第2章 流体输送机械(III+IV)-OK Ver

1、1第二章第二章 流体输送机械流体输送机械2 在化工生产加工中，常常需要将流体：在化工生产加工中，常常需要将流体： 从低处输送到高处；从低处输送到高处； 从低压送至高压；从低压送至高压； 沿管道送至较远的地方。沿管道送至较远的地方。 为达到此目的，必须对流体加入外功，以克服流为达到此目的，必须对流体加入外功，以克服流体阻力。为流体提供能量的机械称为流体输送机械。体阻力。为流体提供能量的机械称为流体输送机械。 3 流体分为液体和气体。通常：流体分为液体和气体。通常：将输送液体的机械称为泵；将输送液体的机械称为泵；将输送气体的机械按所产生压强的高低分别将输送气体的机械按所产生压强的高低分别称之为通风

2、机、鼓风机、压缩机和真空泵。称之为通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。4主要内容主要内容离心泵的工作原理离心泵的工作原理主要部件主要部件基本方程式基本方程式性能参数和特性曲线性能参数和特性曲线性能改变和换算性能改变和换算气蚀现象和允许吸上高度气蚀现象和允许吸上高度工作点与调节、类型与选择工作点与调节、类型与选择51 1 按工作原理分按工作原理分叶片式泵叶片式泵 有高速旋转的叶轮。有高速旋转的叶轮。 如离心泵。如离心泵。往复泵往复泵 靠往复运动的活塞排挤液体。如活塞泵、柱塞泵等。靠往复运动的活塞排挤液体。如活塞泵、柱塞泵等。旋转式泵旋转式泵 靠旋转运动的部件推挤液体。如齿轮泵、螺杆泵等。靠旋转运动的

3、部件推挤液体。如齿轮泵、螺杆泵等。泵的分类泵的分类62 2 按用途分按用途分清水泵清水泵 适用于粘度与水相近的、无腐蚀性、不含杂质适用于粘度与水相近的、无腐蚀性、不含杂质 的流体，如离心泵。的流体，如离心泵。油泵油泵 适用于高粘度的流体。如齿轮泵、旋转泵等。适用于高粘度的流体。如齿轮泵、旋转泵等。耐腐蚀泵（不锈钢或特殊材料）耐腐蚀泵（不锈钢或特殊材料）7第一节第一节 离心泵离心泵8叶轮叶轮 轴轴 612片叶片片叶片机壳机壳蜗牛形通道；蜗牛形通道；叶轮偏心放；叶轮偏心放；可减少能耗，有利于动可减少能耗，有利于动能转化为静压能。能转化为静压能。叶轮叶轮机壳机壳底阀底阀(防止防止“气缚气缚”)滤网滤

4、网(阻拦阻拦固体杂质固体杂质)一、一、 离心泵的构造与部件离心泵的构造与部件910泵壳制成蜗牛形，既减少了能量损泵壳制成蜗牛形，既减少了能量损失，又使部分动能转换成静压能。失，又使部分动能转换成静压能。11二、二、 离心泵工作原理离心泵工作原理12 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

5、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13离心泵实际安装示意图离心泵实际安装示意图14 离心泵压头的大小取决于泵的结构（如叶轮直径离心泵压头的大小取决于泵的结构（如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等）、转速及流量。的大小，叶片的弯曲情况等）、转速及流量。三、三、 离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数 离心泵的主要性能参数有离心泵的主要性能参数有流量、扬程、功率和效率流量、扬程、功率和效率。 流量流量 Q Q ，/或或m m3 3/ /泵的流量（又称送液能力）是指单位时间内泵所输送泵的流量（

6、又称送液能力）是指单位时间内泵所输送的液体体积。的液体体积。 扬程扬程，米液柱，米液柱 泵的扬程（又称泵的泵的扬程（又称泵的压头压头）是指单位重量液体流经泵）是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。后所获得的能量。1516 如右图所示，在泵的进出口处如右图所示，在泵的进出口处分别安装真空表和压力表，在真分别安装真空表和压力表，在真空表与压力表之间列柏努得方程空表与压力表之间列柏努得方程式，即式，即式中：式中：pM 压力表读出压力（表压），压力表读出压力（表压），N/m2； pV真空表读出的真空度，真空表读出的真空度，N/m2； u1、u2吸入管、压出管中液体的流速，吸入管、压出管中液体的流速，m

