流体输送机械教学教材.ppt

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1、流体输送机械概述1、流体输送机械：为流体提供能量的机械。2、分类：按输送的流体分类输送液体：泵输送气体：风机、压缩机按工作原理分类离心式、往复式、旋转式及流体动力作用式。3、重点：流体输送机械的作用原理、基本构造与性能及有关计算，以达到能正确选择和使用的目的。第一节离心泵特点：结构简单、流量大且均匀、操作方便。一、离心泵工作原理1、结构泵壳泵轴叶轮叶片吸入管排出管底阀2、工作原理启动前，泵壳内灌满液体启动后，泵轴带动叶轮旋转，叶片间的液体随叶轮一起旋转，液体从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，蜗壳截面逐渐扩

2、大，大部分动能转变为静压能，液体以较高的压力输送出去。叶轮中心液体被甩出后，泵壳的吸入口形成一定的真空，利用大气压和真空度之间的压力差，把液体压入。3、注意防止气缚现象气缚：若离心泵在启动前未充满液体，泵壳内存在空气，由于空气密度小，所产生的离心力很小，在吸入口所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动泵，不能输送液体。措施：启动前泵内必须灌满液体。二、离心泵的主要部件（一）叶轮按结构分类：开式叶轮：无盖板，适于输送含较多固体的悬浮液半开式叶轮：无前盖板有后盖板，适于输送含较多固体颗粒和杂质的液体闭式叶轮

3、：有前后盖板，流道是封闭的，适用于高扬程，输送洁净的液体。（二）泵壳：收集和导出液体，实现能量转换。三、离心泵的主要性能参数1、主要性能参数：流量、扬程、功率、效率、转速、汽蚀余量2、流量qV单位时间内泵输送的液体体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h3、扬程H（压头）定义：单位重量液体流经泵后所获得的能量单位：Ｊ／Ｎ、m影响因素：泵的结构（如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等）、转速及流量压头的确定（实验法）pM—压力表读数（表压），N/m2；pV—真空表读数，N/m2；u1、u2—吸入管、压出管

4、中液体的流速，m/s；ΣHf—两截面间的压头损失，m。由于两截面之间管路很短，压头损失∑Hf可忽略不计4、功率有效功率Pe：单位时间内液体从泵中叶轮所获得的有效能量。轴功率P：电动机传给泵轴的功率式中Pe—泵的有效功率，W；qv—泵的流量，m3/s；H—泵的压头，m；ρ—液体的密度，kg/m3；g—重力加速度，m/s25、效率η反映液体在泵内流动过程中的各种能量损失。水力损失、容积损失、机械损失水力损失：泵内的流体流动摩擦损失容积损失：泵内部分高压液体泄漏到低压区，使排出的液体流量小于流经叶轮的流量，造

5、成功率损失机械损失：泵轴与轴承之间的摩擦，泵轴密封处的摩擦等造成的功率损失四、离心泵的特性曲线1、特性曲线H、P、η与qv之间的关系曲线通常指额定转数和标准状态（大气压101.325kPa，20℃清水），产品样本中常附有。H~qv曲线：qv↑，H↓P~qv曲线：qv↑，P↑；关阀启动（qv=0），保护电机η~qv曲线：存在效率最高点，为泵的设计工作点取最高效率以下7%范围内为高效区。离心泵最高效率点为额定点，对应的流量为额定流量。泵在铭牌上所标明的是最高效率下的流量，压头和功率；离心泵产品目录和说明书上

6、常常注明最高效率区的流量、压头和功率的范围等。2、离心泵转速对特性曲线的影响当效率不变时比例定律当泵的转速小于20%时，效率基本不变3、叶轮直径对特性曲线的影响当叶轮直径变化不大，转速不变时切割定律4、液体黏度和密度的影响黏度的影响：μ↑→u↓，qv↓，μ↑→流体的流动摩擦损失↑，H↓μ↑→叶轮的盖板与流体间的摩擦损失↑→P↑→η↓密度影响：qv与ρ无关H与ρ无关P∝ρ五、离心泵的工作点与流量调节1、管路特性曲线1-1、2-2截面间的伯努利方程与qv无关，令为H0对于特定的管路系统，l、le、d为定值，

7、湍流时摩擦系数λ的变化也很小令k：管路特性系数，与管路长度、管径、摩擦系数、局部阻力系数有关k大：高阻力管路k小：低阻力管路2、工作点工作点（dutypoint）：流量qv与压头Ｈ，既是管路系统所要求，又是离心泵所能提供的；若该点所对应效率在最高效率区，则该工作点是适宜的。3、流量调节通过改变管路特性曲线或泵的特性曲线，改变工作点，调节流量。改变管路特性曲线——调节阀门开度：关小或开大阀门，增大或减小管路阻力，改变管路特性曲线。特点：阀门调节方便，广泛被采用；关小阀门使阻力增加，消耗更多能量以克服阻力，

8、不经济。改变泵的特性曲线改变泵的转速：没有节流引起的附加能量损失，比较经济；需要变速装置或价格昂贵的变速原动机，且难以使流量连续调节，较少采用。切割叶轮直径减少叶轮直径，使泵的流量变小并降低能耗，但可调节范围不大，难以做到流量的连续调节，且直径减小不当还会降低泵的效率，实际生产中很少采用。离心泵的并联操作当一台泵的流量不够时，可以用两台泵并联操作，以增大流量。特点：使低阻力管路系统的流量增加较多，高阻力管路系统流量增加较少。当生产上需要提高