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文檔簡(jiǎn)介
31.05.2020,.,1,目錄,第一章:流體力學(xué)11流體運(yùn)動(dòng)的一些基本概念12流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程13伯努利(Bernoulli)方程14液體的空化和空蝕現(xiàn)象第二章:泵與風(fēng)機(jī),31.05.2020,.,2,流體運(yùn)動(dòng)學(xué)研究流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,如速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律,而流體動(dòng)力學(xué)則研究流體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即流體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與所受力之間的關(guān)系。本部分主要介紹流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí),學(xué)習(xí)流體力學(xué)中的幾個(gè)重要的基本方程:連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程,這些方程是分析流體流動(dòng)問(wèn)題的基礎(chǔ)。,31.05.2020,.,3,第一節(jié)流體運(yùn)動(dòng)的一些基本概念,在討論流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和基本方程之前,為了便于分析、研究問(wèn)題,先介紹一些有關(guān)流體運(yùn)動(dòng)的基本概念。一、定常流動(dòng)和非定常流動(dòng)根據(jù)流體的流動(dòng)參數(shù)是否隨時(shí)間而變化,可將流體的流動(dòng)分為定常流動(dòng)和非定常流動(dòng),現(xiàn)舉例說(shuō)明如下:如圖3-2所示裝置,將閥門A和B的開度調(diào)節(jié)到使水箱中的水位保持不變,則水箱和管道中任一點(diǎn)(如1點(diǎn)、2點(diǎn)和3點(diǎn)等)的流體質(zhì)點(diǎn)的壓強(qiáng)和速度都不隨時(shí)間而變化,但由于1、2、3各點(diǎn)所處的空間位置不同,故其壓強(qiáng)和速度值也就各,31.05.2020,.,4,不相同。這時(shí)從管道中流出的射流形狀也不隨時(shí)間而變。這種運(yùn)動(dòng)流體中任一點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)(壓強(qiáng)和速度等)均不隨時(shí)間變化,而只隨空間點(diǎn)位置不同而變化的流動(dòng),稱為定常流動(dòng)?,F(xiàn)將閥門A關(guān)小,則流入水箱的水量小于從閥門B流出的水量,水箱中的水位就逐漸下降,于是水箱和管道任一點(diǎn)流體質(zhì)點(diǎn)的壓強(qiáng)和速度都逐漸減小,射流的形狀也逐漸向下彎曲。,31.05.2020,.,5,圖3-2流體的出流,31.05.2020,.,6,二、流體流動(dòng)分類可以把流體流動(dòng)分為三類:(1)有壓流動(dòng)總流的全部邊界受固體邊界的約束,即流體充滿流道,如壓力水管中的流動(dòng)。(2)無(wú)壓流動(dòng)總流邊界的一部分受固體邊界約束,另一部分與氣體接觸,形成自由液面,如明渠中的流動(dòng)。(3)射流總流的全部邊界均無(wú)固體邊界約束,如噴嘴出口的流動(dòng)。,31.05.2020,.,7,三、流量和平均流速單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)有效截面的流體體積稱為體積流量,以qv表示。