第2章 流體輸送機(jī)械(III+IV)-OK Ver

1、1第二章第二章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械2 在化工生產(chǎn)加工中，常常需要將流體：在化工生產(chǎn)加工中，常常需要將流體： 從低處輸送到高處；從低處輸送到高處； 從低壓送至高壓；從低壓送至高壓； 沿管道送至較遠(yuǎn)的地方。沿管道送至較遠(yuǎn)的地方。 為達(dá)到此目的，必須對(duì)流體加入外功，以克服流為達(dá)到此目的，必須對(duì)流體加入外功，以克服流體阻力。為流體提供能量的機(jī)械稱為流體輸送機(jī)械。體阻力。為流體提供能量的機(jī)械稱為流體輸送機(jī)械。 3 流體分為液體和氣體。通常：流體分為液體和氣體。通常：將輸送液體的機(jī)械稱為泵；將輸送液體的機(jī)械稱為泵；將輸送氣體的機(jī)械按所產(chǎn)生壓強(qiáng)的高低分別將輸送氣體的機(jī)械按所產(chǎn)生壓強(qiáng)的高低分別稱之為通風(fēng)

2、機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵。稱之為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵。4主要內(nèi)容主要內(nèi)容離心泵的工作原理離心泵的工作原理主要部件主要部件基本方程式基本方程式性能參數(shù)和特性曲線性能參數(shù)和特性曲線性能改變和換算性能改變和換算氣蝕現(xiàn)象和允許吸上高度氣蝕現(xiàn)象和允許吸上高度工作點(diǎn)與調(diào)節(jié)、類型與選擇工作點(diǎn)與調(diào)節(jié)、類型與選擇51 1 按工作原理分按工作原理分葉片式泵葉片式泵 有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪。有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪。 如離心泵。如離心泵。往復(fù)泵往復(fù)泵 靠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞排擠液體。如活塞泵、柱塞泵等。靠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞排擠液體。如活塞泵、柱塞泵等。旋轉(zhuǎn)式泵旋轉(zhuǎn)式泵 靠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件推擠液體。如齒輪泵、螺桿泵等?？啃D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的

3、部件推擠液體。如齒輪泵、螺桿泵等。泵的分類泵的分類62 2 按用途分按用途分清水泵清水泵 適用于粘度與水相近的、無腐蝕性、不含雜質(zhì)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。的流體，如離心泵。油泵油泵 適用于高粘度的流體。如齒輪泵、旋轉(zhuǎn)泵等。適用于高粘度的流體。如齒輪泵、旋轉(zhuǎn)泵等。耐腐蝕泵（不銹鋼或特殊材料）耐腐蝕泵（不銹鋼或特殊材料）7第一節(jié)第一節(jié) 離心泵離心泵8葉輪葉輪 軸軸 612片葉片片葉片機(jī)殼機(jī)殼蝸牛形通道；蝸牛形通道；葉輪偏心放；葉輪偏心放；可減少能耗，有利于動(dòng)可減少能耗，有利于動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能。能轉(zhuǎn)化為靜壓能。葉輪葉輪機(jī)殼機(jī)殼底閥底閥(防止防止“氣縛氣縛”)濾網(wǎng)濾

4、網(wǎng)(阻攔阻攔固體雜質(zhì)固體雜質(zhì))一、一、 離心泵的構(gòu)造與部件離心泵的構(gòu)造與部件910泵殼制成蝸牛形，既減少了能量損泵殼制成蝸牛形，既減少了能量損失，又使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成靜壓能。失，又使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成靜壓能。11二、二、 離心泵工作原理離心泵工作原理12 由于泵內(nèi)存有空氣，空氣的密度遠(yuǎn)小于液體由于泵內(nèi)存有空氣，空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力小，因而葉輪中的密度，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)的液體吸入泵心處所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)的液體吸入泵內(nèi)，此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵，也不能輸送液體，這種內(nèi)，此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵，也不能輸送液體，這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)

5、象氣縛現(xiàn)象。 表明離心泵無自吸能力表明離心泵無自吸能力充液（灌泵）充液（灌泵）排液排液: 出口切線方向出口切線方向吸液：葉輪中心吸液：葉輪中心13離心泵實(shí)際安裝示意圖離心泵實(shí)際安裝示意圖14 離心泵壓頭的大小取決于泵的結(jié)構(gòu)（如葉輪直徑離心泵壓頭的大小取決于泵的結(jié)構(gòu)（如葉輪直徑的大小，葉片的彎曲情況等）、轉(zhuǎn)速及流量。的大小，葉片的彎曲情況等）、轉(zhuǎn)速及流量。三、三、 離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù) 離心泵的主要性能參數(shù)有離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚(yáng)程、功率和效率流量、揚(yáng)程、功率和效率。 流量流量 Q Q ，/或或m m3 3/ /泵的流量（又稱送液能力）是指單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送泵的流量（

6、又稱送液能力）是指單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送的液體體積。的液體體積。 揚(yáng)程揚(yáng)程，米液柱，米液柱 泵的揚(yáng)程（又稱泵的泵的揚(yáng)程（又稱泵的壓頭壓頭）是指單位重量液體流經(jīng)泵）是指單位重量液體流經(jīng)泵后所獲得的能量。后所獲得的能量。1516 如右圖所示，在泵的進(jìn)出口處如右圖所示，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空表與壓力表之間列柏努得方程式，即式，即式中：式中：pM 壓力表讀出壓力（表壓），壓力表讀出壓力（表壓），N/m2； pV真空表讀出的真空度，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，吸入管、壓出管中液體的流速，m

