(苏)第2章流体输送机械

1、连续流动连续流动的各种物的各种物料或产品料或产品 由低处送至高处由低处送至高处由低压送至高压设备由低压送至高压设备克服管道阻力克服管道阻力 流体输送机械流体输送机械 化工厂中输送的化工厂中输送的： 流体流体分为分为液体液体和和气体气体。 通常，通常，输送液体输送液体的机械称为的机械称为泵泵；输送气体输送气体的机械按的机械按压强的高低压强的高低分为分为通风机通风机、鼓风机鼓风机、压缩机压缩机和和真空泵（真空泵（负压条件下工作的压缩机）。负压条件下工作的压缩机）。 流体输送机械流体输送机械按按工作原理工作原理分为：分为： 动力式（叶轮式）：动力式（叶轮式）：离心式、轴流式离心式、轴流式利用利用高速

2、旋转的叶轮高速旋转的叶轮使流体获得动能并转变为静压能使流体获得动能并转变为静压能 容积式（正位移式）：容积式（正位移式）：往复式、旋转式往复式、旋转式利用利用活塞或转子活塞或转子的周期性挤压使流体获得静压能与动能的周期性挤压使流体获得静压能与动能 其他类型：其他类型：喷射式等。喷射式等。 利用流体高速喷射时动能与静压能相互利用流体高速喷射时动能与静压能相互转换的原理吸引输送另一种流体。转换的原理吸引输送另一种流体。2.12.1离心泵离心泵2.1.12.1.1离心泵的工作原理和主要部件离心泵的工作原理和主要部件离心泵的结构组成离心泵的结构组成 流体在泵内都获得了什么能量？其流体在泵内都获得了什么

3、能量？其中那种能量占主导地位？中那种能量占主导地位？思考：思考：常压流体常压流体被甩出被甩出高速流体高速流体机械旋转机械旋转的离心力的离心力逐渐扩大的逐渐扩大的泵壳通道泵壳通道高压流体高压流体叶轮旋转叶轮旋转 离心力甩出液体离心力甩出液体进行进行流体被压出流体被压出在压力差的作用下流体被压入泵内在压力差的作用下流体被压入泵内2.1.12.1.1离心泵的工作原理和主要部件离心泵的工作原理和主要部件（15-25 m/s）泵启动前为什么要灌满液体泵启动前为什么要灌满液体液体未灌满液体未灌满气气液液离心力甩不出气体离心力甩不出气体叶轮中心的真空度不够叶轮中心的真空度不够吸不上液体吸不上液体泵无法正常工

4、作泵无法正常工作未灌满未灌满底阀漏液底阀漏液其它地方泄漏其它地方泄漏避免水柱倒冲避免水柱倒冲？思考：三种叶轮中哪一种效率高？思考：三种叶轮中哪一种效率高？空腔液体空腔液体的压强较吸入口侧高，的压强较吸入口侧高，使叶轮后盖板所受压力高于使叶轮后盖板所受压力高于吸入口侧。叶轮受到指向吸入侧的吸入口侧。叶轮受到指向吸入侧的，会使，会使接触而产生摩擦，引起接触而产生摩擦，引起叶轮轴向力问题简单易行，维修工作量大，有一定泄漏，简单易行，维修工作量大，有一定泄漏，适用适用于一般液体于一般液体（如水如水），），不适用于不适用于易燃、易爆、有毒流体。易燃、易爆、有毒流体。黄油黄油填料填料不能不能压得压得过紧过

5、紧，也不能压得，也不能压得过松过松，应，应以压盖调节到以压盖调节到有液体成滴状向外渗透有液体成滴状向外渗透。液体液体泄漏量小，寿命长，泄漏量小，寿命长， 功率小，密封性功率小，密封性能好，加工要求高。能好，加工要求高。 适用于有腐蚀性适用于有腐蚀性易燃、易爆液体。易燃、易爆液体。 导轮：导轮：液体经叶轮做功后直接进入泵体，产生较大冲液体经叶轮做功后直接进入泵体，产生较大冲击和噪音。击和噪音。为减少冲击损失为减少冲击损失。 导轮是导轮是。叶片的。叶片的，使，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高。效率高。 只有大型离心泵才有导轮。只有大型离心泵才有导轮。 以

6、上以上是离心泵的是离心泵的，为使泵更有效工作，还需其它的，为使泵更有效工作，还需其它的： 底阀（单向阀）底阀（单向阀）：可防止灌泵后，可防止灌泵后，泵内液体倒流到贮槽中。泵内液体倒流到贮槽中。滤网滤网：防止液体中杂质进入泵体。：防止液体中杂质进入泵体。 2.1.2 2.1.2离心泵的基本方程离心泵的基本方程离心泵的离心泵的与泵的与泵的、及及等因素之间的等因素之间的。理想情况简化了过程理想情况简化了过程建模建模用数学语言来表达用数学语言来表达 随叶轮运动的速度（又称随叶轮运动的速度（又称），用），用u表示；表示； 相对于叶轮的运动速度，用相对于叶轮的运动速度，用 w 表示，与叶片型线相表示，与叶

