A1-2 流体输送机械(1)

1、流体输送化工原理 A(1)Principles of Chemical Engineering A(1)A(1)-2 流体输送机械流体输送A(1)-0 绪论A(1)-1 流体流动*A(1)-2 流体输送机械A(1)-3 多相分离和固体流态化A(1)-4 传热*A(1)-5 蒸发化工原理 A(1)流体输送泵房流体输送压缩机车间流体输送 通过本章学习，掌握化工中常用流体输送机械的基本结构、工作原理和操作特性，能够根据生产工艺要求和流体特性，合理地选择和正确操作流体输送机械，并使之在高效下安全可靠运行。学习目的与要求流体输送2-1 离心泵的工作原理及性能参数2-2 离心泵在管路中的运行2-3 其它流

2、体输送机械流体输送一、离心泵的基本结构和工作原理（一）离心泵的基本结构（二）离心泵工作原理（三）离心泵的主要部件二、 离心泵的基本方程式能量方程式（一）建立数学模型（二）离心泵实际压头、流量关系曲线的实验测定三、离心泵的性能参数与特性曲线（一）离心泵的性能参数（二）离心泵的特性曲线（三）影响离心泵性能的因素分析和性能换算流体输送 离心泵是化工生产中应用最广的液体输送机械，本节重点掌握离心泵的工作原理、重要性能参数及影响泵性能的主要因素。 关键：动能有效转化为静压能 离心泵流体输送（一）离心泵的基本结构 流体输送（二）离心泵工作原理离心泵工作原理.swf 否则，因空气密度小，叶轮旋转时后产生的离

3、心力小，叶轮中心区不足以形成吸入贮槽内液体的低压，不能输送液体。注意：注意： 离心泵启动前需向泵壳内灌满被输送的液体。 可见，离心泵无自吸能力，此现象称为气缚。流体输送（三）离心泵的主要部件1离心泵的叶轮 叶轮是离心泵的核心部件，对泵内液体作功，使其获得能量。 叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式三种： 叶轮类型.swf流体输送叶轮按吸液方式可分为单吸式与双吸式两种：流体输送 叶轮上的叶片，根据其几何形状，可分为后弯、径向和前弯三种： 后弯叶片有利于液体的动能转换为静压能，故而被广泛采用。 流体输送2离心泵的泵壳与导轮 有导轮的离心泵.exe蜗形泵壳汇集叶轮流出的液体，并将部分动能转换成静

4、压能。导轮减少液体对泵壳的冲击，也将部分动能转换成静压能。流体输送3轴封装置 流体输送二、 离心泵的基本方程式能量方程式 离心泵的压头 （主要是液体获得的静压能）与哪些因素有关？如何提高静压能？ 由于液体在叶轮中的运动情况十分复杂，很难提出一个定量表达上述各因素之间关系的方程。工程上采用数学模型法来研究此类问题。 离心泵的基本方程式是从理论上描述在理想情况下离心泵可能达到的最大压头与泵的结构、尺寸、转速及液体流量诸因素之间关系的表达式。()THf泵结构尺寸，转速，流量()eHWg流体输送(1) 理想叶轮：叶轮的叶片无限薄、叶片数无限多。(3) 定态流动：泵内液体流动与时间无关。(2) 理想液体

5、：被输送的液体没有粘性。（一）建立数学模型1三点简化假设 因此，按上面假想模型推导出来的压头必为在指定转速下可能达到的最大压头理论压头。 在理想叶轮内，流体完全沿着叶片表面流动，流体无旋涡、无冲击损失。理想液体在叶轮内流动不存在流动阻力。 流体输送2流体通过叶轮的流动速度三角形 以地面为参照系考察流体在泵内的流动 。 u1: 随叶轮旋转的圆周速度，方向为圆周的切线方向，其大小随叶轮半径的增大而增大 ； w1:在叶片间运动的相对速度(相对于旋转的叶片) ，方向是叶片的切线方向，其大小从里向外由于流道变大而降低 。 流体进入叶轮后相对于地面的实际流速c1 (此处称为绝对流速)。上述三个速度w1、u

