第二章流体机械ppt课件

1、概述概述保送机械的作用：保送机械的作用： 对流体做功，使流体对流体做功，使流体E, 结果结果流体的动能流体的动能， 或位能或位能，静压能，静压能，抑制沿程阻力，或兼而有之，抑制沿程阻力，或兼而有之 第二章第二章 流体保送机械流体保送机械流体保送机械分类流体保送机械分类 介质：介质：液体液体泵泵气体气体风机、紧缩机风机、紧缩机任务原理：任务原理： 离心式离心式 正位移式：往复式、旋转式正位移式：往复式、旋转式 其他如放射式其他如放射式第二章第二章 流体保送机械流体保送机械n离心泵重点离心泵重点n其他化工用泵其他化工用泵n气体保送机械气体保送机械n离心式通风机重点离心式通风机重点n鼓风机和紧缩机鼓

2、风机和紧缩机n真空泵真空泵第一节第一节 离心泵离心泵1 1 离心泵的主要部件离心泵的主要部件2 2 离心泵的任务原理离心泵的任务原理3 3 离心泵的性能参数与特性曲线离心泵的性能参数与特性曲线4 4 离心泵的任务点和流量调理离心泵的任务点和流量调理5 5 离心泵的安装高度离心泵的安装高度6 6 离心泵的类型、选用、安装与操作离心泵的类型、选用、安装与操作离心泵的外观离心泵的外观1. 叶轮叶轮叶片叶片+盖板盖板4-8个叶片前弯、后弯，径向个叶片前弯、后弯，径向 液体通道。液体通道。前盖板、后盖板，无盖板前盖板、后盖板，无盖板闭式叶轮闭式叶轮半开式半开式开式开式 液体入口液体入口中心；出口中心；出

3、口切切线线2. 泵壳泵壳泵体的外壳，包围叶轮泵体的外壳，包围叶轮截面积逐渐扩展的蜗牛壳形通道截面积逐渐扩展的蜗牛壳形通道 3. 泵轴泵轴垂直叶轮面，垂直叶轮面，叶轮叶轮中心中心 一、离心泵主要部件一、离心泵主要部件离心泵安装简图离心泵安装简图二、离心泵的任务原理二、离心泵的任务原理 1. 原动机原动机轴轴叶轮，旋转叶轮，旋转离心力离心力叶片间液体叶片间液体中心中心外围外围液体被做功液体被做功 动能动能 高速分开叶轮高速分开叶轮2. 排出管：液体的聚集与能量的转换动排出管：液体的聚集与能量的转换动静静 3 吸上原理与气缚景象吸上原理与气缚景象叶轮中心低压的构成叶轮中心低压的构成 p泵内有气，泵内

4、有气， 那么那么泵入口压力泵入口压力液体不能吸上液体不能吸上气缚气缚启动前灌泵启动前灌泵液体高速分开液体高速分开三、离心泵的性能参数与特性曲线三、离心泵的性能参数与特性曲线1流量：流量： 单位时间内泵所保送的流体体积。单位时间内泵所保送的流体体积。M3/s2扬程：扬程： 指单位分量的流体流经泵所获得的能量。指单位分量的流体流经泵所获得的能量。J/N=m1、离心泵的性能参数、离心泵的性能参数fmvHgugphHgugp22022021fvmHguugpphH221220pvpm取截面取截面1 1、2 2列伯努力方程：列伯努力方程：化简得：化简得：gpphHvm03 3、功率、功率输入功率：电机传

5、给泵轴的功率输入功率：电机传给泵轴的功率P P。轴功率。轴功率输出功率：单位时间内液体从泵中叶轮获得的输出功率：单位时间内液体从泵中叶轮获得的 有效能量。有效功率有效能量。有效功率功率损失：水力损失、容积损失、机械损失。功率损失：水力损失、容积损失、机械损失。4 4、效率：有效功率与轴功率之比。、效率：有效功率与轴功率之比。 普通为普通为0.60.650.60.65、大型泵、大型泵0.90.9HqgPvePPe四、离心泵的特性曲线四、离心泵的特性曲线HQNQ Q厂家实验测定厂家实验测定产品阐明书产品阐明书 2020 C C清水清水1 1、特性曲线：离心泵的扬程、功率、效率与流量、特性曲线：离心

6、泵的扬程、功率、效率与流量之间的关系曲线。之间的关系曲线。 H-qvH-qv曲线：曲线：qvqv上升、上升、H H下降下降 P-qvP-qv曲线：曲线：qvqv上升、上升、P P上升上升 -qv-qv曲线：开场曲线：开场qvqv上升、上升、上升，至最高上升，至最高点；点；qvqv上升、上升、下降。下降。四、离心泵的特性曲线四、离心泵的特性曲线P2 2、离心泵特性的影响要素、离心泵特性的影响要素 1 1转速转速比例定律：比例定律：1212nnqqvv21212nnHH31212nnPP转速的影响：对同型号、同一种液体、效率转速的影响：对同型号、同一种液体、效率不变。不变。比例定律比例定律泵的转速

