化工流体流动15-16学时.ppt

第二章 流体输送机械 通过本章的学习，应掌握化工中常用流体输 送机械的基本结构、工作原理和操作特性，能够 根据生产工艺要求和流体特性，合理地选择流体 输送机械。 学习目的 与要求 2.1 概 述 2.1.1 流体输送机械的作用与要求 第二章 流体输送机械 一、流体输送机械的作用 流体输送机械的作用 向流体作功以提高流体的机械能 v 用于克服流体输送过程中的机械能损失。 v 用于提高位能。 v 用于提高流体的压力。 管路系统总管路系统总 能量损失能量损失 向高位设备向高位设备 内输送流体内输送流体 向高压设备向高压设备 内输送流体内输送流体 二、流体输送机械的要求 流体输送机械的要求 v 满足工艺上对流量和能量的要求。 v 结构简单，重量轻，投资费用低。 v 运行可靠，使用寿命长。 v 能适应被输送流体的特性。 v 效率高，操作费用低。 2.1 概 述 2.1.1 流体输送机械的作用与要求 第二章 流体输送机械 2.1.2 流体输送机械的分类 一、液体输送机械的分类 液体输 送机械 离心式 回转式 往复式 作用式 液体输送机械泵。 离心泵旋涡泵 轴流泵 齿轮泵 螺杆泵 往复泵柱塞泵 计量泵隔膜泵 喷射泵 空气升液器 二、气体输送机械的分类 气体输 送机械 离心式 回转式 往复式 作用式 气体输送机械通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 离心通风机、鼓风机、压缩机 罗茨鼓风机 水环真空泵 蒸汽喷射真空泵 往复压缩机 隔膜压缩机 水喷射真空泵 2.1 概 述 2.2 离心泵 第二章 流体输送机械 2.2.1 离心泵的基本结构与工作原理 一、离心泵的基本结构 离心泵装置简图 1- 叶轮 2- 泵壳 3- 泵轴 4- 吸入口 5- 吸入管 6- 底阀 7- 滤网 8- 排出口 9- 排出管 10- 调节阀 二、离心泵的工作原理 离心泵的工作原理 启动前先向壳内充满被输送的液体，启动后泵 轴带动叶轮作高速旋转运动，迫使叶片间的液体旋 转，在惯性离心力的作用下，液体自叶轮中心向外 周作径向运动。液体在流经叶轮过程中获得了能量 ，静压能增高，流速增大。当液体离开叶轮进入泵 壳后，由于壳内流道逐渐扩大而减速，部分动能转 化为静压能，最后沿切向流入排出管路。 二、离心泵的工作原理 动画：离心泵的工作原理 当液体自叶轮中心甩向外周的同时，叶轮中心 形成低压区，由于储槽液面上方的压力大于泵吸入 口的压力，致使液体被吸进叶轮中心。依靠叶轮的 不断运转，液体便连续地被吸入和排出。 三、离心泵的主要部件 1.叶 轮 叶 轮 闭 式 半 闭 式 开 式 输送清 洁液体 离心泵的叶轮 (a) 闭式(b) 半闭式(c) 开式 输送悬 浮液 叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体。 按机械结构分类 三、离心泵的主要部件 叶轮 离心泵的吸液方式 (a) 单吸式 (b) 双吸式 单吸式 按吸液方式分类 双吸式 三、离心泵的主要部件 2.泵壳和导轮 泵壳与导轮 1- 泵壳 2- 叶轮 3- 导轮 泵壳制成蜗牛形 蜗壳。 叶轮与泵壳间带有叶片的固定部件 导轮。 三、离心泵的主要部件 3.轴封装置 由于泵轴转动而泵壳固定不动，在轴和泵壳的 接触处有一定的间隙，为避免泵内高压液体沿间隙 漏出，或防止外界空气从相反方向进入泵内，必须 设置轴封装置。 轴封 填料密封装置 机械密封装置 三、离心泵的主要部件 填料密封装置 机械密封装置 1- 填料函壳 2- 软填料 3- 液封圈 4- 填料压盖 5- 内衬套 6- 动环 7- 静环 1- 螺钉 2- 传动座 3- 弹簧 4- 椎环 5- 动环密封圈 9- 防转销 8- 静环密封圈 2.1 概 述 2.2 离心泵 第二章 流体输送机械 2.2.1 离心泵的基本结构与工作原理 2.2.2 离心泵的基本方程式（不要求） 2.2.3 离心泵的性能参数与特性曲线 一、离心泵的性能参数 1.流量 定义 符号 单位 单位时间内排到管路系统的液体体积。 m3/sm3/hL/s 影响 因素 一、离心泵的性能参数 2.压头（扬程） 定义 符号 单位 离心泵对单位重量（1N）流体所提供的有 效能量。 J / N (m) 影响 因素 一、离心泵的性能参数 3.效率 定义 符号 单位 反映离心泵能量损失大小的参数。 影响 因素 一、离心泵的性能参数 离 心 泵 的 能 量 损 失 容积损失 水力损失 机械损失 由于泵的泄漏所造成的能量损失。 由于流体在泵内流动的摩擦阻力、局部阻 力所造成的能量损失。 由于高速旋转的叶轮表面与液体之间、泵 的各部件之间机械摩擦造成的能量损失。 一、离心泵的性能参数 离心泵的总效率 小型离心泵的效率 大型离心泵的效率 一、离心泵的性能参数 4.功率 定义 单位 由电动机输入泵轴的功率 。 W（kW） （1）轴功率 符号 定义 单位W（kW） （2）有效功率 符号 液体在单位时间内从叶轮获得的能量 。 一、离心泵的性能参数 kW 二、离心泵的特性曲线 离心泵的 特性曲线 离心泵的特性曲线 二、离心泵的特性曲线 设计点设计点 Hs Ns Qs 最佳工 况参数 离心泵离心泵 铭牌标铭牌标 注参数注参数 额定额定 参数参数 高效率区高效率区 工作范围工作范围 三、影响离心泵性能因素分析与性能换算 1.液体物性的影响 （1）密度的影响 与密度无关保持不变 由 三、影响离心泵性能因素分析与性能换算 （2）黏度的影响 被输送液体的黏度 常温水的黏度 泵内液体能 量损失增大 当 泵的特性泵的特性 曲线发生曲线发生 改变改变 三、影响离心泵性能因素分析与性能换算 被输送液体的运动黏度当 离心泵的流量、压头、效率的 换算系数； 离心泵输送清水时的流量、压 头、效率； 离心泵输送液体时的流量、压 头、效率； 离心泵的黏度换算系数大流量大流量 小流量小流量 输送清输送清 水时的水时的 最高效最高效 率率 三、影响离心泵性能因素分析与性能换算 设 2.离心泵转速的影响 转速为 n 时泵的性能； 转速为 时泵的性能； 离心泵的 比例定律 适用条件离心泵的转速变化不大于 三、影响离心泵性能因素分析与性能换算 设 3.离心泵叶轮直径的影响 叶轮直径为 时泵的性能； 离心泵的 切