6、1、c1所组成的矢量图称为速度三角形。 叶轮出口处同样有绝对速度c2，圆周速度u2及相对速度w2，也构成速度三角形。 叶轮入口处：c1可以分解为u1、w1。流体输送 及的大小由叶片的形状决定。 用表示绝对速度c与圆周速度u两矢量之间的夹角; 用表示相对速度w与圆周速度u反方向延线的夹角，称之为流动角。2221111 112coswcucu应用余弦定理于速度三角形得：速度三角形用于分析泵的性能、确定叶轮进出口几何参数。 2222222222coswcuc u2流体通过叶轮的流动速度三角形 流体输送3数学描述-离心泵基本方程式的推导 离心泵基本方程式表示离心泵工作时的能量转换关系，可由离心力作功推

7、导。 前面已知，单位重量(1N)流体为衡算基准的柏努利方程为221122122 2fehWupupzzmgggggg 下面从此式出发，分析1N的理想流体从叶片入口截面1-1到叶片出口截面2-2间所获得的机械能 。流体输送 3) 因为叶轮每转一周，截面1-1和2-2的位置互换一次，所以按时均计，位能差为零, 即（z2 - z1）=0 ；2221222112212211(2)22feehWpWupupzzgpuuggggzzgggg2221214),2eTpcWppccHHHggg令则得到：1) 此处流体在截面1-1和2-2的绝对流速分别用c1和c2表示;TpcHHH HT-离心泵的理论压头，m；

8、Hp-1N理想流体经叶轮后静压头的增量，m；Hc-1N理想流体经叶轮后动压头的增量，m。 2) 因为是理想液体，流动时无阻力损失，阻力项hf/g=0；流体输送21pppHg其中静压头的增量由离心力作功和相对速度转化而来：22212uug离心力作功获得的静压头22122wwg相对速度转化获得的静压头2222211222puuwwHgg222222211221222TuuwwccHggg于是：此式即为离心泵基本方程式的一种表达式 （称为离心泵的工作原理表达式）流体输送4离心泵理论压头影响因素分析 为了便于分析离心泵理论压头的影响因素，需将上式代入并整理，得：222222211221222Tuuww

9、ccHggg2221111 11222222222w2cos2coscucuwcuc u为此将2221 11coscosTu cu cHg 为了提高理论压头，在离心泵设计中，应使u1c1cos1项最小，即取1=90, cos1= 0，这时则有： 222cosTu cHg该式中的2和c2仍然不便分析，还需进一步变化以消去。作些变化。流体输送 因为该式表示理论压头与各种易于确定的因素之间的关系，故称为分析理论压头影响因素的表达式。 因为流量易于测量，所以设法将离心泵的理论流量QT引入。222TrQcD b 若叶轮出口处的液体径向速度为cr2 ,叶轮外径为D2,叶轮外缘宽度为b2，则有：22222c

10、osrcuc ctg又由速度三角形及cu2，可得： 222222TTuu ctgHQgg D b得：222cosTu cHg将上述二式代入2260D nu其中离心泵基本方程表达式的另一种形式。流体输送 用来分析各项因素对离心泵理论压头的影响：222222TTuu ctgHQgg D b由上式，2260D nu其中(1) 叶轮的转速n和直径D2 当理论流量QT和叶片几何尺寸（b2、2）一定时，D2、n增大，则HT增大，即加大叶轮直径，提高转速均可提高压头。 (2) 叶片的几何形状(2) 根据流动角2的大小，叶片形状分为后弯、径向和前弯。 流体输送后弯叶片290ctg20径向叶片2 = 90ctg

11、2=0 前弯叶片290ctg2022TuHg22TuHg22TuHg可见，流动角2越大，理论压头HT就越大。222222TTuu ctgHQgg D b流体输送 离心泵的理论压头由静压头和动压头两部分组成。TpcHHH由式可知， 可见，对于前弯叶片，动压头的提高大于静压头的提高。而对后弯叶片，静压头的提高大于动压头的提高，其净结果是获得较高的有效压头。为获得较高的能量利用率，提高离心泵的经济指标，应采用后弯叶片。 右图表示HT、Hp和2的关系曲线：那么，是不是流动角2越大越好？流体输送 表达了一定转速下指定离心泵（其b2、D2、2为定值）的理论压头与理论流量的关系。 上式表示的HTQT关系曲线