7、变化泵的转速变化20%hr 不汽蚀不汽蚀ha=hr 开场发生汽蚀开场发生汽蚀hahr 严重汽蚀严重汽蚀最大允许安装高度计算式最大允许安装高度计算式fv0gHgphgpH例例1 1用离心泵从真空度为用离心泵从真空度为360mmHg360mmHg的容的容器中保送液体，所用泵的必需汽蚀余量器中保送液体，所用泵的必需汽蚀余量为为3m3m。该液体在保送温度下的饱和蒸汽。该液体在保送温度下的饱和蒸汽压为压为200mmHg200mmHg，密度为，密度为900kg/m3900kg/m3，吸入管，吸入管路的压头损失为路的压头损失为0.5m0.5m，试确定泵的安装，试确定泵的安装位置。假设将容器改为敞口，该泵又应

8、位置。假设将容器改为敞口，该泵又应如何安装？当地大气压为如何安装？当地大气压为100kPa100kPam63. 05 . 0381. 9900101325760200)10132576036010100(30max吸吸入入frvghhgppHm8 . 45 . 0381. 99001013257602001010030max吸吸入入frvghhgppH解：解：1 1当容器内真空度为当容器内真空度为360mmHg360mmHg时，时，故泵宜安装在液面以下故泵宜安装在液面以下0.630.630.50.51.13m1.13m更低的位置。更低的位置。2 2当容器敞口时，当容器敞口时，故泵宜安装在液面以

9、上低于故泵宜安装在液面以上低于4.84.80.50.54.3m4.3m的位置。的位置。知塔内液面上方的真知塔内液面上方的真空度为空度为500mmHg500mmHg，且液，且液体处于沸腾形状。吸体处于沸腾形状。吸入管路全部压头损失入管路全部压头损失为为0.8m0.8m，釜液的密度，釜液的密度为为890kg/m3890kg/m3，所用泵，所用泵的必需汽蚀余量为的必需汽蚀余量为2.0m2.0m，问此泵能否正，问此泵能否正常操作？常操作？例例2 2如附图所示，用离心泵将某减压精如附图所示，用离心泵将某减压精馏塔塔底的釜液送至贮槽，泵位于贮槽液馏塔塔底的釜液送至贮槽，泵位于贮槽液面以下面以下2m2m处。

10、处。Vpp 0吸吸入入frVghhgppH0maxm8 . 28 . 00 . 2max0 . 2gHHgm实实 解：因塔内液体处于沸腾形状，那么液面上解：因塔内液体处于沸腾形状，那么液面上方的压力即为溶液的饱和蒸汽压，即方的压力即为溶液的饱和蒸汽压，即该泵的最大安装高度：该泵的最大安装高度：阐明此泵安装不当，泵不能正常操作，会发生阐明此泵安装不当，泵不能正常操作，会发生气蚀景象。气蚀景象。 2.2.5 离心泵的类型、选用、安装与操作离心泵的类型、选用、安装与操作1、离心泵的类型、离心泵的类型按保送液体的性质不同按保送液体的性质不同1. 清水泵：保送清水或相近、无腐蚀性、杂质清水泵：保送清水或

11、相近、无腐蚀性、杂质较少的液体。构造简单，造价低。较少的液体。构造简单，造价低。 IS 2. 耐腐蚀泵：保送腐蚀性的液体，用耐腐蚀资耐腐蚀泵：保送腐蚀性的液体，用耐腐蚀资料制成，要求密封可靠。料制成，要求密封可靠。 F3. 油泵：保送石油产品，要求有良好密封性。油泵：保送石油产品，要求有良好密封性。 Y 4. 4. 杂质泵：保送含固体颗粒的液体、稠厚的浆杂质泵：保送含固体颗粒的液体、稠厚的浆液，叶轮番道宽，叶片数少。液，叶轮番道宽，叶片数少。 PP单吸泵；双吸泵单吸泵；双吸泵单级泵；多级泵单级泵；多级泵串联组合；并联组合串联组合；并联组合 2 2、 离心泵的选用离心泵的选用1 1确定管路流量和