7、片型线相切。切。 相对于泵壳的运动速度相对于泵壳的运动速度；是；是u和和 w 的向量和，表的向量和，表示。示。圆周运动速度圆周运动速度（牵连速度）（牵连速度）绝对运动速度绝对运动速度wcucos2222cuucw流动角流动角在叶轮进口点在叶轮进口点1与出口点与出口点2处，处，直直接与泵的接与泵的、和和相关。相关。、的大小与叶片形状有关。叶片形状影响泵内液体的流动情况及离心泵的性能60211nru60222nru 在在1-1与出口与出口2-2列能量方程（列能量方程（Z=0）：）： 水平安装的离心泵，以轴线所在平面为基准面，叶轮上任意点处液体的重力位能将周期性地经历正、负变化，就时均而言重力作用相

8、互抵消，即Z=0gcgpHgcgp22222211gccgppH2212221 H 叶轮对液体所加的叶轮对液体所加的，m； p1 、p2 液体在液体在1、2两点处的两点处的，Pa； c1 、c2 液体在液体在1、2两点处的两点处的，m/s。由此可见，叶轮提供给流体的能量既增加其动能，也增由此可见，叶轮提供给流体的能量既增加其动能，也增加其静压能，可由叶轮进、出口处的速度三角形确定。加其静压能，可由叶轮进、出口处的速度三角形确定。 静压头静压头p/g增加增加 ，原因有二：，原因有二： 2)(2dd2122212222c2121uurrrrrFrrrr 222221212221wwuuppc2w2

9、u2r22c1w1u1122 2 1 1 1gccgwwguuH222212222212122gccgppH2212221gccgwwguuH222212222212122111212121cos2ucucw222222222cos2ucucwgcucuH/ )coscos(111222 由由H 计算公式可知：计算公式可知：凡是凡是影响速度三角形的因素都影响速度三角形的因素都会影响会影响 H 。除。除叶轮转速叶轮转速等显而易见因素外，等显而易见因素外，叶片叶片的几何参数的几何参数和和泵的流量泵的流量也是重要的影响因素。也是重要的影响因素。 gcuH/cos222 离心泵的理论压头离心泵的理论压

10、头gcucuH/ )coscos(111222 即液体从半径方向进入叶轮，即液体从半径方向进入叶轮，理论压头理论压头 H 最大。最大。 一般离心泵的设计中，为提高理论压头，一般离心泵的设计中，为提高理论压头，使使1=90o，即，即cos1=02222222sin2cbrcbDQr泵的流量，泵的流量，m3/s叶轮周边的宽度，叶轮周边的宽度，m叶轮直径，叶轮直径，mgctgcuugcuHr/ )(/cos2222222叶片装置角叶片装置角（径向速度：速度三角形的高，代表泵输液量的大小）（径向速度：速度三角形的高，代表泵输液量的大小）2222brQcrb2222sinwcr22ur)2(122222

11、2brQctguugH22222)(1ctggbQrgH 离心泵的离心泵的随随和和的增加而的增加而加大，与加大，与。2222brQcrgctgcuugcuHr/ )(/cos2222222表明：表明：H与与Q、叶轮构造及尺寸（叶轮构造及尺寸（2、r2、b2）之间的关系）之间的关系 22w2c2u2(a)(a)20，Q，H 22w2c2u2(b)(b)2= 90o，为，为径径向叶片向叶片，ctg2 =0，H不随不随 Q 变化变化2c22w2u2(c)(c) 2 90o，为，为，ctg2 0，Q，H22222222222)(1)2cot(1ctggbQrgbrQuugH0290HQ，随 的增加而增

12、大；0290HQ，与无关；0290HQ，随的增加而减小。902902902HQgu /22c2w2u2后弯叶片后弯叶片c2w2u2径向叶片径向叶片c2w2u2前弯叶片前弯叶片gccgwwguuH222212222212122静压头的增加：静压头的增加：g2g2uu22212122动压头的增加：动压头的增加：g2cc2122c2w2u2后弯叶片后弯叶片c2w2u2径向叶片径向叶片c2w2u2前弯叶片前弯叶片c2小，泵小，泵内流动阻内流动阻力损失小力损失小 前弯叶片，动能的提高前弯叶片，动能的提高大大于于静压能的提高。静压能的提高。由于液体由于液体的流速过大，在动能转化为的流速过大，在动能转化为静

