2.1.-流体输送机械ppt课件

1、流体输送机械流体输送机械第十一讲第十一讲 流体输送机械概述流体输送机械概述 离心泵特性离心泵特性Chapter 11 Introduction of Fluid moving Machinery & the Character of Centrifugal PumpKeywords: Fluid Moving, Machinery, Centrifugal pump, Positive-displacement pump, Reciprocating pump, Rotary pump, Theoritical head, Actual head.主要内容主要内容一一. .流体输送机械

2、概述流体输送机械概述二二. . 离心泵特性离心泵特性1. 1. 流体输送机械的主要性能参数流体输送机械的主要性能参数2. 2. 管路特性管路特性1. 1. 工作原理和主要构件工作原理和主要构件2. 2. 离心泵的基本方程离心泵的基本方程3. 3. 实际特性曲线实际特性曲线4. 4. 离心泵特性的影响因素离心泵特性的影响因素本本 节节 小小 结结作业：作业：11-111-1、11-211-2一一. .流体输送机械概述流体输送机械概述流体输送机械：流体输送机械： 给流体增加机械能的设备给流体增加机械能的设备 工作原理工作原理 动力式叶轮式）离心式、轴流式动力式叶轮式）离心式、轴流式 容积式正位移式

3、）往复式、旋转式容积式正位移式）往复式、旋转式 其它形式其它形式喷射式喷射式 输送对象输送对象 液体液体泵泵 气体气体压缩机、鼓风机、通气机压缩机、鼓风机、通气机 机械能机械能使液体使液体p转换为其它形式转换为其它形式u2/2 克服磨擦阻力克服磨擦阻力掌握要求掌握要求 选择、计算功率选择、计算功率确定安装位置确定安装位置 基本原理基本原理主要结构主要结构性能参数性能参数1. 1. 流体输送机械的主要性能参数流体输送机械的主要性能参数扬程：离心泵对单位重量液体所提供的能量，又称扬程：离心泵对单位重量液体所提供的能量，又称为离心泵的压头，以为离心泵的压头，以H表示，单位为表示，单位为m。流量：以体

4、积流量表示的送液能力，以流量：以体积流量表示的送液能力，以V或或Q表示，表示，单位为单位为m3/s，或，或m3/h。轴功率：电机输入离心泵的功率轴功率：电机输入离心泵的功率N，kW。有效功率：有效功率：HgVNe离心泵的效率：离心泵的效率：%100NNe Z Z1212fhgugpZH2)(2依据右图，列伯努利方依据右图，列伯努利方程，有：程，有： Z : Z : 升扬高度升扬高度, , 两水槽液面之间的高度差两水槽液面之间的高度差; ;H: 扬程扬程, 泵提供能量的表示方法泵提供能量的表示方法.2. 2. 管路特性管路特性对于一定的管路系统，流量对于一定的管路系统，流量V与所补充的能量与所补

5、充的能量H之间之间的关系，称为管路特性。的关系，称为管路特性。fhgugpZH2)(2依据右图，列伯努依据右图，列伯努利方程，有：利方程，有：若忽略动能项，有：若忽略动能项，有：fhgpZHgudlhf2)(2又有：又有：4/2dVu Z1212522422)(8)(8dVgllgpZdVdlggpZHe整理得，管路特性方程为：整理得，管路特性方程为：当管路系统和技术要求一定时，有：当管路系统和技术要求一定时，有：gpZA均为定值，有：均为定值，有：5242)(8)(8dllgdldgKe2VKAH二二. . 离心泵特性离心泵特性1. 1. 工作原理和主要构件工作原理和主要构件原理原理 1)

6、汲入管注满水汲入管注满水 2) 给液体以动能、静压能给液体以动能、静压能, 1525m/s 流道扩大流道扩大 p管路管路 3) 叶轮中心形成真空叶轮中心形成真空 popa气缚：气体气缚：气体小、小、离心力作用小、不离心力作用小、不足以吸入。足以吸入。动画动画主要构件主要构件叶轮叶轮开式开式 加速，加速，p半开式半开式 沿叶片间隙，沿叶片间隙，p闭式闭式泵壳泵壳封闭叶轮封闭叶轮排出汲入液体，转换能量排出汲入液体，转换能量( 避免阻力损失，导向叶轮）避免阻力损失，导向叶轮）轴密封：填料密封、机械密封轴密封：填料密封、机械密封动画动画2. 2. 离心泵的基本方程离心泵的基本方程从理论上分析离心泵中液