12、所需外加压头确定管路流量和所需外加压头 qvqv消费义务，消费义务，H H管路的特性方程管路的特性方程 2 2根据所需根据所需qvqv和和H H确定泵的型号确定泵的型号 查性能表或曲线，要求泵的查性能表或曲线，要求泵的H H和和qvqv与管路所需相顺与管路所需相顺应。应。 假设需假设需qvqv有变，以最大有变，以最大qvqv为准，为准，H H应以最大应以最大qvqv值查找。值查找。 假设泵的假设泵的H H和和qvqv与管路所需不符，在邻型号中找与管路所需不符，在邻型号中找H H和和qvqv都稍大一点的。都稍大一点的。 假设液体性质与清水相差大，那么应对所选泵的特性假设液体性质与清水相差大，那么

13、应对所选泵的特性曲线和参数进展校正，看能否能满足要求。曲线和参数进展校正，看能否能满足要求。 假设几个型号都行，应选在操作条件下假设几个型号都行，应选在操作条件下最高者最高者为保险，所选泵可稍大；但假设太大，能量利用程度低。为保险，所选泵可稍大；但假设太大，能量利用程度低。 3 3、离心泵的安装与操作、离心泵的安装与操作 安装安装安装高度应小于允许安装高度安装高度应小于允许安装高度 尽量减少吸入管路阻力，短、直、粗、管件少；尽量减少吸入管路阻力，短、直、粗、管件少； 调理阀应装于出口管路。调理阀应装于出口管路。 (3)(3)校核泵的特征参数校核泵的特征参数 操作操作 启动前应灌泵，并排气。启动

14、前应灌泵，并排气。 应在出口阀封锁的情况下启动泵应在出口阀封锁的情况下启动泵 停泵前先封锁出口阀，以免损坏叶轮停泵前先封锁出口阀，以免损坏叶轮 经常检查轴封情况经常检查轴封情况 例用内径为例用内径为120mm120mm的钢管将河水送至一蓄水池的钢管将河水送至一蓄水池中，要求保送量为中，要求保送量为6060100m3/h100m3/h。水由池底部进。水由池底部进入，池中水面高出河面入，池中水面高出河面25m25m。管路的总长度为。管路的总长度为80m80m，其中吸入管路为其中吸入管路为24m24m均包括一切部分阻力的当均包括一切部分阻力的当量长度，设摩擦系数为量长度，设摩擦系数为0.0280.0

15、28。，试选用一台。，试选用一台适宜的泵，并计算安装高度。设水温为适宜的泵，并计算安装高度。设水温为2020，大，大气压力为气压力为101.3kPa101.3kPa。gudllZhZHef22sm46. 212. 0785. 03600100785. 022dquvm76.3081. 9246. 212. 080028. 0252Hmhm376.30,100HqvmkWmhm30 . 4,2 .11%,78,32,100rvhPHq解：以大流量解：以大流量qvqv100m3/h100m3/h计。计。在河水与蓄水池面间列柏努力方程，并简化：在河水与蓄水池面间列柏努力方程，并简化： 由由 选泵选泵

16、IS100-80-160IS100-80-160，其性能为：，其性能为：C200kPamkg3335. 22 .998vP吸入吸入frvhhgppHg0maxgudllhef2)(2吸入吸入m73. 181. 9246. 212. 024028. 02m4 . 473. 10 . 481. 92 .99810)335. 23 .101(3maxHgm5 . 0m9 . 3m9 . 3 确定安装高度：确定安装高度： 减去平安余量减去平安余量，实为，实为即泵可安装在河水面上不超越即泵可安装在河水面上不超越的地方。的地方。以下。以下。第二节第二节 其他类型泵其他类型泵2.2.1 往复泵往复泵2.2.

17、2 齿轮泵齿轮泵2.2.3 旋涡泵旋涡泵一、往复泵一、往复泵1 1、 构造和任务原理构造和任务原理主要部件：主要部件： 泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀 任务原理：任务原理：单动泵单动泵双动泵双动泵三联泵三联泵阐明：阐明： 活塞往复运动，直接以静压能方式供能。活塞往复运动，直接以静压能方式供能。 单动泵，供液不延续；双动泵，延续。单动泵，供液不延续；双动泵，延续。为耐高压，活塞和连杆用柱塞替代。为耐高压，活塞和连杆用柱塞替代。 2 2、往复泵的流量和压头、往复泵的流量和压头 1 1 实际平均流量实际平均流量单动单动AsnqV理双动双动snaAqV 2理 2

18、2实践平均流量实践平均流量= =容积效率容积效率实际平均流量实际平均流量理VVVqq与压头无关与压头无关 3 3往复泵的压头往复泵的压头 挤压供液，挤压供液，H H恣意高。恣意高。其上限取决于资料强度、密封、电机负载其上限取决于资料强度、密封、电机负载实践取决于管路特性实践取决于管路特性3 3、 往复泵的流量调理往复泵的流量调理 用旁路阀调理流量用旁路阀调理流量 改动曲柄转速改动曲柄转速改动活塞杆的行程改动活塞杆的行程二、齿轮泵1 1、 剖面图剖面图二、任务原理二、任务原理旋转泵的一种旋转泵的一种三、流量调理三、流量调理四、运用场所四、运用场所转速或旁路转速或旁路高压头、小流量。粘稠以致膏状物