7、/s； Hf两截面间的压头损失，两截面间的压头损失，m。fvmHguugpphH221220（2-12-1）实验：泵压头的测定实验：泵压头的测定真空计真空计压强表压强表离心泵离心泵储槽储槽V17两截面之间管路很短，其压头损失两截面之间管路很短，其压头损失H Hf f可忽略不计可忽略不计两截面之间的动压头很小，通常可忽略不计，则两截面之间的动压头很小，通常可忽略不计，则(2-2)(2-2)简化简化fvmHguugpphH221220gpphHvm018例例- - 某离心泵以某离心泵以2020水进行性能实验，测得体水进行性能实验，测得体积流量为积流量为720720m m3 3/h/h，泵出口压力表

8、读数为，泵出口压力表读数为0.40.4MPa，吸，吸入口真空表读数为入口真空表读数为-0.028-0.028MPa，压力表和真空表间垂，压力表和真空表间垂直距离为直距离为0.41m0.41m，试求泵的压头。，试求泵的压头。解：根据泵压头的计算公式，则有解：根据泵压头的计算公式，则有）（OHmgpphHvm25501 .4481. 92 .998100208. 010441. 019轴功率轴功率P 泵轴所需的功率泵轴所需的功率 （电动机传给泵轴的功率）（电动机传给泵轴的功率）有效功率有效功率Pe 是指单位时间内液体从泵叶轮是指单位时间内液体从泵叶轮 获得的有效能量获得的有效能量。 3 轴功率轴功

9、率P与有效功率与有效功率Pe20式中式中 Pe 泵的有效功率，泵的有效功率，W； Q 泵的流量，泵的流量，m3/s； H 泵的压头，泵的压头，m ； 液体的密度，液体的密度，kg/m3； g 重力加速度，重力加速度，m/s2。PeQ gH (2-3) 已知已知g=9.81m/s2；1kW=1000W，则式（，则式（2-3）可用）可用kW单位单位表示，即表示，即)(1021000kWQHgQHgQHPe (2-3a)功率与流量、压头、密度成正比功率与流量、压头、密度成正比21(2-4)PPe离心泵工作时，离心泵工作时， 由于有容积损失、水力损失与机械由于有容积损失、水力损失与机械损失，故泵的轴功

10、率要大于液体实际得到的有效功率损失，故泵的轴功率要大于液体实际得到的有效功率，泵的效率，泵的效率定义如下定义如下它的值的大小，反映出泵的机械能损失的相对大小。它的值的大小，反映出泵的机械能损失的相对大小。一般约为一般约为0.60.85。 4 效率效率 22注意：注意：泵在运转时可能发生超负荷，所配电动机的功率应泵在运转时可能发生超负荷，所配电动机的功率应比泵的轴功率大。比泵的轴功率大。在机电产品样本中所列出的泵的轴功率，除非特殊在机电产品样本中所列出的泵的轴功率，除非特殊说明以外，均系指输送清水时的数值（说明以外，均系指输送清水时的数值（功率与密度成功率与密度成正比）正比）。 23 容积损失是

11、由于泵的泄漏造成的。离心泵在容积损失是由于泵的泄漏造成的。离心泵在运转过程中，有一部分获得能量的高压液体，通运转过程中，有一部分获得能量的高压液体，通过叶轮与泵壳之间的间隙流回吸入口。过叶轮与泵壳之间的间隙流回吸入口。p容积损失容积损失24 原因：水力损失是由于流体流过叶轮、泵原因：水力损失是由于流体流过叶轮、泵壳时，由于流速大小和方向要改变，且发生壳时，由于流速大小和方向要改变，且发生冲击，而产生的能量损失。冲击，而产生的能量损失。p水力损失（流体摩擦损失）水力损失（流体摩擦损失）25 原因：机械损失是泵在运转时，在轴承、原因：机械损失是泵在运转时，在轴承、轴封装置等机械部件接触处由于机械磨

12、擦而消轴封装置等机械部件接触处由于机械磨擦而消耗部分能量。耗部分能量。p机械损机械损失失26特性曲线特性曲线（characteristic curves）：在固定的转速下，离：在固定的转速下，离心泵的基本性能参数（流量、压头、功率和效率）之间的关系心泵的基本性能参数（流量、压头、功率和效率）之间的关系曲线。曲线。强调：特性曲线是在固定转速下测出的，只适用于该转速，强调：特性曲线是在固定转速下测出的，只适用于该转速，故特性曲线图上都注明转速故特性曲线图上都注明转速n n的数值。的数值。图上绘有三种曲线图上绘有三种曲线Q Q曲线曲线P PQ Q曲线曲线Q Q曲线曲线四、四、 离心泵的特性曲线离心泵

