流体输送技术

1、液体输送机械液体输送机械气体输送气体输送机械机械（通称为泵）（通称为泵）（如风机、压缩机、真空泵等）（如风机、压缩机、真空泵等）离心式离心式往复式往复式旋转式旋转式流体作用式流体作用式l-l-泵体；泵体；2-2-叶轮；叶轮；3-3-密封环；密封环；4-4-轴套；轴套；5-5-泵盖；泵盖；6-6-泵轴；泵轴；7-7-托架；托架；8-8-联轴器；联轴器；9-9-轴承；轴承；10-10-轴封装置；轴封装置； 11-11-吸入口；吸入口；12-12-蜗形泵壳；蜗形泵壳；13-13-叶片；叶片；14-14-吸入管；吸入管；15-15-底阀；底阀；16-16-滤网；滤网；17-17-调节阀；调节阀；18-

2、18-排出管排出管4一 主要部件和工作原理（1）叶轮 叶片（+盖板）54-8个叶片（前弯、后弯，径向） 液体通道。前盖板、后盖板，无盖板闭式叶轮半开式开式 液体入口中心（2）泵壳：泵体的外壳，包围叶轮截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道出口切线（3）泵轴：垂直叶轮面，叶轮中心。 6离心泵装置简图为使泵内液体能量转换效率增高，叶轮外周安装导轮。 作用：作用：将叶轮封闭在一定的空间内，以便由叶轮的作用吸入和压出液体外形：外形：多为蜗壳形，故又称蜗壳蜗壳形流道截面积逐渐扩大，从叶轮四周甩出的高速液体逐渐减速，部分动能有效转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。作用：作用：防止泵

3、壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内类型：类型：填料密封、机械密封浸油、涂有石墨的石棉绳依靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面的相对运动 启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也随着转动。在高速转动，叶片间的液体也随着转动。在离心力离心力的作用下，液体的作用下，液体从叶轮中心被从叶轮中心被抛向外缘并获得能量抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压

4、能动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真真空空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。吸入和排出。 泵泵启动启动时，若泵壳与吸入管路内时，若泵壳与吸入管路内没有充满没有充满液体，则泵液体，则泵壳内存有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产

5、生壳内存有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力很小，叶轮中心就不能输送液体，此种现象称为的离心力很小，叶轮中心就不能输送液体，此种现象称为气缚。气缚。流量：流量：指离心泵在单位时间内排入到管路系统内的液体体积，以Q表示，单位为L.s-1或m3.h-1。 扬程：扬程：指泵给予单位重量液体的有效能量，以H表示，单位为m。效率：效率：反映泵对外加能量的利用程度，以表示，无量纲。轴功率：轴功率：指泵轴所需的功率，以P表示，单位为W或kW。每秒钟泵对输出液体所作的功，称为泵的有效功率，以Pe表示。IS100-80-125 2900r/min Q/m3/h Pe/W H/m H-Q -Q N

6、-Q 选用原则：选用原则： 确定离心泵的确定离心泵的类型类型 确定输送系统的确定输送系统的流量流量和和扬程扬程 确定离心泵的确定离心泵的型号型号 校核校核轴功率轴功率 列出泵在列出泵在设计点设计点处的性能，供使用时参考处的性能，供使用时参考p叶轮pv，使液体汽化汽蚀现象：汽蚀现象： 泵内液体汽化，汽泡形成和破裂的过程中使叶轮材料受到损坏的现象产生原因：产生原因：危害：危害：（1）叶轮遭到剥蚀 ；（2）产生噪音和振动；（3）流量不稳定，显著下降，严重时不能送液。工程上规定，当泵的扬程下降工程上规定，当泵的扬程下降3 3时，认为进入了气蚀状态。时，认为进入了气蚀状态。工程上从根本上避免气蚀现象的方