7、/s； Hf兩截面間的壓頭損失，兩截面間的壓頭損失，m。fvmHguugpphH221220（2-12-1）實(shí)驗(yàn)：泵壓頭的測定實(shí)驗(yàn)：泵壓頭的測定真空計(jì)真空計(jì)壓強(qiáng)表壓強(qiáng)表離心泵離心泵儲(chǔ)槽儲(chǔ)槽V17兩截面之間管路很短，其壓頭損失兩截面之間管路很短，其壓頭損失H Hf f可忽略不計(jì)可忽略不計(jì)兩截面之間的動(dòng)壓頭很小，通?？珊雎圆挥?jì)，則兩截面之間的動(dòng)壓頭很小，通常可忽略不計(jì)，則(2-2)(2-2)簡化簡化fvmHguugpphH221220gpphHvm018例例- - 某離心泵以某離心泵以2020水進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)，測得體水進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)，測得體積流量為積流量為720720m m3 3/h/h，泵出口壓力表

8、讀數(shù)為，泵出口壓力表讀數(shù)為0.40.4MPa，吸，吸入口真空表讀數(shù)為入口真空表讀數(shù)為-0.028-0.028MPa，壓力表和真空表間垂，壓力表和真空表間垂直距離為直距離為0.41m0.41m，試求泵的壓頭。，試求泵的壓頭。解：根據(jù)泵壓頭的計(jì)算公式，則有解：根據(jù)泵壓頭的計(jì)算公式，則有）（OHmgpphHvm25501 .4481. 92 .998100208. 010441. 019軸功率軸功率P 泵軸所需的功率泵軸所需的功率 （電動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率）（電動(dòng)機(jī)傳給泵軸的功率）有效功率有效功率Pe 是指單位時(shí)間內(nèi)液體從泵葉輪是指單位時(shí)間內(nèi)液體從泵葉輪 獲得的有效能量獲得的有效能量。 3 軸功率軸功

9、率P與有效功率與有效功率Pe20式中式中 Pe 泵的有效功率，泵的有效功率，W； Q 泵的流量，泵的流量，m3/s； H 泵的壓頭，泵的壓頭，m ； 液體的密度，液體的密度，kg/m3； g 重力加速度，重力加速度，m/s2。PeQ gH (2-3) 已知已知g=9.81m/s2；1kW=1000W，則式（，則式（2-3）可用）可用kW單位單位表示，即表示，即)(1021000kWQHgQHgQHPe (2-3a)功率與流量、壓頭、密度成正比功率與流量、壓頭、密度成正比21(2-4)PPe離心泵工作時(shí)，離心泵工作時(shí)， 由于有容積損失、水力損失與機(jī)械由于有容積損失、水力損失與機(jī)械損失，故泵的軸功

10、率要大于液體實(shí)際得到的有效功率損失，故泵的軸功率要大于液體實(shí)際得到的有效功率，泵的效率，泵的效率定義如下定義如下它的值的大小，反映出泵的機(jī)械能損失的相對(duì)大小。它的值的大小，反映出泵的機(jī)械能損失的相對(duì)大小。一般約為一般約為0.60.85。 4 效率效率 22注意：注意：泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能發(fā)生超負(fù)荷，所配電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能發(fā)生超負(fù)荷，所配電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)比泵的軸功率大。比泵的軸功率大。在機(jī)電產(chǎn)品樣本中所列出的泵的軸功率，除非特殊在機(jī)電產(chǎn)品樣本中所列出的泵的軸功率，除非特殊說明以外，均系指輸送清水時(shí)的數(shù)值（說明以外，均系指輸送清水時(shí)的數(shù)值（功率與密度成功率與密度成正比）正比）。 23 容積損失是

11、由于泵的泄漏造成的。離心泵在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。過葉輪與泵殼之間的間隙流回吸入口。p容積損失容積損失24 原因：水力損失是由于流體流過葉輪、泵原因：水力損失是由于流體流過葉輪、泵殼時(shí)，由于流速大小和方向要改變，且發(fā)生殼時(shí)，由于流速大小和方向要改變，且發(fā)生沖擊，而產(chǎn)生的能量損失。沖擊，而產(chǎn)生的能量損失。p水力損失（流體摩擦損失）水力損失（流體摩擦損失）25 原因：機(jī)械損失是泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在軸承、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

12、擦而消軸封裝置等機(jī)械部件接觸處由于機(jī)械磨擦而消耗部分能量。耗部分能量。p機(jī)械損機(jī)械損失失26特性曲線特性曲線（characteristic curves）：在固定的轉(zhuǎn)速下，離：在固定的轉(zhuǎn)速下，離心泵的基本性能參數(shù)（流量、壓頭、功率和效率）之間的關(guān)系心泵的基本性能參數(shù)（流量、壓頭、功率和效率）之間的關(guān)系曲線。曲線。強(qiáng)調(diào)：特性曲線是在固定轉(zhuǎn)速下測出的，只適用于該轉(zhuǎn)速，強(qiáng)調(diào)：特性曲線是在固定轉(zhuǎn)速下測出的，只適用于該轉(zhuǎn)速，故特性曲線圖上都注明轉(zhuǎn)速故特性曲線圖上都注明轉(zhuǎn)速n n的數(shù)值。的數(shù)值。圖上繪有三種曲線圖上繪有三種曲線Q Q曲線曲線P PQ Q曲線曲線Q Q曲線曲線四、四、 離心泵的特性曲線離心泵

