化工原理之流体输送机械.ppt

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1、第二章流体输送机械11本章学习的目的本章是流体力学原理的具体应用。通过学习掌握工业上最常用的流体输送机械的基本结构、工作原理及操作特性，以便根据生产工艺的要求，合理地选择和正确地使用输送机械，以实现高效、可靠、安全的运行。2本章应掌握的内容重点掌握离心泵的工作原理、操作特性及其选型。2流体输送机械的分类流体输送机械是指为流体提供机械能的机械设备（1）动力式：借助于高速旋转的叶轮使流体获得能量。包括离心式、轴流式输送机械（2）容积式：利用活塞或转子的挤压使流体升压以获得能量。包括往复式、旋转式输送机械（3）流体作用式：依

2、靠能量转换原理以实现输送流体任务。如喷射泵32.1离心泵离心泵的主要部件离心泵的工作原理离心泵的性能参数离心泵的特性曲线影响离心泵性能的因素和性能换算离心泵的气蚀现象与安装高度离心泵的工作点与流量调节离心泵的类型与选择4离心泵的工作原理和主要部件工作原理：（1）液体随叶轮旋转，在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的液体的静压强提高，流速增大。液体离开叶轮进入蜗壳，因蜗壳内流道逐渐扩大而使流体速度减慢，液体的部分动能转换成静压能。于是，具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路，被输送到所

3、需的管路系统。（2）由于离心力的作用，泵的进出口出产生压力差，从而使流体流动。56离心泵的主要部件（1）叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，由叶片组成，构成了数目相同的液体通道。按有无盖板分为开式、闭式和半开式。（2）泵壳：泵体的外壳，它包围叶轮，在叶轮四周开成一个截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道。此外，泵壳还设有与叶轮所在平面垂直的入口和切线出口。（3）泵轴：位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的一根轴。它由电机带动旋转，以带动叶轮旋转。789叶轮1011平衡孔12131415叶轮外周安装导轮，使泵内液体能量转换效率高。导轮是位于

4、叶轮外周的固定的带叶片的环。这此叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高。16轴封装置：保证离心泵正常、高效运转。轴封装置的作用：离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其间的环隙如果不加以密封或密封不好，则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵的流量、效率下降。严重时流量为零——气缚。通常，可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封。17液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度

5、被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。18气缚现象：如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。灌泵:为防止气缚现象的发生，离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内，在泵吸入管路的入口处装有止逆阀（底阀）；如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。19离心泵的基本方程式20离心泵的基本方程式离心泵的理论压头：在理想情况下可能达到的最大

6、的压头。离心泵的理论压头与如下几个假定条件相对应：①叶轮内叶片数目无限多，液体完全沿着叶片的弯曲表面流动，无任何环流现象；②液体为粘度等于零的理想流体，液体在流动中没有阻力。在这两个假定条件下，离心泵的理论压头可以表示为：其中：D2—叶轮外径；u2—叶轮旋转速度；QT—泵的体积流量；b2—叶片宽度；β2——叶片装置角。2122离心泵的基本方程式的讨论：①装置角是叶片的一个重要设计参数。当其值小于90度时称为后弯叶片；等于90度时称为径向叶片；大于90度时称为前弯叶片。叶片后弯时液体流动能量损失小，所以一般都采用后弯叶片

7、。23离心泵的基本方程式的讨论：②当采用后弯片时，可知理论压头随叶轮直径、转速及叶轮周边宽度的增加而增加，随流量的增加呈线性规律下降。③理论压头与流体的性质无关。24理论流量与理论压头的关系25实际操作中，由于以下三方面的原因，使得单位重量液体实际获得的能量，即实际压头，与离心泵的理论压头有一定的差距：（A）叶片间环流；（B）阻力损失；（C）冲击损失。考虑以上三方面之后，压头与流量之间的线性关系也将发生变化。26理论压头与液体密度的关系理论压头与液体密度没有关系离心泵出口压强与密度成正比272.1.3离心泵的主要性能参

8、数与特性曲线离心泵的性能参数1.流量（Q）:离心泵在单位时间送到管路系统的液体体积，常用单位为L/s或m3/h；2.压头（H）：离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量，其单位为m；3.效率（）：由原动机提供给泵轴的能量不能全部为液体所获得，通常用效率来反映能量损失；4.轴功率（N）：指离心泵的泵轴所需的功率，单位为W或kW28