其單位為m3/s、m3/h等。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)有效截面的流體質(zhì)量稱為質(zhì)量流量,以qm表示,其單位為kg/s、t/h等。由于微元流束有效截面上各點(diǎn)的流速V是相等的,所以通過(guò)微元流束有效截面積為的體積流量dqv和質(zhì)量流量dqm分別為:dqv=VdA(3-16)dqm=VdA(3-17),31.05.2020,.,8,圖3-6管內(nèi)流動(dòng)速度分布,31.05.2020,.,9,六、均勻流和非均勻流根據(jù)流場(chǎng)中同一條流線各空間點(diǎn)上的流速是否相同,可將總流分為均勻流和非均勻流。若相同則稱為均勻流,,31.05.2020,.,10,圖3-9均勻流,31.05.2020,.,11,圖3-10非均勻流,31.05.2020,.,12,急變流,緩變流,緩變流,緩變流,緩變流,緩變流,急變流,急變流,急變流,急變流,圖3-11緩變流和急變流,31.05.2020,.,13,第二節(jié)流體流動(dòng)的連續(xù)性方程,連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的應(yīng)用。我們認(rèn)為流體是連續(xù)介質(zhì),它在流動(dòng)時(shí)連續(xù)地充滿整個(gè)流場(chǎng)。在這個(gè)前提下,當(dāng)研究流體經(jīng)過(guò)流場(chǎng)中某一任意指定的空間封閉曲面時(shí),可以斷定:若在某一定時(shí)間內(nèi),流出的流體質(zhì)量和流入的流體質(zhì)量不相等時(shí),則這封閉曲面內(nèi)一定會(huì)有流體密度的變化,以便使流體仍然充滿整個(gè)封閉曲面內(nèi)的空間;如果流體是不可壓縮的,則流出的流體質(zhì)量必然等于流入的流體質(zhì)量。,31.05.2020,.,14,一、連續(xù)性方程在工程上和自然界中,流體流動(dòng)多數(shù)都是在某些周界所限定的空間內(nèi)沿某一方向流動(dòng),即一維流動(dòng)的問(wèn)題,所謂一維流動(dòng)是指流動(dòng)參數(shù)僅在一個(gè)方向上有顯著的變化,而在其它兩個(gè)方向上的變化非常微小,可忽略不計(jì)。例如在管道中流動(dòng)的流體就符合這個(gè)條件。,31.05.2020,.,15,。對(duì)不可壓縮均質(zhì)流體常數(shù),上式為不可壓縮流體一維定常流動(dòng)的總流連續(xù)性方程。該式說(shuō)明一維總流在定常流動(dòng)條件下,沿流動(dòng)方向的體積流量為一個(gè)常數(shù),平均流速與有效截面面積成反比,即有效截面面積大的地方平均流速小,有效截面面積小的地方平均流速就大。,31.05.2020,.,16,【例3-6】有一輸水管道,如圖3-14所示。水自截面1-1流向截面2-2。測(cè)得截面1-1的水流平均流速m/s,已知d1=0.5m,d2=1m,試求截面2-2處的平均流速為多少?【解】由式(3-33)得(m/s),31.05.2020,.,17,圖3-14輸水管道,31.05.2020,.,18,第三節(jié)伯努利(Bernoulli)方程,(3-42)在特殊情況下,絕對(duì)靜止流體V=0,由式(3-41)可以得到靜力學(xué)基本方程一、方程的物理意義和幾何意義為了進(jìn)一步理解理想流體微元流束的伯努利方程,現(xiàn)來(lái)敘述該方程的物理意義和幾何意義。1、物理意義理想流體微元流束的伯努利方程式(3-41)中,左端,31.05.2020,.,19,前兩項(xiàng)的物理意義,在靜力學(xué)中已有闡述,即第一項(xiàng)z表示單位重量流體所具有的位勢(shì)能;第二項(xiàng)p/(g)表示單位重量流體的壓強(qiáng)勢(shì)能;第三項(xiàng)V2/(2g)理解如下:由物理學(xué)可知,質(zhì)量為m的物體以速度V運(yùn)動(dòng)時(shí),所具有的動(dòng)能為Mv2/2,則單位重量流體所具有的動(dòng)能為V2/(2g)即(mV2/2)/(mg)=V2/(2g)。