流体输送机械

1、 概述概述 离心泵离心泵 往复泵往复泵 其他类型泵其他类型泵 气体压送机械气体压送机械流体输送机械流体输送机械n1、掌握: 离心泵的基本结构及工作原理、主要性能参数、特性曲线及其应用；离心泵的安装高度、选型、工作点、流量调节及安装操作要点；离心通风机的性能参、特性曲线及其选型。n2、理解: 流体输送机械的作用及分类；影响离心泵性能的主要因素；往复泵及往复压缩机的工作原理与特性。n3、了解: 其他类型泵的基本结构及工作原理及特性；鼓风机、真空泵的结构及工作原理及特性。流体输送机械流体输送机械n流体输送机械的作用:为流体提供能量的机械。n在轻化工生产中,常常需要将流体n从一个设备送到另一个设备；n

2、从低处输送到高处；n从低压处输送至高压处;n沿管道送至较远的地方等。n为达到上述目的,必须使用各种流体输送机械对流体作功,以增加流体的机械能。n因此，人们也常常把流体输送机械比喻为输送系统的“心脏”。概述-流体输送机械的作用n1、根据工作原理分类 离心式、往复式、旋转式、流体动力作用式等。n2、根据输送流体分类 液体输送机械(泵):如离心泵,往复泵,齿轮泵 气体输送机械(机):如通风机,鼓风机,压缩机,真空泵等。概述-流体输送机械的分类离心泵具有离心泵具有结构简单结构简单、输送、输送流量流量范围大范围大而均匀、而均匀、操作方便操作方便等优点，等优点，在化工生产中得到广泛的应用，在化工生产中得到

3、广泛的应用，占化工用泵的占化工用泵的80%90%。离心泵离心泵的工作原理离心泵的工作原理排液过程: 启动后，泵轴带动叶轮高速旋转，在惯性离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外周，提高了动能和静压能。再经逐渐扩大的流道，使部分动能转换为静压能，最终以较高的压强排入排出管路。 吸液过程: 当泵内液体从叶轮中心被抛向外周时，叶轮中心形成了低压(真空度）。由于贮槽液面上方的压强大于泵吸入口处的压强，在该压强差的作用下，液体便经吸入管路被连续地吸入泵内。 工作原理工作原理:依靠叶轮旋转产生离心力的作用，从而依靠叶轮旋转产生离心力的作用，从而使流体流动使流体流动 。离心泵的工作原理 什么是气缚现象？什么是

4、气缚现象？n离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气的密度很小，旋转后产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的压力不够低(或真空度不够高)。不足以将贮槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵也不能输送液体的现象，称为“气缚”。n表明离心泵无自吸能力,所以启动前必须向泵体内灌液排气，这一过程俗称“灌泵灌泵”。n由于离心泵内存有空气,启动泵后也无法输送液体的现象,称为气缚现象。离心泵的工作原理22zZ吸Z压12 3456111-底阀底阀;2-吸入管路吸入管路3-离心泵离心泵;4-调节阀调节阀5-单向阀单向阀;6-压出管路压出管路 为了便于为了便于灌液灌液，泵安装在液面之上应安装一带滤网，泵安装在液面之上应安

5、装一带滤网的的底阀底阀1（单向阀）（单向阀）,排出管路安装排出管路安装调节阀调节阀4,单向阀单向阀5。底阀底阀调节阀调节阀单向阀单向阀离心泵的工作原理开式开式 半开式半开式 闭式闭式叶轮叶轮作用作用：将原动机的机械能传：将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和给液体，使液体的静压能和动能均得到提高。动能均得到提高。分类分类：1.按机械结构可分为：按机械结构可分为： 开式、半开式和闭式开式、半开式和闭式闭式叶轮适用于输送清洁闭式叶轮适用于输送清洁的液体，泵的效率较高。的液体，泵的效率较高。 离心泵的结构2.按吸液方式分为按吸液方式分为:单吸和双吸单吸和双吸泵壳（蜗壳）泵壳（蜗壳）作用：汇集液体