7、法是工程上从根本上避免气蚀现象的方法是限制泵的安装高度限制泵的安装高度避免离心泵气蚀现象发生的最大安装高度，即泵的避免离心泵气蚀现象发生的最大安装高度，即泵的吸入口吸入口与与吸入吸入 贮槽液面贮槽液面间可允许达到的间可允许达到的最大垂直距离最大垂直距离，称为离心泵的允许安装，称为离心泵的允许安装 高度高度, ,也叫允许吸上高度，由也叫允许吸上高度，由 表示。表示。gH0101 离心泵的允许安装高度Hg假定泵在可允许的最高位置上操作，以液面为基准面，则由下列贮槽液面0-0与泵的吸入口1-1两截面间的伯努利方程式，可得2011,0 12gfppuHHgg 允许安装高度，m； 吸入液面压力，Pa；

8、吸入口允许的最低压力，Pa； 吸入口处的流速，m/s； 被输送液体的密度，kg/m3； 流体流经吸入管的阻力，m。gH0p1p1u10,fh2112Sppuhggg 允许汽蚀余量：允许汽蚀余量：一般由实验测定，由泵性能中查取。一般由实验测定，由泵性能中查取。0,0 1SgfppHhHgg 泵吸入口处动压头与静压头之和比被输送液体的饱和蒸汽压头高出的最小数值，用 表示。h 当允许安装高度为负值时，离心泵的吸入口低于贮槽液面。当允许安装高度为负值时，离心泵的吸入口低于贮槽液面。 为安全起见，泵的实际安装高度通常能比允许安装高度低为安全起见，泵的实际安装高度通常能比允许安装高度低 0.5m0.5m1

9、m1m。 C080530.4736 10,971.8skgPPam0sgfPPHhHg吸入3598 100.4736 102.04971.8 9.81m69. 0例例1 1 用型号为用型号为IS65-50-125IS65-50-125的离心泵将敞口贮槽中的离心泵将敞口贮槽中8080的水的水送出，吸入管路的压头损失为送出，吸入管路的压头损失为4m4m，当地大气压为，当地大气压为98kPa98kPa。试确。试确定此泵的安装高度。定此泵的安装高度。 解：查附录：解：查附录：水， IS65-50-125泵气蚀余量 =2.0m泵允许安装高度： = =m5 . 0mHg2 . 15 . 069. 0m2

10、. 1 为安全起见，再降低即 即泵需要安装在水槽液面以下 或更低。例2 用油泵从贮槽向反应器输送用油泵从贮槽向反应器输送4444的异丁烷，贮槽中异丁的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为烷液面恒定，其上方绝对压力为652kPa652kPa。泵位于贮槽液面以。泵位于贮槽液面以下下1.5m1.5m处，吸入管路全部压头损失为处，吸入管路全部压头损失为1.6m1.6m。4444时异丁烷的时异丁烷的密度为密度为530kg/m530kg/m3 3，饱和蒸汽压为，饱和蒸汽压为638 kPa638 kPa。所选用泵的允许汽。所选用泵的允许汽蚀余量为蚀余量为3.5m3.5m，问此泵能否正常操作？，问此

11、泵能否正常操作？解：泵允许的安装高度：0sfPPHghHg 吸入6 . 15 . 381. 9530106386523）（m4 . 2yHgHg允实此泵安装不当，会发生气蚀现象。 2vABqHe 对于给定的管路，其输送任务（流量）与完成任务所需要的压头之间也存在一定的关系，这种关系称为管路特性，表示在压头压头与流流量量的关系图上，称为管路的特性曲线。管路特性方程管路特性方程: :QAHeBqv2qvHe 管路的铺设情况管路的铺设情况 操作条件操作条件与泵的特性无关！与泵的特性无关！ 指定指定泵安装在泵安装在特定特定管路中，只能有管路中，只能有一个一个稳定稳定的工作点。的工作点。 将泵的Hqv曲

12、线与管路的Heqv曲线绘在同一坐标系中，两曲线的交点称为泵的工作点当泵安装在指定管路时，流量与压头之间的关系既要满足泵的特性，也要满足管路的特性 QeHeQHHM=H=HeMQMHMQM=Q=Qe调节泵的工作点调节泵的工作点调节管路特性曲线和泵的特性曲线调节管路特性曲线和泵的特性曲线改变阀门的开度改变阀门的开度 输送和压缩气体的设备统称为输送和压缩气体的设备统称为气体压送机械气体压送机械 气体压送机械也分离心式、旋转式、往复式等类型气体压送机械也分离心式、旋转式、往复式等类型名称压力二级分类 用途压缩比通风机 0.115MPa以下 轴流风机离心风机通风、干燥1-1.15鼓风机 0.115-0.

