化工原理第二章少课时第一节讲稿修改

1、2020/6/29，第二章流体输送机械、离心泵的离心泵操作原理、结构和类型的离心泵的基本方程式离心泵的主要性能参数和特性曲线离心泵性能的变化能吸收离心泵的气蚀现象和高度离心泵的工作点和流量调节，2020 用于流体的输送和加压。 流体输送设备：液体输送设备-泵； 气体输送设备-通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 2020/6/29，流体输送机械：对流体起作用以提高流体机械能力的装置。 输送液体的机器称为泵，例如离心泵、往复泵、旋转泵、旋涡泵等。 输送气体的机器根据情况被称为：风扇、鼓风机、压缩机、真空泵。 本章目的：根据化工生产的特点，探讨各种流体输送机械的操作原理、基本结构和性能，合理选择其类型

2、，确定规格，计算功耗，正确配置在管道系统中等，2020/6/29，第一节离心泵，一.离心泵工作原理，2020/6/6 (2)打开泵后，泵轴使叶轮一起高速旋转，产生离心力。 液体从叶轮的中心被扔到叶轮的外周，压力变高。 (3)在蜗牛形泵壳中，随着流路的扩大，液体的流速变慢，动能的大部分被转换成压力能。 最后液体以高静压从排出口流入排出管路。 (4)泵内的液体排出后，叶轮的中心变成真空，液体通过吸入管路进入泵内，填补了被排除的液体的位置。 2020/6/29，离心泵能输送液体，主要是由于高速旋转叶轮产生的离心力，被称为离心泵。 2020/6/29，气缚离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，则空气的密度

3、远低于液体的密度，因此叶轮的旋转产生的离心力小，在叶轮的中心产生的低压不足吸上液体所需的真空度，离心泵不工作的现象为了让启动前的泵充满液体，在吸入管路的底部安装止回阀。 另外，离心泵的出口管路上也设有在开闭时调节流量的调节阀。2020/6/29、二、离心泵的主要部件(一)叶轮a )叶轮的作用把马达的机械能传递给液体，提高了液体的动能。 b )叶轮分类、闭式叶轮、开放式叶轮、半闭式叶轮、叶片内侧带有前后盖，适合输送清洁流体，效率高。 没有前后盖，适合运输含有固体粒子的液体浮游物。 仅仅是后板，就能够用于输送含有浆料和固体悬浮物的液体，效率低。2020/6/29、2020/6/29、单吸引式叶轮、

4、双吸引式叶轮、液体仅从叶轮侧吸入，构造简单。 没有盖子的单吸引式叶轮合在一起，可以从两侧吸入液体，具有很大的吸液能力，而且可以很好地消除推力。 叶轮分为吸引方式：单吸引式和双吸引式、单吸引式、双吸引式、2020/6/29、(2)在泵壳体、泵壳体的作用下收集液体，形成导出液体的通路，转换液体的能量，动能为了减少液体直接进入涡旋壳体时的碰撞，有时将固定的带叶片的圆盘安装在叶轮与泵壳体之间，称为引导叶轮。 叶片车上叶片的弯曲方向与叶片车上叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相匹配，液体在泵壳体的通路内缓慢地改变方向，减少能量损失，将动能转换为静压能是有效的。 2020/6/29，

5、3 .离心泵的主要性能参数和特性曲线、离心泵的性能参数(1)离心泵的流量是指离心泵在单位时间内向管路系统排出的液体的体积，一般用q表示，单位为m3/h。也称为泵的送液能力。 (2)离心泵的压子泵给予每单位重量的液体的有效能量用h表示，单位为m。 也被称为泵的扬程。2020/6/29、离心泵压子、泵的结构(叶轮的直径、叶片的弯曲情况等)转速n流量q、转速一定的情况下，如何决定泵的压子与流量的关系？ 根据实验测定，2020/6/29，h的计算为b、c两断面之间的伯努利方程式：离心泵的压头称为扬程。 必须注意扬程不等于上升高度Z。 上升高度只是扬程的一部分。 2020/6/29，(3)离心泵的效率离

6、心泵输送液体时，通过马达的叶轮将马达的能量传递给液体。 在这个过程中，必然会产生能量损失，也就是说泵轴旋转的功并非全部用液体得到，通常用效率来反映能量损失。 对于这些能量损失，容积损失、水力损失、机械损失泵的效率反映了这三种能量损失的总和，也被称为总效率。 关于泵的大小、类型、制造的精密性和所输送的液体的性质，2020/6/29、轴力：马达输入离心泵的电力，用p表示，单位为J/S、w或kW、有效功率：输送至配管的液体用从叶轮得到的电力、Pe表示，轴力和有效功率大型泵效率，90%。 2020/6/29，四，离心泵的特性曲线，离心泵的h、p都与离心泵的q有关，它们的关系通过特定离心泵的压子的实验测