6、和将部分动能作用：汇集液体和将部分动能转变为静压能。转变为静压能。 汇集液体：即汇集叶轮内甩出的汇集液体：即汇集叶轮内甩出的液体，再沿泵壳中通道排出泵体。液体，再沿泵壳中通道排出泵体。 转能装置：因泵壳内叶轮旋转方转能装置：因泵壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道向与蜗壳流道逐渐扩大逐渐扩大的方向一致，的方向一致，减少了流动能量损失，并且可以减少了流动能量损失，并且可以使部使部分动能转变为静压能。分动能转变为静压能。 离心泵的结构 若为了减小液体进入泵壳时的若为了减小液体进入泵壳时的碰撞，则在叶轮与泵壳之间还可安碰撞，则在叶轮与泵壳之间还可安装一个固定不动的装一个固定不动的导轮导轮。由于导轮。由于导轮上

7、叶片间形成若干逐渐转向的流道，上叶片间形成若干逐渐转向的流道，不仅可以使部分动能转变为静压能，不仅可以使部分动能转变为静压能，而且还可以减小流动能量损失。而且还可以减小流动能量损失。注意：注意：离心泵结构上采用了具有后弯叶片的叶轮，离心泵结构上采用了具有后弯叶片的叶轮，蜗壳形的泵壳及导轮，均有利于动能转换为静压能蜗壳形的泵壳及导轮，均有利于动能转换为静压能及可以减少流动的能量损失。及可以减少流动的能量损失。离心泵的结构轴封装置：轴封装置： 防止高压液体从泵壳防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界内沿间隙漏出，或外界空气漏入泵内。空气漏入泵内。类型：填料密封类型：填料密封(例如浸油或涂例如浸油或

8、涂石墨的石棉绳石墨的石棉绳) 机械密封机械密封离心泵的结构离心泵的结构流量、扬程、功率和效率流量、扬程、功率和效率通常将泵在通常将泵在最高效率最高效率时的主要性能参数标时的主要性能参数标明在其铭牌上或其样本中明在其铭牌上或其样本中。离心泵的性能参数n（一）流量（一）流量Qn定义定义:泵在单位时间内排出的液体体积。泵在单位时间内排出的液体体积。（又称泵的送液量或生产能力）（又称泵的送液量或生产能力）. .n单位单位:m3/s ，习惯用，习惯用m3/h或或L/s表示。表示。 泵的流量泵的流量大小随泵的结构（叶轮大小、片宽度、大小随泵的结构（叶轮大小、片宽度、数量等）、转速及扬程而变，其值由数量等）

9、、转速及扬程而变，其值由实验测定实验测定。流量、扬程、流量、扬程、功率和效率功率和效率主要性能参数主要性能参数:离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数 应当指出，泵的扬程与泵应当指出，泵的扬程与泵的升扬高度是两个意义完全的升扬高度是两个意义完全不同的概念。不同的概念。 升扬高度升扬高度ZZ: :用泵将液体从用泵将液体从低处送到高处的垂直距离，低处送到高处的垂直距离，称为泵的升扬高度称为泵的升扬高度ZZ。它它只是泵扬程的一部分。只是泵扬程的一部分。离心泵的主要性离心泵的主要性能参数能参数:流量、扬流量、扬程、功率和效率程、功率和效率离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数ZZ吸Z压12 345

10、611扬程：扬程：扬程扬程H：泵给予单：泵给予单位重量（位重量（1N）液液体的有效能量。体的有效能量。22 泵的扬程与泵的结构泵的扬程与泵的结构有关，也与泵的流量和有关，也与泵的流量和转速有关。由于其损失转速有关。由于其损失压头压头Hf1-2不易精确测不易精确测出，故泵的扬程还不能出，故泵的扬程还不能用理论公式求得，用理论公式求得，其值其值同样由实验测定。同样由实验测定。离心泵的主要性离心泵的主要性能参数能参数:流量、扬流量、扬程、功率和效率程、功率和效率ZZ吸Z压12 345611离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数功率：功率： 有效功率有效功率Pe：指单位时间液体从叶轮获得的功率指单位