13、的特性曲線2704812 16 20 24 28 320204060 80100 1201012141618202224260246801020304050607080n=2900r/minNH,l/sm3/s離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線28 變化趨勢變化趨勢：離心泵的壓頭在較大流量范圍內(nèi)是離心泵的壓頭在較大流量范圍內(nèi)是隨流量增大而減小的。不同型號(hào)的離心泵，隨流量增大而減小的。不同型號(hào)的離心泵，Q Q曲線的形狀有所不同。曲線的形狀有所不同。較平坦的曲線，適用于壓頭變化不大而流量變化較平坦的曲線，適用于壓頭變化不大而流量變化較大的場合；較大的場合；較陡峭的曲線，適用于壓頭變化范圍大而不允許較

14、陡峭的曲線，適用于壓頭變化范圍大而不允許流量變化太大的場合。流量變化太大的場合。1 Q曲線曲線29 變化趨勢變化趨勢：Q Q曲線表示泵的流量曲線表示泵的流量Q Q和軸功率和軸功率的關(guān)系，隨的關(guān)系，隨Q Q的增大而增大。顯然，當(dāng)?shù)脑龃蠖龃?。顯然，當(dāng)Q=0Q=0時(shí)，泵時(shí)，泵軸消耗的功率最小。軸消耗的功率最小。啟動(dòng)離心泵時(shí)，為了減小啟動(dòng)功啟動(dòng)離心泵時(shí)，為了減小啟動(dòng)功率，應(yīng)將出口閥關(guān)閉率，應(yīng)將出口閥關(guān)閉。2 PQ曲線曲線30 變化趨勢變化趨勢：開始：開始隨隨Q Q的增大而增大，達(dá)到最的增大而增大，達(dá)到最大值后，又隨大值后，又隨Q Q的增大而下降。的增大而下降。 QQ曲線最大值相當(dāng)于效率最高點(diǎn)。泵在該

15、點(diǎn)所曲線最大值相當(dāng)于效率最高點(diǎn)。泵在該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓頭和流量下操作，其效率最高，故該點(diǎn)為對(duì)應(yīng)的壓頭和流量下操作，其效率最高，故該點(diǎn)為離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)。3 Q曲線曲線31 泵在最高效率點(diǎn)條件下操作最為經(jīng)濟(jì)合理，但實(shí)泵在最高效率點(diǎn)條件下操作最為經(jīng)濟(jì)合理，但實(shí)際上泵往往不可能正好在該條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，一般只能規(guī)際上泵往往不可能正好在該條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，一般只能規(guī)定一個(gè)工作范圍，稱為定一個(gè)工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)泵的高效率區(qū)。高效率區(qū)的效高效率區(qū)的效率應(yīng)不低于最高效率的率應(yīng)不低于最高效率的92%92%左右。左右。 強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)：泵在銘牌上所標(biāo)明的都是泵在銘牌上所標(biāo)明的都是最高效率點(diǎn)下的流最高效率點(diǎn)下的流量

16、，壓頭和功率量，壓頭和功率。離心泵產(chǎn)品目錄和說明書上還常常。離心泵產(chǎn)品目錄和說明書上還常常注明最高效率區(qū)的流量、壓頭和功率的范圍等。注明最高效率區(qū)的流量、壓頭和功率的范圍等。泵的高效率區(qū)泵的高效率區(qū)32 稱為比例定律，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化小于稱為比例定律，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化小于20%時(shí)，可認(rèn)為效時(shí)，可認(rèn)為效率不變，用上式進(jìn)行計(jì)算誤差不大。率不變，用上式進(jìn)行計(jì)算誤差不大。(2-5) 當(dāng)轉(zhuǎn)速由當(dāng)轉(zhuǎn)速由n1 改變?yōu)楦淖優(yōu)閚2 時(shí)，其流量、壓頭及功率的時(shí)，其流量、壓頭及功率的近似關(guān)系為：近似關(guān)系為： 4 離心泵的轉(zhuǎn)速對(duì)特性曲線的影響離心泵的轉(zhuǎn)速對(duì)特性曲線的影響32121221212121nnPPnnHHnnQQ33稱為

17、切割定律。稱為切割定律。 當(dāng)葉輪直徑變化不大，轉(zhuǎn)速不變時(shí)，葉輪直徑、當(dāng)葉輪直徑變化不大，轉(zhuǎn)速不變時(shí)，葉輪直徑、流量、壓頭及功率之間的近似關(guān)系為：流量、壓頭及功率之間的近似關(guān)系為： 5 葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響葉輪直徑對(duì)特性曲線的影響32121221212121DDPPDDHHDDQQ34 泵生產(chǎn)部門所提供的特性曲線是用清水作實(shí)驗(yàn)求泵生產(chǎn)部門所提供的特性曲線是用清水作實(shí)驗(yàn)求得的。當(dāng)所輸送的液體性質(zhì)與水相差較大時(shí)，要考慮得的。當(dāng)所輸送的液體性質(zhì)與水相差較大時(shí)，要考慮粘度及密度對(duì)特性曲線的影響。粘度及密度對(duì)特性曲線的影響。6 物理性質(zhì)對(duì)特性曲線的影響物理性質(zhì)對(duì)特性曲線的影響 35 所輸送的液體粘度愈

