泵和压缩机课件:1_2 离心泵的基本方程式.ppt

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1、@CUPC2021/8/61泵和压缩机(华东)化工装备与控制工程系@CUPC2021/8/62第一章离心泵@CUPC2021/8/63离心泵1.1离心泵的基本结构和工作原理1.2离心泵的基本方程式1.3液体获得能头分析1.4离心泵的汽蚀1.5离心泵的性能曲线1.6离心泵的相似原理及其应用1.7输送粘液时离心泵性能曲线的换算1.8离心泵的装置特性与工况调节1.9离心泵的系列及选用1.10离心泵的主要零部件1.11离心泵的节能@CUPC2021/8/641.2离心泵的基本方程式一、液体在叶轮中的流动规律—

2、—速度三角形二、描述离心泵内液体流动的三个基本方程式内容:研究叶轮与流体之间的能量传递过程;确定泵使液体获得有效能头@CUPC2021/8/65图1-23一、液体在叶轮中的流动——速度三角形离心泵叶轮、叶片形状@CUPC2021/8/66一、液体在叶轮中的流动——速度三角形液体从叶轮中获得能头,首先表现在流速大小和流动方向的改变,速度三角形就是研究这种流动规律有效工具。两点假设:⑴通过叶轮的液体为理想液体,即液体在叶轮内流动时无能量损失。⑵液体在叶片中间流动是轴对称:每个液体质点在流道内相对运动轨迹与

3、叶片曲线形状一致,在同一半径上液体质点的相对速度大小相同,液流角相等。只有在叶片数无穷多情况下才能实现:——叶片无限多、无限薄。?(a)相对运动@CUPC2021/8/67一、液体在叶轮中的流动——速度三角形…液体在叶轮中的流动较为复杂,根据理论力学,液体在叶轮中的复杂运动可以通过相对运动和牵连运动来合成。(c)绝对运动(a)相对运动(b)圆周运动@CUPC2021/8/68一、液体在叶轮中的流动——速度三角形由此做出叶轮中任一液体质点的三个速度矢量,组成一个封闭的三角形,称速度三角形。图1-8速度三

4、角形(c)绝对运动@CUPC2021/8/69一、液体在叶轮中的流动——速度三角形图1-8速度三角形符号说明(教材上都有)βA又叫叶片入口角;理想情况下βA=β;叶轮出口β2A叫叶片离角。@CUPC2021/8/610一、液体在叶轮中的流动——速度三角形?速度三角形是研究叶轮内流体流动的重要工具,是重要的研究对象。分析泵的性能、确定叶轮进出口几何参数都要用到它。@CUPC2021/8/611一、液体在叶轮中的流动——速度三角形如何作出速度三角形?三个条件1.速度三角形的底边:2.速度三角形的高:3.补

5、充条件:理想、假定条件?入口:c1u=0出口:β2=β2A阻塞系数0.9~0.95@CUPC2021/8/612一、液体在叶轮中的流动——速度三角形符号说明(教材上都有)注意:速度三角形中,余弦定理有图1-11叶轮叶片进出口速度三角形@CUPC2021/8/613二、描述离心泵内液体流动的三个的基本方程式连续性方程欧拉方程伯努利方程@CUPC2021/8/614在泵中用体积流量Q表示的连续性方程如下:fi、fj–任意过流截面的面积;ci、cj–液流绝对速度在垂直于该过流截面的投影,m/s。叶轮进出口截

6、面的体积流量为:进口出口二①连续性方程式@CUPC2021/8/615利用动量矩定理推导基本能量方程,从而建立叶轮对液体所做的功与液体运动状态之间的关系。据动量矩定理:外力对O轴的力矩之和液流对O轴的动量矩二②欧拉方程式@CUPC2021/8/616?取轴O为叶轮轴,求:分析对象t时刻ABDCt+dt时刻A’B’D’C’由连续性方程,有二②欧拉方程式@CUPC2021/8/617定常流动条件下,应有:二②欧拉方程式@CUPC2021/8/618将动量矩对时间求导:由动量矩定理:外力矩之和Mo=轴的作用

7、力矩驱动机输入的作功力矩二②欧拉方程式驱动机传递给叶轮的功率:叶轮角速度理想状态下叶轮对液体所作功率:叶片数无限多情况下的理论扬程@CUPC2021/8/619合并二②欧拉方程式欧拉公式(重要!)J/kg(1-7)m液柱(1-7a)@CUPC2021/8/620轴向吸入的离心泵,液流在叶轮入口无预旋:蜗形吸入的离心泵:简化二②欧拉方程式@CUPC2021/8/621结论作业:3、5二②欧拉方程式与进、出口速度有关,即D、β、n、QT有关;与液体性质无关,对每公斤质量的介质所给能量相同……水,汽,油。@

