化工原理第二章 流體輸送機械 (1)

1、第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 2.1 液體輸送機械液體輸送機械2.2 其他類型的泵其他類型的泵 2.3 氣體輸送機械氣體輸送機械第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.1 流體輸送機械流體輸送機械- -離心泵離心泵 2.1.1 離心泵的工作原理離心泵的工作原理 2.2.2 離心泵的主要部件離心泵的主要部件 2.2.3 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 2.2.4 離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié) 2.2.5 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度 2.2.6 離心泵的型號與選用離心泵的型號與選用 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械

2、2.1.1 離心泵的工作原理離心泵的工作原理 1.離心泵離心泵的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)離心泵部件可分為旋轉(zhuǎn)部件和靜止離心泵部件可分為旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件。旋轉(zhuǎn)部件包括葉輪和轉(zhuǎn)軸等；部件。旋轉(zhuǎn)部件包括葉輪和轉(zhuǎn)軸等；靜止部件包括吸入室、蝸殼等。靜止部件包括吸入室、蝸殼等。2.離心泵工作原理離心泵工作原理原動機原動機軸軸葉輪葉輪，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)離心力離心力葉片間液體葉片間液體 中心外圍液體被做功液體被做功動能動能 高速離開葉輪高速離開葉輪第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.1.2 離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù) 1.流量流量 Q 或或 qV流量是單位時間內(nèi)輸送出去的流體量流量是單位時間內(nèi)輸送出去的流體量

3、, 單位單位m3/s。 2.壓頭（或稱揚程）壓頭（或稱揚程）H離心泵的壓頭離心泵的壓頭H是指流體通過離心泵后所獲得是指流體通過離心泵后所獲得的有效能量的有效能量,單位單位m。第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械3.效率效率效率反映了泵與風(fēng)機中能量的損失程度。效率反映了泵與風(fēng)機中能量的損失程度。 容積效率容積效率 v：考慮流量泄漏所造成的能量損失水力效率水力效率 H：考慮流動阻力所造成的能量損失機械效率機械效率 m：考慮軸承、密封填料和輪盤的摩擦損失。 離心泵總效率為離心泵總效率為 : :mHv一般來講，在設(shè)計流量下泵的效率最高。一般來講，在設(shè)計流量下泵的效率最高。 2.1.2 離心泵的主要性

4、能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù) 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械4.功率功率功率分為有效功率功率分為有效功率Neor 和軸功率和軸功率Nor ，單位單位J/s或或W。有效功率有效功率Pe 流體經(jīng)過泵后獲得的實際功率。流體經(jīng)過泵后獲得的實際功率。 PeqVHg 軸功率軸功率P 原動機傳到泵軸上的功率。原動機傳到泵軸上的功率。 PqVHg/ 有效功率和軸功率的關(guān)系有效功率和軸功率的關(guān)系 ePPPe2.1.2 離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù) 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.1.3 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 由于離心泵的種類很多，前述各種泵內(nèi)損失難以估計，使得離由于離心泵

5、的種類很多，前述各種泵內(nèi)損失難以估計，使得離心泵的實際特性曲線關(guān)系心泵的實際特性曲線關(guān)系 、 、 只能靠實驗測定，在只能靠實驗測定，在泵出廠時列于產(chǎn)品樣本中以供參考。泵出廠時列于產(chǎn)品樣本中以供參考。 實驗測出的特性曲線實驗測出的特性曲線如圖如圖所示，圖中有三條曲線，在圖左上角所示，圖中有三條曲線，在圖左上角應(yīng)標(biāo)明泵的型號（如應(yīng)標(biāo)明泵的型號（如4B20）及轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速 ，說明該圖特性曲線是指該型，說明該圖特性曲線是指該型號泵在指定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，若泵的型號或轉(zhuǎn)速不同，則特性曲號泵在指定轉(zhuǎn)速下的特性曲線，若泵的型號或轉(zhuǎn)速不同，則特性曲線將不同。借助離心泵的特性曲線可以較完整地了解一臺離心泵的線將不