所以該項(xiàng)的物理意義為單位重量流體具有的動(dòng)能。位勢(shì)能、壓強(qiáng)勢(shì)能和動(dòng)能之和稱為機(jī)械能。因此,伯努利方程可敘述為:理想不可壓縮流體在重力作用下作定常流動(dòng)時(shí),沿同一流線(或微元流束)上各點(diǎn)的單位重量流體所具有的位勢(shì)能、壓強(qiáng)勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變,即機(jī)械能是一常數(shù),但位勢(shì)能、壓強(qiáng)勢(shì)能和動(dòng)能三種能量之間可以相互轉(zhuǎn)換,所以伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的一種特殊表現(xiàn)形式。,31.05.2020,.,20,2、幾何意義理想流體微元流束的伯努利方程式(3-41)中,左端前兩項(xiàng)的幾何意義,同樣在靜力學(xué)中已有闡述,即第一項(xiàng)z表示單位重量流體的位置水頭,第二項(xiàng)p/(g)表示單位重量流體的壓強(qiáng)水頭,第三項(xiàng)V2/(2g)與前兩項(xiàng)一樣也具有長(zhǎng)度的量綱。它表示所研究流體由于具有速度V,在無(wú)阻力的情況下,單位重量流體所能垂直上升的最大高度,稱之為速度水頭。位置水頭、壓強(qiáng)水頭和速度水頭之和稱為總水頭。由于它們都表示某一高度,所以可用幾何圖形表示它們之間的關(guān)系,如圖3-16所示。因此伯努利方程也可敘述為:理想不可壓縮流體在重力作用下作定常流動(dòng)時(shí),沿同一流線(或微元流束)上各點(diǎn)的單位重量流體所具有的位置水頭、壓強(qiáng)水頭和速度水頭之和保持不變,即總水頭是一常數(shù)。,31.05.2020,.,21,二、伯努利方程應(yīng)用時(shí)特別注意的幾個(gè)問(wèn)題伯努利方程是流體力學(xué)的基本方程之一,與連續(xù)性方程和流體靜力學(xué)方程聯(lián)立,可以全面地解決一維流動(dòng)的流速(或流量)和壓強(qiáng)的計(jì)算問(wèn)題,用這些方程求解一維流動(dòng)問(wèn)題時(shí),應(yīng)注意下面幾點(diǎn):,31.05.2020,.,22,(1)選好有效截面,選擇合適的有效截面,應(yīng)包括問(wèn)題中所求的參數(shù),同時(shí)使已知參數(shù)盡可能多。通常對(duì)于從大容器流出,流入大氣或者從一個(gè)大容器流入另一個(gè)大容器,有效截面通常選在大容器的自由液面或者大氣出口截面,因?yàn)樵撚行Ы孛娴膲簭?qiáng)為大氣壓強(qiáng),對(duì)于大容器自由液面,速度可以視為零來(lái)處理。(2)選好基準(zhǔn)面,基準(zhǔn)面原則上可以選在任何位置,但選擇得當(dāng),可使解題大大簡(jiǎn)化,通常選在管軸線的水平面或自由液面,要注意的是,基準(zhǔn)面必須選為水平面。(3)求解流量時(shí),一般要結(jié)合一維流動(dòng)的連續(xù)性方程求解。伯努利方程的p1和p2應(yīng)為同一度量單位,同為絕對(duì)壓強(qiáng)或者同為相對(duì)壓強(qiáng),p1和p2的問(wèn)題與靜力學(xué)中的處理完,31.05.2020,.,23,全相同。(4)有效截面上的參數(shù),如速度、位置高度和壓強(qiáng)應(yīng)為同一點(diǎn)的,絕對(duì)不許在式中取有效截面上點(diǎn)的壓強(qiáng),又取同一有效截面上另一點(diǎn)的速度。