化工原理南林教材

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1、第二章流体输送设备1要求：1.了解流体输送设备的分类；2.掌握离心泵的工作原理、主要部件、基本方程式、性能参数和特性曲线、性能改变和换算、气蚀现象和允许吸上高度、工作点与调节、类型与选择；3.了解其他泵的工作原理与应用；4.了解气体输送设备和压缩设备的工作原理与应用。2重点：离心泵的工作原理、主要部件、基本方程式、性能参数和特性曲线、性能改变和换算、气蚀现象和允许吸上高度、工作点与调节、类型与选择；3流体分为液体和气体。通常，将输送液体的机械称为泵；将输送气体的机械按所产生压强的高低分别称之为通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。流体输送机械按工作原理分为：动力式（叶轮式）：离心式、轴

2、流式容积式（正位移式）：往复式、旋转式其他类型：喷射式等42.1离心泵2.1.1离心泵的工作原理和主要部件1.离心泵的工作原理56原理：依靠高速旋转的叶轮，使液体在离心力的作用下获得能量以提高压强，从而能输送液体。气缚：泵内有空气，使得叶轮中心区形成的低压不足于将储槽内的液体吸入泵内，导致离心泵不能输送液体。离心泵启动前应灌泵排气，防止气缚。72.离心泵的主要部件叶轮、泵壳（蜗牛形，又称蜗壳）8泵壳制成蜗牛形，既减少了能量损失，又使部分动能转换成静压能。92.1.2离心泵的基本方程式基本方程式：离心泵的理论压头与泵的结构、尺寸、转速及流量等因素之间的定量关系。理论压头：理想情况下

3、离心泵可能达到的最大压头。理想情况：叶轮具有无限多叶片；被输送的液体是理想液体。101.液体通过叶轮的流动c：液体的绝对速度；：角速度；u：线速度；w：相对叶轮的速度。112.基本方程式12133.基本方程式的讨论14151）叶轮的转速和直径离心泵的理论压头随叶轮的转速和直径的增加而加大。162）叶片的几何形状17流动角218实际上离心泵采用后弯叶片，主要是液体获得的静压头较高，能量损失较小。193）理论流量2021实际流量较理论流量低的原因：非理想情况泵内存在泄漏4）液体密度理论压头与密度无关。222.1.3离心泵的性能参数与特性曲线离心泵的主要性能：流量Q、压头(扬程)H

4、、效率、轴功率N、气蚀余量（或允许吸上真空度）等。231．离心泵的主要性能参数1）流量Q，m3/h：与泵的结构、尺寸、转速有关；2）压头(扬程)H，m：与泵的结构、转速、流量有关；3）效率：与容积损失、机械损失、水力损失有关；4）轴功率N，kw242．离心泵的特性曲线H-Q曲线N–Q曲线-Q曲线25例2-2（P93）263.离心泵的性能改变和换算1)液体物性的影响密度：H-Q曲线、-Q曲线不变，N-Q曲线变化；粘度：有变化。273)离心泵叶轮直径的影响（切割定理）2)离心泵转速的影响（比例定律）假设液体的粘度不大，泵的效率不变时：282.1.4离心泵的气蚀现象与允许吸上高

5、度气缚：泵内有空气，使得叶轮中心区形成的低压不足于将储槽内的液体吸入泵内，导致离心泵不能输送液体。29301.离心泵的气蚀现象当离心泵叶片入口附近的压强等于或小于液体的饱和蒸气压，液体将在该处气化产生气泡，并随液体流向高压区，气泡在高压的作用下迅速液化或破裂，此时周围的液体以极高的速度、频率和压强冲向叶轮和泵壳，使得叶轮和泵壳遭到破坏，这种现象称为气蚀现象。31气蚀的危害：（1）离心泵的性能下降。泵的流量、压头和效率均下降。若生成大量的气泡，则可能出现气缚。（2）产生噪声和振动（3）泵壳和叶轮的材料遭受损害，降低泵的使用寿命。322.离心泵的抗气蚀性能1）气蚀余量离心泵入口液体的

6、静压头与动压头之和大于操作温度下液体的饱和蒸气压头的数值。NPSH：气蚀余量；p1，u1：泵入口处的压强和流速；pV：操作温度下液体的饱和蒸气压。33泵内恰好发生气蚀时（泵的压头较正常下降3％）临界气蚀余量34(NPSH)c+安全量(NPSH)r必需气蚀余量注意：（1）气蚀余量越小，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好；（2）气蚀余量能比较完全反映离心泵的抗气蚀性能。（3）气蚀余量随流量的增加而增大。352）允许吸上真空度pa：大气压，98.1kPa；p1：泵入口处允许的最低压强；：20OC清水的密度。36注意：（1）允许吸上真空度越大，该泵在一定操作条件下抗气蚀性能越好。（2

7、）允许吸上真空度不能完全反映离心泵的抗气蚀性能。（3）允许吸上真空度随流量的增加而减小。373.离心泵的允许安装高度允许安装高度又称允许吸上高度，是指泵的吸入口与贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离。Hg：泵的允许安装高度；p0：贮槽液面的压强；p1，u1：泵入口处的压强和流速；Hf,0-1：液体流经吸入管路的压头损失。38例2-4（P101）、2-5（P102）、2-6（P102）392.1.5离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点是由离心泵特性曲线和管路特性曲线共同确定的。40