7、定，通过实验测定的关系曲线的组合： HQ、Q、pQ 离心泵各型号的离心泵有自己的特性曲线，形状大致相似，有共同的特征，2020/6/29，离心泵的特性曲线及其测定(1)离心泵的特性曲线，制造商提供了测定条件：常压，20清水的工程曲线与叶轮的转速有关(图中为旋转、H - qV曲线P - qV曲线 - qV曲线、2020/6/29、关闭启动(关闭出口阀启动)目的：防止马达过载。 -qV曲线设计点：最高效率点高效区范围，H-qV曲线泵选定时常用的qV，h下箭头； 在P- qV曲线、2020/6/29、相同型号的泵、相同种类的液体、效率不变的条件下，比例规律、要求：叶轮的转速变化不超过20%、(2-5

8、)、(2)离心泵的转速特性曲线的影响、2020/6/29、(3)粘度和密度的2020/6/29，(b )粘度对泵特性曲线的影响定性分析：定量计算：实验曲线：实验测定，经验公式通过实验确定。2020/6/29，5，离心泵的工作点和流量调节，(1)管路特性方程式和管路特性曲线，管路特性曲线，流体通过某特定的管路时所需的压子和液体流量的关系曲线。 在截面1-1和2-2之间排列伯努利方程式，以截面1-1为基准水平面，液体在管路中流动所需的压头被简化为：2020/6/29，式中：指令被简化为(2-8)、(2-9)、(2-10 )、2020/6/29、管路的特性方程式(与m点相对应的流量qv和压头h表示离

9、心泵在该特定管路中实际输送的流量和供给的压头。 )在用特定的管路输送液体的情况下，管路所需的压子根据所输送的液体流量qv的平方而变化，(2-11 )、2020/6/29、(3)离心泵的流量调整1 )使出口阀开度变化，使管路特性曲线变化，关闭阀时：管路的局部阻力变大，管路特性曲线变陡， 工作点从原来的m点移动到m-1点，流量从QM下降到QM1点，2020/6/29，阀大幅度打开时：管路的局部阻力减少，管路特性曲线变平，工作点从m移动到m-2，流量增加到QM2。优点：调节快捷方便，流量可以连续变化的缺点：流量阻力大，消耗大量动力，不经济。 2 )改变泵的转速，改变泵的特性曲线，将泵的转速上升到n1

10、:HQ线上时，动作点从m上升到m-1，流量从QM变大到QM-1，2020/6/29，泵的转速下降到n2 :时，hq线下降优点：流量随转速下降而减少，动力消耗也相应减少的缺点：需要变速装置和昂贵的变速马达，流量很难连续调节，在化工生产中不太被采用。 2020/6/29，6，离心泵的汽蚀和高度，1，汽蚀现象，汽蚀发生条件：叶片入口附近的压力PK在输送温度下液体的饱和蒸气压以下。 当这个地方的压力低时，液体的一部分气化产生大量的气泡，液体进入叶片时，压力变高，因此气泡急剧凝结而产生局部真空，瞬间内部的液体以非常快的速度朝向这些凝聚场所，在冲击点压力达到数百气压，冲击频率达到非常高的水平2020/6/

11、29，汽蚀结果：发生气蚀时产生噪音和振动，叶轮在局部大的反复冲击作用下，表面出现色斑和裂纹，形成海绵状，逐渐液体流量显着降低，同时压子和效率也大幅度降低，严重时不出现液体2020/6/29、(二)、汽蚀馀量为离心泵入口液柱的静压子的最小值，以防止发生气蚀。 2020/6/29、空化馀量定义式，2 .必要的空化馀量：(1)设计制造时(2)有效空化馀量至少大于必要的空化馀量，以避免发生空化2-14，2-15，2020/6/29，(4)允许气蚀馀量和允许设置高度，2-16 2020/6/29，7，离心泵的选定，设置和操作，1，离心泵的选定，1 )输送系统的流量和压头：一般液体的输送量由生产任务规定选

12、定泵时以最大流量进行考虑，然后根据输送系统的配管安排，使用伯努利方程式计算出最大流量下配管所需的压子。 2 )选择泵的类型和型号：首先，根据输送的液体的性质和操作条件确定泵的类型，用确定的流量和压头从泵样品或目录中选择合适的型号。2020/6/29、一种型号的h、qv如果不符合要求，则在相邻型号中选择h和qv稍大的型号的h和qv如果能够满足要求，则除了该型号的h和qv外，也不考虑效率在该条件下是否大3 )计算轴向力：的液体密度大于水的密度时，用计算泵的轴向力。 2020/6/29，高度必须低于理论上计算的最大设置高度。 同时，要尽量降低吸入管路的阻力。 2 )启动前“打开泵”主要是为了防止“空气流”现象的发生，在泵启动前，在泵壳体上部的排气口打开的状态下向泵内注入液体直到液体出来。 2、离心泵的安装和使用1 )泵的安装高度为2020/6/29，泵的实际安装，以保证不发生气蚀或泵不吸液， 3、3 )离心泵应在出口阀关闭时烧损马