流体输送机械讲稿-

1、1.7 流体输送机械流体输送机械作业作业1-24 50.4m（注意真空表的（注意真空表的 读数读数=-表压）表压）1-26 439.8W,0.733kW1-30 42.39m3/h化工中液体的输送化工中液体的输送化工生产化工生产中，将液中，将液体原料或体原料或产品从低产品从低位输往高位输往高位，离不位，离不开液体输开液体输送机械送机械泵泵液体输送机械液体输送机械泵泵气体输送机械气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目的：给流体目的：给流体加入机械能加入机械能以实现以实现非自动过程非自动过程 流体输送机械流体输送机械 一、概述一、概述v目的：计算输送单位重量流体所需补充的能

2、量目的：计算输送单位重量流体所需补充的能量1.7.1 管路特性曲线管路特性曲线22112212f22pupuzHzHggggfHgugH22P P在截面在截面1与截面与截面2之间列柏努利方程之间列柏努利方程2 2ZAB1 1P1P2022gu管路特性曲线管路特性曲线2242282VVfKqqgddlgudlH 管路特性方程管路特性方程2vKqgH P P描述了流体流量与补加能量的关系描述了流体流量与补加能量的关系（高度湍流，（高度湍流，K与流量无关）与流量无关）管路特性曲线管路特性曲线管路特性曲线管路特性曲线K较小，低阻较小，低阻较高，高阻较高，高阻曲线曲线1曲线曲线22vKqgH P PvP

3、 P/g为定值，是曲线的截距为定值，是曲线的截距v K为曲线立度，管路阻力为曲线立度，管路阻力，K (调节出口阀门开度）调节出口阀门开度）管路特性方程的影响因素管路特性方程的影响因素阻力部分阻力部分(K) (1) 管径管径d (2) 管长管长l、le或或 (3) 相对粗糙度相对粗糙度/d势能增加部分势能增加部分( ) (1) 位差位差Z (2) 压差压差 p (3) 密度密度 gP1.7.2 离心泵构造及原理离心泵构造及原理离心泵外观离心泵外观泵轴及轴封装置泵轴及轴封装置泵壳泵壳叶轮叶轮、3211.1 叶轮叶轮a)叶轮的作用：叶轮的作用：迫使液体迫使液体高速旋转高速旋转，形成，形成离心力场离心

4、力场 中心中心吸入吸入低势能低势能、低动能低动能液体液体 外缘外缘输出输出高势能高势能、高动能高动能液体液体b)叶轮的分类叶轮的分类 敞式敞式半闭式半闭式闭式闭式1.2 泵壳泵壳思考：思考：泵壳的主要作用是什么？泵壳的主要作用是什么？汇集液体，并导出液体；汇集液体，并导出液体；能量转换装置：动能部分能量转换装置：动能部分 转化成势能转化成势能 蜗壳的形状按液体离开叶蜗壳的形状按液体离开叶轮后的自由流动轨迹螺旋线设轮后的自由流动轨迹螺旋线设计，可使液体动压头转换为势计，可使液体动压头转换为势压头的过程中压头的过程中能量损失最小能量损失最小。二二. 离心泵的工作原理离心泵的工作原理气缚现象气缚现象

5、:泵壳和吸入管路内没泵壳和吸入管路内没有充满液体，泵内有空有充满液体，泵内有空气，由于气，由于空气密度远小空气密度远小于液体的密度于液体的密度，叶轮旋，叶轮旋转对其产生的离心力很转对其产生的离心力很小，叶轮中心处所形成小，叶轮中心处所形成的低压不足以形成吸上的低压不足以形成吸上液体所需要的真空度，液体所需要的真空度，泵就无法工作。泵就无法工作。讨论：泵启动前是否要灌满液体？讨论：泵启动前是否要灌满液体？1.7.3 离心泵参数和特性曲线离心泵参数和特性曲线ISG50-16型离心泵型离心泵铭牌上标注的参数铭牌上标注的参数扬程扬程 32m流量流量 12.5m3h-1功率功率 3kW离离心心泵泵铭铭牌

6、牌效率效率 52%转速转速 2900r/min重量重量 62kg离心泵的离心泵的性能参数性能参数流量流量有效压头有效压头(扬程扬程)轴功率轴功率效率效率转速转速He，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，能量，m。qV，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可测量可测量转速转速流量流量有效压头有效压头n，单位，单位r/s或或r/minf2eH2gugPZH2 2ZAB1 1P1P2轴功率（轴功率（Pa）：）：由电机输入离心泵的功由电机输入离心泵的功率，率，W或或kW有效功率（有效功率（Pe): 单位时间内液体从泵处

