化工原理课件

1、化工原理化工原理电子教案电子教案/目录目录 1 目录目录 第二章第二章 流体输送机械流体输送机械 第一节第一节 离心泵离心泵 一、离心泵的构造和工作原理 二、离心泵主要构件的结构及功能 三、离心泵的主要性能参数 四、离心泵的特性曲线 五、离心泵的工作点与流量调节 习题课 六、离心泵的安装高度 七、离心泵的类型、选用、安装与操作 化工原理化工原理电子教案电子教案/目录目录 2 目录目录 第二节第二节 其它类型泵其它类型泵 一、其它速度式泵 二、容积式泵 三、各类泵在化工生产中的应用 第三节第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵通风机、鼓风机、压缩机和真空泵 一、离心通风机 二、往复压缩机 化工原

2、理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 3 第二章第二章 流体输送机械流体输送机械 流体输送机械流体输送机械 真空泵真空泵 压缩机压缩机 鼓风机鼓风机 通风机通风机 气体压送机械气体压送机械 泵泵液体输送机械液体输送机械 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 4 第二章第二章 流体输送机械流体输送机械 按泵的工作原理分按泵的工作原理分: 特点：特点：依靠旋转的叶片向液体传送机械能依靠旋转的叶片向液体传送机械能 特点：机械内部的工作容积不断发生变化。特点：机械内部的工作容积不断发生变化。 、回转式等、回转式等往复式往复式容积式：如容积式：如 轴流式、喷射式等轴流式、喷射式等、

3、离心式离心式速度式：如速度式：如 泵泵 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 5 第一节第一节 离心泵离心泵 一、离心泵的构造和工作原理一、离心泵的构造和工作原理 ：、 ：、 ：、 泵轴及轴封装置泵轴及轴封装置 泵壳泵壳 叶轮叶轮 3 2 1 底底阀阀 泵泵 轴轴 叶叶轮轮 压压出出导导管管 泵泵壳壳 吸入导管吸入导管 1 1、离心泵的构造：、离心泵的构造： 思考：思考： u为什么叶片弯曲？为什么叶片弯曲？ u泵壳呈蜗壳状？泵壳呈蜗壳状？ 请点击请点击观看观看动画动画 答案见后面的内容答案见后面的内容 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 6 一、离心泵的构造和工作

4、原理一、离心泵的构造和工作原理 2 2、离心泵的工作原理、离心泵的工作原理请点击观看动画请点击观看动画 请点击观看动画请点击观看动画 思考：思考： 流体在泵内都获得了哪几种能量？流体在泵内都获得了哪几种能量？ 其中哪种能量占主导地位？其中哪种能量占主导地位？ 思考：思考：泵启动前为什么要灌满液体泵启动前为什么要灌满液体 气缚现象气缚现象 答案：动能和静压能，其中静压能占主导答案：动能和静压能，其中静压能占主导 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 7 二离心泵主要构件的结构及功能二离心泵主要构件的结构及功能 1叶轮叶轮 半半闭闭式式叶叶轮轮 敞敞式式叶叶轮轮 闭闭式式叶叶轮轮 闭

5、式叶轮的内漏最小，故效率最高，敞式叶轮闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，敞式叶轮 的内漏最大。的内漏最大。 但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象 请点击观看动画请点击观看动画 思考：思考：三种叶轮中哪一种效率高？三种叶轮中哪一种效率高？ 叶轮是离心泵的心脏部件，有叶轮是离心泵的心脏部件，有2 至至6 片弯曲的叶片。片弯曲的叶片。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 8 二离心泵主要构件的结构及功能二离心泵主要构件的结构及功能 思考：思考：泵壳的主要作用是什么？泵壳的主要作用是什么？ 2泵壳泵壳 汇集液体，并导出液体；汇集液体，并导出液体；

6、能量转换装置（动能变静压能）能量转换装置（动能变静压能） 呈蜗牛壳状呈蜗牛壳状 思考：思考：为什么导轮的弯曲方向与叶片为什么导轮的弯曲方向与叶片 弯曲方向相反？弯曲方向相反？ 3导轮导轮请点击观看动画请点击观看动画 答案见后面的内容答案见后面的内容 固定不动固定不动 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 9 二离心泵主要构件的结构及功能二离心泵主要构件的结构及功能 4. 轴封装置轴封装置 机机械械密密封封 填填料料密密封封 填料如浸油或渗涂石墨的石棉带、碳纤维、氟纤维和膨胀石墨等，填料如浸油或渗涂石墨的石棉带、碳纤维、氟纤维和膨胀石墨等， 请点击观看动画请点击观看动画 -减少泵内

