流体流动运输ppt

1、9栋栋607全体成员全体成员姜朦姜朦 张晓东张晓东 余文斌余文斌 张建城张建城 张海翔张海翔 陈培阳陈培阳 王衍璜王衍璜 朱剑朱剑杨小浩杨小浩学习目标了解流体输送机械在工业生产及环境治理中的应用理解影响离心泵性能的主要因素掌握离心泵的结构、工作原理、主要性能参数、特性曲线、选型；离心通风机的主要性能参数、特性曲线及选型。概述 动力式：借助于高速旋转的叶轮使流体获得能量。包括离心式、轴流式输送机械 容积式：利用活塞或转子的挤压使流体升压以获得能量。包括往复式、旋转式输送机械 流体作用式：依靠能量转换原理以实现输送流体任务。如喷射泵按工作原理： 输送输送气体气体通风机、鼓风机、压缩机通风机、鼓风机

2、、压缩机 及真空泵及真空泵 输送液体输送液体泵泵(pumps）按流体类型：学习任务一、离心泵二、其他类型泵三、气体输送机械四、总结一、离心泵离心泵是依靠高速旋转离心泵是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力的叶轮所产生的离心力对液体做功的流体输送对液体做功的流体输送机械。由于它具有结构机械。由于它具有结构简单、操作调节方便、简单、操作调节方便、性能稳定、适用范围广、性能稳定、适用范围广、体积小、流量均匀、故体积小、流量均匀、故障小、寿命长等优点，障小、寿命长等优点，在环境保护及国民经济在环境保护及国民经济的其他行业中应用十分的其他行业中应用十分广泛。广泛。离心泵的主要部件离心泵的主要部件离心泵的主要

3、构件有叶轮、泵壳和轴封，甚至还有导轮叶轮：将原动机械的机械能传给液体，使液体的动能和静压能均有所增加。分为开式、半开式（闭）、闭式，三种形式。泵壳：汇集被叶轮甩出的液体，并在将液体导向排出口的过程中实现部分动能向静压能的转换。轴封装置：为了防止泵内液体沿空隙漏出泵外或空气沿相反方向进入泵内。离心泵的工作原理在离心泵工作前，加入液体。当离心泵启动后，开始发挥它的功效，使得叶轮中心处因液体空出而呈现负压状态，在吸入管两端形成压差，从而达到吸液，这就是它的吸液原理。被甩出的液体，从中心向外扩散，能量得到了增加。进入泵壳时，小部分的动能转化为静压能，从而达到了排液的效果，这就是它的排液原理。注意：如果

4、在离心泵工作前没有充满液体，会发生气缚现象2021-10-188 由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为现象称为气缚现象气缚现象。 表明离心泵无自吸能力表明离心泵无自吸能力充液（灌泵）充液（灌泵）排液排液: 出口切线方向出口切线方向吸液：叶轮中心吸液：叶轮中心2021-10-189离心泵的主要性能参数

5、离心泵的主要性能参数 流量流量 qV单位时间内泵所输送液体的体积，单位时间内泵所输送液体的体积，m3/s或或 m3/h。 压头或扬程压头或扬程 H 单位重量单位重量的液体经泵后所的液体经泵后所获得获得的能量，的能量，J/N或或m液柱。液柱。 效率效率 容积损失；水力损失；机械损失容积损失；水力损失；机械损失 一般，小型泵，效率为一般，小型泵，效率为6085%，大型泵效率可，大型泵效率可达达90%。2021-10-1810 轴功率轴功率P轴功率轴功率P，有效功率有效功率Pe WeVPq Hg 而而%100 PPe 9.81kW1000102VVeq Hq HP 或或kW102Vq HP 2021

6、-10-1811离心泵离心泵的特性曲线的特性曲线HqV 、PqV 、 qV：厂家实验测定厂家实验测定一定转速、常压、一定转速、常压、20清水清水（一）离心泵的特性曲线（一）离心泵的特性曲线2021-10-1812离心泵特性曲线VqH Vq VPqHP Vq2021-10-1813HqV曲线：较大范围内，曲线：较大范围内，qV H PqV曲线：曲线：qVPqV=0时时，PPmin 离心泵启动时，应离心泵启动时，应关闭出口阀门关闭出口阀门2021-10-1814 qV曲线：曲线：离心泵在一定转速下有一最高效率点离心泵在一定转速下有一最高效率点 离心泵的设计点离心泵的设计点离心泵离心泵铭牌铭牌上标注