7、单位时间内液体从泵处获得的机械能，获得的机械能，W或或kW泵轴泵轴Pa 电电 机机 泵泵 Pe ( He )有效功率有效功率eVeHgqP效率（效率（ ） ：由电动机提供给泵轴的由电动机提供给泵轴的能量不能全部为液体所获得，通常用能量不能全部为液体所获得，通常用效率来反映能量损失。效率来反映能量损失。aePP aevPHgq离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线某离心泵的特性曲线图某离心泵的特性曲线图 Heqv曲线曲线 Paqv曲线曲线 qv曲线曲线特性曲线特性曲线02040608010012014004812162024283236010203040506070809004812n=2900r/m

8、inIS100-80-160B 离心泵 H mQ/ m3/h % N kWqvHeqvPaqv有效压头随有效压头随着流量的增着流量的增大而递减大而递减Heqv曲线曲线qvHeHTHe=C-Dqv2HT=A-Bqv轴功率基本随流量单调轴功率基本随流量单调上升上升（当（当qv=0时，时，Pa最小，最小，要求泵启动时需关闭出要求泵启动时需关闭出口阀，以减少启动功率，口阀，以减少启动功率，保护电机）保护电机）qv PaPaqv曲线曲线 qv曲线曲线qv 效率随着流量的增加效率随着流量的增加逐渐升高，达到最高逐渐升高，达到最高点后逐渐降低点后逐渐降低He高高效效区区设计点设计点高效区为最高效率的高效区为

9、最高效率的9295，泵应在，泵应在高效区内工作高效区内工作1、管路特性方程：从机械能恒算得、管路特性方程：从机械能恒算得 = A + BqV22、泵的特性方程：、泵的特性方程： He = C-DqV23、泵的有效功率、泵的有效功率 Pe=gqvHe4、泵的效率、泵的效率 =Pe/Pa100% 小结小结 2vKqgH P PqvHe Pa高高效效区区设计点设计点 Heqv曲线曲线 Paqv曲线曲线 qv曲线曲线离心泵的三条特性曲线离心泵的三条特性曲线说明：说明：1） qV He Pa，有最大值有最大值2）离心泵启动时关出口阀，保护电机（）离心泵启动时关出口阀，保护电机（Pa最小）最小）3）泵名牌

10、上的一组数据为最高效率点下的数据）泵名牌上的一组数据为最高效率点下的数据泵性能实验装置示意图泵性能实验装置示意图离心泵特性曲线的测定离心泵特性曲线的测定以以20oC的水为介质，的水为介质，d吸吸=38mmd出出=25mm,测得水流量测得水流量qV=510-4m3/s,p压压=0.2MPa,p真真=27kPa。求：求：He=? Pe=g qV He ；= Pe/Pa改变改变qV可得一系列可得一系列He、Pa、 将将He- qV 、Pa- qV 、- qV关系标绘关系标绘在坐标纸上，即可得到离心泵的特在坐标纸上，即可得到离心泵的特性曲线。性曲线。离心泵的工作点及流量调节离心泵的工作点及流量调节泵提

11、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He = 管路所需的压头管路所需的压头 HH 泵的特性泵的特性曲线曲线 qv 管路的特性曲线管路的特性曲线22vvBqAKqgH P P 管路特性方程管路特性方程(1) 离心泵的工作点离心泵的工作点 泵的特性方程泵的特性方程He = C Dqv2 泵泵 -供方供方管路管路-需方需方匹配：匹配：(2) 流量调节流量调节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 调节阀门调节阀门 (缺点：能耗缺点：能耗) 改变转速改变转速n (变频器，节能变频器，节能) 阀门开大阀门开大阀门关小阀门关小工作点工作点

12、qvHnnnn1.7.4 离心泵的安装高度离心泵的安装高度 (1) 安装高度安装高度00P011Hg(2) 汽蚀现象汽蚀现象叶轮入口叶轮入口K处压强最低，处压强最低，Hg太大时，太大时，当当pk= pv时，时，K处发生处发生部分汽化现象，部分汽化现象，形成汽泡，受形成汽泡，受压缩后溃灭。压缩后溃灭。 指贮槽液面与离心泵指贮槽液面与离心泵吸入口之间的垂直距离。吸入口之间的垂直距离。汽蚀后果：汽蚀后果：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。 为避

13、免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，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。即存在最大安装高度。注意：注意： 区别气缚和汽蚀现象，造成的原因分区别气缚和汽蚀现象，造成的原因分别是什么？有何危害？如何消除？别是什么？有何危害？如何消除？原因原因危害危害消除方法消除方法气缚气缚 泵内混有泵内混有气体或未灌气体或未灌泵，负压不泵，负压不足足不能吸入不能吸入液体，电液体，电机空转，机空转，烧坏电机烧坏电机启动前灌启动前灌泵，充满泵，充满液体，启液体，启动时关闭动时关闭出口阀出口阀汽蚀汽蚀 吸入口压吸入口压强减小，液强减小，液体恰好汽化体恰好汽化腐蚀叶片，腐蚀叶片，泵体震动，泵体震动，烧