12、称为离心泵的理论特性曲线。(3) 理论流量 222222TTuu ctgHQgg D b式TTHABQ可简化表示为： 显然，对于后弯叶片，B0，HT随QT的增加而降低（曲线c） b 线为径向叶片的(B=0)， a 线为前弯叶片的(B0)流体输送(4) 液体密度 中未出现液体密度，这表明离心泵的理论压头与液体密度无关。222222TTuu ctgHQgg D b式 因此，同一台离心泵，只要转速恒定，不论输送何种液体，都可提供相同的理论压头（单位为m液柱）。 但注意，在同一压头下，离心泵进出口的压强差与液体密度成正比（单位为Pa）。流体输送（二）离心泵实际压头、流量关系曲线的实验测定 实际叶轮的叶

13、片不可能无限薄，数目也是有限的，且输送的是粘性流体，因而必然存在流体在叶轮内的泄漏和能量损失，致使泵的实际压头和流量小于理论值。 所以离心泵的实际压头与流量的关系曲线应在理论特性曲线的下方。 离心泵的H-Q关系曲线由实验测定。实验条件：20清水、常压。流体输送三、离心泵的性能参数与特性曲线 离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。（一）离心泵的性能参数 1、流量 Q 离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。（即V）2、压头（扬程) H 离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，用H表示，单位为m(即J/N

14、)。 注意：压头H 并非液体的升扬高度。H 包含动压头、静压头和阻力损失，其中静压头才是升扬高度。流体输送 离心泵在实际运转中，由于有各种能量损失，因此输入泵的功率高于理论值。3、效率通常，小型泵的总效率为5070，而大型泵可达90。 离心泵的能量损失包括以下三项： (1) 容积损失 泄漏造成的损失。闭式叶轮的容积效率v =0.850.95； (2) 水力损失 液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力；流道面积和方向变化的局部阻力；叶轮通道中的环流和旋涡等造成的能量损失。水力效率h=0.80.9； (3) 机械效率 泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。机械效率m=0.960.99。 离心泵的总效

15、率反映能量损失大小的参数称为效率。vhm流体输送4、轴功率 N 液体在单位时间内从叶轮获得的能量称为泵的有效功率(Ne）。eeNH Q g 由于泵内存在上述的三项能量损失，故轴功率必大于有效功率，即有：1000102eeNH QNWkW电机提供给泵轴的功率称为泵的轴功率（N），单位为W或kW。,eesWHwQg而eesNW w前面已指出：流体输送（二）离心泵的特性曲线 离心泵压头H、轴功率N及效率均随流量Q而变，它们之间的关系曲线称为离心泵的特性曲线或离心泵工作性能曲线。HQNQQ离心泵的特性曲线QN, H, NQHQQ 三条特性曲线 离心泵的特性曲线是泵出厂前在一定转速下，用20清水在常压下

16、实验测得。 流体输送（1）H-Q曲线 离心泵的压头一般随流量加大而下降，这与离心泵的基本方程式相吻合。 （2）N-Q曲线 离心泵的轴功率在流量为零时最小，随流量增大而上升。故在启动离心泵时，应关闭泵出口阀门，以减小启动电流，保护电机。停泵时先关闭出口阀门是为了防止高压液体倒流损坏叶轮。 （3）-Q曲线 额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。离心泵铭牌上标出的性能参数即是最高效率点对应的参数。QN, H, NQHQQ离心泵的特性曲线离心泵应尽可能在高效区（在最高效率的92%范围内）工作。流体输送（三）影响离心泵性能的因素分析和性能换算 1液体物性的影响 （

17、1）密度的影响 离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q与-Q曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。此时，N-Q曲线不再适用，N 需要用式 重新计算。 eNHQ g（2）粘度的影响 当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，泵内液体的能量损失增大，导致泵的流量、压头减小，效率下降，轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。当液体运动粘度v大于20cSt（厘沲）时(常温水1cSt)，离心泵的性能需按下式进行修正 ：QHQc QHc Hc流体输送流体输送2. 离心泵转速 n 的影响 离心泵的比例定律 ：23;() ;()QnHnNnQnHnN

