化工原理学：第二章 流体输送机械

1、 第二章 流体输送机械 2.1 概述一、输送流体所需的能量液体上式表明：向流体提供的能量用于提高流体的势能和克服管路的阻力损失 管路特性方程 由管路特性决定。当管内流动进入阻力平方区， 是一个管内流量无关的常数 管路特性曲线二、流体输送机械的主要技术指标 扬程（压头）、流量三、流体输送机械的分类 按作用原理分 ： 动力式（非正位移式） 容积式（正位移式） 其他类型 按流体的压缩性分：气体输送机械 液体输送机械 2.2 离心泵2.2.1离心泵工作原理一、离心泵的主要构件1、叶轮:对流体做功使其获得能量2、泵壳:限制流体的流向，并通过流道的扩大 将部分动能转化为势能问题：为什么要将动能转化为势能？

2、二、离心泵的理论压头若假定： 1、液体是理想流体，无阻力损失 2、流动是定态的 3、叶轮由无限多叶片构成，流体的流动 途径与叶片完全吻合则可以从理论上导出：表示不同形状的叶片在叶轮尺寸和转速一定时，泵的理论压头和流量的关系。三、影响离心泵压头的因素1、叶片形状的影响径向叶片： 与 无关后弯叶片： 前弯叶片：为获得较高的能量利用率，离心泵总是采用后弯叶片 2、密度的影响理论压头与液体密度无关 而 即 当 时， ，液体无法被吸入泵内气缚现象：当泵内流体平均密度太小时，泵入口处真空度下降，无法将液体吸入泵内而使泵无法正常工作避免气缚现象的措施： （1）吸入管装单向阀，启泵前灌泵 （2）应使泵的密封良

3、好2.2.2 离心泵的特性曲线一、泵内的机械能损失 1、容积损失：已获得能量的流体泄漏 2、水力损失：由于流体的粘性而产生的 3、机械损失：由于轴和轴封、叶轮与流体之 间的摩擦碰撞消耗的能量二、离心泵的实际压头离心泵实际压头： 由实验测定，在工业操作范围内，泵的扬程可表达为：三、离心泵的有效功率和效率 1、有效功率： 2、轴功率 ：由电机输入泵的功率P=M 3、效率：四、离心泵的特性曲线 ： 在 处泵内损失最小 ：单调上升，关阀启泵 ：有最高点，对应额定流量额定扬程影响特性曲线的因素1、 的影响 对 , 无影响 对 有影响， ， 可能 烧坏电机2、 的影响 当 较大时，必须考虑换算3、转速n的

4、影响当n变化20%时，在等效点有比例定律若 成立， ，转速n：转速n： 2.2.3离心泵流量调节和组合操作一、离心泵的工作点由管路特性和泵特性共同决定管路特性方程 泵特性方程 二、离心泵的流量调节1、调节管路特性 调节出口阀门的开度 优点：调节灵活、简单 缺点：能量利用不合理2、调节泵特性 改变泵转速 优点：能量利用合理 缺点：调节困难三、串联泵的合成特性曲线同样的流量下，串联泵的压头为单泵的两倍若单泵：则串联泵：注意：四、并联泵的合成特性曲线同样的压头下，并联泵流量的为单泵的两倍若单泵：则并联泵：注意：五、组合方式的选择当 时，必须采用串联当以增加总流量为目的时，对低阻管路采用并联方式；对于

5、高阻管路采用串联方式。2.2.4 离心泵的安装高度一、离心泵的气浊现象当流量一定时，液体可能汽化。叶轮内缘叶片的背面压强最低，当 时，液体汽化，形成气泡受压后溃灭，称为气浊现象。后果：叶轮、泵壳出现剥落； 泵轴强烈振动，甚至振断。原因：泵的安装高度不当；入口管阻力过大 二、临界气浊余量与必需气浊余量当泵内刚发生气浊时： 只与流量、泵的结构尺寸有关，由泵的产品样本给出 定义三、最大安装高度与最大允许安装高度 当泵刚好出现气浊时：2.2.5 离心泵的类型和选用一、离心泵的类型二、离心泵的选用（1）根据被输送流体的性质和操作条件确定 泵的类型（2）根据管路对泵提出的流量和压头要求 确定泵的型号 2.

6、3 往复泵2.3.1 作用原理和类型一、主要构件缸体、活塞、活门二、作用原理利用活塞的往复作用，直接以压强能的形式向液体提供能量三、分类 1、按动力来源分： 电动、气动 2、按作用方式分： 单动、双动2.3.2 流量调节一、流量单动泵理论流量:双动泵理论流量: ：泵缸数目 ：活塞往复频率 ：行程 、 ：活塞、活塞杠截面积流量由活塞扫过的体积决定，与管路特性无关二、流量的不均匀性随时间变化波动，有害措施：加气室、多缸、多动三、 扬程 在原动机功率和泵的 机械强度允许的范围 内由管路而定 正位移特性:四、 流量调节一、旁路调节二、改变曲柄转速和活塞行程 2.4 其他化工用泵非正位移泵：轴流泵、旋涡泵正位移泵：隔膜泵、计量泵、齿轮泵各类化工用泵的比较 P87表2-1 2.5 气体输送机械一、气体输送机械的特点1、流量 ， 相同时，2、经济流速 ，动能项大3、管径 ，4、阻力损失 ， 特点：大流量，高压头二、气体输送机械分类三、离心式通风机工作原理与离心泵相同不同之处：（1）风机叶轮大；叶片不一定是后弯的（2）风压：单位体积气体获得的能量（3）动能在总机械能中所占比例明显特性曲线参数：风量（流量），风压、功率、效率出厂标准：1atm，20空气 实际气体密度 四、往复式压缩机原理与往复泵相