化工原理天大柴诚敬17-18学时.ppt

1,第二章流体输送机械,2.22.2.1离心泵的工作原理和基本结构2.2.2离心泵的基本方程式,2.2.3离心泵的性能参数与特性曲线,2,一离心泵的性能参数,离心泵的主要性能参数：流量、压头、效率、轴功率等。泵的性能参数及相互之间的关系是选泵和进行流量调节的依据。离心泵的特性曲线：主要性能参数之间的关系曲线。是在一定转速下，用20清水在常压下实验测得的。,3,1流量,离心泵的流量用q表示，常用单位为L/s、m3/s。,2压头（扬程）,一般用H表示，单位为J/N或m。,3效率,（1）容积损失（2）水力损失（3）机械效率,一离心泵的性能参数,4,（1）容积损失即泄漏造成的损失。（2）水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。（3）机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。,一离心泵的性能参数,5,总效率由上述三部分构成，即,（1）闭式叶轮的容积效率值在0.850.95。（2）额定流量下，水力效率最高，其值在0.80.9的范围。（3）机械损失可用机械效率来反映，其值在0.960.99之间。,一离心泵的性能参数,6,4离心泵的有效功率和轴功率,由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。则有,离心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量,（2-19）,（2-20）,一离心泵的性能参数,7,图2-9离心泵的特性曲线,二离心泵的特性曲线,8,每种型号的离心泵在特定转速下有其独特的特性曲线，且不受管路特性的影响。在固定转速下，离心泵的流量和压头，效率不随被输送液体的密度而变，但泵的功率与液体密度成正比。,二离心泵的特性曲线,9,离心泵的轴功率P在流量为零时为最小，随流量的增大而上升，因而在启动离心泵时应关闭泵的出口阀，以减少启动电流，保护电机。待运转正常后，再打开泵出口阀并调节流量至规定值。同理，停泵时也要先关出口阀，还可防止排出管中液体倒流，保护叶轮。,二离心泵的特性曲线,10,离心泵的压头一般随流量加大而下降（在极小流量时有例外）。此规律和离心泵理论压头的表达式相一致。在额定流量下泵的效率为最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的各项参数称为最佳工况参数。离心泵铭牌上标出的性能参数即是最高效率点对应的数值。离心泵应尽可能在高效区操作（最高效率的92%范围内）。,二离心泵的特性曲线,11,二离心泵的特性曲线,设计点最佳工况参数,高效区,12,三影响离心泵性能的因素及性能换算,1液体物性的影响（1）液体的密度流量、压头、泵的效率不随密度而改变泵的功率与液体密度成正比,13,三影响离心泵性能的因素及性能换算,（2）液体的黏度当被输送液体的黏度大于常温水的黏度时，泵的流量、压头、效率随黏度增加而下降，但轴功率增加。当液体运动黏度大于20cSt时,14,15,16,2离心泵转速的影响,其适用条件是离心泵的转速变化不大于20%。,三影响离心泵性能的因素及性能换算,离心泵的比例定律,17,3离心泵叶轮外径的影响,其适用条件是固定转速下，叶轮直径的车销不大于5%D2。,三影响离心泵性能的因素及性能换算,离心泵的切割定律,18,第二章流体输送机械,2.2离心泵2.2.1离心泵的工作原理和基本结构2.2.2离心泵的基本方程式2.2.3离心泵的性能参数与特性曲线,2.2.4离心泵在管路中的运行,19,一离心泵的安装高度,离心泵的安装高度是指泵的入口距贮槽液面的垂直距离,图2-12离心泵吸液示意图,安装高度,20,若贮槽液面上方与大气相通，则p0即为大气压pa,泵的允许安装高度,（2-24）,泵入口处可允许的最低压力,（2-24a）,一离心泵的安装高度,21,1离心泵的安装高度的限制汽蚀现象,泵吸入口附近压力等于或低于pv。,泵扬程较正常值下降3为标志。,一离心泵的安装高度,出现汽蚀的标志,产生原因,动画08,22,（1）泵体产生震动与噪音；（2）泵性能（q、H、）下降；（3）泵壳及叶轮冲蚀（点蚀到裂缝）。应注意区别气缚现象与汽蚀现象。,汽蚀的危害,一离心泵的安装高度,23,2离心泵的抗汽蚀性能,用NPSH表示，单位为m，其定义式,（2-25）,泵入口液体静压头,泵入口液体动压头,操作温度下液体的饱和蒸汽压头,一离心泵的安装高度,汽蚀余量,24,（1）临界汽蚀余量（NPSH）c,（2-26）,当流体流量一定而且进入阻力平方区时，（NPSH）c值仅与泵的结构和尺寸有关，由泵的制造厂实验测定。,一离心泵的安装高度,25,（2）必需汽蚀余量(NPSH)r为了确保离心泵的正常操作，将所测得的(NPSH)c值加上一定的安全量作为必需汽蚀余量(NPSH)r，列于泵产品样本或绘于泵的特性曲线上。其值随流量增加而加大。(NPSH)r越小，泵的抗气蚀性能越好。,一离心泵的安装高度,26,图2-13（NPSH）rq关系曲线,一离心泵的安装高度,必需汽蚀余量,27,（3）允许汽蚀余量NPSH,(2-27),一离心泵的安装高度,28,（2-28）,离心泵的允许吸上真空度值愈大，表示该泵在一定条件下操作时其抗汽蚀性能愈好。允许吸上真空度与泵的结构、被输送液体的性质及液面上方压力有关，其值随q增加而降低。,一离心泵的安装高度,允许吸上真空度,29,Hs值由泵生产厂家于常压下（98.1kPa）用20清水实验测得。当操作条件与该条件不一致或输送其它液体时，对Hs要进行校正。,一离心泵的安装高度,30,3离心泵的允许安装高度,（2-29）,（2-30）,离心泵的实际安装高度应比允许安装高度减小0.51m。离心泵的实际安装高度应以夏天当地最高温度和所需要最大用水量为设计依据。,一离心泵的安装高度,31,二离心泵的工作点,（管路特性方程）（2-5）,（泵的特性方程）（2-17）,联立泵的特性方程式和管路特性方程式所解得的流量和压头即为泵的工作点。在特定曲线图上，泵的工作点对应泵的特性曲线和管路特性曲线的交点,32,图2-14管路特性曲线与