18、大，泵體內(nèi)能量損失愈多。所輸送的液體粘度愈大，泵體內(nèi)能量損失愈多。結(jié)果泵的壓頭、流量都要減小，效率下降，而軸功率則結(jié)果泵的壓頭、流量都要減小，效率下降，而軸功率則要增大，所以特性曲線改變。要增大，所以特性曲線改變。6.1 粘度的影響粘度的影響36離心泵的流量等于葉輪周邊出口截面積與液體在離心泵的流量等于葉輪周邊出口截面積與液體在周邊處的徑向速度之乘積。從這一意義上來說流量周邊處的徑向速度之乘積。從這一意義上來說流量不受密度影響。不受密度影響。離心泵的壓頭與密度無關(guān)，因?yàn)椋弘x心泵的壓頭與密度無關(guān)，因?yàn)椋罕脙?nèi)出進(jìn)口之壓力差與密度成正比泵內(nèi)出進(jìn)口之壓力差與密度成正比因?yàn)殡x心力與因?yàn)殡x心力與質(zhì)量成正比

19、，而流體的質(zhì)量成正比，而流體的質(zhì)量與密度成正比。質(zhì)量與密度成正比。6.2 密度的影響密度的影響gppHvm37泵的軸功率隨液體密度而改變泵的軸功率隨液體密度而改變。gQHP 38 如果輸送的液體是水溶液，濃度的改變必然影如果輸送的液體是水溶液，濃度的改變必然影響液體的粘度和密度。濃度越高，與清水差別越大。響液體的粘度和密度。濃度越高，與清水差別越大。濃度對(duì)離心泵特性曲線的影響，同樣反映在粘度和濃度對(duì)離心泵特性曲線的影響，同樣反映在粘度和密度上。密度上。 6.3 溶質(zhì)的影響溶質(zhì)的影響39離心泵的工作點(diǎn)是由離心泵特性曲線和管路特性曲線共同確定的。五、五、 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流

20、量調(diào)節(jié)401.1.管路特性曲線管路特性曲線fHgugpzH2241fHgugpzH220220guHgpz儲(chǔ)槽截面很大，其中，fHHH042gdQdllgudllHeef242222428ddllgke2kQ管路特性系數(shù)k43離心泵的離心泵的工作點(diǎn)工作點(diǎn)泵特性曲線和管路特性曲線的交點(diǎn)。泵特性曲線和管路特性曲線的交點(diǎn)。管路特性曲線20kQHH44H-QH或HeQQ=QMH=HMM泵的特性曲線泵的特性曲線管路特性曲線管路特性曲線H00工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量流量Q與壓頭既與壓頭既是管路系統(tǒng)所要是管路系統(tǒng)所要求，又是離心泵求，又是離心泵所能提供的所能提供的;若工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)若工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)效率是

21、在最高效效率是在最高效率區(qū)，則該工作率區(qū)，則該工作點(diǎn)是適宜的。點(diǎn)是適宜的。20kQHH45例題例題2-2在內(nèi)徑為在內(nèi)徑為150mm、長度為、長度為280m的管路系統(tǒng)中，用的管路系統(tǒng)中，用離心泵輸送清水。已知該管路局部阻力的當(dāng)量長度離心泵輸送清水。已知該管路局部阻力的當(dāng)量長度為為85m；摩擦系數(shù)可取為；摩擦系數(shù)可取為0.03。離心泵的特性曲線。離心泵的特性曲線如附圖所示。若如附圖所示。若 為為20m水柱，試求離心泵水柱，試求離心泵的工作點(diǎn)。的工作點(diǎn)。46H-QH或HeQQ=74H=25M泵的特性曲線泵的特性曲線管路特性曲線管路特性曲線H0020kQHH47 所以所以 20+11930Q20+11

22、930Q2 2根據(jù)上式可繪出如本例附圖所示的管路特性曲線。由圖中查得工作點(diǎn)的流量為74m3/h，壓頭為25m水柱。1193015. 08528003. 081. 914. 388852242dllgddllgkee管路特性系數(shù)管路特性系數(shù)k48492. .離心泵的流量調(diào)節(jié)離心泵的流量調(diào)節(jié)1）改變閥門的開度常用的方法）改變閥門的開度常用的方法2）改變泵的轉(zhuǎn)速）改變泵的轉(zhuǎn)速3）改變?nèi)~輪的尺寸）改變?nèi)~輪的尺寸50qVqVM2qVMqVM1M1M2MH(1) 改變出口閥門開度改變出口閥門開度適用適用：調(diào)節(jié)幅度不大，而經(jīng)常需要改變的場合。：調(diào)節(jié)幅度不大，而經(jīng)常需要改變的場合。關(guān)小出口閥關(guān)小出口閥 le

23、qV , ,H 管特線變陡管特線變陡 工作點(diǎn)左上移工作點(diǎn)左上移特點(diǎn)特點(diǎn)：方便、快捷，流量連續(xù)變化；：方便、快捷，流量連續(xù)變化； 閥門消耗阻力，不經(jīng)濟(jì)。閥門消耗阻力，不經(jīng)濟(jì)。51(2) 改變泵的轉(zhuǎn)速改變泵的轉(zhuǎn)速qVM1qVMqVqVM2(D1DD2)n1nn2n2(D2)n ( D )n1(D1)M2MM1H適用適用：調(diào)節(jié)幅度大，時(shí)間又長的季節(jié)性調(diào)節(jié)。：調(diào)節(jié)幅度大，時(shí)間又長的季節(jié)性調(diào)節(jié)。n泵泵HqV曲線上移曲線上移工作點(diǎn)右上移，工作點(diǎn)右上移， H ， qV 特點(diǎn)特點(diǎn)：泵在高效率下工作，：泵在高效率下工作， 能量利用經(jīng)濟(jì)能量利用經(jīng)濟(jì); 需變速裝置或切削葉輪。需變速裝置或切削葉輪。52例題例題2-3