7、体质点的运动状况，获得从理论上分析离心泵中液体质点的运动状况，获得离心泵压头和流量关系。离心泵压头和流量关系。 基本方程的导出：基本方程的导出： 假设假设 1) 叶片无限多，液体完全沿叶片弯曲表面流动叶片无限多，液体完全沿叶片弯曲表面流动 2) 0，理想液体，无磨擦阻力损失，理想液体，无磨擦阻力损失 u1 ，u2 随叶轮转动速度；随叶轮转动速度； W1 ，W2 沿叶片运动速度；沿叶片运动速度；c1 ， c2合速度合速度 对于进出口对于进出口Z Z不考虑）不考虑） cpTHHgccgppH2212212 Hp 静压能 离心力作功离心力作功 流道扩大流道扩大 动能动能静压静压能能 2)(22122

8、2122222121uurrdrrdrFrrrrgWW222211） 离心力所做功单位质量流体所接受的功离心力所做功单位质量流体所接受的功2） 流道扩大，部分动能转化为静压能：流道扩大，部分动能转化为静压能：泵给单位重量液体的机械能）泵给单位重量液体的机械能） 因而，流体经过离心泵所增加因而，流体经过离心泵所增加的静压能为：的静压能为：guugWWHp2221222221则有：则有：gccguugWWHT222212221222221根据速度三角形的关系，有：根据速度三角形的关系，有：222222222111212121cos2cos2ucucWucucW有：有：gcucuHT111222co

9、scos在离心泵的设计中，为提高在离心泵的设计中，为提高理论压头，使理论压头，使gcuHT222coso9010cos1离心泵的基本方程离心泵的基本方程为推导理论压头和流量的关系，需要进一步变换。为推导理论压头和流量的关系，需要进一步变换。2222sin2cbrVT由点由点2处的速度三角形，有：处的速度三角形，有：222222sincosctgcuc整理得：整理得：)2(1)sin(22222222222ctgbrVuugctgcuguHTT22222)(1ctggbVrgHTT将速度表示为半径和角速度的乘积，有：将速度表示为半径和角速度的乘积，有：对于一定的泵：对于一定的泵：r2，b2，2一

10、定一定 ；当角速度一定时：；当角速度一定时：TTVBAH讨论：讨论：后弯片：后弯片：ctg2 0 （2 90)， VT，HT径向片：径向片：ctg2 =0 （2 =90) ，HT与与VT无无关关前弯片：前弯片：ctg2 90) ，VT. HT 选用后弯片原因：选用后弯片原因： 静压能比例静压能比例 前弯片流速过大，冲击损失大前弯片流速过大，冲击损失大3. 3. 实际特性曲线实际特性曲线 容积损失：回漏，平衡孔容积损失：回漏，平衡孔 0.850.95 压头损失：磨擦，边界层压头损失：磨擦，边界层 0.8 0.9 叶片间环流并非无限多叶片间环流并非无限多u， c比实际小比实际小 磨擦损失磨擦损失

11、Friction 与与u2成正比。成正比。 冲击损失冲击损失 2：设计值：设计值 机械损失：机械损失：Ne/N= 有效功率有效功率 / 轴功率轴功率 轴功率：轴功率： N=QHg/或或N=QH/102(kw) 离心泵的特性曲线必须标明转速）离心泵的特性曲线必须标明转速） Q H Q H Q N Q N 开启时关出口阀开启时关出口阀Q Q 有最大值有最大值 4. 4. 离心泵特性的影响因素离心泵特性的影响因素 1) 密度：密度：Q=2r2b2sin2 与与无关无关 H=u2c2cos2/g 与与无关无关 、离心力、离心力、p，除以，除以g，压头不变，压头不变液柱液柱2) 粘度：粘度：，流体阻力，

12、流体阻力，HQ下降急剧下降急剧 最高效率点处：最高效率点处：Q，H，NnnuucccbrcbrVVsin2sin2222222222222222222222222coscosnnuucucuHHTT33nnHVHVNN（不变）不变）3) 叶轮转速： 条件：转速变化不大 速度类似， 不变速度变化小于20） 4) 叶轮外径：叶轮外径： 类似，类似， 相同，相同， 出口截面不变：出口截面不变： 222222222222222222sin2sin2DDrrnrnruucccbrcbrVV2222brbr22222222222222coscosDDuucucuHHTT若若不变，不变， 33DDHVHVNN 若直径与其他尺寸相应变化若直径与其他尺寸相应变化, ,有有: : 出口截面变化出口截面变化. .222Dbr322DDVV2222DDHHTT55DDNN本 节 小 结 /HgQN 1 1 离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数 Q Q、H H、N N、 NeNe、n n 2 2 管路特性管路特性3 3 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 实验测定实验测定H HQ Q、N NQ Q 、 Q Q Q,H Q,H ；Q,NQ,N； Q,maxQ,max；2VKAHgpZA 开启前，吸入管路注液，关闭出口阀；开启前，吸入管路注液，关闭出口阀； 停止前，关闭出口阀。停