流体输送设备多媒体

1、1会计学流体输送设备多媒体流体输送设备多媒体离心式旋转式往复式流体作用式液体输送机械离心泵旋涡泵轴流泵齿轮泵螺杆泵往复泵柱塞泵隔膜泵喷射泵气体输送机械离心式通风机鼓风机压缩机罗茨鼓风机液环压缩机水环压缩机往复压缩机隔膜压缩机喷射真空泵研究重点： 讨论液体输送机械的作用原理、基本构造与性能及有关计算； 以离心泵为研究中的重中之重。离心泵离心泵（1）工作原理 灌泵 在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体； 排液 原动机轴叶轮旋转 离心力叶片间液体 中心外围液体被做功 动能高速离开叶轮外缘离心泵 进入泵壳，流道增大，动能静压能，高压 吸液 中心外缘，形成真空，在液面压力（常为大气压）与泵内压力（负压）的

2、压差作用下，液体吸入。 离心泵之所以能够输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力。 离心泵力。产生吸入液体流动的动，无法，生是由于离心力的大小产，1012110102112001100101211020020220022ppuhgugppuuhgugpgugphzhzhzgugpzgugpff（2）气缚现象 如果在离心泵启动前，不灌满液体，会发生什么现象？122uFrVrmFs，离心泵1100h 贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮槽内液体压入泵内，即离心泵无自吸能力，使离心泵不能输送液体，此种现象称为“气缚现象”。离心泵1100h（3）主要部件 叶轮 a）作用：提供液体的动能和

3、静压能 b）结构：叶轮上有4-12片后弯叶片 按叶片两侧有无盖板分为： 开式叶轮，半开式叶轮，闭式叶轮 离心泵 问题：对于半开式叶轮和闭式叶轮的后盖板上 为什么有孔？ 平衡孔减小轴向推力 增加内部泄漏量 能量损失增大 效率降低 按照吸液方式的不同： 单吸：液体只能从一侧吸入 双吸：液体可从两侧同时吸入 可以消除轴向推力离心泵 泵壳 a)结构 壳内通道截面逐渐扩大， 又称蜗壳。 b)作用 汇集由叶轮甩出的液体 能量转换装置（部分动 能转变为静压能）离心泵离心泵 轴封装置： a）作用：泵轴与泵壳之间的密封，防止高压液体漏出或外界气体进入。 b）结构：填料密封（填料函、软填料、填料压盖构成）机械密封

4、（轴上的动环和壳上的静环） 离心泵（1）流量 泵的送液能力，是指在铭牌规定的扬程内单位时间泵所能够输送的液体体积，用Q 表示，单位常用m3/s或m3/h。 （2）扬程（压头） 是指单位重量液体流经泵后所获得的能量，用H 表示，单位为m。nfQ结结构构，尺尺寸寸，理理2WpnfQf，结结构构，尺尺寸寸，实实nfH结结构构，尺尺寸寸，理理离心泵离心泵理论压头的表达式？ 设想一个理想情况来分析一个离心泵可能达到的最大压头。（1）叶轮内叶片的数目无限多，叶片的厚度无限小，液体完全沿着叶片的弯曲表面流动，无任何倒流现象。（2）液体的粘度等于零的理想液体，即没有能量损失。离心泵THQ，时，90222222

5、221ctggbQrggcoscuHT离心泵基本方程r 叶轮半径； 叶轮旋转角速度；Q 泵的体积流量；b2 叶片宽度； 2 叶片装置角；C2 2点处的绝对速度后弯叶片THQ，时，902径向叶片不变THQ，时，902前弯叶片包括静压头和动压头，其中动压头占比例较大，转化为静压能的过程中，有能量损失，使效率降低。30252离心泵但实际压头比理论压头小，其原因是： 叶片间的环流，由于叶片数目并非无限多，液体不是严格按叶片的轨道流动，而是有环流出现，产生涡流损失。（ ）此项损失只与 等有关，与流量几乎无关。 阻力损失，实际流体从泵的进口到出口有阻力损失，它约与流速平方成正比，亦即与流量的平方成正比。

6、冲击损失，泵在操作过程中的流量偏离设计值，会加剧对叶片的冲击，就产生冲击损失。，产产生生旋旋涡涡，边边界界层层分分离离，PuS叶片数目、粘度f离心泵离心泵H/mQ/m3/s涡流损失冲击损失QH 实际压头阻力损失理想压头 实际压头是对理论压头经过压头损失后产生的，如何进行定量计算？ 在泵的进口、出口处分别安装真空表和压力表，并在两表之间列BE，即若压头损失可忽略不计：2121221202fHguugpphHguugpphH2212212012离心泵（3）效率 由于泵内部的能量损失，泵轴从电机获得的功率并没有全部传给液体。容积损失水力损失机械损失轴承与密封圈，叶轮盖板与液体的摩擦，使功率增大。离心