6、同。借助離心泵的特性曲線可以較完整地了解一臺離心泵的性能，供合理選用和指導(dǎo)操作。性能，供合理選用和指導(dǎo)操作。QH QN Qn第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械QH hmQ/,3mH,NQ2.1.3 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線QN 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 由圖可見： 一般離心泵揚程 隨流量 的增大而下降（ 很小時可能例外）。當(dāng) =0時，由圖可知 也只能達(dá)到一定數(shù)值，這是離心泵的一個重要特性； 軸功率 隨流量增大而增加，當(dāng) 時， 最小。這要求離心泵在啟動時，應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥門，以減小啟動功率，保護電動機免因超載而受損； 曲線有極值點（最大值），在此點下操作效率最高,能量損

7、失最小。與此點對應(yīng)的流量稱為額定流量。泵的銘牌上即標(biāo)注額定值，泵在管路上操作時，應(yīng)在此點附近操作，一般不應(yīng)低于92% 。 HQH0QNQQQNmax2.1.3 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械1.液體密度液體密度 對特性曲線的影響對特性曲線的影響 理論 與 無關(guān)，實際 與 也無關(guān)， 但 有關(guān)理論 與 無關(guān)，實際 也 與 無關(guān)。v2222sinqD b cvqmvqq與222Tcosu cHgeH P362泵性能表上列出軸功率指輸送 清水時的 ，所選泵用于輸送 比水大的液體應(yīng)先核算 ，若 表中的電機功率，應(yīng)更換功率大的電機，否則電機會燒壞。veKW102aq

8、 HP（）20 CaPaaPPaP2.1.3 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線- -改變與校正改變與校正例：離心泵原來輸送水時的流量為例：離心泵原來輸送水時的流量為qV，現(xiàn)改用輸送密度為水的，現(xiàn)改用輸送密度為水的1.2倍的水倍的水溶液，其它物理性質(zhì)可視為與水相同，管路狀況不變，流量溶液，其它物理性質(zhì)可視為與水相同，管路狀況不變，流量_，揚程揚程_，效率，效率_ ，軸功率，軸功率_ 。 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 2.液體粘度液體粘度 對特性曲線的影響對特性曲線的影響 （ 的幅度超過 的幅 度， ）。泵廠家提供的特性曲線是用清水測定的，若實際 輸送液體 比清水 大得較多。特性曲線將有

9、所變化，應(yīng)校 后再用，P92-94介紹了校正方法。fveaHq HP，veq H aP 2.1.3 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線- -改變與校正改變與校正第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 3.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n對特性曲線的影響對特性曲線的影響 泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下測得，實際使用時會遇 到n改變的情況，若n變化 20%，可認(rèn)為液體離開葉輪時 的速度三角形相似， 不變,泵的效率不變(等效率)，則： 2v22qcun2e22Hu cn3veaPq Hnv2v1qnqn2e2e1HnHn 321aaPnPn 上式稱為離心泵的比例定律離心泵的比例定律, n變化pv汽泡破裂，蒸汽凝結(jié)局部真空 周圍

10、液體高速沖向汽泡中心 撞擊葉片(水錘) 葉片沖擊與腐蝕汽蝕現(xiàn)象第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械伴隨現(xiàn)象：泵體振動并發(fā)出噪音；H , Q , 嚴(yán)重時不送液；水錘沖擊和化學(xué)腐蝕，損壞葉片安裝高度 汽蝕問題：如何確定 的上限gH泵的允許安裝高度當(dāng)泵剛發(fā)生汽蝕時，pK等于所輸送液體的飽和蒸汽壓pv，相應(yīng)地p1也將達(dá)到某一最小值p1min，此時KfKvhgugpgugp1221min1222.1.5 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械上式表明：在泵剛發(fā)生汽蝕條件下，泵進口處液體的總壓頭 比液體的飽和蒸汽壓對應(yīng)的靜壓頭 高出某一定值，常將這一差值稱為泵的最小汽蝕余

11、量 ： gugp221min1gpvminhKfKvhgugpgugph1221min1min22為確保泵正常工作不發(fā)生汽蝕，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，將 作為允許值，稱為允許汽蝕余量 ，此值列入泵的樣本，由離心泵廠向用戶提供。又稱為凈正吸上壓頭，用（Net Positive Suction Head）表示。 )3 . 0(minhhfHgugpzgugpz22211120002.1.5 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度- -允許汽蝕余量 h第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械討論 （1）汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：安裝高度太高安裝高度太高；被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過高被輸送流體的溫度

