第二章-流体输送设备学习要点

《化工原理》1第二章流体输送机械TheFluidConveyingMachinery教学内容2.1离心泵（Centrifugalpump）2.2

液体输送机械(Theliquidconveyingmachinery)2.3气体输送和压缩机械

(Thegastransferandcompressmachinery)教学要求（1）了解离心泵的结构、工作原理、类型及选用方法，重点掌握离心泵性能参数、特性曲线（2）重点掌握管路特性、泵工作点、流量调节（3）掌握往复泵基本结构、工作原理及流量调节（4）了解常见其他流体输送机械第二章流体输送机械

（Thefluidconveyingmachinery)输送流体动力式（叶轮式）容积式（正位移式）流体动力体作用式往复式旋转式液体离心泵轴流泵旋涡泵往复泵计量泵隔膜泵齿轮泵螺杆泵喷射泵气体离心式通风机离心式鼓风机离心式压缩机往复式压缩机往复式真空泵罗茨鼓风机液环压缩机液环真空泵蒸汽喷射泵1、工作原理气缚（Airbinding)-离心泵启动时，若泵内存有空气使其不能正常输送液体的现象。2.1.1离心泵的工作原理和主要部件

（Principleandstructureofcentrifugalpump）汽蚀（Cavitationphenomena)当pk≤pv时，在叶轮中心发生汽化，致使离心泵无法正常吸入液体2.1.2

离心泵的主要性能参数与特性曲线

（Thepropertyparametersandthecharacteristiccurvesofthepump）1、主要性能参数（Thepropertyparameters)（1）流量Q(theflowrate):m3/h离心泵单位时间输送到管路系统的液体体积其值与泵的结构转速与流体的黏度有关（2）扬程H(head):m离心泵对单位重量液体提供的有效能量其值与泵的结构、转速、流量与流体的黏度有关（3）效率η(efficiency)各种能量损失2.1.2

离心泵的主要性能参数与特性曲线

（Thepropertyparametersandthecharacteristiccurvesofthepump）1、主要性能参数（Thepropertyparameters)（3）效率η(efficiency)容积效率ηV：液体泄漏使流量减少机械效率ηm：机械摩擦造成的能量损失水力损失ηh：摩擦阻力、局部阻力引起的能量损失2.1.2

离心泵的主要性能参数与特性曲线

（Thepropertyparametersandthecharacteristiccurvesofthepump）1、主要性能参数（Thepropertyparameters)（4）轴功率N(power)（5）汽蚀余量NPSH2.1.2

离心泵的主要性能参数与特性曲线

（Thepropertyparametersandthecharacteristiccurvesofthepump）3、影响离心泵性能的主要因素（1）液体物性的影响①密度②黏度黏度增加，H~Q和η~Q曲线向下移动，N~Q曲线向上移动对H~Q曲线和η~Q曲线无影响，N~Q曲线随密度增加上平移2.1.2

离心泵的主要性能参数与特性曲线

（Thepropertyparametersandthecharacteristiccurvesofthepump）（2）泵的结构的影响①转速3、影响离心泵性能的主要因素n↗→Q↗n↗→H↗n↗→N↗2.1.3离心泵的工作点与流量调节

(Dutypointandflowrateadjustment)1、管路特性曲线与泵的工作点(Thecharacteristiccurveofpipelinesanddutypoint)离心泵的特性曲线：泵的输出压头与输送液体流量之间的关系曲线管路特性曲线：在特定管路系统中，输送液体流量与所需压头的关系工作点：反映了离心泵安装在特定管路中的实际工作状态2.1.3离心泵的工作点与流量调节

(Dutypointandflowrateadjustment)1、泵特性（曲线、方程）不变；2、管路所需机械能不变，A值不变，管路特性曲线截距不变3、流经调节阀的阻力增加，Le或ζ增加，B值增加，管路特性曲线变陡，总能量损失增加4、工作点向左上移动，Q↓，H↑5、增加的能量用于克服管路中流动阻力的增加6、泵前压力：泵后压力：

关小阀门开度调节流量增加（进口管路流动阻力降低）增加（扬程增加）7、流量减少，轴功率（单位时间消耗的能量）降低8、泵特性测定原理。2.1.3离心泵的工作点与流量调节

