化工原理（第2版）上册 课件 2-1 离心泵

1第2章流体输送2.1引言2.2离心泵2.3其他类型泵2.4气体输送设备2.5流体输送问题的解决2.6流量测量第2章流体输送2位差(输送液体)压差(输送液、气)外加机械能流体输送流体输送设备的作用：——克服上、下游的(位、压)差——管路需要的外加压头第2章流体输送－引言、流动阻力——输送设备提供的压头，输送设备的性能参数判断：比较H与He对流体做功，向流体提供机械能HeH

3输送设备分类

（1）流体种类（2）工作原理①液体——泵；②气体——风机、压缩机③其它（轴流式、喷射式）①离心式；②正位移式：往复式、旋转式第2章流体输送－引言本章内容（1）设备：输送设备的结构、工作原理、性能特点、适用场合（2）问题：输送问题（设计型、操作型）的解决方法4第2章流体输送－离心泵离心泵2.2.1结构和工作原理2.2.2性能参数与特性曲线2.2.3工作点与流量调节2.2.4安装高度5泵壳电机联轴器2.2.1

结构和工作原理（1）叶轮——叶片（+盖板）1主要部件第2章流体输送－离心泵－结构与工作原理叶片数目：4-8个

液体通道闭式(前、后盖板)半开式叶轮(后盖板)开式(无盖板)（2）泵壳泵壳(蜗壳)

叶轮吸液口——中心；截面积逐渐扩大的通道排液口——旁侧（3）泵轴垂直于叶轮面，与叶轮中心相连流道泵轴6半开式叶轮开式叶轮闭式叶轮—气缚72工作原理（1）电机——轴——叶轮，旋转离心力

液体：中心

外缘(加速运动)——液体被做功，液体高速到达叶轮外缘第2章流体输送－离心泵－结构与工作原理（2）泵壳的作用：汇集液体、（动静压能）转换机械能（3）吸上原理与气缚现象叶轮中心低压的形成

越大p越小泵内有气，则

叶轮中心p

液体不能吸上启动前灌泵—液体高速离开底阀的作用（4）轴封

填料密封、机械密封（5）导轮的作用——减少冲击损失E增加、排气8间隙93离心泵的类型第2章流体输送－离心泵－结构与工作原理特殊场合使用吸液口个数叶轮个数被输送液体的性质离心泵：清水泵、油泵、耐腐蚀泵、杂质泵：单级泵、多级泵：单吸泵、双吸泵：磁力泵电机底座泵壳叶轮泵轴连接架外磁筒密封隔离套内磁筒电机联轴器IS100－80－125、屏蔽泵、液下泵……单级单吸清水离心泵吸液口直径排液口直径叶轮直径型号磁力泵10双吸泵多级泵液下泵11入口出口叶轮滑动轴承电机定子电机转子电机轴过滤器止推轴承泵壳第2章流体输送－离心泵－屏蔽泵屏蔽泵122.2.2性能参数与特性曲线1离心泵的理论压头(HT)①叶片数

②理想流体离心泵的基本方程第2章流体输送－离心泵－性能参数与特性曲线②叶片装置角

2相同，>90度

相反，<90度不弯，=90度ctg

2>0，①速度三角形；2r2—叶轮半径；

2—叶片装置角。

—角速度；b2—叶片宽度；

HT=每牛顿液体获得的机械能(J/N)说明：③后弯叶片，b2、r2、

HT

；qV

HT线性

HT较小qv—体积流量；，无环流，无机械能损失，前弯叶片，后弯叶片，径向叶片，E损失小，效率高13H与HT的差距

叶片间环流；阻力损失；冲击损失第2章流体输送－离心泵－性能参数与特性曲线2离心泵的性能参数①流量qV：qV~b2、r2

、n

和

2②压头(扬程)H：每牛顿液体自泵净获得的机械能，J/N,mH~qVH~b2、r2

、

2和n，

，m3/h③轴功率P：单位时间内原动机输入泵轴的能量有效功率Pe：单位时间内液体自泵净获得的机械能J/s④效率

：

<100%——水力损失，容积损失，机械损失

=Pe/P——实验测定—水力损失：单位时间的吸(排)液体积14第2章流体输送－离心泵－性能参数与特性曲线3离心泵的特性曲线H~qV、P~qV、

~qV厂家实验测定(20℃清水，一定的转速n，多个qV)

产品说明书①H~qv线②P~qV线

大qV

泵大功率电机

启动泵前关闭出口阀！:qV

，H(曲线)