7、高压液体外流，或防止空气侵入泵内。减少泵内高压液体外流，或防止空气侵入泵内。 由两个光滑而密切贴合的金属环形面构成，动环随轴转动，静环由两个光滑而密切贴合的金属环形面构成，动环随轴转动，静环 装在泵壳上固定不动，二者在泵运转时保持紧贴状态以防止渗漏。装在泵壳上固定不动，二者在泵运转时保持紧贴状态以防止渗漏。 填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以压盖调节到有液体成滴填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以压盖调节到有液体成滴 状向外渗透。状向外渗透。 请点击观看动画请点击观看动画 对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多 用机械密封。用机械密封。 化工

8、原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 10 三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数 离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数 允许汽蚀余量允许汽蚀余量 轴功率和效率轴功率和效率 压头压头 流量流量 转速转速 铭铭 牌牌 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 11 三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数 v转速转速 H，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能 量，量，m。可用如图装置测量。可用如图装置测量。 Q，泵单位时间实际输出的液体量，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或或m3/h。 可测量。可测量。 流量计 真空

9、表 压力表 h0 c b H g u g p bb 2 2 f cc hh g u g p 0 2 2 g pp H bc g pp bc )()(真真表表 n，单位，单位r.p.s或或r.p.m 在泵进口在泵进口b 、泵出口、泵出口 c 间列机械能衡算式：间列机械能衡算式： 允许汽蚀余量允许汽蚀余量 轴功率和效率轴功率和效率 压头压头 流量流量 转速转速 v流量流量 v压头压头 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 12 三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数 多多，且且叶叶片片厚厚度度不不计计。叶叶轮轮的的叶叶片片数数目目为为无无穷穷 流流体体为为理理想想流流体体 )2

10、( )1( 理论压头理论压头-理想情况下单位重量液体所获得的能量称为理想情况下单位重量液体所获得的能量称为 理论压头，用理论压头，用H H 表示。表示。 由由(1) 液液体体在在泵泵内内无无摩摩擦擦阻阻力力损损失失 由由( (2 2) ) 流流体体与与叶叶片片的的相相对对运运动动的的运运动动轨轨迹迹 可可视视为为与与叶叶片片形形状状相相同同。 泵的压头泵的压头H与影响因素的关系式只能由实验测定，但与影响因素的关系式只能由实验测定，但 理想情况下的关系式则可理论推导得到。理想情况下的关系式则可理论推导得到。 思考：思考：由（由（1 1）、（）、（2 2）可以得出什么结果？）可以得出什么结果？ 化

11、工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 13 理论压头理论压头H c2 2 c1 1 H g pp 12 g cc 2 2 1 2 2 在在1与与2之间列伯努利方程式，得：之间列伯努利方程式，得： 理论压头理论压头H 22 1 2 1 2 22 1 2 2 2 2 1 12 2 1 2 1 uu rr drr pp drF r r r r c g pp 12 产生的原因：产生的原因： 原因一原因一：离心力作功：离心力作功 1 kg液体受到的离心力为：液体受到的离心力为： rFc 2 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 14 理论压头理论压头H c2 2 c1 1 H

12、g pp 12 g cc 2 2 1 2 2 在在1与与2之间列伯努利方程式，得：之间列伯努利方程式，得： 理论压头理论压头H 2 2 1 2 2 1 12 uupp g ww g pp 2 2 2 2 1 2 12 原因二：原因二：液体由液体由1流到流到2时，由于流动通道逐渐扩大，时，由于流动通道逐渐扩大， w逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 15 理论压头理论压头H c2 2 c1 1 r 液体在高速旋转的叶轮中的运动分为液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种种: u 周向运动：周向运动： 沿叶片表面

13、的运动：沿叶片表面的运动：处处与叶片相切，速度处处与叶片相切，速度w u2 u1 w1 w2 思考：思考：u1、u2孰大？孰大？ w1 、w2孰大？孰大？ g cc g wwuu H 22 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 根据余弦定理可知：根据余弦定理可知： 111 2 1 2 1 2 1 cos2 ucucw 222 2 2 2 2 2 2 cos2 ucucw 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 16 理论压头理论压头H c2 2 c1 1 1 2 u2 2 2 u1 w1 w2 理论压头理论压头H Q又又 r cbr 222 2 2 22 22 2 ctg

