化工原理 第二章 流体输送机械

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1、第二章流体输送机械2．1概述2．2速度式流体输送机械2．3容积式流体输送机械2．4真空泵2．5流体输送机械的特点2．1概述流体输送机械的分类工作原理液体输送机械气体输送机械速度式离心式离心泵、旋涡泵离心风机、离心压缩机轴流式轴流泵轴流式通风机喷射式喷射泵容积式往复式往复泵、隔膜泵、计量泵往复式压缩机回转式齿轮泵、螺杆泵罗茨风机、液环压缩机2．2速度式流体输送机械2．2．1离心式流体输送机械的基本方程2．2．2离心泵与通风机的结构、工作原理与分类2．2．3离心泵与离心通风机的性能2．2．4离心泵与通风机的特性曲线2．2．5离心泵与通风机的工作点和流

2、量调节2．2．6离心泵与通风机的安装和选用2．2．7离心鼓风机与离心压缩机2．2．8轴流泵和轴流通风机2．2．9旋涡泵2．2．1离心式流体输送机械的基本方程离心式流体输送机械的基本方程的推导基于三个假设：叶片的数目无限多，叶片无限薄，流动的每条流线都具有与叶片相同的形状。（2）流动是轴对称的相对定常流动，即在同一半径的圆柱面上，各运动参数均相同，而且不随时间变化。（3）流经叶轮的是理想流体，粘度为零，因此无流动阻力损失产生。2．2．1离心式流体输送机械的基本方程离心泵和离心式风机的基本方程式其中单位重量流体通过无限多叶片的旋转叶轮所获得的能量，称

3、为理论压头H。w是流体具有的与叶片相切的相对速度；u是随叶轮一起转动的圆周速度，两者的合成速度为绝对速度c。图2-1流体进入与离开叶轮时的速度r1β2α1r2w1Ac2sinα2u2u1w2c22β1α2c1一般离心泵，为提高H，使1=90，即cos1=0。此时离心泵的流量可表示为式中，r2为叶轮出口半径，b2表示叶轮出口处叶轮的宽度，其它参数见图2-1所示。2．2．2离心泵与通风机的结构、工作原理与分类1.离心泵的结构、工作原理与分类(1)离心泵结构离心泵部件可分为旋转部件和静止部件。旋转部件包括叶轮和转轴等；静止部件包括吸入室、蜗壳

4、等，如图所示。2．2．2离心泵与通风机的结构、工作原理与分类(2)离心泵工作原理①原动机——轴——叶轮，旋转离心力叶片间液体中心外围——液体被做功动能高速离开叶轮2．2．2离心泵与通风机的结构、工作原理与分类②泵壳：液体的汇集与能量的转换（动静）③吸上原理与气缚现象叶轮中心低压的形成p泵内有气，则泵入口压力液体不能吸上——气缚故离心泵在启动前必须灌泵—液体高速离开④轴封的作用⑤平衡孔的作用——消除轴向推力⑥导轮的作用——减少能量损失2．2．2离心泵与通风机的结构、工作原理与分类(3)离心泵分类①按液体吸入方式分为单吸式泵（液体

5、从叶轮的一面进入）和双吸式泵（液体从叶轮的两面进入）；②按叶轮级数分为单级泵（泵轴上只装有一个叶轮）和多级泵（泵轴上装有串联的两个以上的叶轮）③按其用途来分类，常用的类型有：水泵、耐腐蚀泵、油泵和杂质泵等。2．2．2离心泵与通风机的结构、工作原理与分类1.离心通风机的结构、工作原理与分类(1)基本结构：离心式通风机的主要部件包括叶轮和机壳两部分。为适应大风量，通常叶片数较多且叶轮直径较大；根据叶轮上叶片尺寸和形状的不同，可分为多翼式和涡轮式风机。与离心泵相似机壳内逐渐扩大的通道及出口截面有矩形和圆形两种，低中压风机多用矩形。2．2．2离心泵与通风

6、机的结构、工作原理与分类(2)工作原理与离心泵相似(3)分类通常根据离心通风机终压（表压）的大小分为低压（<1kPa以下）、中压1kPa~3kPa）和高压（3kPa~15kPa）三种通风机。另外根据用途可分为一般通风机、排尘通风机、高温通风机、防腐通风机和防爆通风机等。2．2．3离心泵与离心通风机的性能1.流量->流量是单位时间内输送出去的流体量。通常用Q来表示体积流量，单位m3/s。->通风机流量也常称为风量，并以进口处为准。通风机铭牌上的风量是在“标准条件”下，即压力1.013105Pa，温度20C下的气体体积。2．2．3离心泵与离心通风

7、机的性能2.压头（或称扬程）H和风压pt离心泵的压头H和风机的风压pt都是指流体通过离心泵或通风机后所获得的有效能量。根据伯努利方程，单位体积气体通过通风机所获得的压头为式中——分别为通风机进口和出口速度，m/s2．2．3离心泵与离心通风机的性能压头计算式中，称为通风机的静压头，称为通风机的动压头，称为全压头，单位为m。通风机铭牌上的风压是用空气测定的，其“标准条件”为压力pa=101.3kPa，温度20C，此时空气密度0=1.2kg/m3。如果操作条件与“标准条件”不同，则操作条件下的风压pt可用下式换算——选择风机时应以为准2．2．3离心

8、泵与离心通风机的性能3.效率效率反映了泵与风机中能量的损失程度容积效率v：考虑流量泄漏所造成的能量损失水力效率H：考虑流动阻力所造成