流体输送机械

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1、第二章流体输送机械流体输送机械在化工生产中的应用将流体从低能位送往高能位向流体补加能量流体输送机械的分类流体输送机械按工作原理分类：离心式（叶轮式）往复式旋转式流体动力作用式根据流体性质的不同分成：输送液体用的泵输送气体用的压缩机（或风机）内容提要离心泵的操作原理和主要部件离心泵的主要性能参数和特性曲线影响离心泵特性的因素第一节液体输送机械其它类型的泵1、定义：液体输送机械就是将能量加给液体的机械，通称泵。2、分类：离心泵：往复泵：旋转泵：流体作用泵：一、离心泵的操作原理和主要部件：1、操作原理：A获能（叶轮）B转能排液（泵壳）C吸液（入口）可见，离心泵之所以能输送液

2、体，主要是依靠高速旋转的叶轮，将动能和静压给予液体，在泵壳内液体的部分动能转变成静压能，使液体获得较高的压力，压出泵体外。2、气缚现象3、主要部件A叶轮：6～12片后弯叶片平衡孔：平衡轴向推力B泵壳（蜗壳）导轮C轴封装置离心泵的结构录像B型离心泵分解动画叶轮种类A按叶轮数目多级泵单级泵B按吸液方式双吸式单吸式C按所产生的压头大小中压泵＝20～50mH2O低压泵<20mH2O高压泵>50mH2OD按泵轴的位置立式泵卧式泵4、离心泵分类：二、离心泵的主要性能参数1、流量（送液能力Q）单位:m3/s2、扬程（H）单位:m3、轴功率（N轴）4、效率（）泵轴叶轮液体能量能量1、离心泵

3、的特性曲线：H-Q曲线：N轴-Q曲线：-Q曲线：三、离心泵的特性曲线及影响因素2、影响离心泵性能的因素有：密度N轴=Ne/=QHg/粘度转速Q1/q2=n1/n2H1/H2=(n1/n2)2N1/N2=(n1/n2)3叶轮直径Q`/Q=D2`/D2H`/H=(D2`/D2)2N`/N=(D2`/D2)3四、离心泵的气蚀与允许吸上高度1、离心泵的气蚀现象离心泵运转时液体在泵内的压强变化a）泵入口叶轮入口静压头动压头基本不变,总压头b）叶轮入口叶轮入口转弯点（压强最低点）流体流到叶轮转弯点，消耗能量，静压头，动压头基不变，总压头c）叶轮转弯点叶轮出

4、口叶轮对流体做功，静压头动压头总压头d）叶轮出口泵出口泵壳流道渐大，动压头一部分转换为静压头，静压头流动又消耗能量,动压头总压头汽蚀现象从上述分析可以看出，在叶轮入口转弯处存在一个压强最低点。如果此处附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压，液体就会在该处发生汽化并产生气泡，气泡随同液体从低压区流向高压区，气泡在高压作用下迅速凝结或破裂，此时周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处产生几万KPa的压强，冲击频率可高达几万次之多，由于冲击作用使泵体震动并产生噪音，且叶轮局部处在巨大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到形成裂缝

5、，使叶轮或泵壳受到破坏，这种现象称为“汽蚀现象”。离心泵的吸液作用是由于吸入液面与泵入口处的压力差造成，当吸入液面压力一定，而泵入口处的压力必须大于输送温度下液体的饱和蒸汽压，即压力差是有限的，由于液体流动的推动力有限，因此泵的吸上高度也有一个最大限度，称为最大吸上高度。泵的安装位置不允许超过这一高度。离心泵的气蚀2、离心泵的允许吸上高度（允许安装高度）指泵的吸入口与吸入液面间可允许达到的最大垂直距离Hg。设泵在最大吸上高度上操作，液面压力P0，泵入口处压力P1，泵入口处流体流速u，密度，吸入管损失压头Hf。从吸液面0-0至泵入口1-1列柏氏方程P0/g+u02/2g+z

6、0=P1/g+u12/2g+z1+Hf可以看出，当z1上升，Hf0-1上升，则P1下降一直下降到气蚀允许的最小绝压，就不能再下降，否则就产生气蚀，则此时z1-z0=Hg(u0=0)Hg=(P0-P1)/g-u12/2g-Hf,0-1对于敞口的贮槽P0=PaHg=(Pa-P1)/g-u12/2g-Hf,0-1为了确定离心泵的允许安装高度，在国产的离心泵标准中，采用两种指标来表示泵的抗气蚀性能。离心泵的允许吸上真空度气蚀余量离心泵的允许吸上真空度为了避免气蚀现象，泵入口处压强应为允许的最低绝对压强，则Pa-P1为泵人口处的最高真空度。令Hs`=(Pa-P1)/gHs`—

7、—离心泵的允许吸上真空度，是指在泵人口处可允许达到的最高真空度，m液柱。Hg=Hs`-u12/2g-Hf0-1Hs`=[Hs+(Ha-10)-(PV/9.81×103-0.24)]×1000/(a)、当输送与实验条件不同的清水时，可化简为：Hs1=Hs+(Ha-10)-(HV-0.24)(b)、当输送与实验条件不同的其他液体时Hs`=Hs×H2O/气蚀余量为了防止气蚀现象发生，在离心泵人口处液体的静压头P1/g与动压头u12/2g之和必须大于液体在操作温度下的饱和蒸汽压头PV/g某一最小值，