24、?,4, 0 . 55 . 23, 0 . 52, 5 . 2110525min/290022nqqkkHqkHqkkqHqHrnVBVABVBAVAVV）（管路阻力增加多少）（，求工作點(diǎn)的）（，求工作點(diǎn)的）（管路：，離心泵：53mHhmqbqHaqHVVV15/8 .84A)5 . 210)5251A3A22點(diǎn)的流量和壓頭：工作點(diǎn)解方程組：（管路：（離心泵：）（H-QQAk=2.502525VqH25 . 210VqHH251054mHhmqcqHaqHVVV5 .17/5 .73B)0 . 510)5252A3A22點(diǎn)的流量和壓頭：工作點(diǎn)解方程組：（管路：（離心泵：）（閥門開度大）H-QQ

25、BAk=5.0k=2.50（閥門開度小）H251055水柱，管路阻力的損失對(duì)于流量管路特性方程上）點(diǎn)（在工作點(diǎn)為，的情況下，流量為管路）中輸送相同流量在原管路（頭均不相同）（兩工作點(diǎn)的流量和壓（阻力大：管路（阻力?。汗苈罚x心泵：，管路阻力的損失？）對(duì)于流量（mHHqmqHCqqHBqHAaqHqVVVV8 . 38 .135 . 210AA)0 . 510)5 . 210)5253CBB2BCB2B2A2B56水柱管路阻力的損失對(duì)于流量mHHq8 . 3CBB（閥門開度大）H-QQBAk=5.0k=2.50（閥門開度?。〤qBH251057mqHhmqnCnqqVV8 .135 . 210/

26、5 .73?AC?42BCCVBVA3點(diǎn)的轉(zhuǎn)速曲線），即管路特性不變（，轉(zhuǎn)速量）不改變閥門開度，流（過原點(diǎn)的拋物線）即效方程：在不同轉(zhuǎn)速下，存在等不變的情況下），比例定律：2222,(VVDVCKqHKqHqHnnHHnnqqDCDCDCDCVDVC58（閥門開度大）H-QQBAk=5.0k=2.50（閥門開度小）CDnD=2900 r/mnC=2660 r/mH251022 . 9 QH 等效方程：59min/2660C2 .16min/2900/6 .79)525)2 . 92 . 9DDD3D222rqqnnmHrhmqDdqHaqHKCKqHVCDCVVVV點(diǎn)的轉(zhuǎn)速可求出最后，應(yīng)用比例

27、定律即之下）（點(diǎn)的流量和壓頭：得交點(diǎn)解方程組：（泵特性方程：（離心泵等效方程：點(diǎn)的數(shù)據(jù)，求出可通過（過原點(diǎn)的拋物線）60（3）離心泵的組合操作離心泵的組合操作 并聯(lián)操作并聯(lián)操作61工作點(diǎn)由12單并QQ2H并HQH單Q并H并-Q并H單-Q單12Q單Q并/2管路特征曲線H并并 H單單 62 串聯(lián)操作串聯(lián)操作63工作點(diǎn)由12單串單串，QQHH 2H單H串HQ單Q串QH串-Q串H單-Q單12H串/2管路特征曲線64 組合方式的選擇組合方式的選擇 低阻時(shí)，并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；低阻時(shí)，并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)； 高阻時(shí)，串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。高阻時(shí)，串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。)(gpz ，則只能，則只能采用串聯(lián)操作；采用串聯(lián)操作； 如果單臺(tái)泵

28、所提供的最如果單臺(tái)泵所提供的最 大壓頭小于管路兩端的大壓頭小于管路兩端的HqV2211并聯(lián)串聯(lián)低阻高阻H H0 020kQHH65六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度（一）（一） 汽蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象葉輪入口處最低壓力葉輪入口處最低壓力 ，液體汽化，產(chǎn)生汽泡，受壓縮后液體汽化，產(chǎn)生汽泡，受壓縮后破滅，周圍液體以高速涌向汽泡破滅，周圍液體以高速涌向汽泡中心。中心。葉輪受沖擊而出現(xiàn)剝落，葉輪受沖擊而出現(xiàn)剝落，泵體振動(dòng)并發(fā)出噪音。泵體振動(dòng)并發(fā)出噪音。VKpp fgHHgugpgp221011100離心泵的安裝高度Hgp0p1pk或fgHHgugpgp2211066解決措施解決措施

29、泵的安裝位置不能太高；泵的安裝位置不能太高；應(yīng)使吸入管路的阻力盡可能小。以保應(yīng)使吸入管路的阻力盡可能小。以保證系統(tǒng)中壓強(qiáng)最低的葉輪中心的壓強(qiáng)證系統(tǒng)中壓強(qiáng)最低的葉輪中心的壓強(qiáng)大于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓。大于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓。67氣蝕的危害：氣蝕的危害：（1）離心泵的性能下降。泵的流量、壓頭和效率）離心泵的性能下降。泵的流量、壓頭和效率均下降。若生成大量的氣泡，則可能出現(xiàn)氣縛。均下降。若生成大量的氣泡，則可能出現(xiàn)氣縛。（2）產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)）產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)（3）泵殼和葉輪的材料遭受損害，降低泵的使用）泵殼和葉輪的材料遭受損害，降低泵的使用壽命。壽命。68離心泵的離心泵的有效有效氣蝕余量