13、的特性曲线2704812 16 20 24 28 320204060 80100 1201012141618202224260246801020304050607080n=2900r/minNH,l/sm3/s离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线28 变化趋势变化趋势：离心泵的压头在较大流量范围内是离心泵的压头在较大流量范围内是随流量增大而减小的。不同型号的离心泵，随流量增大而减小的。不同型号的离心泵，Q Q曲线的形状有所不同。曲线的形状有所不同。较平坦的曲线，适用于压头变化不大而流量变化较平坦的曲线，适用于压头变化不大而流量变化较大的场合；较大的场合；较陡峭的曲线，适用于压头变化范围大而不允许较

14、陡峭的曲线，适用于压头变化范围大而不允许流量变化太大的场合。流量变化太大的场合。1 Q曲线曲线29 变化趋势变化趋势：Q Q曲线表示泵的流量曲线表示泵的流量Q Q和轴功率和轴功率的关系，随的关系，随Q Q的增大而增大。显然，当的增大而增大。显然，当Q=0Q=0时，泵时，泵轴消耗的功率最小。轴消耗的功率最小。启动离心泵时，为了减小启动功启动离心泵时，为了减小启动功率，应将出口阀关闭率，应将出口阀关闭。2 PQ曲线曲线30 变化趋势变化趋势：开始：开始随随Q Q的增大而增大，达到最的增大而增大，达到最大值后，又随大值后，又随Q Q的增大而下降。的增大而下降。 QQ曲线最大值相当于效率最高点。泵在该

15、点所曲线最大值相当于效率最高点。泵在该点所对应的压头和流量下操作，其效率最高，故该点为对应的压头和流量下操作，其效率最高，故该点为离心泵的设计点离心泵的设计点。3 Q曲线曲线31 泵在最高效率点条件下操作最为经济合理，但实泵在最高效率点条件下操作最为经济合理，但实际上泵往往不可能正好在该条件下运转，一般只能规际上泵往往不可能正好在该条件下运转，一般只能规定一个工作范围，称为定一个工作范围，称为泵的高效率区泵的高效率区。高效率区的效高效率区的效率应不低于最高效率的率应不低于最高效率的92%92%左右。左右。 强调强调：泵在铭牌上所标明的都是泵在铭牌上所标明的都是最高效率点下的流最高效率点下的流量

16、，压头和功率量，压头和功率。离心泵产品目录和说明书上还常常。离心泵产品目录和说明书上还常常注明最高效率区的流量、压头和功率的范围等。注明最高效率区的流量、压头和功率的范围等。泵的高效率区泵的高效率区32 称为比例定律，当转速变化小于称为比例定律，当转速变化小于20%时，可认为效时，可认为效率不变，用上式进行计算误差不大。率不变，用上式进行计算误差不大。(2-5) 当转速由当转速由n1 改变为改变为n2 时，其流量、压头及功率的时，其流量、压头及功率的近似关系为：近似关系为： 4 离心泵的转速对特性曲线的影响离心泵的转速对特性曲线的影响32121221212121nnPPnnHHnnQQ33称为

17、切割定律。称为切割定律。 当叶轮直径变化不大，转速不变时，叶轮直径、当叶轮直径变化不大，转速不变时，叶轮直径、流量、压头及功率之间的近似关系为：流量、压头及功率之间的近似关系为： 5 叶轮直径对特性曲线的影响叶轮直径对特性曲线的影响32121221212121DDPPDDHHDDQQ34 泵生产部门所提供的特性曲线是用清水作实验求泵生产部门所提供的特性曲线是用清水作实验求得的。当所输送的液体性质与水相差较大时，要考虑得的。当所输送的液体性质与水相差较大时，要考虑粘度及密度对特性曲线的影响。粘度及密度对特性曲线的影响。6 物理性质对特性曲线的影响物理性质对特性曲线的影响 35 所输送的液体粘度愈