18、n3. 离心泵叶轮直径 D 的影响 离心泵的切割定律 23222222;() ;()DDDQHNQDHDND【习题 】教材 P133 1流体输送2-1 离心泵的工作原理及性能参数2-2 离心泵在管路中的运行2-3 其它流体输送机械流体输送一、 离心泵的安装高度（一）离心泵的汽蚀现象（二）离心泵的抗汽蚀性能（三）离心泵的允许安装高度二、 离心泵的工作点和流量调节（一）管路特性曲线和离心泵的工作点（二）离心泵的流量调节三、离心泵的类型与选择（一）离心泵的类型 （二）离心泵的选择流体输送 一定性能的离心泵在特定的管路系统中运行时，将会出现什么问题？ 如何高效地满足生产工艺对泵提出的流量和能量要求？

19、本节将对这些问题予以讨论。 流体输送（一）离心泵的汽蚀现象 当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体在此处汽化形成气泡。 离心泵工作时，其吸入口附近为低压区。 原来抽冷水的离心泵改抽热水时，出现严重振动，拆开发现叶轮受损。流体输送 在巨大冲击力反复作用下，使叶片表面材质疲劳，从开始的点蚀到形成裂缝，导致叶轮或泵壳破坏。 含气泡的液体进入叶轮高压区后，气泡在高压作用下急剧地缩小而破灭，气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，造成冲击和振动。离心泵汽蚀现象.swf这种现象称为汽蚀。 汽蚀和气缚是两个完全不同的概念（讨论）：现象表 现原 因解

20、 决气缚汽蚀抽不上液体 泵振动、叶轮损坏 气体密度小，离心力小 叶轮入口压力低于蒸汽压 灌泵 降低安装高度等 流体输送 所以，离心泵的安装高度受吸入口附近最低允许压强的限制，其极限值为操作条件下液体的饱和蒸汽压pv。1）泵体产生震动与噪音；2）泵性能（Q、H、）下降；3）泵壳及叶轮冲蚀（点蚀到裂缝）。 泵吸入口附近压力等于或低于液体的饱和蒸汽压pv。 汽蚀现象的标志：汽蚀的危害：汽蚀产生原因：泵扬程较正常值下降3。 可见，离心泵运行时吸入口附近的最低压强必须大于液体的蒸汽压pv。而这个最低压强与泵的安装高度有关。7.3流体输送（二）离心泵的抗汽蚀性能表示离心泵的抗汽蚀性能的两种方法：汽蚀余量

21、允许吸上真空度1. 汽蚀余量(NPSH-Net Positive Suction Head ) 为了防止汽蚀现象发生，在离心泵的入口处液体的压头（静压头与动压头之和）必须大于操作温度下液体的饱和蒸汽压头，即： 2112vppuggg2112vppuNPSHgggp1为泵入口处可允许的最低压强。 两者之差的最小值称为离心泵的允许汽蚀余量，即： 流体输送 必需的汽蚀余量(NPSH)r 由泵制造厂实验测定，绘于泵的特性曲线上。 实际汽蚀余量:（NPSH） (NPSH)r+0.5 m QN, (NPSH)r , H, NQHQQ（NSPH)rQ(NSPH)rQ关系曲线其值随流量增大而加大。流体输送2.

22、 允许吸上真空度sH称为允许吸上真空度（泵入口处允许的最大真空度）1aSppHg 若将泵入口允许的最低压强p1换算成真空度，并以液柱高度表示，则有：真空度=大气压强-绝对压强 Hs与泵的结构、被输送液体的性质及当地大气压有关，值随Q加大而减小。 Hs 值由泵生产厂家于常压下用20清水实验测得。当操作条件与该条件不一致或输送其它液体时，对Hs 要进行校正。 sH流体输送（三）离心泵的允许安装高度 离心泵的安装高度受到汽蚀现象限制。在图0-0与1-1间列柏氏方程：2011,0 12gfppuHHgg 若贮槽上方与大气相通，则p0为pa 。Hg最大条件：u1 0，Hf 0-10，p1 0maxagp