,31.05.2020,.,24,圖3-22,31.05.2020,.,25,第四節(jié)液體的空化和空蝕現(xiàn)象,一、空化(氣穴)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)下,水在100開始沸騰,稱為汽化;當(dāng)大氣壓強(qiáng)降低時(shí)(如在高原地區(qū)),水將在低于100的溫度下開始沸騰汽化。這一現(xiàn)象表明:作用于水的絕對(duì)壓強(qiáng)較低時(shí),水可在較低溫度下發(fā)生汽化。水在某一溫度發(fā)生汽化時(shí)的絕對(duì)壓強(qiáng),稱為飽和蒸汽壓強(qiáng),用pv表示。由伯努利方程可知,當(dāng)總水頭一定時(shí),水流中某一有效截面上的位置水頭和速度水頭很大時(shí),其相應(yīng)的絕對(duì)壓強(qiáng)就低,當(dāng)壓強(qiáng)降低到空氣分離壓pg時(shí),原先以氣核形式,31.05.2020,.,26,(肉眼看不見)溶解在液體中的氣體便開始游離出來(lái),膨脹形成小氣泡;當(dāng)壓強(qiáng)繼續(xù)降低到液體在該溫度下的飽和壓強(qiáng)pv時(shí),液體開始汽化,產(chǎn)生大量的小氣泡。并繼續(xù)產(chǎn)生更多的小氣泡。它們將匯集成較大的氣泡,泡內(nèi)充滿著蒸汽和游離氣體。這種由于壓強(qiáng)降低而產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為空化(氣穴)現(xiàn)象??栈F(xiàn)象同外界空氣摻入液體中形成的氣泡有本質(zhì)區(qū)別,它是液體的相變(由液態(tài)轉(zhuǎn)化為汽態(tài))現(xiàn)象。,31.05.2020,.,27,二、空蝕(氣蝕)空化產(chǎn)生的氣泡被液流帶走。當(dāng)液流流到下游高壓區(qū)時(shí),氣泡內(nèi)的蒸汽迅速凝結(jié),氣泡突然潰滅。氣泡潰滅的時(shí)間很短,只有幾百分之一秒,而產(chǎn)生的沖擊力卻很大,氣泡潰滅處的局部壓強(qiáng)高達(dá)幾個(gè)甚至幾十兆帕,局部溫度也急劇上升。大量氣泡的連續(xù)潰滅將產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲和振動(dòng),嚴(yán)重影響液體的正常流動(dòng)和流體機(jī)械的正常工作;氣泡連續(xù)潰滅處的固體壁面也將在這種局部壓強(qiáng)和局部溫度的反復(fù)作用下發(fā)生剝蝕,這種現(xiàn)象稱為空蝕(氣蝕)。剝蝕嚴(yán)重的流體機(jī)械將無(wú)法繼續(xù)工作。空蝕機(jī)理是尚在研究中的問(wèn)題。主要說(shuō)法有二:認(rèn)為氣泡突然潰滅時(shí),周圍,31.05.2020,.,28,的流體快速?zèng)_向氣泡空間,它們的動(dòng)量在極短的時(shí)間內(nèi)變?yōu)榱?,因而產(chǎn)生很大的沖擊力,該沖擊力反復(fù)作用在壁面上,形成剝蝕;認(rèn)為氣泡在高壓區(qū)突然潰滅時(shí),將產(chǎn)生壓強(qiáng)沖擊波,此沖擊波反復(fù)作用在壁面上,形成剝蝕。很可能這兩種情況都存在。,31.05.2020,.,29,為流體提供機(jī)械能的機(jī)械設(shè)備統(tǒng)稱為流體輸送機(jī)械。,分類,流體輸送機(jī)械,壓縮機(jī)、真空泵,通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī),氣體壓送機(jī)械,泵,液體輸送機(jī)械,離心式;往復(fù)式;旋轉(zhuǎn)式;流體作用式。,按工作原理:,按輸送介質(zhì):,第二章泵與風(fēng)機(jī),31.05.2020,.,30,離心泵,31.05.2020,.,31,離心泵的工作原理,離心泵結(jié)構(gòu):高速旋轉(zhuǎn)的葉輪和固定的泵殼,葉輪上裝有若干葉片,葉輪將輸入的軸功提供給液體。