18、大，泵体内能量损失愈多。所输送的液体粘度愈大，泵体内能量损失愈多。结果泵的压头、流量都要减小，效率下降，而轴功率则结果泵的压头、流量都要减小，效率下降，而轴功率则要增大，所以特性曲线改变。要增大，所以特性曲线改变。6.1 粘度的影响粘度的影响36离心泵的流量等于叶轮周边出口截面积与液体在离心泵的流量等于叶轮周边出口截面积与液体在周边处的径向速度之乘积。从这一意义上来说流量周边处的径向速度之乘积。从这一意义上来说流量不受密度影响。不受密度影响。离心泵的压头与密度无关，因为：离心泵的压头与密度无关，因为：泵内出进口之压力差与密度成正比泵内出进口之压力差与密度成正比因为离心力与因为离心力与质量成正比

19、，而流体的质量成正比，而流体的质量与密度成正比。质量与密度成正比。6.2 密度的影响密度的影响gppHvm37泵的轴功率随液体密度而改变泵的轴功率随液体密度而改变。gQHP 38 如果输送的液体是水溶液，浓度的改变必然影如果输送的液体是水溶液，浓度的改变必然影响液体的粘度和密度。浓度越高，与清水差别越大。响液体的粘度和密度。浓度越高，与清水差别越大。浓度对离心泵特性曲线的影响，同样反映在粘度和浓度对离心泵特性曲线的影响，同样反映在粘度和密度上。密度上。 6.3 溶质的影响溶质的影响39离心泵的工作点是由离心泵特性曲线和管路特性曲线共同确定的。五、五、 离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流

20、量调节401.1.管路特性曲线管路特性曲线fHgugpzH2241fHgugpzH220220guHgpz储槽截面很大，其中，fHHH042gdQdllgudllHeef242222428ddllgke2kQ管路特性系数k43离心泵的离心泵的工作点工作点泵特性曲线和管路特性曲线的交点。泵特性曲线和管路特性曲线的交点。管路特性曲线20kQHH44H-QH或HeQQ=QMH=HMM泵的特性曲线泵的特性曲线管路特性曲线管路特性曲线H00工作点所对应的工作点所对应的流量流量Q与压头既与压头既是管路系统所要是管路系统所要求，又是离心泵求，又是离心泵所能提供的所能提供的;若工作点所对应若工作点所对应效率是

21、在最高效效率是在最高效率区，则该工作率区，则该工作点是适宜的。点是适宜的。20kQHH45例题例题2-2在内径为在内径为150mm、长度为、长度为280m的管路系统中，用的管路系统中，用离心泵输送清水。已知该管路局部阻力的当量长度离心泵输送清水。已知该管路局部阻力的当量长度为为85m；摩擦系数可取为；摩擦系数可取为0.03。离心泵的特性曲线。离心泵的特性曲线如附图所示。若如附图所示。若 为为20m水柱，试求离心泵水柱，试求离心泵的工作点。的工作点。46H-QH或HeQQ=74H=25M泵的特性曲线泵的特性曲线管路特性曲线管路特性曲线H0020kQHH47 所以所以 20+11930Q20+11

22、930Q2 2根据上式可绘出如本例附图所示的管路特性曲线。由图中查得工作点的流量为74m3/h，压头为25m水柱。1193015. 08528003. 081. 914. 388852242dllgddllgkee管路特性系数管路特性系数k48492. .离心泵的流量调节离心泵的流量调节1）改变阀门的开度常用的方法）改变阀门的开度常用的方法2）改变泵的转速）改变泵的转速3）改变叶轮的尺寸）改变叶轮的尺寸50qVqVM2qVMqVM1M1M2MH(1) 改变出口阀门开度改变出口阀门开度适用适用：调节幅度不大，而经常需要改变的场合。：调节幅度不大，而经常需要改变的场合。关小出口阀关小出口阀 le

23、qV , ,H 管特线变陡管特线变陡 工作点左上移工作点左上移特点特点：方便、快捷，流量连续变化；：方便、快捷，流量连续变化； 阀门消耗阻力，不经济。阀门消耗阻力，不经济。51(2) 改变泵的转速改变泵的转速qVM1qVMqVqVM2(D1DD2)n1nn2n2(D2)n ( D )n1(D1)M2MM1H适用适用：调节幅度大，时间又长的季节性调节。：调节幅度大，时间又长的季节性调节。n泵泵HqV曲线上移曲线上移工作点右上移，工作点右上移， H ， qV 特点特点：泵在高效率下工作，：泵在高效率下工作， 能量利用经济能量利用经济; 需变速装置或切削叶轮。需变速装置或切削叶轮。52例题例题2-3