12、太高，液體蒸汽壓過高；吸入管路阻力或壓頭損失太高。吸入管路阻力或壓頭損失太高。（2）計算出計算出的的Hgmax0時時,需需低于貯槽液面安裝低于貯槽液面安裝 （3） HgmaxQ關(guān)系關(guān)系： Q ，則則Hgmax ，安全系數(shù)安全系數(shù) 一般用工作條件的最大一般用工作條件的最大Q計算計算Hgmax（4）安裝泵時為保險，安裝泵時為保險， 取取Hg比比Hgmax小小0.5至至1米米 （5）允許汽蝕余量的校正允許汽蝕余量的校正 h h2020清水，條件不同時要校正，校正曲線清水，條件不同時要校正，校正曲線說明書說明書2.1.5 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度- -允許汽蝕余量 h第二章第二章 流體輸送機械

13、流體輸送機械2.1.5 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度- -允許吸上真空度允許吸上真空度SH0-0至1-1間列伯氏方程：fHgugpzgugpz2221112000泵剛出現(xiàn)氣蝕時，泵入口處壓強p1 變?yōu)閜1min 令：gppHsmin, 10max,最大允許吸上真空度最大允許吸上真空度為安全計mHHss3 . 0max,允許吸上真空度，允許吸上真空度，由實驗測定由實驗測定實驗介質(zhì)：實驗介質(zhì)：20度清水度清水若條件不符，若條件不符，P103式式2-28校正。校正。fsgHguHH221第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械a. 吸入管路應(yīng)短（靠近液源）而直（少拐彎）； b. 吸入管路應(yīng)省去不必

14、要的管件，調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在排出管路上；c. 吸入管徑大于排出管徑。C()NPSHr()NPSH（3）臨界汽蝕余量與必需汽蝕余量221 minv1Kc(1 K)()22fppuuNPSHHgggg，c()NPSHgHvq1peH1 minp，c()NPSHrc()()NPSHNPSHr()NPSH可通過實驗測定，不是改變發(fā)生汽蝕，而是設(shè)法在泵的不變的條件下逐次降低（例如關(guān)小吸入管路中的閥），當(dāng)泵內(nèi)剛較正常值下降3%作為發(fā)生汽蝕的標(biāo)志）時測取由上式計算，+安全余量，列在泵的好發(fā)生汽蝕（以泵 性能表上。2.1.5 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械例：用油泵從密閉容器

15、里送出例：用油泵從密閉容器里送出30的丁烷。容器內(nèi)丁烷液的丁烷。容器內(nèi)丁烷液面上的絕對壓力為面上的絕對壓力為 。液面降到最低時，在泵入口。液面降到最低時，在泵入口中心線以下中心線以下2.8m。丁烷在丁烷在30時的密度為時的密度為580kg/m3，飽和飽和蒸汽壓為蒸汽壓為 。泵入口管路的壓頭為。泵入口管路的壓頭為1.5m H2O。所選所選用的泵汽蝕余量為用的泵汽蝕余量為3m。試問這個泵能否正常工作？試問這個泵能否正常工作？ 解： mHg4 . 25 . 1381. 958010)05. 345. 3(5由于實際安裝高度大于允許安裝高度，不能保證整個輸送由于實際安裝高度大于允許安裝高度，不能保證整

16、個輸送過程中不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。為保證泵正常操作，應(yīng)使泵入口過程中不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。為保證泵正常操作，應(yīng)使泵入口線不高于最低液面線不高于最低液面2.4m，即從原來的安裝位置至少降低即從原來的安裝位置至少降低0.4m；或提高容器內(nèi)的壓力?；蛱岣呷萜鲀?nèi)的壓力。 Pa51045. 3Pa51005. 3第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.1.6 離心泵的型號與選用離心泵的型號與選用 （1）離心泵的類型離心泵的類型 清水泵清水泵 舊型號：B型 新型號：IS型 IS型泵是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2858規(guī)定的性能和尺寸設(shè)計的，其效率比B型泵平均提高3.67%。 IS80-65-160 80泵入口直徑，mm；

17、65泵出口直徑，mm； 160泵葉輪公稱直徑，mm。第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 如果要求的壓頭（揚程）較高，可采用多級離心泵，其系列代號為“D”，其結(jié)構(gòu)如圖所示。如要求的流量很大，可采用雙吸收式離心泵，其系列代號“Sh”。 耐腐蝕泵耐腐蝕泵，“F”系列，非“F”系列。 油泵油泵，單吸“Y”系列，雙吸式“YS”系列。 液下泵液下泵，“FY”系列。 屏蔽泵屏蔽泵。 雜質(zhì)泵雜質(zhì)泵“P”系列。2.1.6 離心泵的型號與選用離心泵的型號與選用第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.1.6 離心泵的型號與選用離心泵的型號與選用第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 （2）離心泵的選用離心泵的