14、 br Q uc u 2 2 22 ctg c cu r u g uc g uc H u22222 cos 离心泵设计中，一般都使设计流量下的离心泵设计中，一般都使设计流量下的 1=90 则则coscos 1 1=0=0。于是。于是 r2 b2 c2u c2 c2r c2u c2r g ucuc H 111222 coscos 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 17 理论压头理论压头H c2 2 c1 1 1 2 u2 2 2 u1 w1 w2 理论压头理论压头H r2 b2 c2u c2 c2r c2u c2r 2 2 2 22 22 22 2 2 1 2 1 ctg b

15、Q r g ctg br Qu u g H 思考：思考：与与H 有关的因素有哪些？分别是怎样有关的因素有哪些？分别是怎样 的关系？的关系？ 讨论：讨论： （1） H 与流量与流量Q、叶轮转速、叶轮转速 、叶、叶 轮的尺寸和构造（轮的尺寸和构造（r2、b2、 2）有关；）有关； （2）叶轮直径越大、转速越大，）叶轮直径越大、转速越大， 则则H 越大；越大； 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 18 叶片后弯叶片后弯， 20， 即即H 随流量增大而减小；随流量增大而减小； 叶片径向叶片径向， 2=90 ，ctg 2=0， 即即H 不随流量而变化不随流量而变化； 叶片前弯叶片前弯，

16、290 ，ctg 290 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 19 理论压头理论压头H 似乎似乎泵泵设计时应取前弯叶片，因其设计时应取前弯叶片，因其H 为最高。但实际为最高。但实际 上上泵的设计都采用后弯叶片。泵的设计都采用后弯叶片。WhyWhy？ c2w2 u2 后弯叶片后弯叶片 c2w2 u2 径向叶片径向叶片 c2 w2 u2 前弯叶片前弯叶片 c2小，泵内流动阻力损失小小，泵内流动阻力损失小 回忆：回忆： 思考：思考： 为什么叶片弯曲？为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？泵壳呈蜗壳状？ 思考：思考： 为什么导轮的弯曲为什么导轮的弯曲 方向与叶片弯曲方向方向与叶片弯曲方向 相

17、反？相反？ 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 20 理论压头理论压头H 2 2 2 22 22 22 2 2 1 2 1 ctg b Q r g ctg br Qu u g H （4）理论压头）理论压头H 与液体密度无关。与液体密度无关。 这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液 体，对单位重量流体所能提供的能量是相同的。体，对单位重量流体所能提供的能量是相同的。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 21 实际压头实际压头H 实际压头比理论压头要小。具体原因如下：实际压头比理论压头要小。具体原因如下： 此损失只与叶片数、液此

18、损失只与叶片数、液 体黏度等有关，与流量几体黏度等有关，与流量几 乎无关。乎无关。 （1）叶片间的环流运动）叶片间的环流运动 请点击请点击观观看动画看动画 考虑这一因素后，图中考虑这一因素后，图中 理论压头线理论压头线a a变为直线变为直线b b 。 b b 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 22 实际压头实际压头H （2）阻力损失）阻力损失 考虑到这项损失后，考虑到这项损失后， 压头线变为曲线压头线变为曲线c c 。 此损失可近似视为与流此损失可近似视为与流 速的平方呈正比。速的平方呈正比。 b b c c 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 23 实际压头

19、实际压头H （3）冲击损失）冲击损失 在设计流量下，此项损在设计流量下，此项损 失最小。流量若偏离设计量失最小。流量若偏离设计量 越远，则冲击损失越大。越远，则冲击损失越大。 设计设计 流量流量 w2 c2 2 2 2 u2 w1 c1 1 1 u1 b b c c d d 考虑到这项损失后，压考虑到这项损失后，压 头线应为曲线头线应为曲线d d。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 24 三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数 v轴功率和效率轴功率和效率 允许汽蚀余量允许汽蚀余量 轴功率和效率轴功率和效率 压头压头 流量流量 转速转速 轴功率，轴功率， 用用N表示，单位