,液體隨葉輪旋轉(zhuǎn)在離心力作用下沿葉片間通道向外緣運(yùn)動(dòng),速度增加、機(jī)械能提高。液體離開葉輪進(jìn)入蝸殼,蝸殼流道逐漸擴(kuò)大、流體速度減慢,液體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能,壓強(qiáng)不斷升高,最后沿切向流出蝸殼通過(guò)排出導(dǎo)管輸入管路系統(tǒng)。,離心泵工作原理:,31.05.2020,.,32,離心泵裝置簡(jiǎn)圖,31.05.2020,.,33,吸上原理與氣縛現(xiàn)象,原動(dòng)機(jī):軸葉輪,旋轉(zhuǎn),離心力,中心,動(dòng)能,高速離開葉輪,外圍,靜壓能,葉片間液體:,液體被做功,吸上原理:,31.05.2020,.,34,如果離心泵在啟動(dòng)前殼內(nèi)充滿的是氣體,則啟動(dòng)后葉輪中心氣體被拋時(shí)不能在該處形成足夠大的真空度,這樣槽內(nèi)液體便不能被吸上。這一現(xiàn)象稱為氣縛。,氣縛現(xiàn)象:,31.05.2020,.,35,主要部件,(1)葉輪葉片(+蓋板),612個(gè)葉片(前彎、后彎,徑向),液體通道。,閉式葉輪:前蓋板、后蓋板,半開式:后蓋板,開式:無(wú)蓋板,31.05.2020,.,36,平衡孔:消除軸向推力,31.05.2020,.,37,截面積逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道液體入口中心,(2)泵殼:泵體的外殼,包圍葉輪,出口切線,作用:匯集液體,并導(dǎo)出液體;能量轉(zhuǎn)換裝置,31.05.2020,.,38,(3)泵軸:垂直葉輪面,穿過(guò)葉輪中心,軸封:旋轉(zhuǎn)的泵軸與固定的泵殼之間的密封。作用:防止高壓液體沿軸漏出或外界空氣漏入。,機(jī)械密封,填料密封,31.05.2020,.,39,填料密封1填料套;2填料環(huán);3填料;4填料壓蓋;5長(zhǎng)扣雙頭螺栓;6螺母,填料:采用浸油或涂石墨的石棉繩。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但功率消耗大,且有一定程度的泄漏。,31.05.2020,.,40,(4)導(dǎo)輪的作用,減少能量損失,31.05.2020,.,41,流量Vm3/s壓頭HmH2o軸功率NkW效率%,離心泵的特性曲線,性能參數(shù):,HV曲線NV曲線V曲線,離心泵的特性曲線由制造廠附于產(chǎn)品樣本中,是指導(dǎo)正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。,特性曲線:,31.05.2020,.,42,離心泵的壓頭H又稱揚(yáng)程,是指泵對(duì)單位重量的流體所能提供的機(jī)械能J/N,單位為m。因此HV曲線代表離心泵所提供的能量與流量的關(guān)系,離心泵壓頭H隨流量V增加而下降。,有效功率與軸功率的比值為離心泵的效率,HV曲線,NV曲線與V曲線,離心泵的軸功率N是指電機(jī)輸入到泵軸的功率。流體從泵獲得的實(shí)際功率為泵的有效功率Ne,由泵的流量和揚(yáng)程求得,在真空表和壓力表之間列柏努利方程:,31.05.2020,.,43,容積損失:一部份已獲得能量的高壓液體由葉輪出口處通過(guò)葉輪與泵殼間的縫隙或從平衡孔漏返回到葉輪入口處的低壓區(qū)造成的能量損失。水力損失:進(jìn)入離心泵的粘性液體產(chǎn)生的摩擦阻力、局部阻力以及液體在泵殼中由沖擊而造成的能量損失。機(jī)械損失:泵軸與軸承之間、泵軸與密封填料之間等產(chǎn)生的機(jī)械摩擦造成的能量損失。設(shè)計(jì)點(diǎn):效率曲線最高點(diǎn)稱為設(shè)計(jì)點(diǎn),設(shè)計(jì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量、壓頭和軸功率稱為額定流量、額定壓頭和額定軸功率,標(biāo)注在泵的銘牌上。