18、選用 根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型 確定輸送系統(tǒng)的流量和所需壓頭。流量由生產(chǎn)任務(wù)來定，所確定輸送系統(tǒng)的流量和所需壓頭。流量由生產(chǎn)任務(wù)來定，所需壓頭由管路的特性方程來定。需壓頭由管路的特性方程來定。 根據(jù)所需流量和壓頭確定泵的型號根據(jù)所需流量和壓頭確定泵的型號 A、查性能表或特性曲線，要求流量和壓頭與管路所需相適應(yīng) B、若生產(chǎn)中流量有變動，以最大流量為準(zhǔn)來查找，H也應(yīng)以最大流量對應(yīng)值查找。 C、若H和Q與所需要不符，則應(yīng)在鄰近型號中找H和Q都稍大一點的。2.1.6 離心泵的型號與選用離心泵的型號與選用第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 D、若幾個型號都滿足

19、，應(yīng)選一個在操作條件下效率最好的 E、為保險，所選泵可以稍大；但若太大，工作點離最高效率點太遠(yuǎn)，則能量利用程度低。 F、若被輸送液體的性質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)流體相差較大，則應(yīng)對所選泵的特性曲線和參數(shù)進行校正，看是否能滿足要求。2.1.6 離心泵的型號與選用離心泵的型號與選用第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械例例:如圖所示，今有一輸送河水的任務(wù)，要求將某處如圖所示，今有一輸送河水的任務(wù)，要求將某處河水以河水以90m3/h的流量，輸送到一高位槽中，已知高的流量，輸送到一高位槽中，已知高位槽水面高出河面位槽水面高出河面10m，管路系統(tǒng)的總壓頭損失為管路系統(tǒng)的總壓頭損失為7mH2O。試選擇一適當(dāng)?shù)碾x心泵并估算

20、由于閥門調(diào)試選擇一適當(dāng)?shù)碾x心泵并估算由于閥門調(diào)節(jié)而多消耗的軸功率。節(jié)而多消耗的軸功率。解解 根據(jù)已知條件，選用清水泵。今以根據(jù)已知條件，選用清水泵。今以河面河面1-1截面為基準(zhǔn)面，并取截面為基準(zhǔn)面，并取1-1與與2-2截面列伯努利方程式，則截面列伯努利方程式，則 =10+0+0+7=17m根據(jù)已知流量根據(jù)已知流量Q=90m3/h和和H=17可選可選100-80-125型號的泵。型號的泵。所選泵壓頭較高，操作時靠關(guān)小閥門調(diào)節(jié)，因此多消耗功率為：所選泵壓頭較高，操作時靠關(guān)小閥門調(diào)節(jié)，因此多消耗功率為：第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.2 其他類型的泵其他類型的泵2.2.1往復(fù)泵往復(fù)泵往復(fù)泵

21、的作用原理和類型往復(fù)泵的作用原理和類型往復(fù)泵的特性曲線與工作點往復(fù)泵的特性曲線與工作點2.2.2非正位移泵非正位移泵2.2.3正位移泵正位移泵第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 （1）作用原理）作用原理 如圖所示為曲柄連桿機構(gòu)帶動的往復(fù)泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活門組成?；钪谕饬ν苿酉伦魍鶑?fù)運動，由此改變泵缸內(nèi)的容積和壓強，交替地打開和關(guān)閉吸入、壓出活門，達(dá)到輸送液體的目的。由此可見，往復(fù)泵是通過活柱的往復(fù)運動直接以壓強能的形式向液體提供能量的。往復(fù)泵的作用原理和類型往復(fù)泵的作用原理和類型第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 （2）往復(fù)泵的類型）往復(fù)泵的類型 按照往復(fù)泵的動力來