20、表示，单位W 或或kW N N e N gHQ 电电机机 泵泵 电功率 电 N电 出 传 传传电电出出 NN N Ne 电电电电出出 电电功功率率 N NN e 效率效率 ，无量纲，无量纲 有效功率有效功率Ne=mweQ gH，单位，单位W 或或kW 三者关系（如图）：三者关系（如图）： 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 25 三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数 v轴功率和效率轴功率和效率 允许汽蚀余量允许汽蚀余量 轴功率和效率轴功率和效率 压头压头 流量流量 转速转速 N Ne 机械 损失 容积 损失 水力 损失 小型水泵：小型水泵： 一般为一般为5050 70%

21、70% 大型泵：大型泵： 可达可达90%90%以上以上 （1 1）容积损失：）容积损失： （2）水力损失）水力损失 （3）机械损失）机械损失 内漏内漏 与效率与效率 有关的各种能量损失：有关的各种能量损失： 环流损失、阻力损失和冲击损失环流损失、阻力损失和冲击损失 泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 26 三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数 允许汽蚀余量允许汽蚀余量 轴功率和效率轴功率和效率 压头压头 流量流量 转速转速 允许汽蚀余量将在后面介绍。允许汽蚀余量将在后面介绍。 化工原理化工原理

22、电子教案电子教案/ /第二章第二章 27 四离心泵的特性曲线四离心泵的特性曲线 NQ曲线曲线 Q曲线曲线 测定条件：测定条件： 固定转速，固定转速， 20 C清水清水 上述这些主要性能参数间的关系无法理论推得，一般由上述这些主要性能参数间的关系无法理论推得，一般由 厂家测定，并用曲线表示出来，称为离心泵特性曲线。常厂家测定，并用曲线表示出来，称为离心泵特性曲线。常 用的共有三条线，如图。用的共有三条线，如图。 驼峰型驼峰型 陡降型陡降型 平坦型平坦型 HQ曲线曲线 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 28 四离心泵的特性曲线四离心泵的特性曲线 设计点设计点 2 高高效效区区 最

23、高效率最高效率 58 区域为泵高效区区域为泵高效区 由图可见：由图可见： Q ，H ，N ， 有最大值（设计点）。有最大值（设计点）。 思考：思考： 离心泵启动时出离心泵启动时出 口阀门应关闭还口阀门应关闭还 是打开，是打开，why？ 为什么为什么Q0时时 ，N 0？ 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 29 离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素 v液体性质液体性质 密度密度: : 黏度黏度: : Why？ g ctg b Q r g ctg br Qu u H 2 2 2 22 22 2 2 2 22 当当 比比20清水的大时，清水的大时，H ，N ， 实验表明，

24、当实验表明，当 20倍清水的黏度（倍清水的黏度（ 20 ）时，）时， 对特对特 性曲线的影响很小，可忽略不计。性曲线的影响很小，可忽略不计。 对对HQ曲线、曲线、 Q曲线无影响，但曲线无影响，但 gHQ N 故故，NQ曲线上移。曲线上移。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 30 离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素 v 叶轮转速叶轮转速 当转速当转速 变化不大时（小于变化不大时（小于20%），利用出口速度三角形），利用出口速度三角形 相似的近似假定，可推知：相似的近似假定，可推知： 2 n n H H n n Q Q 3 n n N N 若若 不变，则不变，则 N

25、 N e N gHQ 比例定律比例定律 思考：思考：若泵在原转速若泵在原转速n下的特性曲线方程为下的特性曲线方程为H=A+BQ2 ，则新转速，则新转速n 下泵的特性曲线方程表达式？下泵的特性曲线方程表达式？ 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 31 离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素 H n n H Q n n Q 2 2 22 Q n n BAH n n 2 2 QB n n AH H n 0 Q n 2 BQAH 泵在原转速泵在原转速n n下的特性曲线方程下的特性曲线方程 转速增大转速增大 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 32 离心泵特性曲

26、线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素 2 2 2 2 2 D D H H D D Q Q 3 2 2 D D N N 切割定律 v 叶轮直径叶轮直径 当叶轮直径因切割而变小时，若变化程度小于当叶轮直径因切割而变小时，若变化程度小于20%，则，则 若若 不变，则不变，则 思考：思考：若泵在原叶轮直径下的特性曲线方程为若泵在原叶轮直径下的特性曲线方程为H=A+BQ2， 则叶轮切割后泵的特性曲线方程表达式？则叶轮切割后泵的特性曲线方程表达式？ 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 33 五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节 泵泵-供方供方 管路管路-需方需方 H泵的

