流体的流动6节

主讲：赵晓华第2章流体的流动过程和输送机械流体静力学基本方程式1流体流动基本规律2流体流动阻力3管路计算4流速和流量的测量5流体输送机械6

概述流体输送设备作用对流体作功以完成输送任务二.分类泵根据输送流体的不同通风机鼓风机压缩机真空泵离心式往复式旋转式根据工作原理

一.离心泵

二.往复压缩机离心泵优点:结构简单，操作容易，便于调节和自控；流量均匀，效率较高；流量和压头适用范围广；适用于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体。一.离心泵1.离心泵的工作原理和主要部件⑴离心泵的结构简介组装⑵离心泵的工作原理

利用高速旋转的叶轮，使液体在离心力的作用下自叶轮中心被抛向外周并获得能量，最终体现在液体静压能的增加，从而使液体克服流动时的摩擦阻力及外压而被输送。讨论：为什么离心泵启动前需要“灌泵”？

因泵壳内存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚现象。安装底阀及滤网的作用？底阀的作用：为了避免每次启动离心泵时都需要灌液，防止启动前灌入的液体从泵内流出，一般会在吸入管路的端部安装一个单向底阀。滤网的作用：阻挡液体中的固体颗粒被吸入堵塞管道和泵壳。⑶离心泵的主要部件旋转：叶轮、泵轴静止：泵壳、填料函和轴承最主要：叶轮、泵壳和轴封装置。①叶轮作用：离心泵的核心部件。高速旋转的叶轮将机械能传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高。结构：通常由6~12片的后弯叶片组成。开式：没有前后盖板,由叶片和轮毂组成半闭式：只有后盖板闭式：叶片两侧带有前后盖板机械结构轴向推动力

闭式或半闭式叶轮运转时，部分高压液体漏入叶轮后侧，导致后盖板与泵壳之间空腔液体的压强较吸入口侧高，产生了指向叶轮吸入口侧的轴向推动力，该力使叶轮向吸入口处窜动，引起叶轮与泵壳接触处的磨损。消除方法：叶轮后盖板上钻一些小孔---平衡孔。这样会降低泵的效率。②泵壳（蜗壳）作用：汇集由叶轮抛出的液体，且使部分动能转化为静压能。导轮③轴封装置（泵轴与泵壳间的密封）作用：防止泵内高压液体沿间隙（泵壳与轴之间的空隙）漏出，或因叶轮中心处的负压而使外界空气沿相反方向漏入泵内。常用：填料密封：普通离心泵采用，由填料函壳、软填料和填料压盖构成。机械密封：输送酸、碱及易燃易爆等特殊液体，由装在泵轴上的动环和固定在泵壳上的静环组成。2.离心泵的主要性能参数⑴流量qv：离心泵在单位时间内排送到管路系统中的液体体积。l/s,m3/h

与泵的结构、尺寸和转速，管路特性有关⑵压头H(扬程)：离心泵对单位重量的液体所提供的有效能量。m

与泵的结构、转速及流量有关；

一般由实验测定。扬程并不等于泵的升举高度,在实际工作中应加以区分⑶效率η：反映能量损失。能量损失主要包括以下几项：容积损失η

V，由泵的泄漏造成的；机械损失η

m，由机械摩擦造成的；水力损失η

h，由黏性引起的摩擦阻力及局部阻力等造成的。

与泵的类型、尺寸、制造精密程度、液体的流量和性质等有关⑷轴功率N：泵轴所需要的功率。W或kW有效功率Ne指液体从叶轮获得的能量。N:WQ:m3/s或N:kWQ:m3/s3.离心泵的特性曲线(一定转速下,常压20℃清水为工质测定的)⑴H~qv曲线:qv

,H,

qv很小时可能例外启动离心泵时,应关闭出口阀门⑵N~qv曲线:

qv,N

⑶~qv曲线:qv,max

，

qv,

泵的铭牌～与max对应的性能参数(最佳工况参数)选型时maxH~qvη~qvN~qvH,N,ηqv4.离心泵的安装高度⑴离心泵的气蚀现象泵的安装高度受两方面因素的影响：当地大气压输送温度下液体的饱和蒸气压当p1≤pv，液体在叶轮中心气化气泡流向高压区在高压作用下气泡凝结或破裂局部真空周围液体高速冲向原气泡中心产生很大的冲击力撞击叶片或泵壳随液体

