第二章流体输送机械第一次课

第二章流体输送机械第一次课第一页，共二十九页，2022年，8月28日为流体提供能量的机械称为流体输送机械。

在化工生产过程中，常常需要将流体从低处输送到高处；从低压送至高压；沿管道送至较远的地方。为达到此目的，必须对流体加入外功，以克服流体阻力及补充输送流体时所不足的能量。0概述

第二页，共二十九页，2022年，8月28日对输送设备的基本要求1、工艺：

流量、能量。2、适应性：

粘性、腐蚀性、毒性、可燃性、含固体杂质等。3、运行：

可靠性，效率，操作费。第三页，共二十九页，2022年，8月28日泵；风机;压缩机；真空泵。常用的流体输送机械输送液体输送气体第四页，共二十九页，2022年，8月28日泵的分类1按工作原理分叶片式泵受离心力的作用，有高速旋转的叶轮。如离心泵、轴流泵、涡流泵。旋转式泵靠旋转运动的部件推挤液体。如齿轮泵、螺杆泵等。往复泵靠往复运动的活塞排挤液体。如活塞泵、柱塞泵等。第五页，共二十九页，2022年，8月28日清水泵适用于粘度与水相近的、无腐蚀性、不含杂质的流体，如离心泵。油泵适用于高粘度的流体。如齿轮泵、旋转泵等。耐腐蚀泵杂质泵2按用途分第六页，共二十九页，2022年，8月28日一、离心泵离心泵的主要部件和工作原理*离心泵的基本方程式离心泵的性能参数与特性曲线*离心泵性能的改变与换算离心泵的工作点与调节*气蚀现象与允许吸上高度*离心泵的类型与选择本节内容提要第七页，共二十九页，2022年，8月28日离心泵（centrifugalpump）的特点：结构简单，应用广泛；流量大而且均匀；操作方便。

一、离心泵第八页，共二十九页，2022年，8月28日1结构叶轮轴

4~6片叶片蜗牛形通道；叶轮偏心放；可减少能耗，有利于动能转化为静压能。叶轮泵壳底阀(防止“气缚”)滤网(阻拦固体杂质)一、

离心泵的工作原理泵壳等。第九页，共二十九页，2022年，8月28日叶轮：敞开式半开式封闭式对液体做功的部件，由泵轴带动高速旋转叶轮上的叶片为后弯型，常见叶片数为4-12叶轮分闭式、半开式和开式三种。

第十页，共二十九页，2022年，8月28日泵壳:

泵内液体的转能装置，通常为蜗牛形，

泵壳中央为吸入口，与吸入管路连接，

泵的排出口位于泵壳侧周，与排出管路相连。第十一页，共二十九页，2022年，8月28日导轮－－在叶轮与泵壳间加装的一个带叶片的固定轮。对离开叶轮的液体流向泵壳起导向作用。轴封装置－－防泄漏装置2其它部件第十二页，共二十九页，2022年，8月28日3、工作原理叶轮高速旋转，将液体甩向叶轮外缘，产生高的动压头。液体的获能过程第十三页，共二十九页，2022年，8月28日液体的转能过程

泵壳的液体通道被设计成截面逐渐扩大的形状，高速流体沿通道逐渐减速，由动压头转变为静压头，即流体出泵壳时，表现为具有高压的液体。

第十四页，共二十九页，2022年，8月28日吸入口的低压区与液体的连续吸入液体被甩向叶轮外缘，叶轮中心液体减少，出现负压，则泵外液体不断补充至叶轮中心处，实现流体源源不断的连续吸入。气缚现象：离心泵启动前先灌水排气。第十五页，共二十九页，2022年，8月28日离心泵实际安装示意图第十六页，共二十九页，2022年，8月28日二、离心泵的基本方程式（不展开）方程推导的假定前提

1、叶片无限多且无限薄

2、理想流体第十七页，共二十九页，2022年，8月28日离心泵流量的大小取决于泵的结构、尺寸和转速。三、离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数有流量、扬程、功率和效率。１、流量Q，Ｌ/ｓ或m3/ｈ

泵的流量（又称送液能力）是指单位时间内泵所输送的液体体积。第十八页，共二十九页，2022年，8月28日

离心泵压头的大小取决于泵的结构、转速及流量。２扬程Ｈ，米液柱

泵的扬程（又称泵的压头）是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。

第十九页，共二十九页，2022年，8月28日

如右图所示，在泵的进出口处分别安装真空表和压力表，在真空表与压力表之间列柏努得方程式，即实验：泵压头的测定真空计压强表离心泵储槽式中：pM—压力表读出压力（表压），N/m2；

pV—真空表读出的真空度，N/m2；

u1、u2—吸入管、压出管中液体的流速，m/s；

ΣHf—两截面间的压头损失，m。（2-1）第二十页，共二十九页，2022年，8月28日两截面之间管路很短，其压头损失∑Hf可忽略不计(2-2)简化式（2-1）若以HM及HV分别表示压力表、真空表上的读数，以米液柱（表压）计。（2-1）第二十一页，共二十九页，2022年，8月28日例某离心泵以20℃水进行性能实验，测得体积流量为720m3/h，泵出口压力表读数为3.82kgf/cm2，吸入口真空表读数为210mmHg，压力表和真空表间垂直距离为410mm，吸入管和压出管内径分别为350mm及300mm。试求泵的压头。解：根据泵压头的计算公式，则有第二十二页，共二十九页，2022年，8月28日查得水在20℃时密度为ρ＝998kg/m3，则

HM=3.82×10.0=38.2mH2O

HV=0.210×13.6=2.86ｍH2O计算进出口的平均流速将已知数据代入，则

第二十三页，共二十九页，2022年，8月28日泵内部损失主要有三种：容积损失水力损失机械损失3效率η第二十四页，共二十九页，2022年，8月28日容积损失是由于泵的泄漏造成的。离心泵在运转过程中，有一部分获得能量的高压液体，通过叶轮与泵壳之间的间隙流回吸入口。从泵排出的实际流量要比理论排出流量为低，其比值称为容积效率η1。容积损失第二十五页，共二十九页，2022年，8月28日原因：水力损失是由于流体流过叶轮、泵壳时，而产生的阻力损失。泵的实际压头要比泵理论上所能提供的压头为低，其比值称为水力效率η2。水力损失第二十六页，共二十九页，2022年，8月28日原因：机械损失是泵在运转时，在轴承、轴封装置等机械部件接触处由于机械磨擦而产生的损失。泵的轴功率大于泵的理论功率（即理论压头与理论流量所对应的功率）。理论功率与轴功率之比称为机械效率η3。机械损失第二十七页，共二十九页，2022年，8月28日泵的有效功率Ne：流体所获得的功率。式中Ne—泵的有效功率，W；

Q—泵的流量，m3/s；

H—泵的压头，m；

—液体的密度，kg/m3；

g—重力加速度，m/s2。Ne＝QHg已知g=9.81m/s2；1kW=1000W，则上式可用kW单位表示，即

4有效功率