22、源可分類如下： 電動往復(fù)泵電動往復(fù)泵 電動往復(fù)泵由電動機驅(qū)動，是往復(fù)泵中最常見的一種。電動機通過減速箱和曲柄連桿機構(gòu)與泵相連，把旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橥鶑?fù)運動。 汽動往復(fù)泵汽動往復(fù)泵 汽動往復(fù)泵直接由蒸汽機驅(qū)動，泵的活塞和蒸汽機的活塞共同連在一根活塞桿上，構(gòu)成一個總的機組。 往復(fù)泵的作用原理和類型往復(fù)泵的作用原理和類型第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 按照作用方式可將往復(fù)泵分類如下： 單動往復(fù)泵單動往復(fù)泵 活柱往復(fù)一次只吸液一次和排液一次。 雙動往復(fù)泵雙動往復(fù)泵 活柱兩邊都在工作，每個行程均在吸液和排液。往復(fù)泵的作用原理和類型往復(fù)泵的作用原理和類型第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械往復(fù)泵的流量

23、調(diào)節(jié)往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié) 由 知 僅與活塞每次掃過的體積AS及活塞往復(fù)次數(shù)n關(guān)，而與管路的特性無關(guān)。 實際 H不太高時, 隨H的變化很小，H大時， 減小。 而往復(fù)泵的壓頭則只決定于管路特性曲線與泵的特性曲線的交點（工作點確定）。VTqASnVTqVVTVqqVVVT1,qq，VV（1）往復(fù)泵的特性曲線與工作點）往復(fù)泵的特性曲線與工作點 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 （2）流量調(diào)節(jié)）流量調(diào)節(jié) 用旁路閥調(diào)節(jié)流量用旁路閥調(diào)節(jié)流量。泵的送液量不變，只是讓部分被壓出的液體返回貯池，使主管中的流量發(fā)生變化。顯然這種調(diào)節(jié)方法很不經(jīng)濟，只適用于流量變化幅度較小的經(jīng)常性調(diào)節(jié)。 改變曲柄轉(zhuǎn)速改變曲柄轉(zhuǎn)速：因

24、電動機是通過減速裝置與往復(fù)泵相連的，所以改變減速裝置的傳動比可以很方便地改變曲柄轉(zhuǎn)速，從而改變活塞自往復(fù)運動的頻率，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。 往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.2.2 非正位移泵非正位移泵 （1）旋渦泵）旋渦泵 旋渦泵是一種特殊類型的離心泵。它的葉輪是一個圓盤，四周銑有凹槽，成輻射狀排列。葉輪在泵殼內(nèi)轉(zhuǎn)動，其間有引水道。泵內(nèi)液體在隨葉輪旋轉(zhuǎn)的同時，又在引水道與各葉片之間，因而被葉片拍擊多次，獲得較多能量。 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械旋渦泵示意圖：旋渦泵示意圖：2.2.2 非正位移泵非正位移泵第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械

25、液體中旋渦泵中獲得的能量與液體在流動過程中進入葉輪的次數(shù)有關(guān)。當(dāng)流量減小時，流道內(nèi)認(rèn)體的運動速度減小，液體流入葉輪的平均次數(shù)增多，泵的壓頭必然增大；流量增大時，則情況反。因此，其HQ曲線呈陡降形。旋渦泵的特點如下： 壓頭和功率隨流量增加下降較快。因此啟動時應(yīng)打開出口閥，改變流量時，旁路調(diào)節(jié)比安裝調(diào)節(jié)閥經(jīng)濟。 在葉輪直徑和轉(zhuǎn)速相同的條件下，旋渦泵的壓頭比離心泵高出24倍，適用于高壓頭、小流量的場合。 結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，且可采用各種耐腐蝕的材料制造。 輸送液體的粘度不宜過大，否則泵的壓頭和效率都將大幅度下降。 輸送液體不能含有固體顆粒。 (2)軸流泵 適用于大流量、低壓頭的流體輸送。自學(xué)掌握。

26、2.2.2 非正位移泵非正位移泵第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.2.3 正位移泵正位移泵 (1)隔膜泵隔膜泵外觀外觀第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.2.3 正位移泵正位移泵 工作原理:往復(fù)泵的一種 流量調(diào)節(jié): 調(diào)整活柱往復(fù)頻率或旁路 應(yīng)用場合:腐蝕性的液體、固體懸浮液第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械(2)計量泵計量泵外觀外觀2.2.3 正位移泵正位移泵第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 工作原理:往復(fù)泵的一種 流量調(diào)節(jié):調(diào)整偏心度柱塞沖程變化 流量調(diào)節(jié)。 應(yīng)用場合:輸送量或配比要求非常精確原動機偏心輪轉(zhuǎn)動柱塞的往復(fù)運動2.2.3 正位移泵正位移泵第二章第二章 流體