30、氣蝕余量從流入管到泵入口處之液體的靜壓頭與動(dòng)壓頭之從流入管到泵入口處之液體的靜壓頭與動(dòng)壓頭之和大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭的數(shù)值。和大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭的數(shù)值。凈正吸入壓頭凈正吸入壓頭 NPSH (net positive suction head):)(2211與泵無關(guān)gpgugphNPSHva（二）（二） 有效汽蝕余量與必需汽蝕余量有效汽蝕余量與必需汽蝕余量69必需氣蝕余量必需氣蝕余量 表示液體從泵入口流向葉輪內(nèi)最低壓力點(diǎn)表示液體從泵入口流向葉輪內(nèi)最低壓力點(diǎn)K處的處的全部壓頭損失全部壓頭損失。與泵的。與泵的結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)尺寸及及流體流量流體流量有關(guān)。有關(guān)。必需氣蝕余量越小，該

31、泵在一定操作條件下抗氣蝕必需氣蝕余量越小，該泵在一定操作條件下抗氣蝕性能越好；性能越好；rh 70212Vappuhg1 1gggg1 1g g212pug g gVp k kg gp 泵入口處壓頭泵入口處壓頭葉輪壓力最低處壓頭葉輪壓力最低處壓頭飽和蒸汽壓頭飽和蒸汽壓頭必需汽蝕余量必需汽蝕余量 hr有效汽蝕余量有效汽蝕余量 ha有效氣蝕余量與有效氣蝕余量與必需氣蝕余量的關(guān)系必需氣蝕余量的關(guān)系71判別汽蝕條件：判別汽蝕條件： ha hr , pk pv時(shí)，時(shí)， 不汽蝕不汽蝕 ha hr , pk pv時(shí)，開始發(fā)生汽蝕時(shí)，開始發(fā)生汽蝕 ha hr , pk qV需需, H泵泵 H需需 （4） 核算

32、泵的功率。核算泵的功率。85例例2-6（P81）需安裝一臺(tái)泵，將流量需安裝一臺(tái)泵，將流量45m3/h、溫度、溫度20度度的河水輸送到高位槽，高位槽水面高出河面的河水輸送到高位槽，高位槽水面高出河面10m,管路總長管路總長15m,試選一臺(tái)離心泵，并確試選一臺(tái)離心泵，并確定安裝高度。定安裝高度。86解：解：（1）離心泵的選擇）離心泵的選擇流量已知，主要問題是求泵的揚(yáng)程（流量已知，主要問題是求泵的揚(yáng)程（H）主要就是求管路的總阻力主要就是求管路的總阻力fffHzHggzHgugpzH2002287gudllHef22這里，這里，直管長度直管長度=15米米，局部阻力有：，局部阻力有：截止閥截止閥1個(gè)：個(gè)

33、： 全開全開 le/d=30090度彎頭度彎頭2個(gè)：個(gè)： le/d=235=70底閥底閥1個(gè)：個(gè)： 全開全開 le/d=420管出口突然擴(kuò)大：管出口突然擴(kuò)大：0 . 188計(jì)算阻力時(shí)，還要確定：計(jì)算阻力時(shí)，還要確定：流速流速按常用流速選擇即可；按常用流速選擇即可；直徑直徑按流量、選定流速計(jì)算：按流量、選定流速計(jì)算： 之后圓整成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的尺寸；之后圓整成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的尺寸；阻力系數(shù)阻力系數(shù)與粗糙度有關(guān)與粗糙度有關(guān)要根據(jù)管路的材料要根據(jù)管路的材料 來確定粗糙度；來確定粗糙度；Re的計(jì)算的計(jì)算89mHzHmgudllHfef4 .184 . 81044. 822可選擇離心泵：可選擇離心泵：IS80-65

34、-125 （P351）流量：流量：60m3/h （或：（或：50m3/h）揚(yáng)程：揚(yáng)程：18m （或：（或：20m）允許氣蝕余量：允許氣蝕余量：33.5m，取，取3.590（2）離心泵的安裝高度）離心泵的安裝高度底閥一個(gè)，彎頭一個(gè)）（直管管路阻力計(jì)算：,547. 422mmgudllHef91?？梢匀?shí)際安裝高度應(yīng)小于度）溫度允許mmmHhgpgpHHhmkgkPapkPapfvgfv5 . 1,13. 213. 247. 4, 5 . 3,/2 .99820(335. 2,3 .1010309293第二節(jié)第二節(jié) 其其他他類型化工用泵類型化工用泵941 1）工作原理工作原理 依靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)并

35、依次開啟吸入依靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)并依次開啟吸入閥和排出閥，從而吸入和排出液體。閥和排出閥，從而吸入和排出液體。2）適用場合）適用場合小流量，高壓強(qiáng)，不宜輸送腐蝕性液小流量，高壓強(qiáng)，不宜輸送腐蝕性液體和含固體粒子的懸浮液。體和含固體粒子的懸浮液。一、一、 往復(fù)泵往復(fù)泵活塞對(duì)流體直接做功，提供靜壓能活塞對(duì)流體直接做功，提供靜壓能95（一）（一） 構(gòu)造與工作原理構(gòu)造與工作原理主要部件：泵缸、活塞主要部件：泵缸、活塞 和單向活門。和單向活門。單動(dòng)往復(fù)泵單動(dòng)往復(fù)泵流量不均勻流量不均勻9697雙動(dòng)往復(fù)泵：雙動(dòng)往復(fù)泵：98（二）（二）往復(fù)泵的性能參數(shù)往復(fù)泵的性能參數(shù) 流量流量單動(dòng)泵：理論流量單動(dòng)泵：理論流量V

