化原上课件第2章

1、2 流体输送机械2.1 概述P1P2He12 (J/kg)(J/N)(m)合理选择，正确使用 过程分析法及其在泵流管路问题上的应用: 1过程分解法 当一个过程由若干个子过程综合而成，各个过程之间无交互影响或影响微弱而可忽略，则对子过程分别研究解决，然后通过一定的原则或方法加以综合，可使整个过程得到简化并解决。 2泵流管路问题的解决方案 应用过程分解法，将整个问题分解为泵特性和管路特性，分别加以研究，然后通过供需平衡原则加以解决。管路特性方程 :(管路输送流体所需的能量)-管路特性方程，反映了输送流量qv与补充能量H的关系 机械补充的能量，主要用于提供机械能（对液体主要是总势能）的增加和克服阻力

2、损失。K值反映了管路流动阻力的大小,K愈大，阻力愈大。(高度湍流，K与流量无关)截距的影响因素,斜率的影响因素? HqVK(high)K(low)管路特性的影响因素阻力部分：(斜率K)管径d管长l、le或势能增加部分：位差z压差p密度 对管路方程 进行讨论：当 ： ，当 ： ，当 若，则，若，则，若，则， 当当当qVA是自动流动时能达到的流量。当时， ，不用泵，能满足要求；当时，时：时： (循环管路) 时：，即使高势能向低势能流动，也当 时，流体由高势能向低势能流动，需要泵提供能量。流体输送机械的主要技术指标: 流量qv，必须达到的流体输送量； 压头（扬程）H（He），需补充给单位流 体的机械

3、能（本章以单位重量计） 效率()流体输送机械的分类:按作用原理: 动力式（叶轮式）：如离心泵； 容积式（正位移式）：如往复泵； 其他类型:如喷射泵按流体压缩性分 ： 气体输送机械（机，真空泵） 液体输送机械（泵）2.2 离 心 泵 2.2.1 离心泵的工作原理离心泵的主要部件及工作原理（如图2-3）(1)叶轮提供能量（对流体作功，使其获得能量）(2)泵壳（蜗壳）收集液体，能量转换（限制流体的流向并通过流道的慢慢扩大，将大部分的动能转化为势能）(3)泵轴(轴封)离心泵 返回离心力场中的机械能守恒:离心泵的理论压头和流量 影响离心泵压头的因素 :(1)叶片形状（图2-7,2-8）径向叶片 ,H与q

4、V无关前弯叶片 ,qV,H后弯叶片 ,qV ,H 工业上,为提高有效能量(效率)，采用后弯叶片, 小，能量损失小(2)密度的影响 泵的压头与密度无关（不出现在公式中（单位J/N)但当qV一定，H一定 此时液体无法连续吸入泵内而不能正常输液。这种因泵内液体密度太小而不能正常工作的现象“气缚”现象。“Airbound”故离心泵启动前，需灌泵排气。同时，应保证泵的密封良好，防止外界空气进入泵内。也可在进口管路安装单向阀。2.2.2 离心泵的特性曲线 离心泵实际（有效）压头：难以理论计算,实测工业操作范围内可表达为：-离心泵的特性方程式或特性曲线（已有 ，计算时不考虑泵的阻力损失）qvH900Real

5、 pump离心泵的功率与效率 :泵内的机械能损失:(1)容积损失：以获得能量的液体泄漏。 (根据需要可选用不同类型的叶轮）(2)水力损失：流体的粘性而产生的阻力损失。 （主要部分）(3)机械损失：轴与轴封，叶轮与流体间磨擦。 离心泵的特性曲线 （实验测定：200C，水）4个性能参数：He, qV ,Pa,3条曲线：He-qVPa-qV -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,p压=0.2MPa,p真=27kPa。求：He=? 解：由泵进、出口列方程影响特性曲线的因素： 密度（ ） He 与 无关，但应注意：粘度（ ）当 ， 影响忽略。高

6、粘度流体特性曲线修正转速与叶轮直径的影响 （n或D增加,曲线上移 ）当n，D变化小于20%时，速度三角形相似。 习题2-8：管路方程：泵方程（转速n)：求转速为n时的流量？建立泵的He-qv关系2.2.3 离心泵的流量调节 离心泵的工作点 管路特性方程：泵的特性方程：能量恒算：H=He联立求解,曲线的交点a-工作点 结论：带泵管路系统中，离心泵的流量和扬程是由泵和管路共同决定的。离心泵的流量调节 (1) 调节管路特性（阀门开度）例：某带泵管路原特性曲线为Hoa，工作点为1，现将泵出口阀关小，则流量qV,扬程,管路阻力损失如何变化？（图2-13）结论：优点：调节简单，灵活。缺点：能量利用不尽合理 a. 可能偏离高效区工作 b. 减小流量，能量增加适用场合：经常性调节流量（2）调节泵的特性（改变泵转速，叶轮直径）例：某台离心泵，将转速n(或直径D)调小到n/(或直径D/)（满足速度三角形相似），则结果如何？（图2-14）结论：优点：能量利用较为合理缺点：调节困难适用：有规律的周期性调节离心泵的组合操作 并联泵组的工作点( 图2-15) ， 结论：使用并联泵组，将使H(总)H(单) 由于管路阻力，qV(总)qV(单) q V增大,H 减小,H(总)H (单)组合方式的选择