启动电流最小③

~qv

线：

max铭牌：

max及对应qv、H、P等——泵的特性方程H~qV数据

≮92%

maxB值~qV的单位如H＝A－Bqv或H＝A－Bqv2

最佳工作范围::qV

P

qV1~qV2qVH环流阻力损失损失冲击HT水力损失——设计点15H~qv

max0.92

maxqV1qV2P~qV164性能参数(曲线)的其他影响因素（1）液体性质的影响密度：

P

(H，qV，

)与

无关；粘度：

(H，qV，

)，

P

液体性质与20℃水差别大，参数和曲线需要修正（2）转速(n，转/min)的影响条件：速度三角形相似第2章流体输送－离心泵－性能参数与特性曲线

n

20%以内——比例定律且

1＝

2nn’n’>nHqVn对特性曲线的影响？17(3)n对泵特性方程的影响n时n’时H~qV???第2章流体输送－离心泵－性能参数与特性曲线182.2.3离心泵的工作点和流量调节问题：①泵运行时，qV,H,P,

=?1管路特性方程(曲线)管路所需外加压头

管路&液体确定时：

~qV第2章流体输送－离心泵－工作点与流量调节0K②如何调节流量？管路特性方程

~(Re,

/d)1920说明②管路特性曲线——管路所需最小外加压头阻力平方区：

与qV无关④K越大，曲线越陡。—管路特性系数(s2/m5)，K为常数第2章流体输送－离心泵－工作点与流量调节K与qV的单位有关qvHe③K

：①方程的物理意义：所需外加He~管路qV——管路特性H轴上的截距：Hf——管路配置对管路阻力的影响高阻管路(K大)—曲线较陡；低阻管路(K小)—曲线较平缓。212离心泵的工作点——泵H~qV线与管路He~qV线的交点第2章流体输送－离心泵－工作点与流量调节qvH或He说明①确定工作点？

联解两特性方程

作图，两曲线交点②泵

管路

工作点qV=泵的=管路的H=泵供=流体得=He③泵工作于工作点——泵的实际工作状态qv单位要一致!（qV

,H)qVH泵和管路在工作点达成一致~(qV,

H,

P,

)工作点

工作点的坐标工作点223离心泵的流量调节改变qV

改变工作点管路特性（1）改变出口阀开度——改变管路特性关小

(le)

qV2(H)

管特线变陡

工作点左上移开大

(le)

管特线变缓（2）改变叶轮转速，改变泵的特性n1

n2

工作点：12’

改变泵的特性第2章流体输送－离心泵－工作点与流量调节方便！经济！人为改变管路配置改变阻力能耗高！

qV1(H)

工作点右下移qv1qv2n1n2H2H’2le11le222’变频器

泵H~qV线左下移qV1

qV2

234离心泵的组合操作(2)并联组合

与单泵的关系：

H~qV线：单泵的

并联泵的？单泵线各点：N

qV

，

H不变

方程：N台并

运行状态：第2章流体输送－离心泵－工作点与流量调节(1)必要性

并联泵——单泵不能完成任务(N台同型号)

并联泵H~qV线单泵qV并=NqV单时，H并=H单2425(3)串联组合(N台同型号)

与单泵的关系：同qV下，H串=N

H单

H~qV线：单泵

串联泵？单泵线上各点：qV不变，N

H

运行状态：(4)组合方式的比较为获得更大qV和H，低阻管路——并比串好；高阻管路——串比并好第2章流体输送－离心泵－工作点与流量调节

串联泵

方程：N台串

串联泵H~qV线单台26272.2.4离心泵的安装高度安装高度:Hg问题：第2章流体输送－离心泵－安装高度1汽蚀现象0-0’~1-1’：Hg

，则p1,pk

当pk

pv……

撞击叶片、盖板——汽蚀

中心附近：液体沸腾

汽泡

外缘

压缩淬灭

真空

液体

大大加速腐蚀外在表现：①振动、噪音；②H,qV

，

严重时qV=0；③快速腐蚀

叶轮损坏Hg不能太高，上限值

汽蚀余量Hg有无限制？2829第2章流体输送－离心泵－安装高度2汽蚀余量(1)实际(有效)汽蚀余量NPSH(m)NPSH，说明p1

，pK

，接近汽蚀－饱和蒸汽压(液柱)静压头+动压头泵入口处(1-1’)：(2)临界汽蚀余量(NPSH)c——刚发生汽蚀时的NPSH(NPSH)c——厂家测定影响因素：与Hg无关

1-1’~K-K’汽蚀时，1-1’处：(3)必需汽蚀余量(NPSH)r——性能参数

说明书NPSH>(NPSH)c+安全量=(NPSH)r~泵结构、qV，pK30——最大安装高度当

NPSH=(NPSH)c时，汽蚀3由(NPSH)r计算最大允许安装高度最大允许安装高度—安装高度的上限第2章流体输送－离心泵－安装高度HgNPSH(NPSH)Hg允~qV,tqV

Hf(0-1和(NPSH)r

Hg允

保险

用操作中可能的