7、泵的效率（又称总效率）： 理理实实容容QQQPPf、结结构构、容容12理理实实水水HH结结构构、液液体体性性质质水水f实实理理机机NN机机水水容容总总离心泵（4）功率 离心泵的轴功率是指泵轴所需的功率，也就是直接传动时电功机传给泵轴的功率，以N 表示，单位为W或kW。 离心泵的有效功率是排送到管道的液体从叶轮获得的功率，以Ne表示，单位为W或kW。泵的有效功率可以根据泵的压头H 和流量Q 计算，即 eeNNWgHQN，eNNN轴轴电电离心泵离心泵定型号IS100-80-125额定转数标准状态min2900rn （1）特性曲线清清水水CKPapa20325.101离心泵Q/m3h-1H/m/%N

8、/kWNH讨论：H Q 曲线：Q，H。 Q很小时可能例外N Q 曲线：Q，N。 大流量大电机注意：关闭出口阀启动泵，启动电流最小，也避免出口管线的水力冲击。 -Q 曲线：小Q，；大Q，。 max注意： max 铭牌的主要性能参数 max 在一定转速下的最高效率点，称为离心泵的设计点。离心泵该点附近工作最为经济。 高效率区的效率不低于最高效率的92%左右，位于最高效率的7%左右。离心泵（2）影响离心泵特性曲线的主要因素粘度的影响 ，阻力，H ， Q ， ， N a）液体粘度，叶轮内液体的流速降低，使得流量减小Q。 b）液体粘度，泵内的流动摩擦损失（水力损失），使扬程减小H。 c）液体粘度，叶轮前

9、、后盖板与液体之间的摩擦而引起的能量损失（机械损失），使轴功率增加N。离心泵密度的影响 a）发生变化，H 不发生变化 b）发生变化，Q 不发生变化 c）离心泵的-Q 曲线也不随液体密度而变化 d）泵的轴功率则随输送液体的密度改变而改变与与密密度度无无关关grmgsFgPHrmF2222222sincbrQ gHQNeN离心泵离心泵转速n20%以内 同一型号泵，同一液体，在不变的前提下 叶轮直径D-5%以内 同一型号泵，同一液体，同一转速， 在不变的情况下31211221212212121212nnQHQHNeNeNNnnHHnnQQ31212212121212DDNNDDHHDDQQ离心泵（1

10、）管路特性曲线（管路布局、操作条件） 讨论： H0是H Q 曲线在H轴上截距；管路所需最小外加压头 若在阻力平方区，与Q无关，K为管路特性系数 高阻管路，曲线较陡；低阻管路，曲线较平缓。20kQHHgpzH0,852l,dfkdllgke离心泵（2）离心泵的工作点 泵的H-Q与管路的He-Q曲线的交点离心泵讨论：工作点泵特性曲线 & 管路特性曲线 工作点确定：联解两特性方程 作图，两曲线交点 泵装于管路 工作点（H,Q ) Q = 泵供流量 = 管得流量 H = 泵供压头 = 流体得压头 工作点（Q ,H ,N , ）泵的实际工作状态 该点对应的效率 是在离心泵的最高效率区，该点为适宜

11、的工作点。离心泵（3）离心泵的流量调节 是在排出管线上装适当的调节阀，以改变管路特性曲线。关小出口阀 le 管路特性线变陡 工作点左上移 H ，Q 开大出口阀 le 管路特性线变缓 工作点右下移 H ，Q 改变离心泵的转数或改变叶轮外径，以改变泵的特性曲线。 注意：等效率方程离心泵（4）流量调节方法的比较 操作费用 设备费用 用出口阀来调节流量，是最经济的，也是最常用的思考题： 当泵的出口处的调节阀关小后，阀前与阀后压力以及泵进口处的真空表压力将如何变化？ 当泵的转速减小，出口阀前、出口阀后压力以及泵进口处的真空表将如何变化？ 离心泵例：用离心泵将20的水从水池送入高压高位槽(如图所示)。泵的

12、进、出口处分别装有真空表及压力表。在一定转速下测得离心泵的流量Q、扬程H、泵出口压力p表、泵入口真空度p真以及泵的轴功率N。离心泵离心泵现改变以下各条件之一而其它条件不变，问上述离心泵各参数将如何变化？ （1）出口阀门开度增大；（2）液体密度改为1500kg/cm3；（3）泵叶轮直径减小5%；（4）转速提高5%。（1）离心泵的并联操作低阻管路 特点： 两台泵的扬程相同 总流量为每台泵的 流量之和gpphHHH12021，QQQQ221总QH并=H单Q并=2Q单Q单Q单CHABH单离心泵（2）离心泵的串联操作高阻管路 特点： 两台泵的流量相同 总扬程等于每台 泵的扬程之和21QQ HHHH221