27、特性曲线 Q 工工作作点点 匹配：匹配： 1、管路特性曲线、管路特性曲线 泵提供的流量泵提供的流量 = 管路所需的流量管路所需的流量 泵提供的压头泵提供的压头H = 管路所需的压头管路所需的压头he -管路所需压头管路所需压头h he e与流量关系曲线与流量关系曲线 对如图所示的管路列机械能衡算式：对如图所示的管路列机械能衡算式： 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 34 五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节 H泵的特性曲线 Q fe h g u g p zh 2 2 2 52 2 8 2 Q gd lel g u d lel h f QfA 2 BQAhe

28、 A 工工作作点点 管路特性方程管路特性方程 完全湍流时，完全湍流时， 与流量无关与流量无关与流量有关与流量有关 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 35 五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节 H泵的特性曲线 Q 改改变变泵泵的的特特性性曲曲线线 改改变变管管路路特特性性曲曲线线 2、流量调节流量调节 调节阀门（改变曲线中的调节阀门（改变曲线中的B） 改变改变n、切割叶轮、切割叶轮 2 2 52 2 8 2 BQA Q gd lel g u g p zhe 阀门开大阀门开大 阀门关小阀门关小 工作点工作点 两种方法两种方法 缺点：多耗动力，并可能使泵低效率区

29、工作缺点：多耗动力，并可能使泵低效率区工作 优点：迅速、方便，可在某一最大流量与零之间随意变动。优点：迅速、方便，可在某一最大流量与零之间随意变动。 不经常改变流量时用，大中型泵的流量不经常改变流量时用，大中型泵的流量 调节倾向于首先考虑采用这一技术调节倾向于首先考虑采用这一技术 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 36 习题课习题课 操作型操作型 设计型设计型-根据流量、压头选泵根据流量、压头选泵 将流量、压头裕量控制在将流量、压头裕量控制在10%左右。左右。 max max )15. 11 . 1( )1 . 105. 1( HH QQ 化工原理化工原理电子教案电子教案/

30、/第二章第二章 37 设计型问题计算举例设计型问题计算举例 【例例】 要用泵将水送到要用泵将水送到15 m高之处，最大流量为高之处，最大流量为80 m3 h- 1。此流量下管路的压头损失为 。此流量下管路的压头损失为3 m。试在。试在IS 型泵中，选定型泵中，选定 合用的一个。合用的一个。 【解解】 题中已给出最大流量为：题中已给出最大流量为： Q=80 m3 h-1 mh g pu zh fe 183015 2 2 取取he的的1.051.1倍则为倍则为18.919.8m。 查图查图2-18得：得：IS100-80-125，n2900 r min-1 另：另：IS125-100-250，n1

31、450 r min-1泵虽同样合用，泵虽同样合用， 但泵体较大，一般情况下都选前者。但泵体较大，一般情况下都选前者。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 38 操作型问题计算举例操作型问题计算举例 2 01. 030VH 2 04. 010Vhe e hH mh hmV e 26 20 3 （20，26） 【例例】某离心泵工作转速为某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.（转（转/min），其特性），其特性 曲线方程为曲线方程为H=300.01V2 。当泵的出口阀全开时，管路特性。当泵的出口阀全开时，管路特性 曲线方程为曲线方程为he=100.04V2，式中，式中V的单位为的

32、单位为m3/h，H及及he的单的单 位均为位均为m。求：。求： （1）阀全开时，泵的输水量为多少？）阀全开时，泵的输水量为多少？ （2）要求所需供水量为上述供水量的）要求所需供水量为上述供水量的75%时：时： a若采用出口阀调节，则多损失的压头为多少若采用出口阀调节，则多损失的压头为多少m水柱？水柱？ b若采用变速调节，则泵的转速应为多少若采用变速调节，则泵的转速应为多少r.p.m.？ 【解解】 （1） 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 39 hmV 3 15%7520 mVH75.271501. 03001. 030 22 mhe191504. 010 2 m75. 819

33、75.27 多多损损失失 （20，26） （15，19） （15， 27.75） 20 15 H he (2)多损失的压头为多少多损失的压头为多少m水柱？水柱？ a. 采用调节出口阀门的方法采用调节出口阀门的方法 多损失的 2 01. 030VH 2 04. 010Vhe 泵特性曲线方程 管路特性曲线方程 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 40 2 01. 030VH 2 04. 010Vhe 泵特性曲线方程 管路特性曲线方程 hmV 3 15%7520 mhe191504. 010 2 （20，26） （15，19） 2 22 01. 030V n n H n n 2 2