13、压能的实际过程中，静压能的实际过程中，会有大量机械能损失，会有大量机械能损失，使使泵的效率降低泵的效率降低。一般一般 1potdyndynRHHHHHHH 由叶轮进出口处速度三角形可由叶轮进出口处速度三角形可知知: : 22222222112121coscos222rrdynccccccHggg总压头总压头 H = = 动压头动压头 Hdyn + + 势压头势压头 Hpot 自学自学 由于由于a1=90o，且大部分情况下叶轮进、出口径向速度，且大部分情况下叶轮进、出口径向速度分量分量 cr2 cr1，所以，所以:222cos2dyncHg222222cos111cos22Rcwuu （1）径向

14、叶片：）径向叶片： 2 = 90o，cos 2 = 0， R = 1/2；（2）后弯叶片：）后弯叶片： 2 0， R 1/2 ；（3）前弯叶片：）前弯叶片： 2 90o，cos 2 0， R n2A A2 2Q2OQ1H1A A1 1n2n1H2n1 n2A A2 2Q2z zs sp p0 0K K1 10 0 在在液面液面0与与即即K-K面面之之间列机械能衡算式，得：间列机械能衡算式，得：k0f2kk02hguzgpgps 如水开始沸腾，有蒸汽泡出现（如水开始沸腾，有蒸汽泡出现（开始汽化开始汽化），此），此时温度不变，称时温度不变，称；此时的水叫；此时的水叫；此时；此时的蒸汽叫的蒸汽叫；此

15、时的压力叫；此时的压力叫。 不同水温的汽化压头不同水温的汽化压头 P Pv v：即：即：液体汽化液体汽化气泡凝结气泡凝结高压水击高压水击电化学腐蚀。电化学腐蚀。液体饱和蒸汽压叶片入口即：pp 可采取可采取p p0 0zsp0K10由于泵内最低点处真实压强难于测量，由于泵内最低点处真实压强难于测量，工程上以泵入口处压强工程上以泵入口处压强 p1 来表征。来表征。zsp0K1010f2110)2(hgugpgpZs泵吸入口（泵吸入口（1-1）的全压头）的全压头 0)2(v211gpgugpNPSH10f21102hgugpzgps0)2(v21min1mingpgugph0)2(v211gpgug

16、pNPSH汽蚀余量的意义：汽蚀余量的意义：标志泵抗汽蚀性能的好坏，它与吸标志泵抗汽蚀性能的好坏，它与吸入管特性和液体的汽化压力有关；与泵本身无关。入管特性和液体的汽化压力有关；与泵本身无关。gugp2211gpv有效汽蚀余量有效汽蚀余量最小汽蚀余量最小汽蚀余量gpk hmin 可通过实验测定汽蚀发生时泵入口处的压强可通过实验测定汽蚀发生时泵入口处的压强 p1,min 来来确定。确定。泵的样本中泵的样本中给出的允许汽蚀余量给出的允许汽蚀余量 h 是在制造厂实是在制造厂实验确定的验确定的 hmin 的基础上按标准规定的基础上按标准规定加上一定裕量加上一定裕量后的值。后的值。3 .0min hh允允

17、许许)10f(v0)10f(2110)(hhgpgphgugpgpzs允许允许允许这种求这种求 的方法称为的方法称为允许汽蚀余量法允许汽蚀余量法。0)2(v21min1mingpgugph液体温度越高液体温度越高，饱和蒸汽压 pv 就越高，允许安装高度Zs。在输送较高温度的液体时尤其要注意尤其要注意安装高度。10f2110)2(hgugpgpZs3 .0min hh允允许许）（允许0 . 15 . 0sszz)10f(v0hhgpgpzs允许允许 )10f(v0hhgpgpzs允许允许4、允许吸上高度、允许吸上高度HsgpgpHSmin10max3 . 0max SSHHgpgpH10S102

18、12fSShguHz允许10f2110)2(hgugpgpZsgppHas11作条件不同需校正。的条件下测定的，若操的清水为介质，是在大气压为C20OmH1021osH10212fSShguHz允许gpgpH10S 0 . 15 . 0 允允许许SSzz10212fSShguHz允许操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压，操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压，m H2O 操作温度下液体的密度，操作温度下液体的密度，kg/m3；1000实验温度下水的密度，实验温度下水的密度， kg/m3。31000(10)0.249.81 10VssapHHH海拔高度，海拔高度，m01002003004005006001

19、0.3310.210.099.959.859.749.6海拔高度，海拔高度，m70080010001500200025009.59.399.198.648.157.62表表2-1 不同海拔高度的大气压强不同海拔高度的大气压强31000(10)0.249.81 10VssapHHHgpgpH10S 由该式可知，液面压力（由该式可知，液面压力（Ha）越小越小、饱和蒸汽压、饱和蒸汽压越高越高、密度、密度越大越大，则允许的安装高度越低；经校正后操，则允许的安装高度越低；经校正后操作条件下的允许安装高度为：作条件下的允许安装高度为：10212fSShguHz10212fSShguHzgppHas11 流