23、Hg2max10gHmH O在标准大气压下输送水： 可见: 离心泵的安装高度不是任意的，而是受输送液体温度、 管道特性、液体性质、大气压强等的影响。流体输送（三）离心泵的允许安装高度 为求实际安装高度, 由柏氏方程：2011,0 12gfppuHHgg 若贮槽上方与大气相通，则p0为pa 。211)2vrppuNPSHNPSHggg暂取（代入，得：0,0 1()vgrfppHNPSHHg1aSppHg如将允许吸上真空度代入柏氏方程，则得：21,0 12gsfuHHHg流体输送小结：0,0 1()vgrfppHNPSHHg21,0 12gsfuHHHg离心泵的实际安装高度应以夏天当地最高温度和所

24、需最大用水量为设计依据。 离心泵的允许安装高度，可用汽蚀余量表示，也可用允许吸上真空度表示，分别为：离心泵的实际安装高度应比允许安装高度减小(0.51)m。 原来抽冷水的离心泵改抽热水时，为什么会出现严重振动，甚至叶轮受损？现在，我们可以回答前面的问题：(发生了汽蚀。因为蒸汽压升高使安装高度Hg降低)流体输送二、 离心泵的工作点和流量调节（一）管路特性曲线和离心泵的工作点 1. 管路特性方程式和特性曲线 泵对1N流体所做的净功为： 2()0,pzKug 式中有常数 ，2222()() / 2()42eefefelllluHdgQHgGdQd又2eeHKGQ得到流体在管路中的压头与流量之间的关系

25、，称为管路特性方程式。 22efpuHzHgg 流体输送2离心泵的工作点 泵在管路中正常运行时，泵所提供的流量和压头应与管路系统所要求的数值一致。 联解上述两方程所得到两特性曲线的交点，即离心泵的工作点M。 管路特性方程 He = K + GQe2泵的特性方程 H =f(Q)在M点，HHe，QQe 流体输送（二）离心泵的流量调节 1改变管路特性曲线-改变泵出口阀开度 He = K + GQe2流体输送2改变泵的特性曲线 （1）改变泵的转速（2）改变叶轮直径比例定律：切割定律：2;()QnHnQnHn22222;()DDQHQDHD流体输送（1）离心泵的并联 3离心泵的并联和串联操作 在同一压头

26、下，并联泵的流量为单台泵的两倍。 并联后的总流量低于单台泵流量的两倍，并联压头略高于单台泵的压头。并联泵的总效率与单台的效率相同。 2IIHHQQ并并，流体输送（2）离心泵的串联 在同一流量下，串联泵的压头为单台泵压头的两倍。 两台泵串联操作的总压头必低于单台泵压头的两倍，流量大于单台泵的。串联泵的效率为Q串下单台泵的效率。 ,2IIQQHH串串流体输送（3）离心泵组合方式的选择由管路特性曲线确定对于管路特性曲线较平坦的低阻型管路，采用并联组合方式；对于管路特性曲线较陡的高阻型管路，宜采用串联组合方式。 流体输送三、离心泵的类型与选择（一）离心泵的类型 离心泵有多种分类方法：（1）按叶轮数目单

27、级泵和多级泵多级离心泵多级离心泵.swf卧式立式流体输送（2）按叶轮吸液方式单吸泵和双吸泵双吸离心泵双吸离心泵.exe流体输送（3）按泵送液体性质和使用条件：清水泵、油泵、耐腐蚀泵、杂质泵、高温泵、高温高压泵、低温泵、液下泵、磁力泵等 清水泵（IS型、D型、Sh型）IS型（单级单吸泵 ）D型（多级泵 ）Sh型（双吸泵）流体输送油泵(Y型)输送石油产品的泵称为油泵。因为油品易燃易爆，因而要求油泵有良好的密封性能。 当输送200以上高温油品时，需采用具有冷却措施的高温泵。 流体输送防腐蚀泵（F型）泵中所有与腐蚀液体接触的部件都用抗腐蚀材料制造。 当输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体时应采用防腐蚀泵。其