24、?,4, 0 . 55 . 23, 0 . 52, 5 . 2110525min/290022nqqkkHqkHqkkqHqHrnVBVABVBAVAVV）（管路阻力增加多少）（，求工作点的）（，求工作点的）（管路：，离心泵：53mHhmqbqHaqHVVV15/8 .84A)5 . 210)5251A3A22点的流量和压头：工作点解方程组：（管路：（离心泵：）（H-QQAk=2.502525VqH25 . 210VqHH251054mHhmqcqHaqHVVV5 .17/5 .73B)0 . 510)5252A3A22点的流量和压头：工作点解方程组：（管路：（离心泵：）（阀门开度大）H-QQ

25、BAk=5.0k=2.50（阀门开度小）H251055水柱，管路阻力的损失对于流量管路特性方程上）点（在工作点为，的情况下，流量为管路）中输送相同流量在原管路（头均不相同）（两工作点的流量和压（阻力大：管路（阻力小：管路（离心泵：，管路阻力的损失？）对于流量（mHHqmqHCqqHBqHAaqHqVVVV8 . 38 .135 . 210AA)0 . 510)5 . 210)5253CBB2BCB2B2A2B56水柱管路阻力的损失对于流量mHHq8 . 3CBB（阀门开度大）H-QQBAk=5.0k=2.50（阀门开度小）CqBH251057mqHhmqnCnqqVV8 .135 . 210/

26、5 .73?AC?42BCCVBVA3点的转速曲线），即管路特性不变（，转速量）不改变阀门开度，流（过原点的抛物线）即效方程：在不同转速下，存在等不变的情况下），比例定律：2222,(VVDVCKqHKqHqHnnHHnnqqDCDCDCDCVDVC58（阀门开度大）H-QQBAk=5.0k=2.50（阀门开度小）CDnD=2900 r/mnC=2660 r/mH251022 . 9 QH 等效方程：59min/2660C2 .16min/2900/6 .79)525)2 . 92 . 9DDD3D222rqqnnmHrhmqDdqHaqHKCKqHVCDCVVVV点的转速可求出最后，应用比例

27、定律即之下）（点的流量和压头：得交点解方程组：（泵特性方程：（离心泵等效方程：点的数据，求出可通过（过原点的抛物线）60（3）离心泵的组合操作离心泵的组合操作 并联操作并联操作61工作点由12单并QQ2H并HQH单Q并H并-Q并H单-Q单12Q单Q并/2管路特征曲线H并并 H单单 62 串联操作串联操作63工作点由12单串单串，QQHH 2H单H串HQ单Q串QH串-Q串H单-Q单12H串/2管路特征曲线64 组合方式的选择组合方式的选择 低阻时，并联优于串联；低阻时，并联优于串联； 高阻时，串联优于并联。高阻时，串联优于并联。)(gpz ，则只能，则只能采用串联操作；采用串联操作； 如果单台泵

28、所提供的最如果单台泵所提供的最 大压头小于管路两端的大压头小于管路两端的HqV2211并联串联低阻高阻H H0 020kQHH65六、离心泵的汽蚀现象与安装高度六、离心泵的汽蚀现象与安装高度（一）（一） 汽蚀现象汽蚀现象叶轮入口处最低压力叶轮入口处最低压力 ，液体汽化，产生汽泡，受压缩后液体汽化，产生汽泡，受压缩后破灭，周围液体以高速涌向汽泡破灭，周围液体以高速涌向汽泡中心。中心。叶轮受冲击而出现剥落，叶轮受冲击而出现剥落，泵体振动并发出噪音。泵体振动并发出噪音。VKpp fgHHgugpgp221011100离心泵的安装高度Hgp0p1pk或fgHHgugpgp2211066解决措施解决措施

29、泵的安装位置不能太高；泵的安装位置不能太高；应使吸入管路的阻力尽可能小。以保应使吸入管路的阻力尽可能小。以保证系统中压强最低的叶轮中心的压强证系统中压强最低的叶轮中心的压强大于液体输送温度下的饱和蒸汽压。大于液体输送温度下的饱和蒸汽压。67气蚀的危害：气蚀的危害：（1）离心泵的性能下降。泵的流量、压头和效率）离心泵的性能下降。泵的流量、压头和效率均下降。若生成大量的气泡，则可能出现气缚。均下降。若生成大量的气泡，则可能出现气缚。（2）产生噪声和振动）产生噪声和振动（3）泵壳和叶轮的材料遭受损害，降低泵的使用）泵壳和叶轮的材料遭受损害，降低泵的使用寿命。寿命。68离心泵的离心泵的有效有效气蚀余量