20、量流量Q，m3/h压头，压头，H， m转速，转速，n，r/min允许吸上真空允许吸上真空度，度，HS， m3035.6 7.04532.629005.028.8 3.010 ,212fssHguHZ 从性能表看出，从性能表看出，Hs 随流量增加而下随流量增加而下降降，因此，应以，因此，应以最大输送量最大输送量对应的对应的 Hs 确定泵的安装高度确定泵的安装高度 : 由题意知，31000(10)0.249.81 10VssapHHH。OmHHs20 . 3故：故：为安全起见，泵的实际安装高度应小于为安全起见，泵的实际安装高度应小于2m。mHHZfss21310 ,mHf110 ,0221gu10

21、 ,212fssHguHZ其中：其中：31000(10)0.249.81 10VssapHHHHa=9.81104Pa10mH2O65水的饱和蒸汽压：水的饱和蒸汽压：密度：密度：则：则：mHHZfss35. 0165. 010 , 将两台将两台的泵的泵，各自吸入管路相同，则，各自吸入管路相同，则两泵的两泵的必必。因此，在同样压头下，。因此，在同样压头下，并联泵的总流量为单台泵的两倍。并联泵的总流量为单台泵的两倍。5、离心泵的并联与串联、离心泵的并联与串联QHaCbQ并并QH并并AB管路特性曲线管路特性曲线C：原来单台泵的工作点；：原来单台泵的工作点；a：并联后两台泵的工作点；并联后两台泵的工作

22、点；其中一台泵的工作点为其中一台泵的工作点为 。 管路并联后管路并联后 输送流量输送流量，管内流动阻力，管内流动阻力Q单单HaCbQ并并Q并并/2H并并AB管路特性曲线管路特性曲线并联泵实际输送的总流量并联泵实际输送的总流量 H ；并联后泵的总效率与并联后泵的总效率与每台泵在每台泵在b点工作所对点工作所对应的应的单台泵的单台泵的效率相同（效率相同（a =b）。22并并QBAHH串串/212H单单CQ单单aQ 串串BH串串HQgpZ管路特性曲线管路特性曲线CAQ单单aQ 串串BH串串H串串/2HQgpZ串联曲线串联曲线管路特性曲线管路特性曲线 实际操作中，串联所提供的实际操作中，串联所提供的扬程

23、扬程是单泵是单泵的两倍，而是的两倍，而是，H串串=2H1（b点，串联时点，串联时的一台泵），流量则有所提高，的一台泵），流量则有所提高， 但但Q串串 Q串，串， H并并 H串，串，所以所以组合优于串联组合；组合优于串联组合； Q串串 Q并，并， H串串 H并，并，所以所以组合优组合优于并联组合。于并联组合。02468101214161820051015202530354045H / mQ / m3/hba单单所以所以；。 （1 1）两台泵并联操作）两台泵并联操作22并并QBAH例：例：已知某泵的特性方程式为已知某泵的特性方程式为H=20-2Q2，式中，式中，H为泵的为泵的压头（压头（m），），

24、Q为流量（为流量（m3/min），现该泵用于两敞口容），现该泵用于两敞口容器之间送液（两容器的液面差为器之间送液（两容器的液面差为10m），已知单泵使用时），已知单泵使用时流量为流量为1 m3/min 。欲使流量增加欲使流量增加50%，试问应将相同的，试问应将相同的两台泵并联还是串联使用？两台泵并联还是串联使用？解：设管路的特性方程式为解：设管路的特性方程式为H=A+BQ2 根据已知条件：当根据已知条件：当Q=0时，时，H=10m；当当Q=1时，单泵特性曲线为时，单泵特性曲线为H=20-212=18m。因此，管路特性方程式为：因此，管路特性方程式为： H=10+8Q2202puzAgg ， 令

25、管路总流量为令管路总流量为Q，每台泵的流量为，每台泵的流量为Q/2，单台泵的压头，单台泵的压头不变，则有：不变，则有：10 + 8 Q2 = 20-2（1/2Q )2， 解得：解得：Q=1.08m3/min。（2 2）两台泵串联操作）两台泵串联操作22串串BQAH因此，欲使流量增加因此，欲使流量增加50%50%，需要采用两泵的串联组合方式。，需要采用两泵的串联组合方式。此情况下，单台泵的流量和管路内的总流量此情况下，单台泵的流量和管路内的总流量相同，泵的压头加倍，相同，泵的压头加倍，即：即：10 + 8 Q2 = 2（20 2 Q2），），解得：解得：Q=1.58m3/min。两个吸两个吸入口