叶轮局部在冲击力的反复作用下，材料表面会产生疲劳甚至出现蚀点和裂缝，从而使叶轮或泵壳受到破坏，这种现象称为气蚀现象。气蚀现象的不良影响：泵的流量、压头、效率均会下降；产生噪音影响周围环境，严重时泵不能正常操作；泵壳和叶轮材料遭受损坏，降低泵的使用寿命。

所以为了避免气蚀现象的发生,泵的安装高度应适当。而适当的安装高度是根据泵的抗气蚀性能确定的。⑵离心泵的抗气蚀性能①泵的允许吸上真空度离心泵入口处可允许达到的最大真空度。m(液柱)如图所示，允许吸上真空度Hs’为：m液柱Hs’值越大,泵的抗气蚀性能越好实验测定，条件：

10m水柱大气压下20℃清水为介质测定。当输送条件与实验条件不同时，需要转换公式：Ha：泵安装地区的大气压，mH2O10：实验条件下的大气压强。mH2Opv：操作温度下液体的饱和蒸汽压，pa0.24：20℃下水的饱和蒸汽压，mH2O②泵的气蚀余量允许气蚀余量NPSH(netpositivesuctionhead)

离心泵入口处的静压头与动压头之和超过输送液体在操作温度下的饱和蒸气压头的最小允许值即：m临界气蚀余量(NPSH)c必需气蚀余量(NPSH)r即临界气蚀余量(NPSH)c上加一定的安全量。⑶离心泵的允许安装高度（允许吸上高度）泵吸入口与贮槽液面间允许达到的最大垂直距离(Hg)在0-0’与1-1’间列柏努利方程式：若贮槽上方与大气相通(p0=pa)则：

若已知泵的允许吸上真空度Hs’()，则:

一般为安全起见，离心泵的实际吸上高度应比允许的安装高度低0.5~1m。5.离心泵的类型按输送液体性质的不同清水泵耐腐蚀泵油泵杂质泵液下泵按吸入方式的不同按叶轮数目不同单级泵多级泵单吸泵双吸泵⑴清水泵：输送的液体是水或物理化学性质类似于水的清洁液体。单级单吸悬臂式离心泵

IS(B)典型规格：多级离心泵

D双吸泵

sh⑵耐腐蚀泵(F)：输送酸、碱等腐蚀性液体。与液体的接触部件是由耐腐蚀材料制造。多采用机械密封。⑶油泵(Y)：输送石油产品。要求有良好的密封性能，以防易燃、易爆物的泄漏。⑷杂质泵(P)：输送悬浮液和稠的浆液。要求不易被杂质堵塞、耐磨、容易拆洗。细分为：污水泵PW

砂泵PS

泥浆泵PN⑸液下泵(FY)：泵体安装于液体贮槽内，其轴封要求不高，可用于输送化工过程中各种腐蚀性液体。6.离心泵的选用⑴确定输送系统所需的流量和外加压头。

流量生产任务，外加压头

管路安排。

⑵选用泵的类型、型号。

①根据输送液体的性质和操作条件确定泵的类型；②按照已确定的流量和压头从泵的样本或产品目录中找出合适的型号；③所选泵提供的流量、压头与管路要求的流量、压头不完全相符时，所选泵的流量和压头可稍大些，但此条件下泵的效率应较高；④泵型号选好后，列出泵的各性能指标；⑶核算泵的轴功率。若输送液体的密度大于水的密度时，可按核算泵的轴功率。离心泵的安装和使用应注意的一般问题：泵的安装高度必须低于允许吸上高度；离心泵启动前必须使泵内灌满所输送液体；离心泵应在出口阀门关闭时启动，使其启动功率最小；停泵前应先关闭出口阀门，或在泵出口管线上装单向阀，以免压出管路的液体倒流入泵内使叶轮受冲击损坏；运行过程中应定时检查、保养和润滑等。1.概述⑴

输送和压缩气体的设备统称为气体压送机械。⑵气体输送和压缩设备在化工中应用广泛：输送气体；产生高压气体；产生真空；二.往复压缩机⑶分类按出口气体的压强（终压）或压缩比来分：

通风机：终压15kPa(表)，压缩比1至1.15；鼓风机：终压15～294kPa

(表)

，