1、单击此处编辑母版标题样式v 单击此处编辑母版副标题样式化工原理 电子教案 /目录1目录第二章 流体输送机械l第一节 离心泵l 一、离心泵的构造和工作原理l 二、离心泵主要构件的结构及功能l 三、 离心泵的主要性能参数l 四、离心泵的特性曲线l 五、离心泵的工作点与流量调节l 习题课l 六、离心泵的安装高度l 七、离心泵的类型、选用、安装与操作单击此处编辑母版标题样式v 单击此处编辑母版副标题样式化工原理 电子教案 /目录2目录第二节 其它类型泵 l 一、其它速度式泵l 二、容积式泵l 三、各类泵在化工生产中的应用第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵l 一、离心通风机l 二、往复压缩机l 第三
2、版第 18次印刷的教材更正第二章 流体输送机械流体输送机械第二章 流体输送机械按泵的工作原理分 :特点： 依靠旋转的叶片向液体传送机械能 特点：机械内部的工作容积不断发生变化。第一节 离心泵一、离心泵的构造和工作原理1、离心泵的构造： 思考：u为什么叶片弯曲？u泵壳呈蜗壳状？请点击观看动画答案见后面的内容一、离心泵的构造和工作原理2、离心泵的工作原理 请点击观看动画请点击观看动画思考：流体在泵内都获得了哪几种能量？其中哪种能量占主导地位？思考： 泵启动前为什么要灌满液体气缚现象答案：动能和静压能，其中静压能占主导二离心泵主要构件的结构及功能1叶轮闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，敞式叶轮的内漏最
3、大。但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象请点击观看动画思考： 三种叶轮中哪一种效率高？叶轮是离心泵的心脏部件，有 2 至 6 片弯曲的叶片。 二离心泵主要构件的结构及功能思考： 泵壳的主要作用是什么？2泵壳 汇集液体，并导出液体； 能量转换装置（动能变静压能）呈蜗牛壳状 思考： 为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反？3 导轮 请点击观看动画答案见后面的内容固定不动 二离心泵主要构件的结构及功能4. 轴封装置填料如浸油或渗涂石墨的石棉带、碳纤维、氟纤维和膨胀石墨等，请点击观看动画-减少泵内高压液体外流，或防止空气侵入泵内。由两个光滑而密切贴合的金属环形面构成，动环随轴转动，静环装在泵壳上固定
4、不动，二者在泵运转时保持紧贴状态以防止渗漏。填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以压盖调节到有液体成滴状向外渗透。请点击观看动画对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多用机械密封。三离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数铭牌三离心泵的主要性能参数v 转速H，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量， m。可用如图装置测量。Q，泵单位时间实际输出的液体量， m3/s或 m3/h。可测量。n，单位 r.p.s或 r.p.m在泵进口 b 、泵出口 c 间列机械能衡算式： 流量 压头三离心泵的主要性能参数理论压头 -理想情况下单位重量液体所获得的能量称为理论压头，用 H 表示。泵的压头 H与影响因
5、素的关系式只能由实验测定，但理想情况下的关系式则可理论推导得到。 思考： 由（ 1）、（ 2）可以得出什么结果？理论压头 H在 1与 2之间列伯努利方程式，得：理论压头产 生的原因：原因一 ：离心力作功1 kg液体受到的离心力 为 ： 理论压头 H在 1与 2之间列伯努利方程式，得：理论压头原因二： 液体由 1流到 2时，由于流动通道逐渐扩大，w逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。理论压头 H液体在高速旋转的叶轮中的运动分为 2种 :周向运动：沿叶片表面的运动： 处处与叶片相切，速度 wu2u1w1w2思考： u1、 u2孰大？w1 、 w2孰大？根据余弦定理可知：理论压头 H12 u22u1
6、w1w2理论压头离心泵设计中，一般都使设计流量下的 1=90则 cos1=0。于是 r2b2c2uc2c2rc2uc2r理论压头 H12 u22u1w1w2理论压头 r2b2c2uc2c2rc2uc2r思考： 与 H有关的因素有哪些？分别是怎样的关系？讨论：（ 1） H与流量 Q、叶轮转速 、叶轮的尺寸和构 造（ r2、 b2、 2）有关；（ 2）叶轮直径越大、转速越大，则 H越大；叶片后弯 ， 20，即 H随流量增大而减小；叶片径向 ， 2=90， ctg2=0，即 H不随流量而变化 ；叶片前弯 ， 290， ctg290理论压头 H似乎 泵 设计时应 取前弯叶片，因其 H 为 最高。但 实
7、际 上 泵的设计都采用后弯叶片。 Why？c2w2u2后弯叶片c2w2u2径向叶片c2w2u2前弯叶片c2小，泵内流动阻力损失小回忆：思考：为什么叶片弯曲？泵壳呈蜗壳状？思考：为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反？理论压头 H（ 4）理论压头 H与液体密度无关。这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液体，对单位重量流体所能提供的能量是相同的。实际压头 H实际压头比理论压头要小。具体原因如下：此损失只与叶片数、液体黏度等有关，与流量几乎无关。（ 1）叶片间的环流运动 请点击 观 看动画考虑这一因素后，图中理论压头线 a变为直线 b 。 b实际压头 H（ 2）阻力损失考虑到这项损失后，压头线变为曲
8、线 c 。 此损失可近似视为与流速的平方呈正比。bc实际压头 H（ 3）冲击损失在设计流量下，此项损失最小。流量若偏离设计量越远，则冲击损失越大。设计流量bcd考虑到这项损失后，压头线应为曲线 d。 三离心泵的主要性能参数v 轴功率和效率轴功率， 用 N表示，单位 W 或 kW效率 ，无量纲有效功率 Ne=mswe QgH， 单位 W 或 kW 三者关系（如图）：三离心泵的主要性能参数v 轴功率和效率N Ne机械损失容积损失水力损失小型水泵： 一般为 5070%大型泵： 可达 90%以上（ 1）容积损失： （ 2）水力损失（ 3）机械损失内漏与效率 有关的各种能量损失：环流损失、阻力损失和冲击
9、损失 泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦三离心泵的主要性能参数允许汽蚀余量将在后面介绍。四离心泵的特性曲线NQ曲线Q曲线测定条件：固定转速， 20C清水上述这些主要性能参数间的关系无法理论推得，一般由厂家测定，并用曲线表示出来，称为离心泵特性曲线。常用的共有三条线，如图。HQ曲线四离心泵的特性曲线设计点最高效率 5 8区域为泵高效区由图可见： Q， H ， N， 有最大值（设计点）。思考：离心泵启动时出口阀门应关闭还是打开， why？为什么 Q 0时，N0？离心泵特性曲线的影响因素v液体性质密度 :黏度 :Why？当 比 20 清水的大时， H， N， 实验表明，当 20倍清水的黏度（ 20 ）时， 对特性曲线的影响很小，可忽略不计。对 HQ曲 线 、 Q曲 线 无影响，但故 ， NQ曲线上移。离心泵特性曲线的影响因素v 叶轮转速当转速 变化不大时（小于 20%），利用出口速度三角形相似的近似假定，可推知：若 不变，则比例定律思考： 若泵在原转速 n下的特性曲线方程为 H=A+BQ2，则新转速 n下泵的特性曲线方程表达式？