26、入口适用于输送量适用于输送量不大的情况不大的情况适用于输送量适用于输送量很大的情况很大的情况 只有只有一个一个吸入口吸入口轴上只有轴上只有一个叶轮一个叶轮的离心泵，适用于的离心泵，适用于出口压力不太大的情况；出口压力不太大的情况；轴上轴上不止一个叶轮不止一个叶轮的离心泵的离心泵 ，可以达，可以达到较高的压头。离心泵的到较高的压头。离心泵的级数就是指轴上的叶轮级数就是指轴上的叶轮数数，我国生产的多级离心泵一般为，我国生产的多级离心泵一般为29级级。16080100IS 中压泵中压泵2050mH2O低压泵低压泵50mH2O立式泵立式泵 卧式泵卧式泵 旧型号：旧型号：B型型 新型号：新型号：IS型型

27、、D型、型、Sh型型 是根据国际标准是根据国际标准ISO2858规定的性能和尺寸设规定的性能和尺寸设计的，其计的，其比比 B 型泵平均型泵平均3.67%。如果要求。如果要求（扬程）较（扬程）较，可采用，可采用离心泵，代号为离心泵，代号为“ ”，如要，如要求求，可采用，可采用式离心泵，其系列代号式离心泵，其系列代号“”。（1）单级单吸（）单级单吸（IS或或B型），型），全系列扬程全系列扬程：898m，流流量：量：4.5360m3/h。（2）要求压头较高、流量不太大，采用）要求压头较高、流量不太大，采用多级泵多级泵D型型，全系列扬程：全系列扬程：14351m，流量：流量：10.8850m3/h；（

28、3）要求流量较大、压头不太高，采用）要求流量较大、压头不太高，采用双吸泵双吸泵Sh型型，全系列扬程：全系列扬程：9140m，流量：，流量：12012500m3/h。 DFW 型型单级单吸卧单级单吸卧式离心泵式离心泵是在是在IS型和型和ISG型泵型泵基础上改良设计的基础上改良设计的 IS、IR型单级型单级单吸离心泵单吸离心泵 ISG型管型管道离心泵道离心泵 最高工作温度：最高工作温度：IS型型120，IR型型150。 D 系列多级离心泵系列多级离心泵TSWA 型卧式多级泵TSWA型卧式多级泵型卧式多级泵T 透平式透平式S 单吸泵单吸泵W 介质温度低于介质温度低于80A 第一次更新第一次更新DL

29、型立式多级泵S 型单级双吸离心泵型单级双吸离心泵KSY 双吸中开式离心泵双吸中开式离心泵 S、SA、SH型单级型单级双吸中开式离心泵双吸中开式离心泵 若需要很大流量，可选用若需要很大流量，可选用 Sh 双吸式离心泵双吸式离心泵2、耐腐蚀泵（、耐腐蚀泵（F型）型）材料：材料：铸铁、高硅铁、合金钢、玻璃、塑料等。铸铁、高硅铁、合金钢、玻璃、塑料等。 全系列扬程全系列扬程：15195m，流量：流量：2400m3/h。 更换容易，密封可靠。更换容易，密封可靠。 型号：型号：50F-103、50F-103A、 50F-103B 意义：意义：50为吸入口直径，为吸入口直径，mm；F为泵类型；为泵类型；10

30、3为基本型号在最高效率下的为基本型号在最高效率下的扬程扬程，m。 耐腐蚀泵操作时耐腐蚀泵操作时不宜在不宜在高速运转或出口阀关闭的情况下高速运转或出口阀关闭的情况下空转空转，以避免泵内介质发热加速，以避免泵内介质发热加速泵的腐蚀。泵的腐蚀。 用于输送石油及油类产品，由于油品易燃易爆，用于输送石油及油类产品，由于油品易燃易爆，。输送输送200以上的热油时以上的热油时，还需设冷却装置，还需设冷却装置。一般轴承和轴封装置带有冷却水夹套。一般轴承和轴封装置带有冷却水夹套。 -45 400 。 50Y-60 50Y-60A 50Y-602 50Y-60A2 双吸式为双吸式为YS。50为吸入口直径，为吸入口

31、直径，mm；Y为油泵；为油泵； 60为扬程，为扬程，m； 2为叶轮级数。为叶轮级数。DFAY 型卧式输油泵ZW ZW 型自吸式排污型自吸式排污 是一种立式立式离心泵，整个泵体浸入泵体浸入在被输送的液体贮槽内，通过一根长轴，由安放在液面上的电机带动。由于泵体浸没在液体中，因此轴封要求不高轴封要求不高，可用于输送化工过程中各种腐蚀性液体。WQ型潜水排污泵YW型液下式排污泵 是一种无泄漏泵。叶轮直接固定在电机的轴上，并置于同一密封壳体内。密封性能高，根本上消除了泄漏，可用于输送易燃易爆、剧毒、具有放射性或贵重等严禁泄漏的液体。 扬程1695m，流量0.65200m3/h，温度-35 400DFM 型

