第二章 流体输送机械课件.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化工原理1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）、最小气蚀余量、允许气蚀余量、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

2、则；正位移式输送设备的特点及操作要点。化工原理2§2-0概述原因：1）能量损失；2）低位向高位；3）低压向高压方法：使流体获得机械能←（流体输送设备）按被输送流体：泵——输送液体气体——通风机、鼓风机、压缩机、真空泵化工原理3§2-0概述一、管路特性曲线对确定的管路系统，补充的机械能？？如图所示，取1-1、2-2截面，基准面：1-11122化工原理4§2-0概述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化工原理5§2-0概述i:第i直管段，由于摩擦系数

3、λ随流量的变化幅度不大，可以被作为常数处理。对确定的管路系统，当流体从低能位向高能位流动时，随着管路中被输送的流体流量增加，则单位重量流体需要从输送机械获得的机械能增加。将各管段的流速与流量、管径的关系代入流体阻力方程，则：化工原理6§2-0概述影响管路特性的因素：阻力部分（包括管径、管长、管件数量、相对粗糙度）、势能增加（位能差ΔZ、Δp、(p2-p1)/ρg。化工原理7§2-0概述二、流体输送机械的分类：按流体输送机械的作用原理不同，可以分为：➣动力式（叶轮式）：包括离心泵、轴流泵等；➣容积式（正位移式）：包括往复泵、旋转泵

4、等；➣其它类型：指不属于上述两类的其它形式，如喷射泵。由于气体的密度和压缩性与液体有显著差异，使气体和液体输送机械在结构和特性上有不同之处。化工原理8§2-0概述三、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。除扬程、流量外，用于描述流体输送设备性能的还有该设备的效率、轴功率等，化工原理9§2-1液体输送机械离心泵是典型的高速旋转叶轮式液体输送机械，在泵类机械中具有很好的代表性。其特点是泵的流量与压头灵

5、活可调、输液量稳定且适用介质范围很广。§2-1-1离心泵一、离心泵的工作原理与主要部件1、工作原理化工原理10§2-1-1离心泵灌泵：在离心泵启动之前，使需要先向壳内充满被输送的流体。启动：叶轮随泵轴一起在原动机的带动下旋转，在叶轮中央形成低压区，并通过吸入管，不断把液体从贮槽吸入叶轮。在离心力的作用下，液体在叶轮上获得机械能后进入泵壳，再进入排除管道。气缚现象2、主要部件离心泵主要由包括叶轮和泵轴的旋转部件、包括泵壳、填料函、轴承等的静止部件。➣叶轮——闭式、半闭式、开式单吸式、双吸式化工原理11§2-1-1离心泵闭式叶轮的内

6、漏较弱些，开式叶轮的最大。但开式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象。三种叶轮的效率呢？？化工原理12§2-1-1离心泵轴向力叶轮的轴向力原因：液体作用于叶轮前后两侧的压力不等。危害：将导致轴及叶轮的窜动和叶轮与泵壳的相互研磨。消除：在叶轮后盖板上开平衡小孔。化工原理13§2-1-1离心泵➣泵壳：汇集液体，并导出液体；能量转换装置导轮的作用减少液体直接进入泵壳时因碰撞引起的能量损失；并使部分动能转化为静压能。化工原理14§2-1-1离心泵密封装置目的：减少泵内高压液体外流，防止空气侵入泵内。分类：填料密封和机械密封。比较：机械密封的

7、效果好，但价格高。B形离心水泵分解动画二、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：流体为理想流体，即流体在泵里流动时没有流动阻力；叶轮的叶片数量为无穷多，即液体质点完全沿着叶片表面走。化工原理15§2-1-1离心泵➣液体通过叶轮的流动速度三角形：w：液体相对于叶片的相对速度。u：圆周运动速度c：绝对运动速度，即液体质点相对于地面的速度。β:流动角由wuc构成的称速度三角形。化工原理16§2-1-1离心泵等角速旋转运动的考察方法以静止坐

8、标为参照系；以与流体一起作等角速旋转的旋转参照系。离心力场中的静力学方程对处于水平面上的离心力场，欧拉平衡方程ωθ化工原理17§2-1-1离心泵静力学基本微分方程:dp=ρ（Xdx+Ydy+Zdz）且：Z=-g,X=ω2rcosθ,Y=ω2rsinθ,dx=d(