11、时间液体从叶轮获得的功率. . 轴功率轴功率P: 泵轴所需的功率泵轴所需的功率,当泵直接由电机驱动时，它就当泵直接由电机驱动时，它就是电机传给泵轴的功率。是电机传给泵轴的功率。 /PeQHgJsW离心泵的主要性离心泵的主要性能参数能参数:流量、扬流量、扬程、功率和效率程、功率和效率离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数效率效率: :由于以下三方面的原因，由于以下三方面的原因，由电机传给泵轴的功率不可能由电机传给泵轴的功率不可能100%地传给液体，因此离地传给液体，因此离心泵都有一个效率的问题心泵都有一个效率的问题。效率即反映了泵轴功率的转化效率即反映了泵轴功率的转化率或者说其损失的程度率或者

12、说其损失的程度。 故有效功率（实际获得功率）要比泵轴提供的功率故有效功率（实际获得功率）要比泵轴提供的功率为小，即：为小，即：Pe 1000kg/m3则应重新校核，看是否要更换电机。 注意注意注意注意2.影响离心泵性能的因素影响离心泵性能的因素 泵样本（性能表）中的性能参数是泵样本（性能表）中的性能参数是用用20清水清水（=1000/m3），），在泵的转速（在泵的转速（n）及叶轮直径及叶轮直径（D）一定下测定的一定下测定的，若操作条件有变化，则性，若操作条件有变化，则性能曲线也随之发生变化。能曲线也随之发生变化。1)液体粘度的影响液体粘度的影响：粘粘度增大度增大，流体的流动阻力增大，从而使流量

13、，流体的流动阻力增大，从而使流量Q降低，扬程降低，扬程H下降，效率下降，效率降低降低，而轴功率，而轴功率P增大。增大。 2)液体密度的影响液体密度的影响： 离心泵的流量离心泵的流量Q、扬程扬程H、效率效率均与液体均与液体的密度无关的密度无关,但轴功率但轴功率P随密度的增大而增大随密度的增大而增大。因而，当输送液体的密度大于因而，当输送液体的密度大于1000时，应时，应较核轴功率和配套电机功率，是否要更换。较核轴功率和配套电机功率，是否要更换。2.影响离心泵性能的因素影响离心泵性能的因素3)离心离心泵转速的影响泵转速的影响： 转速转速n变，变，Q、H、P、 都会发生都会发生变化。当变化。当转速转

14、速n变化小于变化小于15%20%时，可用时，可用比例定律比例定律转化：转化：2322222212111111;QnHnPnQnHnPn2.影响离心泵性能的因素影响离心泵性能的因素23222222111111;QDHDPDQDHDPD4)叶轮直径的影响叶轮直径的影响：叶轮直径经切割减小后，会使流量叶轮直径经切割减小后，会使流量Q、扬程、扬程H、轴功率轴功率P、效率、效率?减少。减少。其变化关系可近似用其变化关系可近似用切割定律切割定律计算计算:2.影响离心泵性能的因素影响离心泵性能的因素离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线1.性能曲线性能曲线(由由Q-H；Q-P；Q-等曲线组成等曲线组成)性能曲线变

15、化规律：性能曲线变化规律： Q-H曲曲线线，Q，H Q-P曲曲线线,QP， Q=0，P为为最小，最小， 故为了减小启动功故为了减小启动功率，保护电机，离心泵率，保护电机，离心泵应在关闭泵的出口阀门应在关闭泵的出口阀门下启动。下启动。P Q-曲线曲线n当当Q=0时，时，=0；随着；随着Q增大增大,也增大也增大,到出现到出现一个最高点一个最高点A，而后而后Q增增大，大，反而下降。反而下降。n最高效率点最高效率点A,A,也称设计也称设计点点（最佳工况点），意（最佳工况点），意味着该泵在该点下工作味着该泵在该点下工作最为经济，对应的性能最为经济，对应的性能参数称最佳工况参数，参数称最佳工况参数，在泵铭