32、屏蔽泵DFPW型屏蔽泵CQ 型磁力驱动泵IH 型化工泵（1）选用 确定输送系统的流量和压头（应以生产中可能出现的最大流量计算）；先选型号，再选规格（所选泵的流量与扬程应比工艺要求略高，有一定的余量（但余量又不宜太大，否则会远离高效区，效率低）；对多台泵都合适的情况下选择操作条件下效率最高的）； 核算泵的轴功率，确定是否更换电机。 138580hmmm106m100025. 063.881.92106.0)68.2(100025.020068.2)106.0(436008522222112112222222111gudlelhzuppsmuhgugpzHegugpzff，63.881.92106

33、.0)68.2(100025.020068.2)106.0(436008522222112112222222111gudlelhzuppsmuhgugpzHegugpzff，63.881.92106.0)68.2(100025.020068.2)106.0(436008522222112112222222111gudlelhzuppsmuhgugpzHegugpzff，63.881.92106.0)68.2(100025.020068.2)106.0(436008522222112112222222111gudlelhzuppsmuhgugpzHegugpzff，代入上式得：代入上式得： mH

34、e1963. 881. 92)68. 2(102查附录17（p344），IS型单级单吸离心泵性能（摘录）可选IS100-80-125型离心泵(p346)mhhgpgpZfvs8 . 215 . 481. 910001991981. 91000101330) 1 (0maxmZs13. 115 . 481. 910001991981. 9100085000max25212128QdlelggppzzH 200119.010QH13hmQ，mH，将上式计算若干数据，如下表所示将上式计算若干数据，如下表所示13hmQ，mH， 将泵性能曲线与管路特性曲线绘在附图中将泵性能曲线与管路特性曲线绘在附图中

35、得到交点为：得到交点为：mHhmQ8 .20,5 .9413W535681. 910008 .2036005 .94此即泵的稳定工作点。此即泵的稳定工作点。gQHNe)5 .94(13hm1382hm138580hmell 1382hmmH9 .219 .2182HQ，mlel5 .148即新的管路特性即新的管路特性曲线方程为：曲线方程为： 200177. 010QH252106. 08109 .21Qlelg25212128QdlelggppzzH 图图2-15 IS型离心泵的型谱型离心泵的型谱P56主要参考说明书主要参考说明书, ,注意以下问题注意以下问题 有一有一冷却洗涤塔冷却洗涤塔直接

36、用直接用河水河水进行冷却，进行冷却，冬季冬季河水温度河水温度为为5，夏季夏季河水温度为河水温度为33，要求水，要求水流量流量为为20m3/h，冬，冬季河水水面离地面季河水水面离地面6m，夏季河水水面离地面，夏季河水水面离地面4m。冷却洗。冷却洗涤塔内压力为涤塔内压力为10000Pa（表），从河水入口到泵入口的直（表），从河水入口到泵入口的直管长为管长为30m，其上需设，其上需设吸滤底阀吸滤底阀1个，个，90o弯头弯头3个；从泵出个；从泵出口到冷却洗涤塔喷头的直管长为口到冷却洗涤塔喷头的直管长为50m，其上需设，其上需设止回阀止回阀1个，个，闸阀闸阀（半开）（半开）1个，个，90o弯头弯头5个，

37、个，转子流量计转子流量计1个（当个（当量长度取量长度取5m）；喷头离地面高度）；喷头离地面高度10m，喷头的阻力系数可，喷头的阻力系数可取取10（速度按管内速度计），大气压力为（速度按管内速度计），大气压力为760mmHg，忽，忽略温度对粘度的影响，选用：略温度对粘度的影响，选用：(1)合适的管子；合适的管子；(2)合适的合适的清水泵；清水泵；(3)泵的安装高度。泵的安装高度。 讨论题 管道系统的配置与泵的选择解：解：(1)选用合适的管子：选用合适的管子：假设管道流速为假设管道流速为2m/s，求出：，求出： d=0.0595m 取取3in 钢管，钢管，d=0.0762m，求出满足流量为，求出满

38、足流量为20m3/h时时的管内流速：的管内流速：u=1.22m/s。(2)选择合适的清水泵选择合适的清水泵: 饱和蒸气压饱和蒸气压为为 917.2Pa，密度密度为为999.8kg/m3， 粘度粘度为为1.16cp。饱和蒸气压为饱和蒸气压为5186.2Pa，密度为，密度为996.8kg/m3， 粘度为粘度为0.758cp。 计算不同温度下的计算不同温度下的Re，估算估算=0.02(莫迪图莫迪图) 取取3in 钢管钢管，d=0.0762m， 吸滤底阀吸滤底阀32m，90o弯头弯头2.5m，止回阀，止回阀6.5m， 闸阀（半开）闸阀（半开）16m。- 2- 11- 2111/Nm/msmNsmP a