30、气蚀余量从流入管到泵入口处之液体的静压头与动压头之从流入管到泵入口处之液体的静压头与动压头之和大于操作温度下液体的饱和蒸气压头的数值。和大于操作温度下液体的饱和蒸气压头的数值。净正吸入压头净正吸入压头 NPSH (net positive suction head):)(2211与泵无关gpgugphNPSHva（二）（二） 有效汽蚀余量与必需汽蚀余量有效汽蚀余量与必需汽蚀余量69必需气蚀余量必需气蚀余量 表示液体从泵入口流向叶轮内最低压力点表示液体从泵入口流向叶轮内最低压力点K处的处的全部压头损失全部压头损失。与泵的。与泵的结构尺寸结构尺寸及及流体流量流体流量有关。有关。必需气蚀余量越小，该

31、泵在一定操作条件下抗气蚀必需气蚀余量越小，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好；性能越好；rh 70212Vappuhg1 1gggg1 1g g212pug g gVp k kg gp 泵入口处压头泵入口处压头叶轮压力最低处压头叶轮压力最低处压头饱和蒸汽压头饱和蒸汽压头必需汽蚀余量必需汽蚀余量 hr有效汽蚀余量有效汽蚀余量 ha有效气蚀余量与有效气蚀余量与必需气蚀余量的关系必需气蚀余量的关系71判别汽蚀条件：判别汽蚀条件： ha hr , pk pv时，时， 不汽蚀不汽蚀 ha hr , pk pv时，开始发生汽蚀时，开始发生汽蚀 ha hr , pk qV需需, H泵泵 H需需 （4） 核算

32、泵的功率。核算泵的功率。85例例2-6（P81）需安装一台泵，将流量需安装一台泵，将流量45m3/h、温度、温度20度度的河水输送到高位槽，高位槽水面高出河面的河水输送到高位槽，高位槽水面高出河面10m,管路总长管路总长15m,试选一台离心泵，并确试选一台离心泵，并确定安装高度。定安装高度。86解：解：（1）离心泵的选择）离心泵的选择流量已知，主要问题是求泵的扬程（流量已知，主要问题是求泵的扬程（H）主要就是求管路的总阻力主要就是求管路的总阻力fffHzHggzHgugpzH2002287gudllHef22这里，这里，直管长度直管长度=15米米，局部阻力有：，局部阻力有：截止阀截止阀1个：个

33、： 全开全开 le/d=30090度弯头度弯头2个：个： le/d=235=70底阀底阀1个：个： 全开全开 le/d=420管出口突然扩大：管出口突然扩大：0 . 188计算阻力时，还要确定：计算阻力时，还要确定：流速流速按常用流速选择即可；按常用流速选择即可；直径直径按流量、选定流速计算：按流量、选定流速计算： 之后圆整成标准规格的尺寸；之后圆整成标准规格的尺寸；阻力系数阻力系数与粗糙度有关与粗糙度有关要根据管路的材料要根据管路的材料 来确定粗糙度；来确定粗糙度；Re的计算的计算89mHzHmgudllHfef4 .184 . 81044. 822可选择离心泵：可选择离心泵：IS80-65

34、-125 （P351）流量：流量：60m3/h （或：（或：50m3/h）扬程：扬程：18m （或：（或：20m）允许气蚀余量：允许气蚀余量：33.5m，取，取3.590（2）离心泵的安装高度）离心泵的安装高度底阀一个，弯头一个）（直管管路阻力计算：,547. 422mmgudllHef91。可以取实际安装高度应小于度）温度允许mmmHhgpgpHHhmkgkPapkPapfvgfv5 . 1,13. 213. 247. 4, 5 . 3,/2 .99820(335. 2,3 .1010309293第二节第二节 其其他他类型化工用泵类型化工用泵941 1）工作原理工作原理 依靠活塞的往复运动并

