化工原理输送1

1、2.1 概述概述第第 2 章章 流体输送设备流体输送设备 流体从 低处 高处； 低压处 高压处； 所在地 较远处； 需要对流体做功，增加流体的机械能。流体输送设备（通用机械）：流体输送设备（通用机械）：液体输送设备 泵泵； 气体输送设备 通风机、鼓风机、压缩机或真空泵；通风机、鼓风机、压缩机或真空泵；作用作用：向系统输入能量，补充所需机械能； 用于流体的输送或加压。根据泵的工作原理和结构分类 离心泵 漩涡泵 混流泵 轴流泵 往复泵 转子泵 齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑片泵 喷射泵、空气升液泵、电磁泵单吸泵、双吸泵单级泵、多级泵蜗壳式泵、分段式泵立式泵、卧式泵屏蔽泵、磁力驱动泵高速泵单级泵、多级泵

2、离心漩涡泵电动泵蒸汽泵柱塞泵 隔膜泵计量泵叶片式泵 容积式泵 其他类型泵泵蜗壳蜗壳（外壳）；叶轮叶轮：敞式、半蔽式、蔽式； 单吸式、双吸式。 附属装置附属装置：底阀、滤网、调节阀、平衡孔(平衡管)、排气孔、轴封、放液孔。 2.2 离心泵离心泵2.2.1 离心泵的基本结构，工作原理及性能参数离心泵的基本结构，工作原理及性能参数 (1) (1) 离心泵的结构离心泵的结构 主要结构主要结构： 离心泵外形： (2) 工作原理工作原理 (a) 排出阶段排出阶段 叶轮旋转(产生离心力，使液体获得能量）流体流入涡壳(动能静压能) 流向输出管路。 (b) 吸入阶段吸入阶段 液体自叶轮中心甩向外缘 叶轮中心形成

3、低压区 贮槽液面与泵入口形成压差液体吸入泵内。气缚现象：气缚现象：泵内未充满液体，气体密度低，产生离心力小，在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。 离心泵结构示意图(c) 主要部件作用主要部件作用 泵壳泵壳：动能静压能，提高液体压力，能量转换装置。 叶轮叶轮：把原动机(电机)的机械能，传递给液体，提高液体的 动能和静压能。 叶轮形式：叶轮形式：叶轮由612片叶片组成。 按叶片两侧有无盖板: 敞式、半蔽式、蔽式。敞式、半蔽式、蔽式。叶轮的类型(a)后盖板平衡孔单吸式双吸式按吸液方式：单吸式、双吸

4、式。单吸式、双吸式。蔽式叶轮：蔽式叶轮：适用于输送清洁液体敞式和半蔽式叶轮：敞式和半蔽式叶轮：流道不易堵塞，适用于输送含有固体颗粒的液体悬浮液，效率低。单吸式：单吸式：结构简单，液体从叶轮一侧被吸入。双吸式：双吸式：吸液能力大，基本上消除轴向推力。单吸式与双吸式叶轮(3) 离心泵的性能参数离心泵的性能参数gHqqWPVsee%100ePP%100PgHqV/hm/s,m33kW,W小型泵效率，5070%；大型泵效率，90%左右。gWHe液柱m 功率：功率： 有效功率Pe：轴功率P： 效率效率：ePP 压头压头(扬程)H： 流量流量 （输送液体的能力）qV ： 2.2.2 离心泵的基本方程离心泵

5、的基本方程(1) 液体在叶轮中的运动及其简化假设液体在叶轮中的运动及其简化假设 简化假设简化假设 （a）叶片数目无限多，且无限薄，严格将流体限定在叶轮流道内； （b）流体为理想流体，无能量损失； 液体质点的运动液体质点的运动 圆周运动液体随叶轮一起旋转，圆周速度为u； 切向运动相对于叶轮的运动，相对速度w； 合成运动流体相对于壳体的运动，绝对速度c。ucwwccrcuu液体质点在叶轮内的运动情况uwccos2222cuucw各速度之间相互关系： cr与cu的关系：urcuctgcosuccc的圆周分量：ctgcuccrucos 几何参数几何参数 叶片安装角相对速度w与圆周速度u反向延长线间的夹

6、角。 夹角绝对速度c和圆周速度u间的夹角。 sinrccc的径向分量： 离心泵理想压头方程的推导c2w2u2cu2cr222w1c1u1L2R2R1L1（2）离心泵基本方程的推导）离心泵基本方程的推导gCCgPPH2212212列叶轮进、出口截面机械能衡算式，则有：部分为静压头增量，包括两gPP12gpgcHgpgc22212122（a） 离心力产生的压头离心力产生的压头HcmRFdd2cRRbmd2d2cd2dRRRbF离心力：而所以RbFp2ddcRRpdd2此离心力产生的压头变化为：代入dFc，整理得：离心力作功 dd2121221RRppRRppp 2212212cguugppH)(2

7、21222RR Ru 2)(212212uupp因此，离心力所产生的压头为： 222212222212122gccgwwguuH111212121cos2ucucw又gucucgucucH1112221u2ucoscos12离心泵设计中，一般使1=90o，则cos1=0，故有：gucgucH2222ucos2wccrcuu222222222cos2ucucw（b） 流道扩大引起的压头增高流道扩大引起的压头增高Hp 22221pgwwH 离心泵基本方程离心泵基本方程)ctg(1T,222222VqbDuugHT,VBqkH基本方程式：)(泵结构，流量fH（3）离心泵基本方程的讨论）离心泵基本方程

8、的讨论 离心泵理论流量离心泵理论流量qV,T对理论压头对理论压头H的影响的影响2r22T,cbDqV222222ctg;bgDuBguk令：22T,r2bDqcV222T,2uctg2bDqucV一定转速下 泵理论压头与叶片弯曲方向的关系泵理论压头与叶片弯曲方向的关系 叶片形式叶片形式：径向，前弯，后弯 902无关与T,VqH902增加随T,VqH902降低随T,VqH22u2c2w22u2c2w222u2c2w22(a)(b)(c) 叶片弯曲方向及其速度三角形径向叶片径向叶片：后弯叶片：后弯叶片：前弯叶片：前弯叶片： 2.2.3 离心泵的效率和实际压头离心泵的效率和实际压头 实际压头 NPSHr泵不发生汽蚀。 工程上，加一个安全裕量安全裕量S 。SNPSHNPSHra(c) 汽蚀曲线汽蚀曲线离心泵汽蚀曲线NPSHaNPSHrNPSHa qVNPSHr qVNPSHa = NPSHrNPSHaNPSHr汽蚀区无汽蚀区 (e) 其它汽蚀参数其它汽蚀参数 * 吸上真空度吸上真空度 Hs 换算： * 汽蚀比转数汽蚀比转数 * 吸入比转数吸入比转数(3) 离心泵的安装高度离心泵的安装高度 安装高度安装高度：泵入口与吸入液面间的垂直距离。 最大安装高度最大安装高度 zmax 在0-0，K-K 截面间列机械能衡算方程：离心泵的汽蚀110zsrHNPSH