39、sPgc ms1 0 0 c P1 0P asd u / d y（泊）（厘泊）名称名称Le/d名称名称Le/d45标准弯头标准弯头15闸阀闸阀（全开）（全开）73040（3/4开）开）4090方形弯头方形弯头60（1/2开）开）200180弯头弯头5075（1/4开）开）800三通管（标准）三通管（标准）420流向流向止回阀（旋启式、全开）止回阀（旋启式、全开）13540蝶阀（蝶阀（6以上、全开）以上、全开）2060盘式流量计（水表）盘式流量计（水表）40090文式流量计文式流量计12截至阀（标准式、截至阀（标准式、全开）全开）300转子流量计转子流量计200300角阀（标准式、全角阀（标准式

40、、全开）开）145由容器入管口由容器入管口20管件、阀门及流量计等的当量长度管件、阀门及流量计等的当量长度 Le 与管内径与管内径 d 的比值的比值 按冬季（水温按冬季（水温5）、夏季（水温）、夏季（水温33）分别列）分别列伯努利方程伯努利方程，求算所需压头：求算所需压头： H=6+10+10000/999.8/9.81+0.02(32+7.5+30+6.5+16+5+12.5+50)/0.0762+101.222/2/9.81=20.95m （液柱）（液柱）水水面面到到地地面面地地面面到到喷喷头头吸吸滤滤底底阀阀90o弯弯头头3个个止止回回阀阀1个个转转子子流流量量计计5m闸闸阀阀半半开开吸

41、吸水水管管长长压压水水管管长长90o弯弯头头5个个喷喷头头阻阻力力系系数数10 H=4+10+10000/996.8/9.81+0.02(32+7.5+30+6.5+16+5+12.5+50)/0.0762+101.222/2/9.81=18.96m（液柱）（液柱） 根据流量和所需压头，查泵手册：根据流量和所需压头，查泵手册：选流量为选流量为20m3/h，扬程为，扬程为25.2m，转速，转速2900r/min，允许吸，允许吸上真空度上真空度7.2m。(3)确定泵的安装高度：确定泵的安装高度：计算冬季（水温计算冬季（水温5）、夏季）、夏季（水温（水温33）时的允许安装高度。）时的允许安装高度。

42、Hs=7.2+(10.33-10)-(917.2/9810-0.24) 1000/999.8=7.68m （液柱）（液柱） Zs=7.68-1.222/2/9.81-0.02(32+7.5+30)/0.0762 1.222/2/9.81=6.22m5.22m（取）（取） 饱和蒸气压饱和蒸气压为为 917.2Pa，密度密度为为999.8kg/m3，粘度粘度为为1.16cp。31000(10)0.249.81 10VssapHHH10212fSShguHz允许 Hs=7.2+(10.33-10)-(5186.2/9810-0.24) 1000/996.8=7.26m（液柱）（液柱） Zs=7.26

43、-1.222/2/9.81-0.02(32+7.5+30)/0.0762 1.222/2/9.81=5.80m4.80m（取）（取） 饱和蒸气压为饱和蒸气压为5186.2Pa，密度为，密度为996.8kg/m3，粘度为，粘度为0.758cp。 根据冬季及夏季的允许安装高度的计算结果确定：根据冬季及夏季的允许安装高度的计算结果确定：泵泵安装于地面以下安装于地面以下1m处。处。31000(10)0.249.81 10VssapHHH10212fSShguHz允许 除离心泵外，为适应除离心泵外，为适应工业不同工艺要求工业不同工艺要求，还需，还需其他类型的泵。输送液体的机械（泵）主要分两大其他类型的泵

44、。输送液体的机械（泵）主要分两大类：类：正位移泵正位移泵和和非正位移泵。非正位移泵。 正位移泵正位移泵 连续或间歇连续或间歇改变工作室容积改变工作室容积来压送液体，此类泵来压送液体，此类泵吸入的液体吸入的液体不能倒流不能倒流，只能从排出口流出，故称为，只能从排出口流出，故称为正位移泵正位移泵；其中其中往复泵往复泵为为典型典型的正位移泵。的正位移泵。 泵缸泵缸活塞活塞活塞杆活塞杆吸入阀吸入阀排出阀排出阀活塞向右移动活塞向右移动泵缸容积泵缸容积 泵体压力泵体压力排出阀门关阀，排出阀门关阀，吸入杆打开吸入杆打开液体吸入液体吸入冲程：冲程：活塞在两端点间的移动距离。活塞在两端点间的移动距离。(2) (

45、2) 往复泵的类型往复泵的类型按往复泵的按往复泵的动力来源动力来源分：分：电动电动往复泵：由往复泵：由电动机电动机驱动，是往复泵中驱动，是往复泵中最常见的一最常见的一种种。电动机通过。电动机通过减速箱减速箱和和曲柄连杆机构曲柄连杆机构与泵相连，把与泵相连，把旋转运动旋转运动转变为转变为往复运动往复运动。汽动汽动往复泵：直接由往复泵：直接由蒸气机蒸气机驱动，泵的活塞和蒸气机驱动，泵的活塞和蒸气机的活塞的活塞共同连在一根活塞杆上共同连在一根活塞杆上，构成一个总的机构。，构成一个总的机构。60pQHN 仅与仅与活塞每次扫过的体积活塞每次扫过的体积及及活塞往复次数活塞往复次数n n有有关，而与关，而与

