电子教案与课件：化工原理(制药专业适用)-第01章04

1、7 离心泵目的：给流体加入机械能7.1 离心泵工作原理1 输送流体所需的能量从1至2截面 高度湍流，K与流量无关2 管路特性的影响因素阻力部分：管径d管长l、le或势能增加部分：位差z压差p密度 3 流体输送机械分类按作用原理分： 动力式(叶轮式)：离心式，轴流式； 容积式(正位移式)：往复式，旋转式； 其它类型：喷射式，流体作用式等。按流体可压缩性分： 液体输送机械：统称为泵； 气体输送机械：通风机、 鼓风机、 压缩机、 真空泵 4 离心泵的主要构件(录像)叶轮：迫使液体高速旋转，形成离心力场中心加入低势能、低动能液体外缘输出高势能、高动能液体蜗壳：流道逐渐扩大，将动能部分转化成势能 5 理

2、论压头(理想流体，叶片无限薄，无限多)总机械能变化 转速、直径、弯角、流量6 理论压头的影响因素 叶片弯角2和流量qV叶轮转速n u2=nD2气缚现象(录像) 液体密度不出现 p gHT, 气缚现象 灌泵-吸入管装单向阀， 泵启动前:灌泵排气 7.2 离心泵特性曲线1 泵的有效功率 Pe=gqVHe Pa基本上随流量qV单调上升 泵启动时关出口阀2 泵的效率3 泵的特性曲线 Heqv，Paqv，qv泵的特性曲线测定(录像)d吸=38mm,d出=25mm,测得水流量qV=510-4m3/s,z2-z1=0.2mp压=0.2MPa,p真=27kPa。求：He=? 解：由泵进、出口列方程4 特性曲线

3、的影响因素密度: 对HeqV，qV无影响;对PaqV有影响粘度: 对HeqV，qV，PaqV都有影响转速: 当n变化20%时，比例定律：如果则有 7.3 离心泵工作点和流量调节1 工作点工程处理方法：过程分解法2 流量调节出口阀开度优点：调节简便、灵活缺点：能耗改变转速n节能，但不方便 例1 已知：充分湍流，=常数，现将离心水泵由输水改为输送CCl4, =1630kg/m3求：当p1=p2时,qV ,H , ,p出 ,Pe ;当p1p2时，qV ,H , ,p出 ,Pe 。解：管路特性不变,工作点不变, qV不变, H不变, 不变。由点3至2排能量方程 管路特性曲线下移，因 ，图解思维qV，H

4、，不定 例2 某离心泵特性曲线为He=20-0.5qV2(Hem,qVm3/h)两敞口容器液面高差10m,原管径d1=25mm，流量qV1=2m3/h，现要使流量增加50%, 将原管路换粗成d2。求：d2解：分析 泵特性没变，靠管路特性改变 找d对管路特性的影响 合理简化处理(偏保险考虑)由泵特性,得由管路方程 (实际d, /d, , 偏保险)消去K可得例3 图示管路输送液体,泵转速n=2900r/min时，泵特性曲线为He=40-0.1qV2(Hem,qVm3/h)流量为10m3/h, 现欲采用降低转速的办法使流量减少30% (流动处于阻力平方区) 。求：转速n应降至多少？解：管路H=12+

5、KqV2原工作点A: qV=10m3/h H=40-0.1102=30m代入管路方程 新工作点B: qV=7m3/h; H=12+0.1872=20.82m将 ,同时代入泵特性方程H=40-0.1qV2得新泵特性方程 将B点qV=7m3/h; H=20.82m代入得 n=0.80182900=2325 r/min 易犯错误：解： =2030r/min对工作点的含义毫无认识.3 并联组合同样压头下，两泵流量相加 H单=(qV)，例如： H单=20-2qV2 H并=20-0.5qV2 工作点 qV2qV4 串联组合同样流量下，两泵压头相加 H单=(qV)， H串=2(qV) 例如： H单=20-2

6、qV2 H串=40-4qV2 工作点 H 2H5 组合方式的选择当 时，必须串联 7.4 离心泵安装高度1 汽蚀现象(录像) 叶轮入口K处压强最低，Hg太大时，pKpV,液体汽化，形成汽泡，受压缩后溃灭。后果：叶轮受冲击而出现剥落 泵轴振动强烈，甚至振断2 汽蚀余量NPSH由1至K：pK=pV, 发生汽蚀, 这时p1最小, 定义临界汽蚀余量(NPSH)c由0至K：pK=pV时 规定必需汽蚀余量 (NPSH)r=(NPSH)c+,进泵样本，与流量有关实际汽蚀余量 物理意义须比(NPSH)r大0.5m以上，3 最大允许安装高度Hg实际安装高度HgHg=3m两槽液面之间列管路方程 H=Z+Hf=20

7、+1+6=27mHg=3m两槽液面之间列管路方程 H=Z+Hf=20+1+6=27m0.3MPa(表) 真空泵：生成负压，进口0.1MPa, 出口0.1MPa3 通风机1) 常用类型：轴流式通风机 离心式通风机轴流式通风机离心式通风机离心式通风机2)离心式通风机(录像)原理与离心泵相同，不同之处：风压 pT动能在总机械能中所占比重明显3)特性曲线 参数：风量qV, 风压pT,pS, 功率P, 效率出厂标准：0.1MPa,20空气, =1.2kg/m3以入口状态为基准： qV, , pT,使用中注意换算例1 某离心风机铭牌给出全压1.8103Pa, 现用于输送=1.5kg/m3的气体。求：PT=

8、?解： 离心通风机放炉前、炉后有什么不同？风量、密度、风压4 罗茨鼓风机(录像)注意：正位移特性 温度过高会使转子卡住5 往复式压缩机(录像) 原理与往复泵相同。余隙容积：免撞缸,当压缩比 达到上限时,VB=VC,流量为零主要指标：生产能力qV, 以吸入常温常压空气测定 排出压强p2, 螺杆式压缩机离心式压缩机混流式压缩机6 真空泵目的：获得和维持负压主要性能参数：1. 极限真空：能达到的稳定的最低压强， 用绝对压强表示2. 抽气速率：以吸入口状态为基准，m3/h真空泵抽的是什么？ 真空泵抽漏入系统的空气系统内产生的不凝性气体部分物料(占有一定的分压)选真空泵时注意：1抽气速率要大于漏气速率2被带走的物料量的多少流体输送机械的安全问题现象：烧保险丝、烧电机、毁坏输送机械认识三点：PqV曲线的趋势正位移特性密度的大小(以入口状态为基准)实例：某研究生用罗茨风机做小风量实验时， 保险丝老是烧，换铜丝后，电机烧了； 用旋涡泵输