34、1501. 0 2900 3019 n .2441mprn b. 采用调节转速的方法，采用调节转速的方法，则泵的转速应为多少则泵的转速应为多少r.p.m.？ 2015 注意：以下解法错误注意：以下解法错误! mprn V V n.2175290075. 0 新转速下泵的特性曲线方程为：新转速下泵的特性曲线方程为： 因为比例定律只适用于泵，而不能用于由泵和因为比例定律只适用于泵，而不能用于由泵和 管路特性曲线共同决定的工作点（管路特性曲线过管路特性曲线共同决定的工作点（管路特性曲线过 坐标原点时除外）。坐标原点时除外）。 he 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 41 作业：作业

35、： 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 42 六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS 1 1、什么是安装高度？、什么是安装高度？ 泵轴与吸液方液泵轴与吸液方液 面间的垂直高度，称面间的垂直高度，称 为安装高度，用为安装高度，用ZS表表 示。可正可负。示。可正可负。 思考：思考：安装高度为什么受限制？安装高度为什么受限制？ 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 43 六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS 思考：思考：安装高度为什么受限制？安装高度为什么受限制？ 为避免汽蚀现象，安装高度必须加以为避免汽蚀现象，安装高度必须加以 限制，即存在最大安装高度限

36、制，即存在最大安装高度ZS,max。 汽蚀现象：汽蚀现象： 叶片背面叶片背面 当当pkpv 时，时，K处发生部分汽化现象。处发生部分汽化现象。 叶片表面产生蜂窝状腐蚀叶片表面产生蜂窝状腐蚀 ； 泵体震动，并发出噪音；泵体震动，并发出噪音； 流量、压头、效率都明显下降；流量、压头、效率都明显下降； 严重时甚至吸不上液体。严重时甚至吸不上液体。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 44 六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS 2、最大安装高度、最大安装高度ZS,max和允许汽蚀余量和允许汽蚀余量 h允许 允许 es f e e s s h g u g p z g p 2 2

37、min, max, es f e e s s h g u g p g p z 2 2 min, max, 刚好发生汽蚀时刚好发生汽蚀时， pkpv， pe达到最小值达到最小值pe,min。 在在s-s面、面、e-e面间列机械能衡算：面间列机械能衡算： es f e e s h g p g u g p g pp 2 2 min, 最小汽蚀余量最小汽蚀余量 又称最小净正吸上高度又称最小净正吸上高度 （NPSH，Net Positive Suction Head） 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 45 六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS g p g u g p h e

38、e 2 2 min, min 令令 es f s s hh g pp z minmax, 于于是是 3 . 0 min hh允许 允许 一般规定，允许汽蚀余量一般规定，允许汽蚀余量 h允许 允许是泵的特性参数之一，由厂家测定。 是泵的特性参数之一，由厂家测定。 es f s s hh g pp z 允允许许 允允许许 相相应应地地，允允许许安安装装高高度度 hmin的实验测定的实验测定： 用用20清水测定。以清水测定。以 泵的扬程较正常值下泵的扬程较正常值下 降降3%作为发生汽蚀作为发生汽蚀 的标志，测定泵刚好的标志，测定泵刚好 发生汽蚀时的发生汽蚀时的pe即可即可 。 -最小汽蚀余量最小汽蚀

39、余量 实际的安装高度还应比允许值低实际的安装高度还应比允许值低0.51m。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 46 六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS 当输送条件与测定条件不同时，则要对当输送条件与测定条件不同时，则要对h允许 允许 值进行校正。求校正系数的曲线载于泵的说明书值进行校正。求校正系数的曲线载于泵的说明书 中。校正系数常小于中。校正系数常小于1，故为简便计，也可不校，故为简便计，也可不校 正，而将其视为外加的安全因数。正，而将其视为外加的安全因数。 h允许 允许的校正 的校正： 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 47 七、离心泵的类型、

40、选用、安装与操作七、离心泵的类型、选用、安装与操作 冷凝水泵冷凝水泵 锅炉给水泵锅炉给水泵 杂质泵杂质泵 耐腐蚀泵耐腐蚀泵 油泵油泵 清水泵清水泵 按用途分按用途分 双吸泵双吸泵 单吸泵单吸泵 按吸入方式分按吸入方式分 多多级级泵泵 单单级级泵泵 按按叶叶轮轮级级数数分分 立式立式 卧式卧式 按转轴的位置分按转轴的位置分 类型类型：不下百种不下百种 请点击观看动画请点击观看动画 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 48 七、离心泵的类型、选用、安装与操作七、离心泵的类型、选用、安装与操作 设计点 Q 高 效 区 选用原则：选用原则： 定类型定类型-根据流体性质及操作条件根据流体