28、系列代号为F。金属防腐泵陶瓷防腐泵流体输送杂质泵（P型） 特点：叶轮流道宽、叶片数目少、常采用半闭式或开式叶轮，泵的效率低。用于输送悬浮液及稠厚的浆液时用杂质泵，其系列代号为P。泥浆泵流体输送磁力泵（C型）磁力泵由泵、磁力传动器、电动机三部分组成。关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子及隔离套组成。电机带动外磁转子旋转，磁场带动与叶轮相连的内磁转子旋转。消除液体渗漏，使用极为安全；在泵运转时无摩擦，故可节能。 特别适用于易燃、易爆液体的输送。 流体输送（二）离心泵的选择 （1）选择类型（2）选择型号根据被输送液体的性质和操作条件，确定适宜的类型。根据管路系统在最大流量下的流量Qe和压头He确定

29、泵的型号。 （3）核算泵的轴功率 若输送液体的密度大于水的密度时，要核算泵的轴功率。 流体输送（三）离心泵的安装与操作 （1）防止汽蚀 实际安装高度要小于允许安装高度，并尽量减小吸入管路的流动阻力。 （2）防止气缚启动泵前要灌泵。 （3）出口阀门的开关泵启动前灌浆、关闭出口阀；泵停止前，也先关出口阀。 （4）定期检查和维修习题：夏清版P133134 2，8流体输送2-1 离心泵的工作原理及性能参数2-2 离心泵在管路中的运行2-3 其它流体输送机械流体输送一、其它流体输送机械的分类及主要特点（一）其他液体输送机械（二）气体输送机械二、其它液体输送机械（一）往复泵（二）计量泵（三）隔膜泵（四）回

30、转式泵（五）旋涡泵三、气体输送机械（一）离心式通风机、鼓风和压缩机（二）往复压缩机（三）回转式鼓风机、压缩机（四）真空泵流体输送 本节通过与离心泵对比，了解其它流体输送机械的结构特点、操作特性及实用场合。 流体输送（一）其他液体输送机械除了前面学习的离心泵外，还有其他的一些液体输送机械：流体输送（二）气体输送机械3333: 终压14.7 10 Pa,压缩比11.15，如离心通风机: 终压14.7 10 294 10 Pa，压缩比294 10 Pa，压缩比4，如往复压缩机: 减压机械，终压为大气压，如往复真空泵、喷射通风机鼓风机压缩机真泵空泵流体输送二、其它液体输送机械（一）往复泵 1基本结构

31、往复泵包括：活塞泵、柱塞泵和隔膜泵。 2工作原理 由活塞的往复运动提高压力能而输送液体。 活塞右向左，缸内液体受压压力增大，推开排出阀入排出管，吸入阀被关闭。活塞移至左端点时排液结束，完成一个工作循环。 活塞左向右，工作室增大形成低压，吸入阀开液体进入泵缸，排出阀因受压而关闭。活塞移至右端点时即完成吸入行程。2-05往复泵.swf流体输送 活塞从左端点到右端点（或相反）的距离叫做冲程或位移。 工作原理 活塞往复一次只吸液一次和排液一次的泵称为单动泵。 单动泵排液不连续，因为吸液时不能排液。 单动泵流量不均匀，因为活塞的往复运动是不等速的。流体输送 单动泵具有既不连续也不均匀的流量曲线。 往复泵

32、流量曲线图双动泵示意图 双动泵和三联泵的流量曲线都是连续的但不均匀。 2-06双动往复泵.swf为了改善单动泵流量的不均匀性，设计出了双动泵和三联泵。 （a）单动泵（b）双动泵（c）三联泵流体输送3往复泵的性能参数与特性曲线 （1）流量 若活塞的截面积为A m2、活塞冲程为S m，每分钟往复次数nr min-1，则：单动泵理论流量: QTA S nr m3/min双动泵理论流量: QT(2A-a ) S nr 其中a为活塞杆的截面积，m2 实际的往复泵，由于活塞与泵缸内壁之间泄漏，且泄漏量随泵压头升高增大；吸入阀和排出阀启闭滞后，所以往复泵的实际流量低于理论流量： 往复泵实际流量:QvQT v

