过程流体机械课件(李云姜培正)

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1、过程流体机械课件(李云姜培正)过程流体机械3-12012.23化工泵泵是把原动机的机械能转换给液体的势能或动能的机械3.1泵的分类及用途分类按工作原理和结构型式分按泵形成的流体压力分–低压泵<2MPa–中压泵2~6MPa–高压泵>6MPa按输送介质分清水泵、杂质泵、油泵、耐腐蚀泵等泵叶片式泵透平式泵离心泵轴流泵混流泵旋涡泵容积式泵其它类型泵往复泵活塞泵柱塞泵隔膜泵回转泵齿轮泵螺杆泵滑片泵喷射泵水锤泵真空泵用途水利、灌溉、化工、石油、采矿、造船、城市给排水和环境工程化工生产用泵特点数量大、种类多输送的介质往往有腐蚀性有的在高

2、温、高压下工作在各种泵中离心泵应用最为广泛因为它具有结构简单、体积小、质量轻、流量稳定、易于制造和便于维护等一系列优点本章主要内容–着重讨论离心泵的工作原理、气蚀、性能、调节和选型应用等–对其它类型泵的简介3.2离心泵的典型结构与工作原理离心泵的典型结构、分类及命名方式–典型结构叶轮、转轴、吸液室、压液室、扩压管在泵壳上、密封、密封环等扩压管叶轮密封环吸液室主轴压出室密封吸液室把液体从吸入管吸入叶轮叶轮旋转吸入的液体使其获得压力能和动能压出室蜗壳把从叶轮流出的液体收集起来送入扩压管同时是液体减速增压扩压管接出口管

3、进一步将液体的动能转换为压力能–离心泵的分类按流体吸入叶轮的方式分类–单吸式泵–双吸式泵按级数分类–单级泵–多级泵按泵体形式分类–蜗壳泵–筒形泵按主轴安放方位分类–卧式泵–立式泵–斜式泵–离心泵的命名方式离心泵的命名目前还没有国家标准但一般用汉语拼音字母来代表泵的名称泵的类型A或B或C表示叶轮外径经过一、二、三次切割多级泵级数单级泵不标新-扬程或流量-扬程老-比转速泵的基本型式用拼音字母表示泵的吸入口直径新型-mm老型-in注意–IS单级单吸清水离心泵的命名方式不同它由基本型式代号、吸入口直径、压出口直径和

4、叶轮名义直径来表示例如IS50-40-120离心泵的工作原理及基本方程–离心泵的性能参数流量qV单位时间内从离心泵的排液口排出的液量单位一般是m3/min或m3/h–理论流量——单位时间内流入泵作功部件里的液体量扬程H单位质量液体流过泵后的总能量的增值单位为m-液柱H=Eout–Ein式中E为单位质量液体的总机械能理论扬程——作功元件对流经叶轮的单位质量液体所作的功)(222inoutinoutinoutZZccgppH扬程计算式由于泵进出口截面上的动能和高度差均不大而液体密度为常数因此扬程主要体现的是压

5、力的提高转速n离心泵叶轮的转速单位是r/min气蚀余量净正吸头NPSH表示气蚀性能的主要参数单位是m泵的允许吸上真空度Hs或泵的允许吸入高度单位以m-液柱表示功率–有效功率——单位时间内泵排出的液体从泵中取得的能量Ne=gqVH/1000kW–内功率水力功率——单位时间内作功元件所给出的能量–轴功率N——单位时间内有原动机传递到泵主轴上的功效率–容积效率——衡量泵泄漏量大小也即密封好坏的指标hV=(qVtHt–qHt)/qVtHt–水力效率——衡量液体流经泵的阻力损失大小的指标hhyd=H/Ht离心泵中的能

6、量损失由于液体流过离心泵时有能量损失使泵的扬程H比理论扬程Ht小。可按下式计算hydthHH离心泵能量损失能头由三部分组成。沿程摩擦损失能头液体流经吸液室、叶轮、转能装置、压液室及扩压管等时由于粘性阻力将产生摩擦损失使机械能转换为热能局部阻力损失包括流道的转弯、收缩及扩大等所产生的阻力能头冲击损耗能头液体流入叶片流道及转能装置时产生的冲击损耗能头能量损失可以用水力效率衡量–机械效率——衡量泵运动部件间机械摩擦损失及轮阻损失大小的指标hm=gqVtHt/N–泵效率总效率——衡量泵工作是否经济的指标。总效率为上述各

7、种效率的乘积h=hVhhydhm不同类型泵的效率参考值见表42–离心泵工作原理及基本方程离心泵的工作过程在启动离心泵之前应关闭出口阀门灌泵使泵内充满液体。开启出口阀门启动原动机使叶轮旋转叶轮驱使液体旋转产生离心力甩向压液室并经扩压管排出泵同时在泵的吸液室形成真空在吸液槽和叶轮入口中心线处的液体间就产生了压差槽中的液体在这个压差作用下不断地经吸入室进入叶轮之中从而使离心泵连续地工作离心泵工作原理通过高速旋转的叶轮将转动机械能传递给液体使液体获得动能和压力能再通过扩大的压液室和扩压管的流道进一步把大部分动能转

8、换为压力能从而提高泵出口液体的压力离心泵的基本方程式–液体在叶轮中的运动分析假定–液体是理想流体–流动是稳态的–离心泵叶轮具有无限多、无限薄的叶片运动分析–叶轮圆周速度u——又称为牵连速度其值=叶轮旋转角速度×相应点半径值–相对速度w——液流相