36、qASn 理理實(shí)際流量實(shí)際流量VVVqq 理理 V泵的容積效率，在泵的容積效率，在0.90.97之間之間。流量由泵特性決定，而與管路特性無關(guān)流量由泵特性決定，而與管路特性無關(guān)。99流量調(diào)節(jié)方法：流量調(diào)節(jié)方法：1. 改變活塞的往復(fù)次數(shù)或沖程；改變活塞的往復(fù)次數(shù)或沖程；2. 旁路旁路調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。100 壓頭（壓頭（ 揚(yáng)程）揚(yáng)程）在電機(jī)功率范圍內(nèi)，由管路特性決定。在電機(jī)功率范圍內(nèi)，由管路特性決定。管路特性2H2管路特性1H1泵特性HqV正位移特性正位移特性 流量只與泵特性有關(guān)，流量只與泵特性有關(guān)，而壓頭只與管路特性有關(guān)而壓頭只與管路特性有關(guān) 工作點(diǎn)101 功率與效率功率與效率Vq HgP 往復(fù)泵的總

37、效率，一般為往復(fù)泵的總效率，一般為0.650.85。 適用壓頭高、流量小的液體，但不能輸送腐適用壓頭高、流量小的液體，但不能輸送腐蝕性大及有固體的懸浮液。蝕性大及有固體的懸浮液。102二、二、 計(jì)量泵計(jì)量泵又稱比例泵，從操作原理來又稱比例泵，從操作原理來看是一種往復(fù)泵?？词且环N往復(fù)泵。適用場合適用場合：要求輸液量十分：要求輸液量十分準(zhǔn)確而且又便于調(diào)整的場合。準(zhǔn)確而且又便于調(diào)整的場合。具有正位移特性。具有正位移特性。103三、三、 齒輪泵齒輪泵適用場合：壓頭高、流量均勻，適用場合：壓頭高、流量均勻， 介質(zhì)為粘稠液體或膏狀物。介質(zhì)為粘稠液體或膏狀物。104四、旋渦泵四、旋渦泵（特殊離心泵）（特殊離

38、心泵）（一）結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)105（二）特點(diǎn)（二）特點(diǎn)1. 啟動(dòng)泵時(shí)，要打開出口閥門，改變流量時(shí)，旁啟動(dòng)泵時(shí)，要打開出口閥門，改變流量時(shí)，旁路調(diào)節(jié)比安裝調(diào)節(jié)閥更經(jīng)濟(jì)；路調(diào)節(jié)比安裝調(diào)節(jié)閥更經(jīng)濟(jì)；2. 能量損失大，效率低能量損失大，效率低（20%40%），不適合輸，不適合輸送高粘度液體；送高粘度液體；3. 壓頭比離心泵高壓頭比離心泵高24倍，適用于高壓頭、小流量、倍，適用于高壓頭、小流量、低粘度清潔液體。低粘度清潔液體。106操作調(diào)節(jié)的特點(diǎn)操作調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：灌泵、啟動(dòng)時(shí)出口閥全開、：灌泵、啟動(dòng)時(shí)出口閥全開、 回路調(diào)節(jié)。回路調(diào)節(jié)。107五、多級(jí)離心泵五、多級(jí)離心泵108六、軸流管道泵六、軸流管道泵109

39、第三節(jié)氣體輸送機(jī)械第三節(jié)氣體輸送機(jī)械110 輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體壓送機(jī)械輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體壓送機(jī)械,作作用與液體輸送設(shè)備類似用與液體輸送設(shè)備類似,都是對(duì)流體做功都是對(duì)流體做功,以提高流以提高流體的壓強(qiáng)。體的壓強(qiáng)。 氣體壓送機(jī)械可按其出口氣體的壓強(qiáng)或壓縮比來氣體壓送機(jī)械可按其出口氣體的壓強(qiáng)或壓縮比來分類。壓送機(jī)械出口氣體的壓強(qiáng)稱為終壓。分類。壓送機(jī)械出口氣體的壓強(qiáng)稱為終壓。壓縮比壓縮比是指壓送機(jī)械出口與進(jìn)口氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)的比值。是指壓送機(jī)械出口與進(jìn)口氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)的比值。111氣體輸送機(jī)械的結(jié)構(gòu)和原理與液體輸送機(jī)械大體相同，也有氣體輸送機(jī)械的結(jié)構(gòu)和原理與液體輸送機(jī)械大體相同

40、，也有離心式、旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式及流體作用式等類型。離心式、旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式及流體作用式等類型。氣體壓送機(jī)械的分類氣體壓送機(jī)械的分類 類類 型型終壓終壓/kPa（表（表壓）壓）壓縮比壓縮比用途用途通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)1511.15用于換氣通風(fēng)用于換氣通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)153001.154用于送氣用于送氣壓縮機(jī)壓縮機(jī)3004造成高壓造成高壓真空泵真空泵當(dāng)?shù)卮髿鈮寒?dāng)?shù)卮髿鈮河烧婵斩葲Q定由真空度決定用于減壓操作用于減壓操作112 （一）離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（一）離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和單級(jí)離心泵相似，由渦殼和離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和單級(jí)離心泵相似，由渦殼和葉輪組成。機(jī)殼斷面有方形和圓形兩種葉輪組成。機(jī)殼斷面有方形

