵，工作原理與齒輪泵十分相似，利用兩根相互嚙合的螺桿來(lái)輸送液體。

螺桿泵的壓頭高，效率高，無(wú)噪音，適用于高粘度液體的輸送。

往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵均屬于正位移泵。

3、旋渦泵

旋渦泵是一種特殊類型的離心泵，它是由葉輪和泵體組成。葉輪是一個(gè)圓盤，四周由凹槽構(gòu)成的葉片成輻射狀排列。葉輪在泵殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其間有引水道，吸入管接頭和排出管接頭之間為間壁，間壁與葉輪只有很小的縫隙，用來(lái)分隔吸腔和排出腔。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間作漩渦形運(yùn)動(dòng)。因而，被葉片拍擊多次，獲得較多的能量。液體在葉片與引水道之間的反復(fù)迂回是靠離心力的作用。因此，旋渦泵在開(kāi)動(dòng)前也要灌滿液體。旋渦泵適用于要求輸送量小，壓頭高而粘度不大的液體。第二章

流體輸送機(jī)械一、離心通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)二、旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)與真空泵第三節(jié)

氣體輸送和壓縮設(shè)備按照終壓與壓縮比

通風(fēng)機(jī)：鼓風(fēng)機(jī)：壓縮機(jī)：真空泵：

終壓不大于14.7×103Pa

(表壓)

終壓為14.7×103~294×103Pa

，壓縮比小于4。

終壓在294×103Pa以上，壓縮比大于4。將低于大氣壓強(qiáng)的氣體從容器或設(shè)備內(nèi)抽至大氣中。

按結(jié)構(gòu)與工作原理

離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式和流體作用式

一、離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)

1、離心式通風(fēng)機(jī)

離心式通風(fēng)機(jī)按所產(chǎn)生的風(fēng)壓不同，分為：低壓離心通風(fēng)機(jī)：中壓離心通風(fēng)機(jī)：

高壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓低于0.9807×103Pa

(表壓)；

出口風(fēng)壓為：0.9807×103Pa~2.942×103Pa出口風(fēng)壓為：2.942×103Pa~14.7×103Pa

1）離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

2）離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線

（1）風(fēng)量：

指氣體通過(guò)進(jìn)風(fēng)口的體積流率，以qV表示，單位為m3/h或m3/s。氣體的體積按進(jìn)口狀態(tài)計(jì)。（2）風(fēng)壓：

指單位體積的氣體通過(guò)通風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量，單位為N/m2，與壓強(qiáng)單位相同，以PT表示。取決于風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，葉輪尺寸，轉(zhuǎn)速與進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣體的密度。

目前，還不能用理論方法精確計(jì)算離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，而是由試驗(yàn)測(cè)定。

在通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口截面1-1’和出口截面2-2’間列柏努力方程：

簡(jiǎn)化為

（P2－P1）稱為靜風(fēng)壓，以PS表示稱為動(dòng)風(fēng)壓。

離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為靜風(fēng)壓和動(dòng)風(fēng)壓之和，稱為全風(fēng)壓。

風(fēng)壓與被輸送氣體的密度ρ成正比，風(fēng)機(jī)性能表上列出風(fēng)壓是按“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”下(20℃，1.01×105Pa)的空氣密度測(cè)定的。若實(shí)際操作條件與上述試驗(yàn)條件不同，應(yīng)將操作條件下的風(fēng)壓PT換算為試驗(yàn)條件下的風(fēng)壓PT‘，然后按PT’的數(shù)值來(lái)選擇風(fēng)機(jī)。（3）功率和效率離心通風(fēng)機(jī)的軸功率為：

（4）特性曲線

3）離心通風(fēng)機(jī)的選用選擇離心通風(fēng)機(jī)的主要步驟為：（1）根據(jù)氣體的種類（清潔空氣、易燃?xì)怏w、腐蝕性氣體、含塵氣體、高溫氣體等）與風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型（2）據(jù)所要求的風(fēng)量與全壓，從產(chǎn)品樣本或規(guī)格目錄中的特性曲線或性能表格中查得適宜的類型與機(jī)號(hào)。2、離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)1）離心鼓風(fēng)機(jī)

離心鼓風(fēng)機(jī)外形與離心泵相象。蝸殼形的通道為圓形，但其外殼直徑與寬度之比較大，葉輪上數(shù)目較多，轉(zhuǎn)速較高，并且有一固定的導(dǎo)輪。圖為一臺(tái)五級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)的示意圖。氣體由吸入口進(jìn)入后，經(jīng)過(guò)第一級(jí)的葉輪和導(dǎo)輪，然后轉(zhuǎn)入第二級(jí)葉輪入口，再依次逐級(jí)通過(guò)以后的葉輪

和導(dǎo)輪，最后由排氣口排出。離心通風(fēng)機(jī)的送氣量大，但所產(chǎn)生的風(fēng)壓仍不太高，出口表壓強(qiáng)一般不超過(guò)294×103Pa。由于在離心鼓風(fēng)機(jī)中，氣體的壓縮比不高，所以無(wú)需設(shè)置冷卻裝置，各級(jí)葉輪的直徑也大致上相等。2）離心壓縮機(jī)

離心壓縮機(jī)又稱透平壓縮機(jī)。它的主要結(jié)構(gòu)和工作原理與離心鼓風(fēng)機(jī)相似。離心壓縮機(jī)的特點(diǎn)是葉輪級(jí)數(shù)多，通常在10級(jí)以上，葉輪轉(zhuǎn)速高，一般為