46、管路特性管路特性无关。无关。往复泵不能采用出口阀门调节流量！原因？往复泵不能采用出口阀门调节流量！原因？。安全阀旁路 流量流量仅与泵本身的尺寸及活塞的往复次数有仅与泵本身的尺寸及活塞的往复次数有关，而关，而。 压头与泵本身的尺寸无关，只要泵的压头与泵本身的尺寸无关，只要泵的及及允许，允许，。 有自吸能力，启动泵前有自吸能力，启动泵前。 采用采用。 往复泵的一种，用电动机带动偏心轮转动实现柱塞往复运动，偏心轮的偏心度可以调整实现准确的流量调节。 要求的场合；或分别调节中每个活塞的行程来实现将几种液体， 往复泵的一种，用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活柱与被输送液体隔开，与活柱相通的一侧则

47、充满油或水。当活柱往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将液体吸入和排出。是一个是一个，四周，四周由由成成。吸入管和排出管接头之间吸入管和排出管接头之间为间壁为间壁泵内液体随叶轮泵内液体随叶轮旋转的同时，又在引水道与旋转的同时，又在引水道与各叶片间作漩涡形运动各叶片间作漩涡形运动因因而，被叶片拍击多次，获得而，被叶片拍击多次，获得较多的能量。较多的能量。漩漩涡涡泵泵叶叶轮轮漩涡泵总体漩涡泵总体 旋涡泵的压头随流量增大而下降很快，只有输送小流量才可获得高压头。轴功率随流量增大而下降，流量为零时，轴功率最大。为此，启动泵时应将出口阀全开。 气体输送：气体输送：输送量大，动力消耗大，选用输送量大，动力

48、消耗大，选用通风机通风机和和鼓风机鼓风机。产生高压气体：产生高压气体：有些化学反应过程或分离过程需要有些化学反应过程或分离过程需要在在高压下进行高压下进行，如合成氨反应如合成氨反应。产生真空：产生真空：真空泵真空泵从设备中抽出气体以产生真空。从设备中抽出气体以产生真空。 按工作按工作分：分：离心式离心式、旋转式旋转式、往复式往复式及及喷射式喷射式等；等； 按按和和不同分：不同分：出口压力出口压力15kPa（表压表压），压缩比），压缩比11.15；出口压力出口压力15kPa3atm（表压表压），压缩比），压缩比3atm（表压表压），压缩比），压缩比4；出口压力约为常压，压缩比由真空度决定。出口压

49、力约为常压，压缩比由真空度决定。 2 风量（流量）风量（流量）Q（m3/s） 风压（风压（）pt（Pa）单位体积气体通过风机单位体积气体通过风机时获得的能量，时获得的能量，J/m3(Nm/m3)。2)-(2)u-()-(2212212212tuppuppp全风压全风压静风压静风压动风压动风压则：则：a、通风机的通风机的由两部分组成，一是进出口的由两部分组成，一是进出口的，习惯上称为，习惯上称为；另一部分为进出口的；另一部分为进出口的，习惯上称为，习惯上称为。风压与气体的密度成正比。风压与气体的密度成正比。有效功率：有效功率：Ne (J/s)= HQg (mm3/skg/m3m/s2) = ms

50、we （kg/sJ/kg）= Q pt （m3/sN/m2） 轴功率：轴功率： N =Ne/ 全压效率全压效率 选用步骤与离心泵类似。选用步骤与离心泵类似。离心通风机在设计流量下的效率约为离心通风机在设计流量下的效率约为70%-90%。若使用条件与实验条件若使用条件与实验条件（1atm、20的空气）的空气）不同，应将不同，应将实际所需全风压实际所需全风压pt换算成换算成实验条实验条件下的全风压件下的全风压pt0，然后根据，然后根据 pt0 与与Q 去选型。去选型。全风压的换算可按下全风压的换算可按下式进行：式进行：式中，式中，为实际输送气体的密度。为实际输送气体的密度。 2.100ttpppt2.10NN 离心通风机离心通风机 （Centrifugal Fan ）9-19D 9-19D 高压离心通风机高压离心通风机GY4-73 GY4-73 型锅炉型锅炉离心通、引风机离心通、引风机DKT-2DKT-2系列低噪声离心通风机系列低噪声离心通风机B30 B30 防爆轴流通风机防爆轴流通风机高温离心通风机高温离心通风机 两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。改变两转子的旋转方向，则吸入与排