流体输送机械 lx

第二章流体输送机械§2.1概述1.输送机械所需能量2.常用流体输送机械§2.2离心泵1.工作原理和主要部件2.离心泵的主要性能参数3.离心泵的特性曲线4.离心泵的安装高度5.泵的工作点6.离心泵的组合操作7.离心泵的类型和选用8.离心泵的安装运转过程注意事项作业习题答案§2.3其它类型泵1往复泵

2.计量泵3.隔膜泵4.齿轮泵5.螺杆泵6.旋涡泵7.各种化工用泵的比较§2.4气体输送机械1.概述2.离心式通风机3.离心式鼓风机4.离心式压缩机5.罗茨鼓风机

6.往复式压缩机7.真空泵5/31/20241§2.1概述1.输送机械所需能量5/31/202422.常用流体输送机械⑴按工作原理分离心式、往复式、旋转式、流体动力作用式⑵按流体相态分

①液体输送机械（泵）——

清水泵、油泵、泥浆泵②气体压缩和输送机械——

风机、压缩机、真空泵⑶按流体性质分耐腐蚀——碱液泵；高、低温——液氧泵；易然易爆——氢压机；有毒流体——无泄漏泵5/31/20243§2.2离心泵离心泵的外观5/31/202441.工作原理和主要部件⑴工作原理①叶轮旋转，离心力使液体获得能量（动能）

②在泵壳中部分动能转化为静压能

③液体切向压出通道

④叶轮中心形成真空

⑤压差作用使液体不断吸入5/31/20245离心泵的工作原理5/31/20246离心泵的吸液方式5/31/20247离心泵装置简图5/31/20248⑵气缚现象指泵壳内有空气，泵启动后不能工作。原因：ρ气体<<ρ液体预防方法：启动前先灌泵（吸入管底部安有底阀）5/31/20249⑶主要部件①叶轮——敞式、半蔽式、蔽式（见图2－9）②泵壳——通道渐宽③轴封——填料密封、机械密封5/31/202410

叶轮蔽式半蔽式敞式5/31/202411泵壳5/31/202412

轴封填料密封5/31/202413机械密封

轴封5/31/2024145/31/202415离心场中的机械能守恒5/31/202416离心泵的理论压头5/31/2024172.离心泵的主要性能参数⑴V——流量，m3/s⑵Ne（有效功率）和Na(轴功率）

⑶He——有效压头，m

⑷η——效率⑸n——转速，一般为1200～3600r/min5/31/202418※泵的比例定律当转速变化在20％内，黏度不大，效率不变时：

5/31/2024193.离心泵的特性曲线（n一定时，从实验测出的各主要性能参数之间的关系曲线）⑴η～V——此曲线的最高点为泵的设计点（对应于额定流量）⑵He～V——V增大时，He减小⑶Na～V——Na随V的增大而增大。当V=0时，Na为最小值。5/31/202420离心泵特性曲线5/31/2024214.离心泵的安装高度(以清水泵为例）5/31/202422离心泵的安装高度5/31/202423

校核泵能否正常操作：应保证

Hg(实际)<[Hg]否则，可能发生汽蚀现象※最大允许安装高度[Hg]指泵吸入口与吸入贮槽液面间允许达到的最大垂直距离。5/31/202424※气蚀现象安装高度Hg

，叶轮中心压力p进口。当p进口

<液体的饱和蒸汽压时，液体部分气化，气泡产生冲击、振动、腐蚀作用。避免方法：安装高度Hg

不能过大。5/31/2024255.泵的工作点安装在管路中的离心泵应同时满足两条曲线

其交点即为泵的工作点（见图2－13）。

◎两台泵组合时其特性曲线由单台泵的特性曲线组合而成。注意:泵的工作点不同于泵的设计点。

5/31/202426(管路特性曲线方程)管路特性曲线方程5/31/202427管路特性曲线方程5/31/2024286.离心泵的组合操作（以两台泵组合为例）⑴并联：V

增大，但V并

<2V单⑵串联：He增大，但H串

<2H单

这与泵的工作点有关。

5/31/202429离心泵的组合操作5/31/202430离心泵的组合操作5/31/2024317.离心泵的类型和选用⑴离心泵的类型5/31/202432

IS型离心水泵结构图5/31/202433多级泵5/31/202434

多级离心泵示意图5/31/202435屏蔽泵5/31/202436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。5/31/202437⑵离心泵的选用①确定泵的类型（依据：液体性质——密度、黏度、蒸汽压、腐蚀性；操作条件——温度、压力等）②根据V,He,同时参考泵的工作点的效率的高低，从泵系列特性曲线上选择，或从产品样本、产品目录上查找。5/31/202438图2－23IS型离心泵系列特性曲线5/31/2024398.离心泵的安装运转过程注意事项⑴Hg<允许安装高度，以免发生气蚀；⑵尽量降低阻力（减小管长，增大管径）；⑶灌泵，以免发生气缚；⑷启动前先关闭出口阀（以免电机超负荷）；⑸停车前先关闭出口阀（以免液体倒流冲击叶轮）；⑹注意观察运转过程（噪声、压力、轴承、漏液、发热等）。5/31/202440第二章流体输送机械§2.3其它类型泵5/31/2024411.往复泵②单动泵，供液不连续；双动泵，连续供液。⑴结构和工作原理主要部件：泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀

工作原理：说明：

①活塞往复运动，直接以静压能形式向液体供能。

③为了耐高压，可将活塞和连杆用柱塞代替。

5/31/202442泵缸活塞、活塞杆排出口吸入口往复泵动态示意图5/31/202443图2－24往复泵图2－25双动往复泵5/31/202444⑵往复泵的操作要点和流量调节

①适用场合与流体(V不太大，H较高，非腐蚀和悬浮物)②安装高度有一定的限制③有自吸作用，启动前无需要灌泵

④一般不设出口阀，有也必须打开启动

⑤往复泵的流量调节方法：

a.用旁路阀调节流量

b.改变曲柄转速5/31/202445图2－29用旁路阀调节流量

5/31/202446

2.计量泵5/31/202447计量泵工作原理示意图5/31/202448⑴工作原理往复泵的一种原动机

偏心轮转动

柱塞的往复运动⑵流量调节调整偏心度

柱塞冲程变化

调节流量。⑶应用场合输送量或配比要求非常精确的场合。计量泵5/31/2024493.隔膜泵⑴工作原理往复泵的一种⑵流量调节调整活柱往复频率或旁路⑶应用场合腐蚀性的液体、固体悬浮液5/31/202450隔膜泵5/31/2024514.齿轮泵5/31/202452⑴工作原理旋转泵的一种⑵流量调节⑶应用场合转速或旁路高压头、小流量;粘稠以至膏状物;固体悬浮液。齿轮泵5/31/2024535.螺杆泵5/31/202454⑴工作原理旋转泵的一种;螺纹在旋转时有推进作用。单螺杆；双螺杆；三螺杆。5/31/202455螺杆泵工作原理图5/31/202456⑵流量调节转速或旁路⑶应用场合高压头、小流量；粘稠以至膏状物；固体悬浮液螺杆泵5/31/2024576.旋涡泵（特殊类型的离心泵）5/31/202458旋涡泵叶轮5/31/202459叶轮－开有凹槽的圆盘引水道叶轮旋转，凹槽内液体被做功。在引水道和凹槽间往返多次，被多次做功。2流量调节V↓，N↑与正位移泵相同3应用场合V↓，H↑↑高压头，较小流量对固体悬浮液，高粘度流体不适用。1工作原理－特殊类型的离心泵5/31/202460项目离心式正位移式往复式旋转式离心泵旋涡泵往复泵计量泵隔膜泵齿轮泵螺杆泵流量①④⑥①④⑦②⑤⑧②⑤⑦②⑤⑧③⑤⑦③⑤⑦压头①②③③③②②效率①②③③③④④流量调节①②③②③④④②③③③自吸作用②②①①①①①启动①②②②②②②流体①②⑦③④⑥⑤④⑤结构造价①②①③⑤⑥⑦⑤⑥⑤⑥③④③④7.各种化工用泵的比较5/31/202461各种化工用泵的比较（备注）流量：①均匀；②不均匀；③尚可；④随管路特性而变；⑤恒定；⑥范围广、易达大流量；⑦小流量；⑧较小流量 压头高低：①不易达到高压头；②压头较高；③压头高。效率：①稍低、愈偏离额定越小；②低；③高；④较高；流量调节：①出口阀；②转速；③旁路；④冲程自吸操作：①有；②没有； 启动：①关闭出口阀；②出口阀全开；被输送流体：①各种物料（高粘度除外）；②不含固体颗粒，腐蚀性也可；③精确计量；④可输送悬浮液；⑤高粘度液体；⑥腐蚀性液体；⑦不能输送腐蚀性或含固体颗粒液体结构与造价：①结构简单；②造价低谦；③结构紧凑；④加工要求高；⑤结构复杂；⑥造价高；⑦体积大5/31/202462§2.4气体输送机械1.概述

⑴和液体输送机械比较：对相同的w,d,l,

气体输送机械要求的压头H要高许多（密度的原因）；

⑵不同类型的气体输送机械的比较：离心式、轴流式：V较大，但H较小；正位移式：H较大，但V难以增大（体积限制）。5/31/202463⑶气体输送机械的分类（名称）①通风机：终压

15kPa(表压）,

压缩比＝1～1.15②鼓风机：终压=15~300kPa(表压）

，

1.15<压缩比<4③压缩机：终压

300kPa(表压）,

压缩比>4④真空泵：压缩比由真空度决定压缩比＝p出/p进（p为绝对压力）5/31/2024642.离心式通风机5/31/202465⑴压头压头又称风压，为静压头Hp与动压头HK之和。5/31/202466（试验介质为20℃的空气，密度为ρ’＝1.2kg/m3。）实际使用时应进行风压换算：HT∝ρ,即⑵离心式通风机的特性曲线图2－395/31/2024673.离心式鼓风机结构特点外形与离心泵相似，蜗壳形通道常为圆形。外壳直径与厚度之比较大，叶片数目较多，转速较高。单级出口表压多在30kPa以内；多级可达0.3MPa。

选型方法与离心通风相同5/31/2024684.离心式压缩机

⑴结构（定子与转子）

转子：主轴、多级叶轮、轴套、平衡元件

定子：气缸、隔板

5/31/202469叶轮离心式压缩机5/31/202470⑵．工作原理

气体叶轮中心离心力做功高速到达外围扩压器降速、增压弯道，回流器下一级叶轮中心增压多次，高压离开⑶．特性曲线——与离心通风机相似5/31/202471⑷．特点与往复式压缩机相比：体积和重量都很小而流量很大；供气均匀；运转平稳易损部件少、维护方便已有取代往复式压缩机的趋势5/31/2024725.罗茨鼓风机

工作原理与齿轮泵相近。正位移型：风量