化工原理(天大)08.pdf

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1、作业：本章习题，1,31．系统截面与基准面的选取注意：截面应垂直于管轴或流体流动方向；基准面应是某水平面。2．截面应选在有已知量和未知量同时存在B的地方。13.注意：选择的不仅是2截面，而是一个衡算范围A21E=E+hf,ABABE+We=E+hBAf,BA4.系统、截面、阻力项的问题1122hu22（1）系统要交代清楚；（2）截面要依题意选择；（3）阻力项代表的损失位置。5.注意：pf≠p第二章流体输送机械输送设备向流体施加外功，以提高流体的机械能，使流体具有较高的静压能，足以克服输送时所消耗的能

2、量损失；或送至高位槽；或提供流体应具有的高压或低压(真空度)。1．按被送介质分：输送液体的机械—泵；输送气体的机械—风机。按产生压强的高低又可分为：通风机、鼓风机、压缩机。2．从工作原理分：离心式：离心泵、旋涡泵、鼓风机、离心通风机往复式：往复泵、计量泵、压缩机正位移泵旋转式：齿轮泵、双螺杆泵、蠕动泵（或容积泵）流体动力式：蒸汽喷射泵学习时注意：即使同形式的输送机械也因气体的可压缩性和气、液密度差异大而在结构及特性上有区别。即使同为离心泵，也因输送的物料不同分为水泵、油泵、泥浆泵等等。当然结构上也有区别。本章主要介绍

3、常用的输送机械的基本结构、工作原理和特性，学习如何选择、安装设备，使设备在尽可能高的效率下运作。2.1液体输送设备在各种液体输送机械中，离心泵的应用最广泛，其优点是：⑴结构简单；⑵流量均匀；⑶流量、压头的适用范围较广；⑷适于输送腐蚀性或含悬浮物的液体。当然，其它类型泵有各自的特点和适用场合，离心泵往往不能替代。使用时应视具体情况进行选择。2.1.1离心泵一、离心泵的工作原理和主要部件1)离心泵的工作原理电机轴与泵轴相连，带有若干叶片的叶轮固定在泵轴上；泵轴和蜗壳形泵壳间用填料函密封。启动前，将泵灌满水(叶片间充满水)

4、。启动电机，泵轴带动叶轮一起旋转，液体在离心力下向叶轮四周抛出，被泵壳汇集并由排出口送出。叶轮吸入口因液体的抛出造成“低压区”，只要吸入管侧储槽液面上方与叶轮吸入口间的压强差足以克服该段内的全部流动阻力，液体便源源不断地经吸入管流入泵的吸入口，由叶轮提高能量，经泵壳转换能量后，送入排出管，调节阀控制流量保证生产。如因泵未灌满，形成的“压强差”不足以使液体进入叶轮—气缚(对泵无伤害)。请问：⑴泵未灌满，①为什么“压强差”不足；②绝对无法吸上液体吗？⑵泵灌满水时，很长的吸入管、很高的吸入口(安装位置)，泵是否一定能吸入液

5、体？2)离心泵的主要部件叶轮旋转部分泵轴主要部件泵壳静止部分轴承和填料函(密封圈)①叶轮—关键部件作用把原动机(电机)的机械能(离心力)液体的静压能和动能。构造通常由6～12片后弯叶片组成。有：闭式、半闭式和开式。(p86图2-2）充斥于叶片间的液体在离心力作用下被高速(15～25m/s)地抛向外缘。液体的动能大大地提高，沿叶片间流道随Ｒ而渐宽，部分动能静压能。∵叶轮中心—低压，外缘—高压∴部分流体便由叶轮与壳体的缝隙向低压区“回流”；又∵前盖板侧压强更低些，∴叶轮沿泵轴向吸入口侧滑动，由于回流液量不稳定，产生

6、轴向“窜动”，导致叶轮与壳体接触、磨损、甚至使泵振动—无法正常操作。最简单的解决办法：后盖钻几个“平衡孔”，降低后盖后侧压力。但泵效也降低了。好的解决办法：用“双吸式”泵。半闭、开式泵效较低。②泵壳通常为蜗牛壳状。叶轮在壳中沿蜗形流道渐扩的方向旋转。液体的部分动能在蜗壳中转换为静压能。为了进一步减少能量在壳中的损失，可以安装一个导轮，它能有效地减少液体与壳壁的碰撞，并能变动能为静压能。导轮中叶片弯曲的方向与流体运动的方向一致。③轴封装置用于防止高压液体外泄或外界空气漏入。填料函—浸油或涂石墨的石棉绳之类的软填料。靠挤

7、压变形减小泵壳与泵轴间隙，使轴可自由转动而气、液不漏。优：价廉；缺：不耐磨，需常调紧、更换。对于输送酸、碱、油等液体的离心泵，轴封要求较严格，一般采用机械密封装置。机械密封装置—动、静环间的接触面光洁度高、平行度高。摩擦小、密封性好，寿命也较长。缺点是部件的加工精度要求高，安装要求严格，价格较高。二、离心泵基本方程方程从理论上表达了泵的压头H(理论值)与泵的T结构(主要指叶轮的结构，后同)、尺寸、转速及流量等因素的关系。基本方程用于计算理论压头。推导假设为理想情况：(1)叶轮有无限多叶片(叶片无限薄)，液体质点完全沿

8、着叶片表面流动；(2)输送的是理想流体。(=0h=0)f1)液体通过叶轮的流动离心泵工作时，液体既作旋转运动(随叶轮)，同时又经其流道向外流动。流动状况十分复杂。c2u2液体质点沿着轴向以绝w2对速度c0进入叶轮后，在22叶片进口处转为径向流动，R2w1c一边随叶轮以圆周速度u11R11做圆周运动，方向为质点u1所在圆的圆周切线方向，