化工原理课件 2 流体输送机械.ppt

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1、第2章流体输送机械1主要内容2.1离心泵2.2其他类型液体输送机械2.3气体输送和压缩机械2本章要求重点掌握离心泵的结构、工作原理、正确的安装和使用及工作点的调节；了解往复泵的工作原理和流量调节的方法了解离心风机的主要性能指标及正确的安装和使用。3概述流体输送机械的作用：供料点～需料点，列柏努利方程式，有：流体的动能↑，或位能↑，静压能↑，克服沿程阻力，或兼而有之。对流体做功，使流体E↑,结果:J/N4概述满足工艺上对流量和能量的要求。结构简单,重量轻,投资费用低。运行可靠,操作效率高,日常操作费用低。能适应被输送流体的特性,其中

2、包括粘性、腐蚀性、毒性、可燃性及爆炸性、含固体杂质等。对输送机械的基本要求:5概述通风机鼓风机压缩机真空泵按输送流体的状态分类输送液体输送气体泵6概述按工作原理分类动力式（叶轮式）容积式（正位移式）其他类型(如喷射式等)特点：使流体获得速度特点：机械内部的工作容积不断发生变化。72.1离心泵2.1.1离心泵的工作原理和主要部件2.1.2离心泵基本方程式2.1.3离心泵的主要性能参数和特性曲线2.1.4离心泵的气蚀现象和允许安装高度2.1.5离心泵的工作点和流量调节2.1.6离心泵的类型、选择和应用8特点：泵的流量与压头灵活可调、输

3、液量稳定且适用介质范围很广。离心泵的内部结构9101.离心泵的工作原理11泵壳叶轮吸入管路排出管路泵轴图2-1离心泵装置简图1.离心泵的工作原理先灌泵，启动电机，叶轮高速旋转叶轮外缘处流体势能和动能提高进入泵壳，一部分动能转变成静压能底阀动画121.离心泵的工作原理思考：流体在泵内都获得了哪几种能量？其中哪种能量占主导地位？思考：泵启动前为什么要灌满液体？如果不灌满液体，会发生气缚现象。主要获得动能和静压能，其中静压能占主导地位。13气缚现象141.离心泵的工作原理泵启动前空气未排尽或运转中有空气漏入，使泵内流体平均密度下降，导致

4、叶轮进、出口压差减小。或者当与泵相连的出口管路系统势压头一定时，会使泵入口处的真空度减小、吸入流量下降。严重时泵将无法吸上液体。解决方法：离心泵工作时、尤其是启动时一定要保证液体连续的条件。可采用设置底阀、启动前灌泵（pumppriming）、使泵的安装位置低于吸入液面等措施。气缚现象（airbound）152.离心泵的主要部件1)叶轮（Impeller）：思考：三种叶轮中那一种效率高？闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大。但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象162.离心泵的主要部件叶轮轴向力将导致轴及叶轮的窜动和叶轮与泵壳的相

5、互研磨。解决办法：对闭式和半闭式叶轮，在后盖板开有若干个平衡小孔或平衡管，抵消一部分轴向推力。平衡孔平衡孔叶轮的轴向力问题：172.离心泵的主要部件图2-3离心泵的吸液方式(a)单吸式(b)双吸式吸液方式平衡孔182.离心泵的主要部件2)泵壳（Volute）思考：泵壳的主要作用是什么？（1）汇集液体，并导出液体；（2）能量转换装置：将部分动能转变成静压能192.离心泵的主要部件3）导轮（1）减小冲击能量损失（2）转能装置：流道逐渐扩大，一部分动能转变成静压能。思考：导轮的主要作用是什么？导轮202.离心泵的主要部件4）轴封装置减少

6、泵内高压液体外流，防止空气侵入泵内。——填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以压盖调节到有液体成滴状向外渗透。常用填料为浸透石墨或黄油的棉织物或石棉。——对部件的加工、安装要求高。212.1离心泵2.1.1离心泵的工作原理和主要部件2.1.2离心泵的基本方程式22离心泵的理论压头：在理想情况下离心泵可能达到的最大压头，用HT表示。基本概念压头：泵提供给单位重量液体的能量，用H表示，m。理想情况：①叶轮的叶片数量为无穷多，且叶片厚度不计。因此液体质点将完全沿着叶片表面流动，不发生任何环流现象;②被输送的液体是理想液体。因此流体在泵

7、内的阻力损失可忽略不计。23图2-7液体在离心泵中的流动速度三角形1.液体通过叶轮的流动241.液体通过叶轮的流动圆周运动：u相对运动：w与圆周相切与叶片相切合速度：c252.离心泵基本方程的推导采用由离心力作功导出离心泵基本方程式。根据伯努利方程，单位重量的理想液体通过离心泵叶片入口截面1-1′到叶片出口截面2-2′所获得的机械能为动压头的增量静压头的增量262.离心泵基本方程的推导原因1：离心力做功使静压头Hp增加的原因：叶轮旋转角速度原因2：流道扩大272.离心泵基本方程的推导又：余弦定理：28一般使α1=90°，则cosα

8、1=0，故还可以简化为：2.离心泵基本方程的推导29离心泵基本方程式2.离心泵基本方程的推导301）叶轮的转速和直径直径D2转速n3.离心泵基本方程式的讨论312）叶片的几何形状图2-8叶片形状及出口速度三角形(a)后弯叶片(b)径向叶片(c)前弯