流体输送机械2

1、.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 当离心泵安装在特定管路系统操作时，实际的工作压头和流量，不仅遵循特性曲线上二者的对应关系，而且还受管路特性所制约。1管路特性方程式和特性曲线 当离心泵安装到特定的管路系统中操作时，若贮槽与受液槽两液面保持恒定，则泵对单位重量(1N)流体所做的净功为1He输送机械对1N流体做的静功，J/N或m；z下游与上游截面间的位压头差，m；p/g下游与上游截面间的静压头差，m；u2/2g下游与上游截面间的动压头差，m；Hf两截面之间压头损失，m。 2在特定的管路系统中，于一定条件下操作，上式中一项u2/2g常可忽略，z与p/g均为定值，令对于直

2、径均一的管路系统，压头损失可表达为：3摩擦系数，无因次；l管路长度，m；le局部阻力的当量长度，m；d管路直径，m；局部阻力系数，无因次；Qe流体流量，m3/s；g重力加速度，m/s2。 对特定的管路，若忽略随Re的变化，且式上中d、l、le、均为常数，于是可令4表明管路流体的压头与流量之间的关系，称为管路特性方程式。H与qv的关系曲线，称为管路特性曲线。此曲线的形状由管路布局和流量等条件来确定，与泵的性能无关。562离心泵的工作点 离心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。此时，安装于管路中的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程，即管路特性方程 H

3、= H0 + kqV2泵的特性方程 H =f(Q)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。对所选定的泵以一定转速在此管路系统操作时，只能在此点工作。在此点，HH，qqv。7离心泵的工作点 即管路、泵特性曲线交点。2）作图法分别在图上作出泵的特性曲线和管路特性曲线，读出交点坐标。 离心泵工作点H- 曲线e- Qe 曲线HHMMdcPqV,MqV 1）公式计算 8例 用某离心泵将地面敞口水池的水输进塔内。水的升扬高度(指水池水面至塔内进水管口间的垂向高度差)为8.0m，塔内压强为023at(表)，已知阀全开时管路总阻力可以0.042qV2表示。该泵的特性曲线方程为He13.7-0

4、.0083qV2 (以上两处的q的单位皆为m3h)。试问：阀全开时，最大流量是多少?9解得 :qVmax=8.22m3/h解 阀全开时，依管路特性曲线：H8.0+(0.23x10)+0.042qV2=103+0.042qV2 泵的特性曲线：He=13.7-0.0083qV2 工作点：H=He10ab 管路特性曲线qVH影响管路特性曲线的因素 影响K：影响 H0：11（二）离心泵的流量调节 通常，所选择离心泵的流量和压头可能会和管路中要求的不完全一致，或生产任务发生变化，此时都需要对泵进行流量调节，实质上是改变泵的工作点。由于工作点是由泵及管路特性共同决定的，因此，改变任一条特性曲线均可达到流量

5、调节的目的。1改变管路特性曲线-改变泵出口阀开度 改变离心泵出口管路上阀门开度，便可改变管路特性方程式中的值。从而使管路特性曲线发生变化。例如关小阀门，使值变大，流量变小，曲线变陡,图中，。阀门调节快捷方便，流量可连续变化，但能耗加大，泵的效率下降，不够经济。12132改变泵的特性曲线 （1）改变泵的转速比例定律，n的变化小于20。（能量消耗比较合理，但需要变速装置或昂贵的变速原动机，故生产很少使用。）（2）改变叶轮直径切割定律，切割比例不大于5（直径减小不当会使泵的效率降低，故生产很少使用。） 143离心泵的并联和串联操作 当单台泵不能满足生产任务要求时，可采用泵的并联或串联。下面以两台性能

6、相同的泵为例，讨论离心泵的组合操作的特性。（1）离心泵的并联 设将两台型号相同的泵并联于管路系统，且各自的吸入管路相同，则两台泵的各自流量和压头必定相同。显然，在同一压头下，并联泵的流量为单台泵的两倍。并联泵的工作点由并联特性曲线与管路特性曲线的交点决定。由于流量加大使管路流动阻力加大，因此，并联后的总流量必低于单台泵流量的两倍，而并联压头略高于单台泵的压头。1516（2）离心泵的串联 两台型号相同的泵串联操作时，每台泵的流量和压头也各自相同。因此，在同一流量下，串联泵的压头为单台泵压头的两倍。同样，串联泵的工作点由合成特性曲线与管路特性曲线的交点决定。两台泵串联操作的总压头必低于单台泵压头的