35、依次开启吸入依靠活塞的往复运动并依次开启吸入阀和排出阀，从而吸入和排出液体。阀和排出阀，从而吸入和排出液体。2）适用场合）适用场合小流量，高压强，不宜输送腐蚀性液小流量，高压强，不宜输送腐蚀性液体和含固体粒子的悬浮液。体和含固体粒子的悬浮液。一、一、 往复泵往复泵活塞对流体直接做功，提供静压能活塞对流体直接做功，提供静压能95（一）（一） 构造与工作原理构造与工作原理主要部件：泵缸、活塞主要部件：泵缸、活塞 和单向活门。和单向活门。单动往复泵单动往复泵流量不均匀流量不均匀9697双动往复泵：双动往复泵：98（二）（二）往复泵的性能参数往复泵的性能参数 流量流量单动泵：理论流量单动泵：理论流量V

36、qASn 理理实际流量实际流量VVVqq 理理 V泵的容积效率，在泵的容积效率，在0.90.97之间之间。流量由泵特性决定，而与管路特性无关流量由泵特性决定，而与管路特性无关。99流量调节方法：流量调节方法：1. 改变活塞的往复次数或冲程；改变活塞的往复次数或冲程；2. 旁路旁路调节。调节。100 压头（压头（ 扬程）扬程）在电机功率范围内，由管路特性决定。在电机功率范围内，由管路特性决定。管路特性2H2管路特性1H1泵特性HqV正位移特性正位移特性 流量只与泵特性有关，流量只与泵特性有关，而压头只与管路特性有关而压头只与管路特性有关 工作点101 功率与效率功率与效率Vq HgP 往复泵的总

37、效率，一般为往复泵的总效率，一般为0.650.85。 适用压头高、流量小的液体，但不能输送腐适用压头高、流量小的液体，但不能输送腐蚀性大及有固体的悬浮液。蚀性大及有固体的悬浮液。102二、二、 计量泵计量泵又称比例泵，从操作原理来又称比例泵，从操作原理来看是一种往复泵。看是一种往复泵。适用场合适用场合：要求输液量十分：要求输液量十分准确而且又便于调整的场合。准确而且又便于调整的场合。具有正位移特性。具有正位移特性。103三、三、 齿轮泵齿轮泵适用场合：压头高、流量均匀，适用场合：压头高、流量均匀， 介质为粘稠液体或膏状物。介质为粘稠液体或膏状物。104四、旋涡泵四、旋涡泵（特殊离心泵）（特殊离

38、心泵）（一）结构（一）结构105（二）特点（二）特点1. 启动泵时，要打开出口阀门，改变流量时，旁启动泵时，要打开出口阀门，改变流量时，旁路调节比安装调节阀更经济；路调节比安装调节阀更经济；2. 能量损失大，效率低能量损失大，效率低（20%40%），不适合输，不适合输送高粘度液体；送高粘度液体；3. 压头比离心泵高压头比离心泵高24倍，适用于高压头、小流量、倍，适用于高压头、小流量、低粘度清洁液体。低粘度清洁液体。106操作调节的特点操作调节的特点：灌泵、启动时出口阀全开、：灌泵、启动时出口阀全开、 回路调节。回路调节。107五、多级离心泵五、多级离心泵108六、轴流管道泵六、轴流管道泵109

39、第三节气体输送机械第三节气体输送机械110 输送和压缩气体的设备统称为气体压送机械输送和压缩气体的设备统称为气体压送机械,作作用与液体输送设备类似用与液体输送设备类似,都是对流体做功都是对流体做功,以提高流以提高流体的压强。体的压强。 气体压送机械可按其出口气体的压强或压缩比来气体压送机械可按其出口气体的压强或压缩比来分类。压送机械出口气体的压强称为终压。分类。压送机械出口气体的压强称为终压。压缩比压缩比是指压送机械出口与进口气体的绝对压强的比值。是指压送机械出口与进口气体的绝对压强的比值。111气体输送机械的结构和原理与液体输送机械大体相同，也有气体输送机械的结构和原理与液体输送机械大体相同

40、，也有离心式、旋转式、往复式及流体作用式等类型。离心式、旋转式、往复式及流体作用式等类型。气体压送机械的分类气体压送机械的分类 类类 型型终压终压/kPa（表（表压）压）压缩比压缩比用途用途通风机通风机1511.15用于换气通风用于换气通风鼓风机鼓风机153001.154用于送气用于送气压缩机压缩机3004造成高压造成高压真空泵真空泵当地大气压当地大气压由真空度决定由真空度决定用于减压操作用于减压操作112 （一）离心通风机的结构（一）离心通风机的结构 离心通风机的结构和单级离心泵相似，由涡壳和离心通风机的结构和单级离心泵相似，由涡壳和叶轮组成。机壳断面有方形和圆形两种叶轮组成。机壳断面有方形