一般將最高效率值的92%的范圍稱為泵的高效區(qū),泵應(yīng)盡量在該范圍內(nèi)操作。泵的啟動(dòng):泵的軸功率隨輸送流量的增加而增大,流量為零時(shí),軸功率最小。因此關(guān)閉出口閥啟動(dòng)離心泵,啟動(dòng)電流最小。,反映離心泵能量損失,包括:,31.05.2020,.,44,特性曲線的變換,液體粘度的影響液體粘度改變,HV、NV、V曲線都將隨之而變。,液體密度的影響離心泵的理論流量和理論壓頭與液體密度無(wú)關(guān),HV曲線不隨液體密度而變,V曲線也不隨液體密度而變。軸功率則隨液體密度的增加而增加。離心泵啟動(dòng)時(shí)一定應(yīng)在泵體和吸入管路內(nèi)充滿液體,否則將發(fā)生“氣縛”現(xiàn)象。,特性曲線是制造廠用20清水在一定轉(zhuǎn)速下實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。若輸送液體性質(zhì)與此相差較大,泵特性曲線將發(fā)生變化,應(yīng)加以修正,使之變換為符合輸送液體性質(zhì)的新特性曲線。,31.05.2020,.,45,解:與泵的特性曲線相關(guān)的性能參數(shù)有泵的轉(zhuǎn)速n、流量V、壓頭H、軸功率N和效率。其中流量和軸功率已由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)出,壓頭和效率則需進(jìn)行計(jì)算。以真空表和壓力表兩測(cè)點(diǎn)為1,2截面,對(duì)單位重量流體列柏努力方程,有,例:用清水測(cè)定某離心泵的特性曲線,實(shí)驗(yàn)裝置如附圖所示。當(dāng)調(diào)節(jié)出口閥使管路流量為25m3/h時(shí),泵出口處壓力表讀數(shù)為0.28MPa(表壓),泵入口處真空表讀數(shù)為0.025MPa,測(cè)得泵的軸功率為3.35kW,電機(jī)轉(zhuǎn)速為2900轉(zhuǎn)/分,真空表與壓力表測(cè)壓截面的垂直距離為0.5m。試由該組實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)確定出與泵的特性曲線相關(guān)的其它性能參數(shù)。,31.05.2020,.,46,工作流量下泵有效功率為,泵軸功率為,代入數(shù)據(jù),31.05.2020,.,47,離心泵的工作點(diǎn),當(dāng)泵安裝在一定管路系統(tǒng)中的離心泵工作時(shí),泵輸出的流量即為管路流量、泵提供的壓頭即為管路所要求的壓頭。泵的特性曲線與管路特性曲線有一交點(diǎn)a點(diǎn),該交點(diǎn)稱為離心泵的工作點(diǎn)。,31.05.2020,.,48,離心泵的流量調(diào)節(jié),改變泵的特性,改變管路特性,(1)改變出口閥開度,-管路特性,關(guān)小出口閥le,H,qV,管特線變陡,工作點(diǎn)左上移,開大出口閥le,H,qV,管特線變緩,工作點(diǎn)右下移,改變流量,改變工作點(diǎn),改變流量,31.05.2020,.,49,n泵H-qV曲線上移,工作點(diǎn)右上移,H,qV,(2)改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速,-改變泵的特性,31.05.2020,.,50,離心泵的并聯(lián)和串聯(lián),離心泵串聯(lián)操作時(shí),泵送流量相同,泵組的揚(yáng)程為該流量下各泵的揚(yáng)程之和。離心泵串連工作時(shí)的合成特性曲線。,離心泵并聯(lián)操作時(shí),泵在同一壓頭下工作,泵組的流量為該壓頭下各泵對(duì)應(yīng)的流量之和。據(jù)此,并聯(lián)離心泵組的H-V特性曲線。,離心泵并聯(lián)和串聯(lián),將組合安裝的離心泵視為一個(gè)泵組,泵組的特性曲線或稱合成特性曲線,據(jù)此確定泵組工作點(diǎn)。