化工原理课件第2章流体输送机械讲稿1

第2章流体输送机械2.1概述2.2液体输送机械2.3气体输送机械分类2.1概述液体输送机械：泵（Pumps），如离心泵、往复泵。气体输送机械：压缩机或风机（Compressorsandblowers）本章内容:主要结构工作原理性能参数设备选型操作方法2.1概述§2.2液体输送机械2.2.1液体输送机械的分类2.2.2离心泵2.2.3往复泵2.2.4其它类型的泵按结构特征和工作原理分类2.2.1液体输送机械的分类1.叶片式泵：利用高速旋转的叶轮输送流体。如离心泵，旋涡泵等；2.容积式或正位移式泵（往复式、旋转式）：利用往复运动的活塞或转子的周期性挤压输送流体。3.流体作用泵：利用一种流体高速喷射输送另一种流体，如喷射泵。2.2.2离心泵（CentrifugalPumps）

一、结构和主要部件主要部件叶轮泵壳导轮轴封装置轴向推力平衡装置2.2.2离心泵（CentrifugalPumps）

⒈叶轮：通常由3-12片后弯的叶片组成，叶轮安装在泵轴上，并放在泵壳内；是离心泵的关键部件。作用：将原动机的机械能传递给被输送的液体。分类：敞式叶轮半蔽式叶轮蔽式叶轮敞式叶轮敞式叶轮没有前、后盖板；结构简单，清洗方便；但是液体易发生倒流，效率较低；适合于输送浆液和含有固粒悬浮物的液体，不易堵塞。半蔽式叶轮：吸液口一侧无盖板，效率也较低；适用于输送悬浮液。蔽式叶轮有前后轮盖；结构较复杂，造价较高；效率较高，适于输送清洁流体；应用广泛。√叶轮按其吸液方式不同可分为单吸式和双吸式两种：⒈叶轮：2.泵壳：

作用：汇聚流体，能量转化。3.导轮

4.轴封装置轴封装置填料密封机械密封填料密封：又称填料函，或者盘根箱填料套填料环填料填料压盖双头螺栓螺母特点：简单易行，但维修工作量大，容易泄漏；不适用于易燃，易爆，有毒或者贵重液体的输送。机械密封：又称端面密封动环静环特点：结构复杂，精度要求高，价格贵，装卸和更换零件不便；但密封性能好，寿命长，功率消耗小，安全性好。弹簧5.轴向推力平衡装置平衡孔：叶轮后轮盖上开孔；平衡管：泵壳上的接管通到泵的吸入口；平衡盘：用于多级离心泵，设在最后一级叶轮的后面。5.轴向推力平衡装置二、离心泵的工作原理三、离心泵的主要性能参数1.流量指离心泵在单位时间内所排送液体的体积，以Q表示，单位为L/s或m3/h。离心泵的流量取决于泵的结构尺寸和转速。2.扬程指离心泵对单位重量液体所提供的有效能量，以H表示，单位为J/N或m液柱。泵的扬程又称压头。离心泵扬程的大小，取决于泵的结构、转速及流量，一般通过实验测定。三、离心泵的主要性能参数3.效率(1)容积损失(2)水力损失(3)机械损失液体在泵内流动的过程中，有各种能量损失：4.功率功率是指离心泵单位时间内所作的功，单位为J/s或W。泵的功率分有效功率、轴功率及电动机功率。

(1)有效功率：单位时间内泵对输送液体所作的功，称为泵的有效功率，即三、离心泵的主要性能参数(2)轴功率离心泵的轴功率是泵轴所需的功率。(3)电动机功率系指电动机所需的功率三、离心泵的主要性能参数四、离心泵特性的理论分析⒈叶轮内流体的流动速度圆周速度u

：流体质点作圆周运动的速度。方向与圆周相切。u=πDn=ωr相对速度w：流体质点沿叶片的运动速度。方向与叶片相切绝对速度c

：液体质点相对于固定泵壳的速度。α：绝对速度c与圆周速度u之间的夹角；β：相对速度w与圆周速度u反向延长线之间的夹角（叶片的倾角）。四、离心泵特性的理论分析两个角度：假定流体与叶轮的相对运动轨迹与叶片的形状完全一致（即叶片数无限多的理想叶轮），从理论上可确定液流在叶轮进、出口处的速度三角形，根据余弦定理：由于液体在叶片间的流动截面从进口到出口逐渐扩大，故有：w2＜w1。四、离心泵特性的理论分析⒉理论压头HT：假设液体为理想流体，沿任何一个叶片对叶轮进出口截面列柏努利方程，可得单位重量流体从旋转的叶轮获得的机械能，即离心泵的理论压头或扬程：整理得四、离心泵特性的理论分析液体静压能的增加来源于叶轮的离心力对液体作的功及动能的转化：Hc

为液体沿叶片向叶轮出口截面流动的过程中，由于离心力作功流体所获得的静压能，可以推导出：四、离心泵特性的理论分析联立以上公式可得单位重量流体从旋转的叶轮获得的机械能，即离心泵的理论压头或扬程：静压头：动压头：四、离心泵特性的理论分析由离心泵理论压头H的计算公式可知：凡是影响速度三角形的因素都会影响H。除叶轮的转速等显而易见的因素外，叶片的几何参数和泵的流量也是重要的影响因素。─离心泵基本方程式四、离心泵特性的理论分析3.理论压头的分析：⑴叶轮直径和转速的影响：

u2=πDn

D↑orn↑→u↑→HT↑⑵液体密度的影响：

HT与密度ρ无关四、离心泵特性的理论分析⑶叶片形状的影响：当入口速度三角形的夹角α1等于90o，即液体从半径方向进入叶轮（无预旋进液）时，理论压头HT最大。又根据叶轮出口处速度三角形，有于是：四、离心泵特性的理论分析（1）径向叶片：2=90o，cos2=0，HT=u22/g；（2）后弯叶片：2<90o，cos2>0，HT<

u22/g

；

c2最小，静压头增大，阻力损失小；（3）前弯叶片：2>90o，cos2<0，HT>

u22/g

；

c2最大，机械能损失大，效率低。（