13、4MPa 罗茨鼓风机；离心鼓风机原料气的压缩，液体物料的压送，固体物料的气流输送小于4压缩机 0.4MPa以上离心式螺杆式往复式工艺气体、气动仪表用风、压料过滤、吹扫管道大于4真空泵 减压极限接近0 工业上常用的通风机主要有工业上常用的通风机主要有离心离心通风机和通风机和轴流轴流通风机两种型通风机两种型式。轴流式通风机所产生的风压很小，一般只作通风换气之用。式。轴流式通风机所产生的风压很小，一般只作通风换气之用。用于气体输送的，多为离心通风机。用于气体输送的，多为离心通风机。 离心式通风机的工作原理和基本结构与离心泵相似，离心式通风机的工作原理和基本结构与离心泵相似，但机壳断面有方形和圆形两种

14、，一般低、中压通风机多为但机壳断面有方形和圆形两种，一般低、中压通风机多为方形，高压的多为圆形，叶轮上叶片数目方形，高压的多为圆形，叶轮上叶片数目较多且长度较短。较多且长度较短。风量风量: :风压：风压：轴功率与全压效率：轴功率与全压效率：按进口处的气体状态计的单位时间内从风机出口排出的气体体积，以Q表示，单位为 。hm /3单位体积的气体流过风机时所获得的能量，以 表示，单位为 。TH3/mJ1000tpQN轴功率以P表示，单位kw，全压效率以 表示，无量纲。两者之间关系为与离心式通风机、鼓风机相似，但由于单级压缩机不可能产生很高与离心式通风机、鼓风机相似，但由于单级压缩机不可能产生很高的风

15、压，故离心压缩机都是的风压，故离心压缩机都是多级多级的，的，叶轮的级数多叶轮的级数多，通常，通常1010级以上。级以上。叶轮转速高叶轮转速高，一般在，一般在5000r/min5000r/min以上。因此可以产生很高的出口压以上。因此可以产生很高的出口压强。由于气体的体积变化较大，温度升高也较显著，故离心压缩机强。由于气体的体积变化较大，温度升高也较显著，故离心压缩机常常分成几段分成几段，每段包括若干级，每段包括若干级，叶轮直径逐段缩小叶轮直径逐段缩小，叶轮，叶轮宽度也逐宽度也逐级有所缩小级有所缩小。段与段间设有。段与段间设有中间冷却器中间冷却器将气体冷却，避免气体终温将气体冷却，避免气体终温过

16、高。过高。工作原理：工作原理：实际流量小于性能曲线所表明的最小流量时，离心压缩机出现的一种不稳定工作状态。喘振现象：喘振现象：表现：表现：压缩机和排气管系统产生一种低频率高振幅的压强脉动，使叶轮的应力增加，噪声加重，整个机器强烈振动，无法工作。 由于压缩机的出口压强突然下降，不能送气，出口管内压强由于压缩机的出口压强突然下降，不能送气，出口管内压强较高的气体就会倒流入压缩机。发生气体倒流后，使压缩机内的较高的气体就会倒流入压缩机。发生气体倒流后，使压缩机内的气量增大，至气量超过最小流量时，压缩机又按性能曲线所示的气量增大，至气量超过最小流量时，压缩机又按性能曲线所示的规律正常工作，重新把倒流进来的气体压送出去。压缩机恢复送规律正常工作，重新把倒流进来的气体压送出去。压缩机恢复送气后，机内气量减少，至气量小于最小流量时，压强又突然下降，气后，机内气量减少，至气量小于最小流量时，压强又突然下降，压