,31.05.2020,.,51,離心泵并聯(lián),同一壓頭下,并聯(lián)泵的流量為單泵流量的兩倍,據(jù)此作出合成特性曲線,并聯(lián)泵的流量大于一臺(tái)單泵的流量,小于兩臺(tái)單泵的流量,31.05.2020,.,52,離心泵串聯(lián),同一流量下,串聯(lián)泵的壓頭為單泵壓頭的兩倍,據(jù)此作出串聯(lián)泵合成特性曲線,串聯(lián)泵的流量大于一臺(tái)單泵的流量,小于兩臺(tái)單泵的流量,31.05.2020,.,53,并串聯(lián)的選擇,高阻管路:串聯(lián)泵,低阻管路:并聯(lián)泵,31.05.2020,.,54,離心泵的氣蝕現(xiàn)象與安裝高度,從整個(gè)吸入管路到泵的吸入口直至葉輪內(nèi)緣,液體的壓強(qiáng)是不斷降低的。研究表明,葉輪內(nèi)緣處的葉片背側(cè)是泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)。,31.05.2020,.,55,汽蝕現(xiàn)象:當(dāng)泵內(nèi)某點(diǎn)的壓強(qiáng)低至液體飽和蒸汽壓時(shí)部分液體將汽化,產(chǎn)生的汽泡被液流帶入葉輪內(nèi)壓力較高處再凝聚。由于凝聚點(diǎn)處產(chǎn)生瞬間真空,造成周圍液體高速?zèng)_擊該點(diǎn),產(chǎn)生劇烈的水擊。瞬間壓力可高達(dá)數(shù)十個(gè)MPa,眾多的水擊點(diǎn)上水擊頻率可高達(dá)數(shù)十kHz,且水擊能量瞬時(shí)轉(zhuǎn)化為熱量,水擊點(diǎn)局部瞬時(shí)溫度可達(dá)230以上。癥狀:噪聲大、泵體振動(dòng),流量、壓頭、效率都明顯下降。后果:高頻沖擊加之高溫腐蝕同時(shí)作用使葉片表面產(chǎn)生一個(gè)個(gè)凹穴,嚴(yán)重時(shí)成海綿狀而迅速破壞。防止措施:把離心泵安裝在恰當(dāng)?shù)母叨任恢蒙?,確保泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)處的靜壓超過(guò)工作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓pv。,31.05.2020,.,56,清水泵物理化學(xué)性質(zhì)類似于水的介質(zhì)。清水泵有若干系列。最簡(jiǎn)單的為單級(jí)單吸式,系列代號(hào)為“IS”,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖,若需要的揚(yáng)程較高,則可選D系列多級(jí)離心泵。若需要流量很大,則可選用雙吸式離心泵,其系列代號(hào)為“Sh”。,離心泵的類型與選用,離心泵的類型,清水泵,31.05.2020,.,57,1-泵體;2-泵蓋;3-葉輪;4-軸;5-密封環(huán);6-葉輪螺母;7-止動(dòng)墊圈;8-軸蓋;9-填料壓蓋;10-填料環(huán);11-填料;12-懸架軸承部件,31.05.2020,.,58,耐腐蝕泵輸送腐蝕性流體用耐腐蝕泵。耐腐蝕泵所有與流體介質(zhì)接觸的部件都采用耐腐蝕材料制作。離心耐腐蝕泵有多種系列,其中常用的系列代號(hào)為F。油泵油泵用于輸送石油及油類產(chǎn)品,油泵系列代號(hào)為Y。因油類液體具有易燃、易爆的特點(diǎn),因此對(duì)此類泵密封性能要求較高。輸送200以上的熱油時(shí),還需設(shè)冷卻裝置。液下泵液下泵是一種立式離心泵,整個(gè)泵體浸入在被輸送的液體貯槽內(nèi),通過(guò)一根長(zhǎng)軸,由安放在液面上的電機(jī)帶動(dòng)。,31.05.2020,.,59,離心泵的運(yùn)行,運(yùn)行前準(zhǔn)備工作:,(1)檢查泵出、入口管線上的閥門、法蘭地腳螺栓、聯(lián)軸器、溫度計(jì)和壓力表等。