7、的性能参数均为上标注的性能参数均为最高效率点下之值。最高效率点下之值。离心泵的高效工作区：离心泵的高效工作区：max%92 2021-10-1815（一）管路特性曲线（一）管路特性曲线离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节 在截面在截面1-1 与与2-2 间列柏间列柏努利方程，有：努利方程，有：22fpuHzHgg 特定的管路系统：特定的管路系统： 一一定定p 、z 、dlle 一定一定操作条件一定：操作条件一定：022 gu其中其中：2021-10-1816258ellkgd 令令0pHzg 令令22222512248eeVfeVllllquHdgdgdllqgd 而而认为流体流动

8、进入阻力平方区，认为流体流动进入阻力平方区， 变化较小变化较小 。为一常数为一常数亦为一常数亦为一常数2021-10-1817则则20VHHkq 管路特性方程管路特性方程管路特性曲线管路特性曲线HqVgpz 管路特性曲线反映了被输送液体对输送机械的管路特性曲线反映了被输送液体对输送机械的能量要求能量要求泵特性曲线泵特性曲线工作点工作点二、其他类型泵之往复泵二、其他类型泵之往复泵往复泵的主要构件有泵缸、往复泵的主要构件有泵缸、活塞（或柱塞）、活塞杆及活塞（或柱塞）、活塞杆及若干个单向阀等若干个单向阀等工作原理：活塞自左向右移工作原理：活塞自左向右移动时，泵缸内形成负压，则动时，泵缸内形成负压，则

9、贮槽内液体经吸入电动贮槽内液体经吸入电动往复往复泵泵阀进入泵缸内。当活塞自阀进入泵缸内。当活塞自右向左移动时，缸内液体受右向左移动时，缸内液体受挤压，压力挤压，压力增大，由排出阀增大，由排出阀排出。排出。 活塞往复一次，各吸活塞往复一次，各吸入和排出一次液体，称为一入和排出一次液体，称为一个工作循环个工作循环。齿轮泵齿轮泵齿轮泵的概念是很简单的，即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合

10、时排出。旋涡泵旋涡泵旋涡泵（也称涡流泵）2是一种叶片泵。主要由叶轮、泵体和泵盖组成。当叶轮旋转时，在离心力的作用下，叶轮内液体的圆周速度大于流道内液体的圆周速度，故“环形流动”。又由于自吸入口至排出口液体跟着叶轮前进，这两种运动的合成结果，就使液体产生与叶轮转向相同的“纵向旋涡”。离心泵的选用1、介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。 2、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。 3、介质温度：（） 4、所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水，还必须考虑渗漏及蒸发量。 5、压力：吸水池压力，排水池压

11、力，管道系统中的压力降（扬程损失）。 6、管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目，吸水池至压水池的几何标高等）。 选泵确定流量扬程 流量的确定 1、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑。 2、如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。对于ns100的大流量低扬程泵，流量余量取5%，对ns50的小流量高扬程泵，流量余量取10%，50ns100的泵，流量余量也取5%，对质量低劣和运行条件恶劣的泵，流量余量应取10%。 3、如果基本数据只给质量流量，应换算成体积流量。制作者：黄德春23化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动三、三、 气体输送设备气

12、体输送设备一、一、设备特点设备特点1.1.大体积；大体积；2.2.高压头。高压头。可压缩性可压缩性 + + 低密度低密度二、二、分类：分类： ( (表压表压),kPa),kPa (绝压绝压)通风机通风机小于1511.15鼓风机鼓风机153001.15-4压缩机压缩机大于294大于4真空泵真空泵进进口口出出口口pp出出口口p当地大气压很大压缩比压缩比通风机1、轴流式通风机主要由圆筒形机壳及带螺旋浆式叶片的叶轮构成。原理：原动机械驱动叶轮在圆筒形机壳内旋转，气体从集流器进入，通过叶轮获得能量，提高压力和速度，然后沿轴排出。制作者：黄德春25化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动 三

13、、三、 气体输送设备气体输送设备二、二、离心通风机：离心通风机：2.2.结构：结构：1.1.出口风压出口风压低压：低压：1kPa1kPa中压：中压：1 13kPa3kPa高压：高压：3 315kPakPa流道流道 中低压中低压: :矩形矩形高压高压: :圆形圆形叶片叶片 低压低压: :平直平直中高压中高压: :前弯或后弯前弯或后弯( (常见常见) )2021-10-182021-10-182 2）离心通风机的性能参数与特性曲线）离心通风机的性能参数与特性曲线 （1 1）风量：）风量： 指气体通过进风口的体积流率，以Q表示，单位为m3/h或m3/s。气体的体积按进口状态计。（2 2）风压：）风压