41、性质及操作条件 定规格定规格-根据流量、压头大小，高效根据流量、压头大小，高效 返回目录返回目录 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 49 第二节第二节 其它类型泵其它类型泵 齿齿轮轮泵泵、螺螺杆杆泵泵等等 、隔隔膜膜泵泵、计计量量泵泵、往往复复式式容容积积式式：如如 旋旋涡涡泵泵 轴轴流流式式、喷喷射射式式、离离心心式式速速度度式式：如如 一、其它速度式泵一、其它速度式泵 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 50 第二节第二节 其它类型泵其它类型泵 二、容积式泵二、容积式泵 1、往复泵、往复泵 工作原理：工作原理： 与离心泵比较：与离心泵比较： 结构：结构：泵

42、缸、活塞、阀门、传动机构泵缸、活塞、阀门、传动机构 利用容积的变化给流体加静压能利用容积的变化给流体加静压能 工作循环：一次吸液，一次排液工作循环：一次吸液，一次排液 单缸单动泵 H 0 Q -具有自吸能力，不必灌液具有自吸能力，不必灌液 -安装高度也受限制，但无汽蚀现象安装高度也受限制，但无汽蚀现象 v启动前是否需要灌液？启动前是否需要灌液？ v安装高度是否有限制？安装高度是否有限制？ v流量流量Q与压头与压头H关系？关系？ -流量与压头几乎无关流量与压头几乎无关 由于受泵的部件由于受泵的部件 机械强度和原动机功机械强度和原动机功 率的限制，泵的扬程率的限制，泵的扬程 不可能无限增大。不可能

43、无限增大。 压头越大，漏损压头越大，漏损 越大越大. 请点击观看动画请点击观看动画 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 51 1 1、往复泵、往复泵 与离心泵比较：与离心泵比较： 数数改改变变活活塞塞行行程程或或往往复复次次 旁旁路路调调节节 流流量量调调节节方方法法 旁旁 路路 H 0 Q 单缸单动泵 v输液量均匀性？连续性？输液量均匀性？连续性？ v流量调节方法？流量调节方法？ -输液量不均匀、不连续输液量不均匀、不连续 -流量调节不可用出口阀门调节方法。流量调节不可用出口阀门调节方法。 v适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度的液体。适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度

44、的液体。 v效率高，通常为效率高，通常为7272 93%93%。 请点击观看动画请点击观看动画 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 52 齿齿轮轮泵泵、螺螺杆杆泵泵等等 、隔隔膜膜泵泵、计计量量泵泵、往往复复式式容容积积式式：如如 旋旋涡涡泵泵 轴轴流流式式、喷喷射射式式、离离心心式式速速度度式式：如如 2、其他容积式泵：、其他容积式泵： 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 53 三、各类泵在化工生产中的应用三、各类泵在化工生产中的应用 请点击观看动画请点击观看动画 离心泵应用范围最广。特别适用于化工生产的原因是它的流离心泵应用范围最广。特别适用于化工生产的原因

45、是它的流 量均匀而易于调节，又能输送有腐蚀性、含悬浮物的液体。量均匀而易于调节，又能输送有腐蚀性、含悬浮物的液体。 往复泵往复泵只宜在压头高、流量也较大的情况下使用。往复泵往复泵只宜在压头高、流量也较大的情况下使用。 返回目录返回目录 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 54 第三节第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵通风机、鼓风机、压缩机和真空泵 容容积积式式 速速度度式式 按按工工作作原原理理分分 真空泵真空泵 压缩机压缩机 鼓风机鼓风机 通风机通风机 按用途分按用途分 p2 p1 终压终压p21.15atm，压缩比，压缩比 15. 11 1 2 p p 终压终压p24atm，压缩比，压缩比 4 1 2 p p 终压为大气压，压缩比近似终压为大气压，压缩比近似 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章 55 第三节第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵通风机、鼓风机、压缩机和真空泵 工作原理：工作原理： 结构：结构： 主要性能参数及特性曲线：主要性能参数及特性曲线： 与离心泵相似与离心泵相似