大学化工原理第二章 流体输送设备.ppt

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1、第二章流体输送机械教学要求§2-0概述§2-1液体输送机械§2-2气体输送和压缩机复习材料与化学工程系化学工程教研室1化工原理流体输送机械教学要求重点：离心泵的特性和选用。覆盖内容：离心泵的结构（主要部件及其作用）；工作原理；类型；气缚现象产生的原因及消除措施；离心泵的理论流量与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬程、流量的主要因素；离心泵的主要性能参数（流量、扬程、轴功率、效率）；特性曲线的测定、换算和应用；离心泵的工作点及其调节；气蚀现象（避免措施）、临界气蚀余量、必须气蚀余量、最大吸上真空高度；允许吸上真空高度等概念及测定；泵的安装高度的确定；泵的主要型号及选择原则；正位移式输送设备的特

2、点及操作要点。§2-0概述◆原因：能量损失、低位向高位、低压向高压◆方法：使流体获得机械能←（流体输送设备）◆流体输送机械的分类：➣按工作原理：动力式、容积式（正位移式）、其它类型。➣按被输送流体：泵——输送液体；气体——通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。1122◆管路特性曲线He~Qe的关系曲线§2-0概述取1-1、2-2截面，基准面：1-1对单位重量的流体列柏努利方程：只要管路系统的布置确定，则Z1、Z2、p1、p2为定值，即上式可变形为：动压头差可忽略不计§2-0概述He~Qe的关系只与管路的布置有关。§2-0概述◆评价流体输送设备性能的重要参数➣扬程：单位重量流体从流体输送设备上获得的机

3、械能，以H表示，也称为压头。➣流量：单位时间内，流体输送设备提供给管路系统的流体体积量，以Q表示。➣效率➣轴功率➣允许吸上真空度或必须气蚀余量§2-1液体输送机械§2-1-1离心泵一、离心泵的工作原理与主要部件1、工作原理灌泵启动气缚现象2、主要部件➣叶轮——闭式、半闭式、开式单吸式、双吸式➣密封装置：填料密封、机械密封。➣泵壳：汇集液体、能量转换装置作用:机械能转移何种叶轮的效率高?为什么?§2-1液体输送机械二、离心泵的基本方程离心泵在理想工作状况下时，从理论上表示离心泵的扬程与、泵的结构、尺寸、转速及流量等因素间的关系。➣离心泵的理想工作状况：理想流体、叶轮的叶片数量为无穷多➣液体通过叶

4、轮的流动速度三角形：§2-1液体输送机械➣离心泵的理论扬程推导方法：1）离心力作功；2）欧拉平衡方程+离心力场中的机械能守衡；3）动量矩增量与作功的关系。§2-1液体输送机械➣理论流量QT则:QT=πD2b2cr2§2-1液体输送机械➣离心泵基本方程式的讨论◆叶轮的直径与转速:n↑或D2↑，则HT↑◆叶片形状：后弯叶片、径向叶片、前弯叶片。β>90°β=90°β<90°为什么工业上常采用后弯叶片？◆QT对理论扬程的影响：§2-1液体输送机械三、离心泵的主要性能参数与特性曲线➣离心泵的主要性能参数◆流量（Q）：L/s或m3/h。Q=f（结构、尺寸、转速）。安装在管路中离心泵的流量还与管路特性有关

5、。◆扬程（H）：m。H=F(结构、尺寸、转速、流量）。安装在管路中离心泵的扬程还与管路特性有关。◆效率：容积效率（容积损失），水力效率（水力损失），机械效率（机械损失）.η=0.5~0.7扬程理论扬程实际扬程各种原因引起的能量损失流量§2-1液体输送机械◆轴功率(N):W(kW)机械损失容积损失水力损失NNe➣离心泵的特性曲线◆实验测定泵的特性曲线（一定转速下）◆H~Q曲线：◆η~Q曲线◆N~Q曲线§2-1液体输送机械四、离心泵性能改变和换算➣液体物性的影响◆密度◆粘度(ν<20×10-6m2/s)➣离心泵转速(<20%)不同转速下的速度三角形➣离心泵叶轮直径§2-1液体输送机械五、离心泵的气

6、蚀现象与安装高度➣气蚀现象思考题:1)产生气蚀现象有什么后果？2)气蚀现象与气缚现象有什么异同？？Hgp00011p1➣安装高度(Hg)§2-1液体输送机械➣允许吸上真空高度(Hs’)Hgp00011p1§2-1液体输送机械➣必须气蚀余量(NPSH)r考虑泵运行期间的生产条件波动,则实际的安装高度:§2-1液体输送机械六、离心泵的工作点与调节流量Q扬程H管路特性曲线泵的特性曲线工作点Q1H1➣工作点：◆泵的特性曲线◆管路特性曲线◆工作点：H=He,Q=Qe➣流量调节◆改变出口阀开度——改变管路的特性曲线◆改变转速——改变泵的特性曲线§2-1液体输送机械➣组合操作（同型号：H=C-KQ2）◆并联

7、并联后H’=H,Q’=2Q并联后的特性：H’=C-K(Q’/2)2◆串联（同型号）：串联后H’=2H,Q’=Q。串联后的特性：H’=2C-2KQ2◆选择原则：单台：H=C-KQ2，管路：He=A+BQe2。1）C