7、两倍，流量大于单台泵的。17（3）离心泵组合方式的选择如果单台泵所能提供的最大压头小于管路两端的（ ）值，则只能采用泵的串联操作。对于管路特性曲线较平坦的低阻型管路，采用并联组合方式可获得较串联组合为高的流量和压头；反之，对于管路特性曲线较陡的高阻型管路，则宜采用串联组合方式。 182.1.离心泵的选用、安装与操作 1 离心泵的类型：（1）清水泵(IS型、D型、Sh型）：适用于输送清水或物性与水相近、无腐蚀性且杂质较少的液体。结构简单，操作容易。（2）耐腐蚀泵（型）：用于输送具有腐蚀性的液体，接触液体的部件用耐腐蚀的材料制成，要求密封可靠。（3）油泵（型）：输送石油产品的泵，要求有良好的密封性

8、。（4）杂质泵：输送含固体颗粒的液体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片数少。19泵的型号是由字母和数字组合而成，以代表泵的类型，规格等IS100-80-160IS单级单吸离心水泵泵的吸人口内径泵的排出口内径泵的叶轮直径2 离心泵的选用（1）根据被输送液体的性质确定泵的类型（2）确定输送系统的流量和所需压头。流量由生产任务来定，所需压头由管路的特性方程来定。20（3）根据所需流量和压头确定泵的型号查性能表或特性曲线，要求流量和压头与管路所需相适应。若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找，H也应以最大流量对应值查找。若H和Q与所需要不符，则应在邻近型号中找H和Q都稍大一点的。若几个型号都满足，应选一

9、个在操作条件下效率最好的为保险，所选泵可以稍大；但若太大，工作点离最高效率点太远，则能量利用程度低。若被输送液体的性质与标准流体相差较大，则应对所选泵的特性曲线和参数进行校正，看是否能满足要求。213 离心泵的安装与操作（1）安装：安装高度不能太高，应小于允许安装高度。设法尽量减少吸入管路的阻力，以减少发生汽蚀的可能性。主要考虑：吸入管路应短而直；吸入管路的直径可以稍大；吸入管路减少不必要的管件；调节阀应装于出口管路。（2）操作：启动前应灌泵，并排气。应在出口阀关闭的情况下启动泵停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮经常检查轴封情况22.其它类型泵 一 往复泵1往复泵的结构和工作原理 往复泵装置简图

10、泵缸; 2活塞; 3活塞杆;4吸入阀; 5排出阀往复泵的结构如图所示，主要部件包括：泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀。其中吸入阀和排出阀均为单向阀 工作原理：活塞由电动的曲柄连杆机构带动，把曲柄的旋转运动变为活塞的往复运动；或直接由蒸汽机驱动，使活塞做往复运动。232.2.1 往复泵 (1) 结构和工作原理 结构: 泵缸、活塞、阀门。冲程：活塞在两端点间移动的距离。冲程容积：活塞往复一次的容积排量。12345往复泵装置简图1泵缸2活塞3活塞杆4吸入阀5排出阀.其它类型泵 24 工作原理 活塞右移时，排出阀关闭， 吸液阀开启，开始吸液， 当活塞移至右端点时，吸液 行程结束； 活塞由右端点向左移

11、时， 吸液阀关闭，排出阀开启， 开始排液，当活塞移至左 端点时，排液行程结束。12345往复泵装置简图1泵缸2活塞3活塞杆4吸入阀5排出阀25(2) 往复泵的流量调节 改变活塞冲程； 改变活塞往复次数； 旁(支)路调节，不能封闭启动。 (3) 往复泵的安装 有自吸能力，不需灌泵。 有允许安装高度限制。 影响安装高度的因素: 液面上方压力、流体饱和蒸汽压、吸入管路情况。(4) 适用场合 适用于：流量小，扬程高，粘度大的流体。 不适用：腐蚀性介质或含有固体颗粒的流体。回流支路调节流量法V1V226(5) 其它类型的正位移泵 隔膜泵 实际上是一种往复泵 隔 膜 泵1- 吸入活门；2- 压出活门；3-