8、CUPC2021/8/622叶轮进出口伯努利方程:(1-8)即:二③伯努利方程

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1、@CUPC2021/8/61泵和压缩机(华东)化工装备与控制工程系@CUPC2021/8/62第一章离心泵@CUPC2021/8/63离心泵1.1离心泵的基本结构和工作原理1.2离心泵的基本方程式1.3液体获得能头分析1.4离心泵的汽蚀1.5离心泵的性能曲线1.6离心泵的相似原理及其应用1.7输送粘液时离心泵性能曲线的换算1.8离心泵的装置特性与工况调节1.9离心泵的系列及选用1.10离心泵的主要零部件1.11离心泵的节能@CUPC2021/8/641.2离心泵的基本方程式一、液体在叶轮中的流动规律—

2、—速度三角形二、描述离心泵内液体流动的三个基本方程式内容:研究叶轮与流体之间的能量传递过程;确定泵使液体获得有效能头@CUPC2021/8/65图1-23一、液体在叶轮中的流动——速度三角形离心泵叶轮、叶片形状@CUPC2021/8/66一、液体在叶轮中的流动——速度三角形液体从叶轮中获得能头,首先表现在流速大小和流动方向的改变,速度三角形就是研究这种流动规律有效工具。两点假设:⑴通过叶轮的液体为理想液体,即液体在叶轮内流动时无能量损失。⑵液体在叶片中间流动是轴对称:每个液体质点在流道内相对运动轨迹与

3、叶片曲线形状一致,在同一半径上液体质点的相对速度大小相同,液流角相等。只有在叶片数无穷多情况下才能实现:——叶片无限多、无限薄。?(a)相对运动@CUPC2021/8/67一、液体在叶轮中的流动——速度三角形…液体在叶轮中的流动较为复杂,根据理论力学,液体在叶轮中的复杂运动可以通过相对运动和牵连运动来合成。(c)绝对运动(a)相对运动(b)圆周运动@CUPC2021/8/68一、液体在叶轮中的流动——速度三角形由此做出叶轮中任一液体质点的三个速度矢量,组成一个封闭的三角形,称速度三角形。图1-8速度三

4、角形(c)绝对运动@CUPC2021/8/69一、液体在叶轮中的流动——速度三角形图1-8速度三角形符号说明(教材上都有)βA又叫叶片入口角;理想情况下βA=β;叶轮出口β2A叫叶片离角。@CUPC2021/8/610一、液体在叶轮中的流动——速度三角形?速度三角形是研究叶轮内流体流动的重要工具,是重要的研究对象。分析泵的性能、确定叶轮进出口几何参数都要用到它。@CUPC2021/8/611一、液体在叶轮中的流动——速度三角形如何作出速度三角形?三个条件1.速度三角形的底边:2.速度三角形的高:3.补

5、充条件:理想、假定条件?入口:c1u=0出口:β2=β2A阻塞系数0.9~0.95@CUPC2021/8/612一、液体在叶轮中的流动——速度三角形符号说明(教材上都有)注意:速度三角形中,余弦定理有图1-11叶轮叶片进出口速度三角形@CUPC2021/8/613二、描述离心泵内液体流动的三个的基本方程式连续性方程欧拉方程伯努利方程@CUPC2021/8/614在泵中用体积流量Q表示的连续性方程如下:fi、fj–任意过流截面的面积;ci、cj–液流绝对速度在垂直于该过流截面的投影,m/s。叶轮进出口截

6、面的体积流量为:进口出口二①连续性方程式@CUPC2021/8/615利用动量矩定理推导基本能量方程,从而建立叶轮对液体所做的功与液体运动状态之间的关系。据动量矩定理:外力对O轴的力矩之和液流对O轴的动量矩二②欧拉方程式@CUPC2021/8/616?取轴O为叶轮轴,求:分析对象t时刻ABDCt+dt时刻A’B’D’C’由连续性方程,有二②欧拉方程式@CUPC2021/8/617定常流动条件下,应有:二②欧拉方程式@CUPC2021/8/618将动量矩对时间求导:由动量矩定理:外力矩之和Mo=轴的作用

7、力矩驱动机输入的作功力矩二②欧拉方程式驱动机传递给叶轮的功率:叶轮角速度理想状态下叶轮对液体所作功率:叶片数无限多情况下的理论扬程@CUPC2021/8/619合并二②欧拉方程式欧拉公式(重要!)J/kg(1-7)m液柱(1-7a)@CUPC2021/8/620轴向吸入的离心泵,液流在叶轮入口无预旋:蜗形吸入的离心泵:简化二②欧拉方程式@CUPC2021/8/621结论作业:3、5二②欧拉方程式与进、出口速度有关,即D、β、n、QT有关;与液体性质无关,对每公斤质量的介质所给能量相同……水,汽,油。@

8、CUPC2021/8/622叶轮进出口伯努利方程:(1-8)即:二③伯努利方程

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