化工流体流动 17-18学时

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,2.2.4离心泵的气蚀现象和允许安装高度,一、离心泵的气蚀现象,1.气蚀现象的产生原因,离心泵吸液示意图,离心泵工作时,当,负压,输送温度下液体饱和蒸气压,液体部分汽化；,含气泡液体进入叶轮高压区，气泡破灭，产生局部真空；,周围液体高速补充，产生冲击和振动，导致叶轮和泵壳破坏气蚀现象。,一、离心泵的气蚀现象,2.气蚀的危害,泵体产生震动与噪音；,泵的性能（Q、H、）降低；,泵壳及叶轮受冲蚀（点蚀到裂缝）。,气蚀的危害,气蚀现象严重时，泵吸不上液体，泵不能正常操作气缚现象。,动画：气缚现象,二、离心泵的抗气蚀性能,1.离心泵的气蚀余量,防止气蚀现象发生，在离心泵入口处液体的静压头与动压头之和必须大于操作温度下液体的饱和蒸气压头某一数值气蚀余量。,气蚀余量,入口处静压头,入口处动压头,饱和蒸气压头,二、离心泵的抗气蚀性能,发生气蚀的临界条件,在泵入口和叶轮入口间列方程,由,二、离心泵的抗气蚀性能,临界气蚀余量,比较得,临界气蚀余量由泵生成厂通过实验测定。为保证泵正常操作，通常将临界气蚀余量加上一定的安全量，称为必须气蚀余量。,离心泵样本给出的气蚀余量,二、离心泵的抗气蚀性能,2.离心泵的允许吸上真空度,设,大气压力,泵入口处允许的最低压力,则,泵入口处允许的最高真空度,若以输送液体的液柱高度表示允许吸上真空度。,允许吸上真空度,二、离心泵的抗气蚀性能,曲线示意图,注意,和由离心泵样本给出；,和是在一定的条件下测定的，输送其它液体时应注意修正。,三、离心泵的允许安装高度,在截面和列方程,为保证泵入口处允许的最低压力，不能超过某允许的最大值。,允许安装高度,三、离心泵的允许安装高度,泵的吸入口与吸入储槽液面间允许达到的最大垂直距离离心泵的允许安装高度。,允许吸上高度,设,储槽液面与大气相通,三、离心泵的允许安装高度,若已知,由式（1）和式（3）可得,若已知,若已知,由式（2）和式（4）可得,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,2.2.4离心泵的气蚀现象和允许安装高度,2.2.5离心泵的工作点与流量调节,一、管路特性与离心泵的工作点,1.管路特性方程式和特性曲线,管路输送系统示意图,（1）管路特性方程式,如图所示为典型的输送管路系统，设储槽和受液槽的液面维持恒定。,在截面和列方程,一、管路特性与离心泵的工作点,在特定的管路系统中，于一定的操作条件下,故,若储槽和受液槽截面很大，则,一、管路特性与离心泵的工作点,故此得,管路系统输送量,管路截面积,一、管路特性与离心泵的工作点,对特定管路，均为常数,忽略随Re的变化,令,故,管路特性方程式,管路中液体压头与流量关系,一、管路特性与离心泵的工作点,（2）管路特性曲线,管路特性曲线的形状由管路布局与操作条件来确定，与泵的性能无关。,管路特性曲线,关系曲线管路特性曲线。,一、管路特性与离心泵的工作点,2.离心泵的工作点,离心泵的工作点,离心泵在管路中运行时，泵所提供的流量与压头应与管路系统所要求的数值一致。故安装于管路的离心泵必须同时满足管路特性方程与泵的特性方程。,管路特性曲线,泵的特性曲线,工作点,一、管路特性与离心泵的工作点,管路特性方程,泵的特性方程,联立解得,离心泵工作点,由泵的特性曲线（或有关特性数据）获得,二、离心泵的流量调节,1.改变阀门的开度,由,阀门开度,流动阻力,由,管路特性曲线变平坦,二、离心泵的流量调节,改变阀门的开度时工作点变化,原开度,关小,阀门开度,开大,阀门开度,优点,流量可连续调节；,操作快速简便。,缺点,能量损失大。,二、离心泵的流量调节,2.改变泵的特性曲线,根据比例定律，改变泵的转速，可调节泵的流量，从而改变泵的特性曲线。,改变泵转速时工作点变化,原转速,增加转速,减小转速,根据切割定律，改变泵的叶轮直径，可调节泵的流量，从而改变泵的特性曲线。,二、离心泵的流量调节,3.离心泵的并联与串联,离心泵的并联,离心泵的串联,在实际生产中，若单台泵不能满足输送任务时，可采用离心泵的并联或串联操作。,二、离心泵的流量调节,（1）离心泵的并联,离心泵的并联,设,两台型号相同的泵并联于管路系统，且各自的吸入管路相同。,故此,两台泵流量和压头相同；,在同一压头下，并联泵的流量为单台泵的两倍。,单泵特性曲线,两泵并联特性曲线,二、离心泵的流量调节,（2）离心泵的串联,离心泵的串联,设,两台型号相同的泵串联于管路系统。,故此,两台泵流量和压头相同；,在同一流量下，串联泵的压头为单台泵的两倍。,单泵特性曲线,两泵串联特性曲线,二、离心泵的流量调节,（3）离心泵组合方式的选择,离心泵组合方式的选择,若单台泵所能提供的最大压头小于管路两段的值，则只能采用泵的串联操作。,对管路特性曲线较平坦的低阻型管路，宜采用并联组合方式。,对管路特性曲线较陡峭的高阻型管路，宜采用串联组合方式。,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,2.2.4离心泵的气蚀现象和允许安装高度,2.2.5离心泵的工作点和流量调节,2.2.6离心泵的类型与选择,一、离心泵的类型,1.离心泵的分类,离心泵,油泵,清水泵,按输送液体性质和适用条件分类,耐腐蚀泵,杂质泵,屏蔽泵,液下泵,管道泵,高温泵,按叶轮吸液方式分类,离心泵,单吸泵,双吸泵,按叶轮数目分类,离心泵,单级泵,多级泵,一、离心泵的类型,2.常用离心泵的类型简要说明,（1）清水泵（IS型、D型、Sh型）,IS型,单级单吸悬臂式离心水泵,型号示例,IS10080125,单级单吸离心水泵,吸入口内径,排出口内径,叶轮直径,D型,多级离心泵,Sh型,双吸离心泵,用于输送清水及物理、化学性质与水相近的液体。,一、离心泵的类型,型号示例,40FM126,吸入口内径,耐腐蚀离心泵,与液体接触部件材料代号,（2）耐腐蚀泵（F型）,用于输送酸、碱等腐蚀性液体。,轴封类型代号,泵的扬程（m）,一、离心泵的类型,型号示例,吸入口内径,单吸离心油泵,（3）油泵（Y型）,用于输送石油产品。,叶轮级数,泵的扬程（m）,比基本型号叶轮直径小一级,一、离心泵的类型,（4）杂质泵,用于输送悬浮液及稠厚的浆液等。,杂质泵,污水泵（PW）,泥浆泵（PN）,砂泵（PS）,（5）屏蔽泵（P型）,用于输送易燃、易爆、剧毒及具有放射性的一液体。,二、离心泵的选择,离心泵的选择原则,根据被输送液体的性质和操作条件，确定泵的类型。,根据管路系统对泵提出的流量Qe和扬程He的要求，确定泵的型号。,确定输送系统的流量与压头。,核算泵的轴功率。,I