33、为容积效率，值为0.850.95，小泵近下限，大泵近上限。 m3/min流体输送（2）功率与效率 往复泵的功率计算与离心泵相同： 60HQ gNW 往复泵的总效率0.650.85，由实验测定 （3）压头和特性曲线 往复泵的压头与泵本身的几何尺寸和流量无关，只决定于管路情况。 只要泵的机械强度和原动机提供的功率允许，输送系统要求多高压头，往复泵即提供多高的压头。泵的特性曲线为泵的流量与压头的关系曲线。往复泵的特性曲线流体输送正位移泵（定排量泵） 若泵的流量只取决于活塞的位移而与管路情况无关，而泵的压头仅随输送系统要求而定，这种性质称为正位移特性。往复泵是一种正位移泵。 具有正位移特性的泵称为正位

34、移泵（定排量泵）流体输送 任何泵的工作点都是由泵的特性曲线和管路特性曲线的交点所决定。往复泵的工作点4往复泵的工作点与流量调节 往复泵的工作点流体输送 由于往复泵的正位移特性，工作点只能沿Q常数的垂直线上下移动，流量不变。 往复泵的流量调节那么，如何调节往复泵的流量呢？（1）旁路调节装置 即往复泵的流量与管路特性曲线无关，所以不能通过出口阀调节流量。旁路调节流量方便，但造成了功率的无谓消耗，只在需要经常进行流量调节且流量变化幅度较小的生产上采用。 （2）改变活塞冲程或往复频率 调节活塞冲程S或往复频率nr均可达到改变流量的目的，而且能量利用合理，但不宜于经常性流量调节。流体输送5往复泵的安装高

35、度 和离心泵不同的是，往复泵内的低压是靠工作室的扩大而形成的，往复泵有自吸作用，所以在启动前无需向泵内灌满被输送的液体（不存在气缚问题）。往复泵的吸上真空度取决于贮液槽液面上方的压力、液体的性质和温度、活塞的运动速度等因素，因此往复泵的吸上高度也有一定的限制（存在汽蚀问题）。 基于以上特性，往复泵主要适用于较小流量、高扬程、清洁、高粘度液体的输送，它不宜于输送腐蚀性液体和含有固体粒子的悬浮液。流体输送（二）计量泵 计量泵又称比例泵，操作原理与往复泵相同。 通过方便而准确地借助调节偏心轮的偏心距离，来改变柱塞的冲程而使输送液体的流量精确恒定。 流体输送（三）隔膜泵 当输送腐蚀性液体或悬浮液时，可

36、采用隔膜泵。 其结构特点是借助薄膜将被输液体与活柱和泵缸隔开，从而是使得活柱和泵缸得以保护。 隔膜左侧与液体接触的部分均由耐腐蚀材料制造或涂一层耐腐蚀物质；隔膜右侧充满水或油。当柱塞作往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将被输送液体吸入和排出。 隔膜泵.exe流体输送（四）回转式泵 回转式泵又称转子泵，属正位移泵，它的工作原理是依靠泵内一个或多个转子的旋转来吸液和排液的。 1齿轮泵 齿轮泵.swf 齿轮泵的流量小而扬程高，适用于粘稠液体乃至膏状物料的输送，但不能输送含有固体粒子的悬浮液。流体输送2螺杆泵 螺杆泵的压头高、效率高、运转平稳、噪音低，适用于高粘度液体的输送。2-09螺杆泵.swf正

37、位移泵的特点： （1）有自吸能力，启动前不需灌泵。（2）定排量，不随压头和管路特性而变；压头随管路要求而定。（3）通常采用旁路调节流量。 流体输送（五）旋涡泵 旋涡泵.swf旋涡泵的基本结构主要由叶轮和泵壳组成。叶轮和泵壳之间形成引液道。叶轮上有呈辐射状排列、多达数十片的叶片。当叶轮旋转时，泵内液体随叶轮旋转的同时，又在各叶片与引液道之间作反复的迂回运动，被叶片多次拍击而获得较高能量。旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，无自吸能力，启动前需灌泵。旋涡泵适用于输送流量小、压头高且粘度不高的清洁液体。流体输送（一）离心式通风机、鼓风和压缩机 离心式气体输送机械和离心泵的工作原理相似，但在结构上随压缩比的