27、輸送機械流體輸送機械(3)(3)齒輪泵齒輪泵外觀外觀2.2.3 正位移泵正位移泵第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 工作原理: 流量調(diào)節(jié): 應(yīng)用場合:旋轉(zhuǎn)泵的一種轉(zhuǎn)速或旁路高壓頭、小流量。粘稠以至膏狀物。2.2.3 正位移泵正位移泵第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械(4)(4)螺桿泵螺桿泵外觀外觀2.2.3 正位移泵正位移泵第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 工作原理: 流量調(diào)節(jié): 應(yīng)用場合:旋轉(zhuǎn)泵的一種，螺紋在旋轉(zhuǎn)時有推進作用轉(zhuǎn)速或旁路高壓頭、小流量。粘稠以至膏狀物。固體懸浮液。2.2.3 正位移泵正位移泵第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械各種化工用泵的比較各種化工用泵的比較

28、項目項目離心式離心式正位移式正位移式往復(fù)式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式離心泵離心泵旋渦泵旋渦泵往復(fù)泵往復(fù)泵計量泵計量泵隔膜泵隔膜泵齒輪泵齒輪泵螺桿泵螺桿泵流量流量壓頭壓頭效率效率流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)自吸作用自吸作用啟動啟動流體流體結(jié)構(gòu)造價結(jié)構(gòu)造價第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械n流量：均勻；不均勻；尚可；隨管路特性而變；恒定；流量：均勻；不均勻；尚可；隨管路特性而變；恒定；范圍廣、易達(dá)大流量；小流量；較小流量；范圍廣、易達(dá)大流量；小流量；較小流量；n壓頭高低：不易達(dá)到高壓頭；壓頭較高；壓頭高。壓頭高低：不易達(dá)到高壓頭；壓頭較高；壓頭高。n效率：稍低、愈偏離額定越?。坏?；高；較高；效率：稍低、愈偏離額定

29、越??；低；高；較高；n流量調(diào)節(jié)：出口閥；轉(zhuǎn)速；旁路；沖程流量調(diào)節(jié)：出口閥；轉(zhuǎn)速；旁路；沖程n自吸操作：有；沒有；自吸操作：有；沒有；n啟動：關(guān)閉出口閥；出口閥全開；啟動：關(guān)閉出口閥；出口閥全開；n被輸送流體：各種物料（高粘度除外）；不含固體顆粒，腐蝕被輸送流體：各種物料（高粘度除外）；不含固體顆粒，腐蝕性也可；精確計量；可輸送懸浮液；高粘度液體；腐蝕性性也可；精確計量；可輸送懸浮液；高粘度液體；腐蝕性液體；不能輸送腐蝕性或含固體顆粒的液體液體；不能輸送腐蝕性或含固體顆粒的液體n結(jié)構(gòu)與造價：結(jié)構(gòu)簡單；造價低謙；結(jié)構(gòu)緊湊；加工要求結(jié)構(gòu)與造價：結(jié)構(gòu)簡單；造價低謙；結(jié)構(gòu)緊湊；加工要求高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；造價

30、高；體積大高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；造價高；體積大各種化工用泵的比較各種化工用泵的比較第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.3 氣體輸送機械氣體輸送機械分類：分類：通風(fēng)機通風(fēng)機：終壓不大于：終壓不大于14.7103Pa （表壓），壓縮比為表壓），壓縮比為11.15； 鼓風(fēng)機：鼓風(fēng)機：終壓為終壓為(14.7294)103Pa （表壓），壓縮比小于表壓），壓縮比小于4； 壓縮機：壓縮機：終壓為終壓為294103Pa （表壓）以上，壓縮比大于表壓）以上，壓縮比大于4； 真空泵：真空泵：使設(shè)備產(chǎn)生真空，出口壓力為使設(shè)備產(chǎn)生真空，出口壓力為大氣壓大氣壓，其壓縮比由，其壓縮比由 真空度決定真空度決定。 第二章第二