13、总总HQABQ串=Q单Q单H串=2H单H单H单C离心泵（1）离心泵的汽蚀现象 如图，若p0一定时，Hg，就会导致p1，当吸入口处的最低压力点pk小到输送温度下液体的饱和蒸汽压pv时，会使液体流量、压头及效率明显下降，严重时甚至吸不上液体。离心泵离心泵那么： pkpv，不发生汽蚀现象若贮液槽为敞开，其表面压力p0一定时， Hg,u1,hf，就会导致p1，pK；若贮液槽为密闭，其压力下降，就会导致p1,pK;所输送液体的温度过高，就会导致pv。（2）汽蚀余量（NPSH） 有效汽蚀余量（NPSH）a装置汽蚀余量 是指离心泵入口处液体的静压头与动压头之和超出蒸汽压头的部分 gpgugpNPSHav21

14、12离心泵离心泵临界汽蚀余量（NPSH）c 当叶轮入口处的最低压力pk等于输送温度下液体的饱和蒸汽压pv时，相应泵入口处压力p1存在一个最小值p1min，实际上反映了液体从泵入口处流到叶轮内最低压力点处的全部压头损失。与泵的结构尺寸及流量有关。如何测定？ 在泵流量不变的情况下，逐渐降低p1，使泵刚好发生汽蚀，测p1min；再利用公式计算（NPSH）c。gpgugpgpgugpNPSHmin,k211v211c22离心泵泵入口处压头gugp2211饱和蒸汽压头gpV叶轮内最低压力gpK压头安全裕量0.5m临界汽蚀余量必需汽蚀余量有效汽蚀余量离心泵离心泵vkrvkrvkrppNPSHNPSHppN

15、PSHNPSHppNPSHNPSHaaa，为安全起见，不发生汽蚀现象，一般要求：mNPSHNPSHa15 . 0r发生严重汽蚀现象刚好发生汽蚀现象不发生汽蚀现象如何利用汽蚀余量来判定泵是否发生汽蚀现象？10fVa0g)(hgpNPSHgpH10fVr0g允)(hgpNPSHgpHm150允g实g.HH10f2110g2hgugpgpHgpgugpNPSHV211a2（3）离心泵的允许安装高度g g允允H为保证泵安全操作，不发生汽蚀现象，必须保证：离心泵离心泵提高离心泵的允许安装高度的途径： 减小吸入管路的阻力 较大的吸入管径 管路尽可能地短 减小吸入管路的弯头、阀门等管件，并将调节阀安装在排出

16、管线上。（1）离心泵的类型（按输送液体性质的标准系列） 清水泵：输送清水或相近、无腐蚀性、杂质较少的液体。结构简单，造价低。IS耐腐蚀泵：输送腐蚀性的液体，用耐腐蚀材料制成，要求密封可靠。F油泵：输送石油产品的泵，要求有良好的密封性。Y杂质泵：输送含固体颗粒的液体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片数少。P离心泵离心泵（3）离心泵的安装与运转 安装：实际安装高度低于允许安装高度之下0.5m，以防“汽蚀”。 启动： 灌泵，防“气缚” 关闭出口阀，减少启动电流 。 运转：先检查受热、密封、泄露、润滑等，开电源 停泵：先关出口阀，再停电，防液体倒流入离心泵使叶轮受冲击损坏。离心泵离心泵离心泵工作原理结构主

17、要性能参数特性曲线扬程流量轴功率效率离心泵汽蚀余量管路特性曲线泵的特性曲线工作点(Q、H)dllfKgpZhKQhHe、020泵的流量调节（调工作点）调出口阀调转速切割叶轮直径离心泵安装高度汽汽蚀蚀现现象象才才能能正正常常工工作作，不不发发生生,max100maxggfVgHHhhgppH泵装在管路中，确定安装高度汽蚀现象泵的开车步骤灌泵，关出口阀，开电机，运转泵的工作点管路特性曲线和泵的特性曲线泵的关闭步骤关出口阀，关电机离心泵mmd80102.01mmd602ml13203. 024 . 6EmH10离心泵 pcpDml61离心泵试求： （1）每千克流体需从离心泵获得多少机械能？ （2）泵

18、进、出口断面的压强pc和pD各为多少？ （3）如果是高位槽中的水沿同样管路向下流出，管内流量不变，问是否需要安装离心泵？ pcpD离心泵 离心泵2）若将阀门关小，使管内流量减小25%，管路特性曲线（假定管内流动位于阻力平方区）有何变化？此时输送每千克水需消耗多少能量？与原管路相比，在此流量下输送每千克水额外消耗的理论功为多少？24102.740QHemZ 10Pap41081.9sm331010离心泵 离心泵 若用此管路输送密度为1200kg/m3的碱液，阀门开度及管路两端条件皆维持不变，试求碱液的流量和离心泵的有效功率为多少？ 2Pa.51001313474010672mkgPa.PV0PPV离心泵离心泵（3）主要部件 叶轮 a）作用：提供液体的动能和静压能 b）结构：叶轮上有4-12片后弯叶片 按叶片两侧有无盖板分为： 开式叶轮，半开式叶轮，闭式叶轮 离心泵（1）流量 泵的送液能力，是指在铭牌规定的扬程内单位