14、： 指单位体积的气体通过通风机时所获得的能量，单位为N/m2，与压强单位相同，以Ht表示。取决于风机的结构，叶轮尺寸，转速与进入风机的气体的密度。 目前，还不能用理论方法精确计算离心通风机的风 压，而是由试验测定。 2021-10-18 风压与被输送气体的密度成正比，风机性能表上列出风压是按“标准状态”下(20，1.01105Pa)的空气密度测定的。若实际操作条件与上述试验条件不同，应将操作条件下的风压HT换算为试验条件下的风压HT，然后按HT的数值来选择风机。2 . 1TTTHHH（3 3）功率和效率）功率和效率离心通风机的轴功率为： 1000QHNT主要性能参数：风量主要性能参数：风量V、

15、风压、风压HT、效率、效率、轴功率、轴功率N。其中风量以进口状态计。风压其中风量以进口状态计。风压HT(也称全风压也称全风压)，其单位为，其单位为N/m2，是指单位体积气体通过风机后所获得的能量。，是指单位体积气体通过风机后所获得的能量。HTHpNVNVHT VHp VV p2 p1222121212TuuHgppzz22212TpkuHHHpp以通风机进口为1截面、出口为2截面，以单位体积气体为基准列柏努利方程 当空气直接由大气吸入通风机时u1可视为零，且(z2-z1)可忽略 ，则：式中Hp称为风机的静风压，HK称为风机的动风压。可见通风机的全风压(即压头)是由静风压和动风压两项组成。 制作

16、者：黄德春31化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动三、气体输送设备三、气体输送设备 离心离心( (透平透平) )鼓风机：特点鼓风机：特点1.1.多级叶轮多级叶轮, ,但压缩比有限但压缩比有限; ;2.2.各级叶轮直径近同各级叶轮直径近同; ;3.3.选型同离心通风机。选型同离心通风机。 离心离心( (透平透平) )压缩机：压缩机：1.1.级数多级数多, ,转速高转速高3.3.叶轮直径逐减。叶轮直径逐减。2.2.装有中间冷却器；装有中间冷却器；流量和压缩比均大；流量和压缩比均大；2021-10-182）离心压缩机离心压缩机 离心压缩机又称透平压缩机透平压缩机。它的主要结构和工作

17、原理与离心鼓风机相似。离心压缩机的特点特点是叶轮级数多，通常在10级以上，叶轮转速高，一般为5000r/min以上。这样可以产生很多的出口压强，且由于压缩比高，气体体积缩小很多，温度升高大。因此压缩机都分成几段，每段包括若干级。叶轮的直径逐级缩小。叶轮宽度也逐级略有缩小，在各段之间设有中间冷却器。 优点优点：流量大而均匀，体积小，运转平稳，容易调节，维护方便。2021-10-18二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵 旋转鼓风机、压缩机与旋转泵相似，机壳

18、内有一个或两个旋转的转子，没有活塞和阀门等装置。 特点：构造简单、紧凑、体积小、排气连续而均匀，适用于所需压强不高且流量大的情况。1 1、罗茨鼓风机、罗茨鼓风机 罗茨鼓风机的工作原理与齿轮泵相似，机壳内有两个渐开摆线形的转子，两转子之间，转子与机壳之间缝隙很小，使转子能自由运动而无过多的泄漏，两转子的旋转方向相反，可使气体从技巧一侧吸入，从另一侧排出。若改变两转子的旋转方向，则吸入和排出口互换。2021-10-18两叶风机两叶风机叶子旋转一周，进行两次吸排气2021-10-18罗次鼓风机的特点： (1)风量与转速成正比，转速一定时，出口压力提高，风量可保持大体不变。 (2)输气量范围：2500

19、m3/min。出口表压在80kPa以内且在40kPa附近效率较高。 (3)流量调节一般用支路调节，出口阀不能完全关闭，且操作温度 80-85oC 压缩机 压缩机按工作原理分为离心式、往复式、回转式等。 下面我们主要讲解一下往复式压缩机。往复式压缩机原理 往复式压缩机属于容积式压缩机，是使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间提高静压力的压缩机。曲轴带动连杆，连杆带动活塞，活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化，当活塞向下运动的时候，汽缸容积增大，进气阀打开，排气阀关闭，空气被吸进来，完成进气过程；当活塞向上运动的时候，气缸容积减小，出气阀打开，进气阀关闭，完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙，气缸内有润滑油润滑活塞环。制作者：黄德春39化工原理化工原理课件课件第一章第一章 流体流动流体流动 气体输送设备气体输送设备往复压缩机往复压缩机三、三、实际压缩循环实际压缩循环理想压缩循环理想压缩循环存在排气余隙存在排气余隙吸气吸气压缩压缩排气排气膨胀膨胀四、四、 余隙系数余隙系数容积系数容积系数 )(313VVV 31410VVVV 2021-10-1840（1）理想压缩循环）理想压缩循环压缩过程（压缩过程