41、和圓形兩種,低、中壓通低、中壓通風(fēng)機(jī)多是方形風(fēng)機(jī)多是方形,高壓的多為圓形。高壓的多為圓形。 葉片數(shù)目多且短。低壓通風(fēng)機(jī)的葉片常為徑向葉葉片數(shù)目多且短。低壓通風(fēng)機(jī)的葉片常為徑向葉片。中、高壓通風(fēng)機(jī)的葉片常為后彎式。片。中、高壓通風(fēng)機(jī)的葉片常為后彎式。 高壓通風(fēng)機(jī)的外形高壓通風(fēng)機(jī)的外形 與結(jié)構(gòu)更象單級(jí)離心泵。與結(jié)構(gòu)更象單級(jí)離心泵。113離心通風(fēng)機(jī)動(dòng)畫 114115（二）性能參數(shù)與特性曲線（二）性能參數(shù)與特性曲線1. 性能參數(shù)性能參數(shù)（1）風(fēng)量）風(fēng)量qV單位時(shí)間從風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積，單位時(shí)間從風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積， m3/h或或 m3/s。注意：注意： qV應(yīng)以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)。應(yīng)以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)

42、計(jì)。（2）風(fēng)壓）風(fēng)壓116fHguugppZH22122122,2212212212212uuppgHppgguugppHtt：得全風(fēng)壓兩邊乘以靜壓靜壓 動(dòng)壓動(dòng)壓117211211221212212212)()()()()(2dddssstdstdsdsddsstppppppppppppppppuuppp動(dòng)風(fēng)壓則：靜風(fēng)壓令：進(jìn)口全壓出口全壓動(dòng)壓差靜壓差全風(fēng)壓：118例例2-7 （自習(xí)）（自習(xí)）adtstadsdstPpppPppppp490123613613)()(1122119（3）軸功率與效率軸功率與效率W WVtq pP 2. 特性曲線特性曲線 用用20、101.3kPa的的空氣空氣（

43、=1.2kg/m3）測）測定。定。 風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓與風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓與氣體的密度成正比氣體的密度成正比。qVPqVqVptqVpSqVn一定一定120( (三三) ) 離心通風(fēng)機(jī)的選用離心通風(fēng)機(jī)的選用 1. 計(jì)算輸送系統(tǒng)所需的全風(fēng)壓，再換算成標(biāo)定狀計(jì)算輸送系統(tǒng)所需的全風(fēng)壓，再換算成標(biāo)定狀態(tài)下的全風(fēng)壓；態(tài)下的全風(fēng)壓；tttppp2 . 1003. 根據(jù)根據(jù)qV、pt0 選風(fēng)機(jī)的型號(hào)。選風(fēng)機(jī)的型號(hào)。 qV qV需需 ， pt0 pt0需需2. 根據(jù)氣體的性質(zhì)及風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型；根據(jù)氣體的性質(zhì)及風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型；gHpt由于（銘牌上標(biāo)記風(fēng)壓為（銘牌上標(biāo)記風(fēng)壓為20度，度，101.3kPa)

44、121例例2-8 有一臺(tái)離心通風(fēng)機(jī)在有一臺(tái)離心通風(fēng)機(jī)在n=1000r/min下能輸送空氣下能輸送空氣（ =1.2kg/m3)的流量的流量qv=0.3m3/min,全風(fēng)壓全風(fēng)壓pt=600Pa。若在轉(zhuǎn)速、流量不變的條件下，用此風(fēng)機(jī)輸送若在轉(zhuǎn)速、流量不變的條件下，用此風(fēng)機(jī)輸送 =1.0kg/m3的氣體，試求其全風(fēng)壓的氣體，試求其全風(fēng)壓ptPapptt5002 . 10 . 16000解：解：密度降低，也隨之風(fēng)壓降低密度降低，也隨之風(fēng)壓降低122二、鼓風(fēng)機(jī)二、鼓風(fēng)機(jī)（一）離心鼓風(fēng)機(jī)（一）離心鼓風(fēng)機(jī)特點(diǎn)：特點(diǎn)：外形外形 離心泵離心泵外殼直徑與厚度之比較大外殼直徑與厚度之比較大葉片數(shù)目較多葉片數(shù)目較多轉(zhuǎn)

45、速較高轉(zhuǎn)速較高 單級(jí)出口表壓多在單級(jí)出口表壓多在30kPa30kPa以內(nèi)；以內(nèi)；多級(jí)可達(dá)多級(jí)可達(dá)0.3MPa 0.3MPa 123（二）羅茨鼓風(fēng)機(jī)（二）羅茨鼓風(fēng)機(jī)124 流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié)或調(diào)轉(zhuǎn)速；旁路調(diào)節(jié)或調(diào)轉(zhuǎn)速； 開機(jī)時(shí)打開出口閥門；開機(jī)時(shí)打開出口閥門； 操作溫度操作溫度 5000rpm）126（二）往復(fù)式壓縮機(jī)（二）往復(fù)式壓縮機(jī)127四、四、真空泵真空泵性能：性能：（1）真空度真空度或極限剩余壓力；或極限剩余壓力； （2）抽氣速率抽氣速率：單位時(shí)間在極限剩：單位時(shí)間在極限剩 余壓力下吸入的氣體體積。余壓力下吸入的氣體體積。（一）往復(fù)式真空泵（一）往復(fù)式真空泵結(jié)構(gòu)和原理與往復(fù)壓縮機(jī)相同。結(jié)構(gòu)和原理與往復(fù)壓縮機(jī)相同。操作壓力為低壓。操作壓力為低壓。128（二）（二） 水環(huán)真空泵水環(huán)真空泵129（二）（二） 水環(huán)真空泵水環(huán)真空泵130（三）噴射泵（三）噴射泵1222221122uuupup，其中原理：131蒸汽噴射泵蒸汽噴射泵132習(xí)習(xí) 題題1332-22-2原來用于輸送水的離心泵，現(xiàn)改為輸送密度為原來用于輸送水的離心泵，現(xiàn)改為輸送密度為1400kg/m1