(2)檢查泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,先盤車,聽是否有雜音,看是否靈活。(3)打開入口閥,排出泵體內(nèi)的氣體,給泵內(nèi)充滿所要輸送的液體,再關(guān)死出口閥。(4)往泵的油箱加好潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。(5)給冷卻水,打開壓力表,看是否靈敏。(6)檢查安全設(shè)備如對(duì)輪罩、接地線等。(7)對(duì)熱油泵看預(yù)熱情況,使泵體溫度不能低于界質(zhì)溫度的40度。(8)與各有關(guān)崗位、有關(guān)單位聯(lián)系好。做好啟動(dòng)準(zhǔn)備。,31.05.2020,.,60,離心泵的運(yùn)行,正常啟動(dòng):,(1)準(zhǔn)備工作經(jīng)檢查正常后可啟動(dòng)泵。啟動(dòng)后應(yīng)注意電流表,泵轉(zhuǎn)向,壓力表,泄漏等情況,一切正常后再慢慢打開出口閥。(未打開出口閥前泵運(yùn)轉(zhuǎn)不得超過(guò)3分鐘,否則液體在泵內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)后溫度升高,液體汽化會(huì)產(chǎn)生抽空等現(xiàn)象。)(2)檢查泵的軸承溫度不得大于65度,電機(jī)溫度不得大于70度(3)可用泵出口閥門調(diào)節(jié)流量(4)觀察出口壓力表、電流表的波動(dòng)情況(5)檢查泵的運(yùn)行、振動(dòng)、泄漏情況。(6)檢查泵冷卻水的供應(yīng)情況,潤(rùn)滑油液面的變化情況。(7)打封油的泵,封油壓力至少高出泵出口壓力0.05-0.1MPa.(8)對(duì)于長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的泵,要定期更換潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂,保證泵在良好的潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。,31.05.2020,.,61,離心泵的運(yùn)行,離心泵的停運(yùn):,(1)慢慢關(guān)死出口閥門。(2)切斷電源后關(guān)入口閥,壓力表閥。(3)熱油泵,待泵體溫度降低后停冷卻水和封油。(4)在冬季,對(duì)停下來(lái)的泵要放掉泵內(nèi)液體,并采取必要的防凍措施。(5)定時(shí)檢查、盤車。,31.05.2020,.,62,離心泵的運(yùn)行,離心泵的切換:,(1)做好起動(dòng)泵前的各種準(zhǔn)備后,打開入口閥,引入液體。(2)啟動(dòng)后,待泵的轉(zhuǎn)速、聲音、泵體壓力等正常后再開出口閥(3)泵的流量正常,壓力平穩(wěn)時(shí)關(guān)閉運(yùn)行泵的出口閥。(4)停電后按停泵要求做好善后工作。(5)盡量減少因切換泵造成的流量、壓力的波動(dòng),維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。(6)檢查起動(dòng)泵的泄漏、潤(rùn)滑等情況。,31.05.2020,.,63,離心泵常見故障,31.05.2020,.,64,離心泵常見故障,31.05.2020,.,65,通風(fēng)機(jī)(Fan),工業(yè)上常用通風(fēng)機(jī)按其結(jié)構(gòu)形式有軸流式和離心式兩類。軸流式通風(fēng)機(jī)排風(fēng)量大而風(fēng)壓很小,一般僅用于通風(fēng)換氣,而不用于氣體輸送。離心式通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,按其產(chǎn)生風(fēng)壓可分為:,低壓離心通風(fēng)機(jī):出口風(fēng)壓小于1.0kPa
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