(Dutypointandflowrateadjustment)降低离心泵转速调节流量1、管路特性（曲线、方程）不变2、Q∝n、H∝n2

泵曲线平行下移3、工作点向左下移动，Q↓，H↓4、流量减少，流速降低，管路及阀门中流动阻力降低5、泵前压力：泵后压力：6、流量减少，轴功率（单位时间消耗的能量）降低7、管路特性测定原理。增加（进口管路流动阻力降低）降低（扬程降低）2.1.3离心泵的工作点与流量调节

(Dutypointandflowrateadjustment)出口阀门调节流量1.优点：设备投资费用低操作简便、灵活应用范围广2.缺点：关小阀门流动阻力增加，能量消耗增加流量变化较大时，离心泵工作效率降低变频器调节流量1.优点：不额外增加流动阻力，能量消耗不变2.缺点：变频器价格昂贵，投资费用增加2.1.3离心泵的工作点与流量调节

(Dutypointandflowrateadjustment)3、（1）离心泵的并联操作

(pumpsinparallel)若管路特性（曲线、方程）不变①H=H1=H2，Q=2Q1=2Q2，泵特性曲线横向延展②工作点向右上移动，Q↑，H↑③泵并联后的流量，小于单泵操作时流量的2倍④

主要用于增加流量，也可以作为备用泵。2.1.3离心泵的工作点与流量调节

(Dutypointandflowrateadjustment)3、（2）离心泵的串联操作

(pumpsinseries)若管路特性（曲线、方程）不变；①

H=2H1=2H2，Q=Q1=Q2，泵特性曲线向上移动；②工作点向右上移动，Q↑，H↑；③泵串联后的扬程，小于单泵操作时扬程的2倍；④

主要用于增加扬程。2.1.3离心泵的工作点与流量调节

(Dutypointandflowrateadjustment)离心泵串并联组合方式的选择1、单台泵流量不能满足要求时，同样型号的泵并联操作2、单台泵扬程不能满足要求时，同样型号的泵串联操作3、备用泵并联操作4、多级泵相当于泵串联操作，双吸泵相当于两台泵并联操作。2.1.5离心泵的类型、选择与使用2、选泵（1）收集各种基础数据

（2）确定输送系统的流量和所需压头，流量由生产任务来定，所需压头(最大流量）由管路的特性方程来定（3）选定离心泵的类型与规格：根据被输送液体的性质确定泵的类型，根据所需流量和压头确定泵的型号

（4）根据输送对象校核泵特性（5）确定Hg（6）提出泵的操作要求2.1.5离心泵的类型、选择与使用3、安装和操作（1）安装①泵的实际安装高度必须低于允许安装高度，以免出现汽蚀现象②应尽量缩短吸入管路的长度和减少其中的管件，泵吸入管的直径通常均大于或等于泵入口直径，以减少吸入管路的阻力（2）操作①启动前要灌泵，防止发生气缚现象②启动前应先关闭出口阀，停泵前先关闭出口阀③泵前安装真空表，泵后安装压力表，操作时应注意观察④在运转过程中应定时检查和维修，注意泵轴液体泄漏、发热等情况，保持泵的正常操作2.2.1往复泵（Reciprocatingpump）

1、Reciprocatingpump（3）流量调节①旁路调节②改变原动机转速，改变活塞的往复次数③改变活塞的冲程2.2.1往复泵（Reciprocatingpump）

1、Reciprocatingpump离心泵与往复泵的比较*离心泵为动力式，往复泵为容积式常用流量调节方式：离心泵出口阀门调节

往复泵旁路调节*离心泵连续地输送液体，往复泵脉冲式输送液体*启动泵时，离心泵需灌泵，往复泵不需*启动泵时，离心泵需关闭出口阀门，往复泵不可*两种泵均需要防止汽蚀现象发生，安装高度受限制2.3气体输送和压缩机械

(Thegastransferandcompressmachinery)用途（1）输送固体物料（2）输送气体（3）产生高压气体（4）产生真空气体输送的特点（1）气体密度小，大约是液体的10-3倍，输送体积流量大（2）流速快，流动阻力损失较大（3）具有可压缩性，P、V、T均会变化，对输送机械的结构有特殊