19、。高压头、小流量。粘稠以致膏状物。不适于保送固体悬浮液不适于保送固体悬浮液2.2.3 旋涡泵旋涡泵 一、任务原理一、任务原理特殊类型的离心泵特殊类型的离心泵叶轮开有凹槽的圆盘叶轮开有凹槽的圆盘引水道引水道叶轮旋转，凹槽内液体被做功。在引水道和凹槽间叶轮旋转，凹槽内液体被做功。在引水道和凹槽间往返多次，被多次做功。往返多次，被多次做功。二、流量调理二、流量调理三、运用场所三、运用场所qvqv，HH高压头，较小流量高压头，较小流量不适于保送固体悬浮液、高粘度流体不适于保送固体悬浮液、高粘度流体旁路调理法旁路调理法概述概述 1 1、气体保送机械在工业消费中的运用、气体保送机械在工业消费中的运用 气体

20、保送气体保送 压力不高，但量大，动力耗费大压力不高，但量大，动力耗费大产生高压气体：产生高压气体： 终到设备压力高终到设备压力高消费真空：消费真空： 上游设备负压操作上游设备负压操作2 2、气体保送机械的普通特点、气体保送机械的普通特点 动力耗费大动力耗费大 第三节第三节 气体保送机械气体保送机械设备体积庞大设备体积庞大 特殊性特殊性气体的可紧缩性气体的可紧缩性 3 3、气体保送机械的分类、气体保送机械的分类 任务原理任务原理离心式、旋转式、往复式、放射式等离心式、旋转式、往复式、放射式等出口压力终压和紧缩比出口压力终压和紧缩比 通风机：终压通风机：终压15kPa15kPa，紧缩比，紧缩比1

21、1至至1.151.15鼓风机：终压鼓风机：终压15300kPa15300kPa，紧缩比小于，紧缩比小于4 4。紧缩机：终压紧缩机：终压300kPa300kPa以上，紧缩比大于以上，紧缩比大于4 4。真空泵：呵斥负压，终压真空泵：呵斥负压，终压p0p0，紧缩比由真空度决议。，紧缩比由真空度决议。 一、离心式通风机一、离心式通风机1 1、离心式通风机的构造特点、离心式通风机的构造特点 叶轮直径较大叶轮直径较大 顺应大风量顺应大风量叶片数较多叶片数较多 叶片有平直、前弯、后弯叶片有平直、前弯、后弯不求高效率时不求高效率时前弯前弯机壳内逐渐扩展的通道及出口截面常为矩形机壳内逐渐扩展的通道及出口截面常为

22、矩形 2、性能参数和特性曲线、性能参数和特性曲线 1. 风量：按入口形状计的单位时间内的排气体积。风量：按入口形状计的单位时间内的排气体积。m3/s，m3/h 操作条件与规范形状的风量关系：操作条件与规范形状的风量关系：00vvqq 2 2. .全风压：单位体积气体经过风机时获得的能量。全风压：单位体积气体经过风机时获得的能量。J/m3J/m3，PaPa风机进、出口之间写伯努力方程风机进、出口之间写伯努力方程f212212122)()()(huuppzzgptgzz)(12忽略忽略忽略能量损失忽略能量损失kst212212t22)(ppuuppp全风压全风压阐明阐明 出口速度很高，进口速度较小

23、，通风机动风压出口速度很高，进口速度较小，通风机动风压PdPd为为出口动风压出口动风压Pd2Pd2。 气体获能气体获能 = = 进出口静压差进出口静压差( (静风压静风压Ps)+Ps)+动能差动能差( (动风动风压压Pd)Pd)()(d2d1s2s1tpppppdsttpppd1s2s1stpppp)(d2dpp 3 3 轴功率和有效功率轴功率和有效功率PPpqPPVet轴功率轴功率tpqPVe有效功率有效功率 4 4 效率效率 qvPqvqvptqvpstqvp 4. 4. 特性曲线特性曲线 1atm1atm、2020用空气测定用空气测定 ptqv，pstqv，Pqv， qv例例3 3现从一气柜向某设备保送密度为现从一气柜向某设备保送密度为1.36kg/m31.36kg/m3的气体，气柜内的压力为的气体，气柜内的压力为650Pa650Pa表压，设备内的压力为表压，设备内的压力为102.1kPa102.1kPa