12、 活柱4- 水（或油）缸；5- 隔膜27 计量泵 也是往复泵的一种 多股进料，按比例输送28 齿轮泵 齿轮泵可用于输送粘稠液体以至膏状物 齿 轮 泵29 螺杆泵 属容积式转子泵 双 螺 杆 泵30指标离心泵往复泵转子泵流量，m3/h均匀、不稳定、1.630000不均匀、恒定0600比较均匀、恒定、1600扬程 ，m定流量扬程102600扬程与流量无关0.2100MP扬程与流量无关0.260MP效率设计点最高，偏离越远效率越低0.50.8扬程高效率降低很少0.70.85扬程高效率降低较大0.60.8结构特点简单、造价低、体积小、安装方便复杂、振动大、体积大、造价高简单、造价低、体积小、安装方便离

13、心泵、往复泵、转子泵比较31离心泵、往复泵、转子泵比较指标离心泵往复泵转子泵流量调节出口截流、转速、叶轮旁路、转速、冲程旁路自吸一般没有有有启动关闭调节阀全开全开适用范围粘度较低的各种介质高压力小流量清洁介质中压力小流量尤其是高粘度322.3 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵 属于气体输送设备。 (1) 分类：* 按出口压力分类往复式 通风机：终压不大于1.471103Pa (表压)，压缩比 1.15； 鼓风机：终压不大于1.47129.2103Pa (表压) ，压缩比 29.2103Pa (表压) ，压缩比 4； 真空泵：终压接近于0，压缩比由真空度决定； 从设备中抽出气体，使设备中产生负压。

14、* 按结构分类 离心式33 能量衡算基准不同， 液体 1kg 扬程，m 气体 1m3 风压，N/m2 气体压缩时，产生热效应，需设冷却装置。(3) 气、液体输送设备区别风机主要用于：气体输送；压缩机主要用于：压缩气体。说明：342.3.1 离心式通风机 型式： 离心式多用于气体输送； 轴流式一般用于通风换气。离心式和轴流式通风机示意图(a)离心式(b)轴流式35 (1) 离心式通风机结构及工作原理 结构： 主要部件：叶轮、蜗壳； 叶片形式： 低压风机 叶片平直； 中、高压风机 叶片弯曲。 工作原理 ：同离心泵1机壳2叶轮3吸入口4排除口36(3) 离心通风机的选用 由流体性质，选择风机类型；

15、由管路所需风压、流量，确定具体型号； 例：输送400C空气，管路需要HT qV 选型 风机特性曲线由厂家提供，列于风机样本中。 标定条件： 注意：按 HT 和 qV ，从样本中选择风机 计算风机效率，使其在高效区工作。37 2.3.2 鼓风机类型：离心式、罗茨式（1）离心式鼓风机（透平鼓风机） 主要结构和工作原理与离心通风机类似，为产生较高的风压，采用多级。出口表压力一般不超过294103Pa。（2）罗茨鼓风机 结构38 工作原理 同齿轮泵说明：为正位移型，风量与转速成正比，而与出口压力无关 ； 流量采用旁路调节； 出口阀不能完全关闭； 操作温度不超过85C。 2.3.3 压缩机 类型：离心式

16、、往复式 (1) 离心式压缩机（透平压缩机）作用原理与离心鼓风机相同，为达到较高的出口压力，采用多级数，大叶轮直径，高转数 (一般在5000rpm以上)。39压缩比高，温升过高，故压缩机分为几段。 段间设冷却器，各段温度大致相等 叶轮直径逐段减小，叶轮宽度逐级略有减小说明：优点：与往复压缩机相比，离心压缩机具有机体体积较小，流量大，供气均匀，运动平稳，易损部件少和维修较方便等。缺点：离心式压缩机的制造精度要求极高，否则，在高转速情况下将会产生很大的噪音和振动。注意：当离心式压缩机进气量减小到允许的最小值， 压缩机会发生喘振。因此，压缩机必须在比喘 振流量大5%10%的范围内操作。40 压缩机的

17、分类和构造分类方法:（a） 吸、排气体方式：单动、复动（b） 压缩级数： 单级（压缩比28）； 两级（压缩比850）； 多级（压缩比1001000）。（c） 终压 ： 低压（10.133105Pa）； 中压（10.133101.33105Pa）； 高压（101.331013.3105Pa）。（d） 生产能力：小型（10m3min以下）； 中型（1030m3min）； 大型（30m3min以上）。41（e）压缩气体的种类：空气压缩机、氨气压缩机、石油气压缩机等；（f）气缸在空间的位置:立式（气缸垂直放置）； 卧式（气缸水平放置）； 角式（气缸互相配置成V型、W型、L型）。 选用与操作a）选定压缩机的种类 。 依据：所处理的气体b）选定结构形式。 依据：操作环境c） 定出压缩机的规格。 依据