14、坏电机烧坏电机降低泵高降低泵高度度(3) 汽蚀余量与最大允许安装高度汽蚀余量与最大允许安装高度)1 (221min, 122KfkvHgugpgugp 刚好发生汽蚀时，刚好发生汽蚀时， pkpv， p1达到最小值达到最小值p1,min。在。在1-1面、面、k-k面面间列机械能衡算式：间列机械能衡算式：00P011Hg)1 (221min, 122)(KfkvcHgugpgugpNPSH 临界汽蚀余量临界汽蚀余量由泵制造厂实验测得由泵制造厂实验测得crNPSHNPSH)()( 必需汽蚀余量必需汽蚀余量(NPSH)r安全量安全量 规定规定实际气蚀余量实际气蚀余量NPSH要比必需气蚀余量要比必需气蚀

15、余量( (NPSH)r大大0.5m m以上以上写入泵产品样本写入泵产品样本 实际汽蚀余量实际汽蚀余量(NPSH)1 (2) 10 (max,2KfkfvogHguHgpgpH 在在0-0面、面、k-k面间列机械能衡算式：面间列机械能衡算式：00P0HgcfvoNPSHHgpgp)()10( )1 () 10(2max,02KffkvgHHgugpHgp 刚好发生汽蚀时，刚好发生汽蚀时， pkpv， 选直径稍大的吸入管径选直径稍大的吸入管径(d,u)，吸入管径，吸入管径常大于压出管径常大于压出管径 吸入管尽可能短吸入管尽可能短(泵的位置靠近液源泵的位置靠近液源,l) 吸入管尽量减少弯头吸入管尽量

16、减少弯头,省去不必要的管件省去不必要的管件 吸入管不安装调节阀。吸入管不安装调节阀。 ( ，le )最大允许安装高度最大允许安装高度5 . 0)() 10(rfvogNPSHHgpgpH 讨论：讨论：1. 如何增大如何增大Hg?2. 当计算出的最大允许当计算出的最大允许安装高度为负值，说安装高度为负值，说明该泵应该安装在液体贮槽液面以下。明该泵应该安装在液体贮槽液面以下。 如液下泵：安装在液体储槽内。如液下泵：安装在液体储槽内。1.7.5 离心泵的类型与选用离心泵的类型与选用屏屏蔽蔽泵泵杂杂质质泵泵液液下下泵泵耐耐腐腐蚀蚀泵泵油油泵泵清清水水泵泵按按用用途途分分(1)类型类型（代号（代号IS、

17、D、Sh） （Y） （F） （FY） （P） 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级泵多级泵单级泵单级泵按叶轮级数分按叶轮级数分立立式式卧卧式式按按转转轴轴的的位位置置分分 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 a）由管路所需压头、流量，确定泵压头、流量。）由管路所需压头、流量，确定泵压头、流量。 工程观点：选择时，有一定生产裕度。工程观点：选择时，有一定生产裕度。 b）抗汽蚀性能好）抗汽蚀性能好 c）经济性好：泵的操作点应处于高效区内。）经济性好：泵的操作点应处于高效区内。(2) 离心泵的选用原则离心泵的选用原则 设计点设计点 qV 高高效效区区定类

18、型定类型依据：被输送液体的性质依据：被输送液体的性质（如腐蚀性）和操作条件（如腐蚀性）和操作条件(温度、压力温度、压力)。1.8 往复泵往复泵工作原理：工作原理：主要结构：主要结构： 泵缸、活塞、活门泵缸、活塞、活门利用容积的变化以压强能的形式给流利用容积的变化以压强能的形式给流体提供能量体提供能量1- 泵缸；泵缸；2-活塞；活塞；3-活活塞杆；塞杆；4-吸入活门；吸入活门；5-压出活门压出活门 往复泵具有自吸能力，往复泵具有自吸能力，启动时无需灌泵。启动时无需灌泵。按作用方式分类：按作用方式分类：单动往复泵单动往复泵 一次吸液，一次吸液， 一次排液一次排液双动往复泵双动往复泵 每个行程均每个行程均 在吸液和排液在吸液和排液 单缸单动泵单缸单动泵 按动力来源分类：按动力来源分类：电动往复泵电动往复泵汽动往复泵汽动往复泵 单缸双动泵单缸双动泵往复泵的类型：往复泵的类型：往复泵的流量特点：往复泵的流量特点：1)正位移特性正位移特性:流量由活塞扫过的流量由活塞扫过的体积决定，与管路特性无关体积决定，与管路特性无关, 而压而压头由管路特性决定。头由管路特性决定。 2)不均匀性，不连续性不均