38、变化而有某些差异。 通风机为单级，对气体只起输送作用；鼓风机和压缩机都是多级，用于产生高压气体。离心式气体输送机械包括离心式通风机、鼓风机和压缩机。三、气体输送机械气体输送机械的基本结构、工作原理与液体输送机械大同小异。 流体输送1离心通风机 离心通风机.swf风机对单位体积气体所作的有效功称为风压，以HT表示，单位为Pa。 低压离心通风机：出口表压0.981103 Pa中压离心通风机：出口表压0.981103 2.94103 Pa高压离心通风机： 出口表压为2.94103 14.7103 Pa 离心通风机根据风压的不同分为三类： 流体输送（1）离心通风机的结构和工作原理 离心通风机的结构和工

39、作原理与离心泵大致相同 。低压通风机的叶片数目多、与轴心成辐射状平直安装。中、高压通风机的叶片则是后弯的，所以高压通风机的外形与结构与单级离心泵更相似。 （2）离心通风机的性能参数 风量Q 风量是指单位时间内从风机出口排出的气体体积；并以风机进口处的气体状态计，单位为m3/h。 风压HT 单位体积气体通过风机时获得的能量，单位为Pa，习惯上用mmH2O表示。（10Pa1mmH2O)212()2TuHpp由柏努利方程：Pa注意：风机的风压单位为Pa，与泵的压头单位m液柱不同，彼此相差比例系数g。 流体输送 通风机铭牌或手册中所列的风压是在空气的密度为1.2kg/m3（20、101.3 kPa）的

40、条件下用空气作介质测定的。 风压HT 若实际的操作条件与上述的实验条件不同，应将操作条件下的风压HT 换算为实验条件下的风压HT来选择风机，即1.2TTHH 为操作条件下空气的密度 轴功率与效率离心通风机的轴功率为1000TH QNkW流体输送（3）离心通风机的特性曲线 通风机出厂前由20的空气常压下（101.3kPa）实验测定其特性曲线。 流体输送（4）离心通风机的选择 确定风机风压：计算输送系统所需的实际风压HT，换算为实验条件下的风压HT。 确定风机类型：根据所输送气体的性质及所需的风压范围，确定风机的类型。 确定风机型号：根据实际风量和实验条件下的风压，选择适宜的风机型号。 核算轴功率

41、： 当1.2kg/m3时，要核算风机的轴功率。 流体输送2离心鼓风机与压缩机 离心鼓风机与压缩机又称透平鼓风机和压缩机，其结构类似于多级离心泵，每级叶轮之间都有导轮，工作原理和离心通风机相同。离心压缩机的段与段之间设置冷却器，以免气体温度过高。 流体输送（二）往复压缩机 1往复压缩机的基本结构和工作原理 往复压缩机的基本结构和工作原理与往复泵相近。 往复压缩机动画.avi7.5流体输送2. 往复压缩机的工作过程 （1）往复压缩机的理想压缩循环简化假设： 被压缩的气体为理想气体。 气体流经吸气阀和排气阀的流动阻力可忽略不计。 这样，在吸气过程中气缸内气体的压力与入口处气体的压强p1相等，排气过程

42、中气体的压力恒等于出口处的压强p2。 压缩机无泄漏。 排气终了时活塞与气缸端盖之间没有空隙（余隙）。 p2p1流体输送单动往复机的理想压缩循环过程三阶段：吸气阶段 活塞自左向右直至移动到最右端，缸内气压p1，体积V1，过程为水平线4-1。 压缩阶段 活塞自最右端向左运动，缸内气体的体积逐渐缩小，压强升高，直至p2为止，此时气体体积为V2。过程为曲线1-2。 排气阶段 达到p2时，排气阀被顶开，随活塞继续向左运动，气体在压强p2下全部被排净。过程为水平线2-3。 活塞再从左向右运动时，缸内压强立即降至p1，开始下一个工作循环。流体输送理想循环所消耗的理论功包括：吸气过程: 压强为p1的气体对活塞作功W111 1WpV 压缩过程: 活塞对气体作功W2212VVWpdV 322Wp V排气过程: 活塞对压强为p2的气体作功W3一个理想循环所消耗的理论功: 21ppWVdp211231 122VVWWWWpVpdVp V 流体输送一个理想压缩循环所需的理论功为211221221 111lnlnppppppppnRTdpdpnRnRTpVpppWpVdpT若理想气体等温压缩循环，则：21 11ln()ppVp等温21pp