16、牌上标出。在泵铭牌上标出。HPQ为了减小启动功率，保护电机，离为了减小启动功率，保护电机，离心泵应在关闭泵的出口阀门下起动心泵应在关闭泵的出口阀门下起动.n适宜操作范围适宜操作范围( (高效区高效区):):取取高高92% 各种型号离心泵的各种型号离心泵的性能表所列的性能性能表所列的性能范围，即为该泵的范围，即为该泵的适宜使用范围。适宜使用范围。P汽蚀现象及安装高度fehgpugzHgpugz12110200212100u00u1100离心泵的安装高度Hg0eH吸fHgugppHg22110因此：因此：P1为负压吗？为负压吗？ 汽蚀现象汽蚀现象 当液面压力当液面压力p0一定时，若吸上高度一定时，

17、若吸上高度Hg越高，则必导至泵越高，则必导至泵吸入口的压力吸入口的压力p1越低，越低，当泵内液体的静压强等于或低于该液当泵内液体的静压强等于或低于该液体在工作温度下的饱和蒸汽压体在工作温度下的饱和蒸汽压pV时，液体将沸腾气化，时，液体将沸腾气化，产生产生大量气泡。大量气泡进入高压区后，气泡急剧凝结或破裂。大量气泡。大量气泡进入高压区后，气泡急剧凝结或破裂。在气泡点产生了局部真空，周围的液体以极高的速度流向原在气泡点产生了局部真空，周围的液体以极高的速度流向原气泡中心，瞬间产生了极大的局部冲击压力，造成对叶轮和气泡中心，瞬间产生了极大的局部冲击压力，造成对叶轮和泵壳的冲击，使金属疲劳而受到破坏，

18、长期如此，就会出现泵壳的冲击，使金属疲劳而受到破坏，长期如此，就会出现海绵状剥蚀而损坏。海绵状剥蚀而损坏。汽蚀现象：由于泵内压力低于操作温度下液体的饱和蒸汽压汽蚀现象：由于泵内压力低于操作温度下液体的饱和蒸汽压时，泵内液体沸腾汽化，而使泵无法正常输送液体的现象，时，泵内液体沸腾汽化，而使泵无法正常输送液体的现象，称为气蚀现象。称为气蚀现象。 吸fHgugppHg22110n离心泵的安装高度太高；离心泵的安装高度太高；n被输送流体的温度太高，液体蒸气压过被输送流体的温度太高，液体蒸气压过高；高；n吸入管路的阻力或压头损失太高。吸入管路的阻力或压头损失太高。n由此可推论：一个原先操作正常的泵也可由

19、此可推论：一个原先操作正常的泵也可能由于操作条件的变化而产生汽蚀，如被能由于操作条件的变化而产生汽蚀，如被输送物料的温度升高，或吸入管路堵塞等。输送物料的温度升高，或吸入管路堵塞等。 汽蚀现象的原因汽蚀现象的原因离心泵在汽蚀状态下工作：离心泵在汽蚀状态下工作：n（1）泵体振动并发出噪音；）泵体振动并发出噪音；n（2）扬程、流量、效率大幅度下降，严重时不能）扬程、流量、效率大幅度下降，严重时不能输送液体；输送液体；n（3）时间长久，在水冲击和液体中微量溶解氧对）时间长久，在水冲击和液体中微量溶解氧对金属化学腐蚀的双重作用下，叶片表面出现斑痕和金属化学腐蚀的双重作用下，叶片表面出现斑痕和裂缝，甚至呈海绵状逐渐脱落。裂缝，甚至呈海绵状逐渐脱落。为避免发生汽蚀现象，离心泵操作时，为避免发生汽蚀现象，离心泵操作时，其其入口处的绝对压强入口处的绝对压强p1必须高于该液体工作必须高于该液体工作温度下的饱和蒸汽压温度下的饱和蒸汽压Pv。即其安装高度。即其安