41、和圆形两种,低、中压通低、中压通风机多是方形风机多是方形,高压的多为圆形。高压的多为圆形。 叶片数目多且短。低压通风机的叶片常为径向叶叶片数目多且短。低压通风机的叶片常为径向叶片。中、高压通风机的叶片常为后弯式。片。中、高压通风机的叶片常为后弯式。 高压通风机的外形高压通风机的外形 与结构更象单级离心泵。与结构更象单级离心泵。113离心通风机动画 114115（二）性能参数与特性曲线（二）性能参数与特性曲线1. 性能参数性能参数（1）风量）风量qV单位时间从风机出口排出的气体体积，单位时间从风机出口排出的气体体积， m3/h或或 m3/s。注意：注意： qV应以风机进口状态计。应以风机进口状态

42、计。（2）风压）风压116fHguugppZH22122122,2212212212212uuppgHppgguugppHtt：得全风压两边乘以静压静压 动压动压117211211221212212212)()()()()(2dddssstdstdsdsddsstppppppppppppppppuuppp动风压则：静风压令：进口全压出口全压动压差静压差全风压：118例例2-7 （自习）（自习）adtstadsdstPpppPppppp490123613613)()(1122119（3）轴功率与效率轴功率与效率W WVtq pP 2. 特性曲线特性曲线 用用20、101.3kPa的的空气空气（

43、=1.2kg/m3）测）测定。定。 风机的全风压与风机的全风压与气体的密度成正比气体的密度成正比。qVPqVqVptqVpSqVn一定一定120( (三三) ) 离心通风机的选用离心通风机的选用 1. 计算输送系统所需的全风压，再换算成标定状计算输送系统所需的全风压，再换算成标定状态下的全风压；态下的全风压；tttppp2 . 1003. 根据根据qV、pt0 选风机的型号。选风机的型号。 qV qV需需 ， pt0 pt0需需2. 根据气体的性质及风压范围，确定风机的类型；根据气体的性质及风压范围，确定风机的类型；gHpt由于（铭牌上标记风压为（铭牌上标记风压为20度，度，101.3kPa)

44、121例例2-8 有一台离心通风机在有一台离心通风机在n=1000r/min下能输送空气下能输送空气（ =1.2kg/m3)的流量的流量qv=0.3m3/min,全风压全风压pt=600Pa。若在转速、流量不变的条件下，用此风机输送若在转速、流量不变的条件下，用此风机输送 =1.0kg/m3的气体，试求其全风压的气体，试求其全风压ptPapptt5002 . 10 . 16000解：解：密度降低，也随之风压降低密度降低，也随之风压降低122二、鼓风机二、鼓风机（一）离心鼓风机（一）离心鼓风机特点：特点：外形外形 离心泵离心泵外壳直径与厚度之比较大外壳直径与厚度之比较大叶片数目较多叶片数目较多转

45、速较高转速较高 单级出口表压多在单级出口表压多在30kPa30kPa以内；以内；多级可达多级可达0.3MPa 0.3MPa 123（二）罗茨鼓风机（二）罗茨鼓风机124 流量调节流量调节旁路调节或调转速；旁路调节或调转速； 开机时打开出口阀门；开机时打开出口阀门； 操作温度操作温度 5000rpm）126（二）往复式压缩机（二）往复式压缩机127四、四、真空泵真空泵性能：性能：（1）真空度真空度或极限剩余压力；或极限剩余压力； （2）抽气速率抽气速率：单位时间在极限剩：单位时间在极限剩 余压力下吸入的气体体积。余压力下吸入的气体体积。（一）往复式真空泵（一）往复式真空泵结构和原理与往复压缩机相同。结构和原理与往复压缩机相同。操作压力为低压。操作压力为低压。128（二）（二） 水环真空泵水环真空泵129（二）（二） 水环真空泵水环真空泵130（三）喷射泵（三）喷射泵1222221122uuupup，其中原理：131蒸汽喷射泵蒸汽喷射泵132习习 题题1332-22-2原来用于输送水的离心泵，现改为输送密度为原来用于输送水的离心泵，现改为输送密度为1400kg/m1