31、章 流體輸送機械流體輸送機械2.3.1 離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機 離心式通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)特點離心式通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)特點 離心式通風(fēng)機工作原理與離心泵相同，結(jié)構(gòu)也大同小異。 離心通風(fēng)機及葉輪離心通風(fēng)機及葉輪1機殼機殼; 2葉輪葉輪; 3吸入口吸入口; 4排出口排出口2第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械a、為適應(yīng)輸送風(fēng)量大的要求，通風(fēng)機的葉輪直徑一般是比較大的。為適應(yīng)輸送風(fēng)量大的要求，通風(fēng)機的葉輪直徑一般是比較大的。b、葉輪上葉片的數(shù)目比較多。葉輪上葉片的數(shù)目比較多。c、葉片有平直的、前彎的、后彎的。通風(fēng)機的主要要求是通風(fēng)量大，葉片有平直的、前彎的、后彎的。通風(fēng)機的主要要求是通風(fēng)量大，在不追求高效率時

32、，用前彎葉片有利于提高壓頭，減小葉輪直徑。在不追求高效率時，用前彎葉片有利于提高壓頭，減小葉輪直徑。d、機殼內(nèi)逐漸擴大的通道及出口截面常不為圓形而為矩形。機殼內(nèi)逐漸擴大的通道及出口截面常不為圓形而為矩形。2.3.1 離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 離心式通風(fēng)機的性能參數(shù)和特性曲線離心式通風(fēng)機的性能參數(shù)和特性曲線 a、風(fēng)量：按入口狀態(tài)計的單位時間內(nèi)的排氣體積。、風(fēng)量：按入口狀態(tài)計的單位時間內(nèi)的排氣體積。m3/s，m3/h b、全風(fēng)壓：單位體積氣體通過風(fēng)機時獲得的能量，、全風(fēng)壓：單位體積氣體通過風(fēng)機時獲得的能量，J/m3，Pa 在風(fēng)機進、出口之間列伯努利方程：在風(fēng)機

33、進、出口之間列伯努利方程： 式中，式中， 可以忽略；當(dāng)氣體直接由大氣進入風(fēng)機時，可以忽略；當(dāng)氣體直接由大氣進入風(fēng)機時， fthuuppzzgp2)()()(21221212gzz)(1201u再忽略入口到出口的能量損失，則上式變?yōu)椋涸俸雎匀肟诘匠隹诘哪芰繐p失，則上式變?yōu)椋簁sttppuppp2)(22122.3.1 離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械a、從公式可以看出，通風(fēng)機的全風(fēng)壓由兩部分組成，一部分是進出口的從公式可以看出，通風(fēng)機的全風(fēng)壓由兩部分組成，一部分是進出口的靜壓差，習(xí)慣上稱為靜風(fēng)壓靜壓差，習(xí)慣上稱為靜風(fēng)壓 ；另一部分為進出口的動壓頭差，習(xí)慣；另一部分為

34、進出口的動壓頭差，習(xí)慣上稱為動風(fēng)壓上稱為動風(fēng)壓 。說明：說明：stpkpb、在離心泵中，泵進出口處的動能差很小，可以忽略。但對離心通風(fēng)機在離心泵中，泵進出口處的動能差很小，可以忽略。但對離心通風(fēng)機而，其氣體出口速度很高，動風(fēng)壓不僅不能忽略，且由于風(fēng)機的壓縮比很而，其氣體出口速度很高，動風(fēng)壓不僅不能忽略，且由于風(fēng)機的壓縮比很低，動風(fēng)壓在全壓中所占比例較高。低，動風(fēng)壓在全壓中所占比例較高。c、軸功率軸功率（kW)和效率和效率 風(fēng)機的性能表上所列的性能參數(shù)，一般都是在風(fēng)機的性能表上所列的性能參數(shù)，一般都是在1atm、20的條件下測定的，的條件下測定的，在此條件下空氣的密度在此條件下空氣的密度 kg/

35、m3,相應(yīng)的全風(fēng)壓和相應(yīng)的全風(fēng)壓和靜風(fēng)壓分別記為靜風(fēng)壓分別記為 和和 。1000tpQN1000NpQt20. 100tp0stp2.3.1 離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械d、特性曲線：與離心泵一樣，離心通風(fēng)機的特性參數(shù)、特性曲線：與離心泵一樣，離心通風(fēng)機的特性參數(shù)也可以用特性曲線表示。特性曲線由離心泵的生產(chǎn)廠也可以用特性曲線表示。特性曲線由離心泵的生產(chǎn)廠家在家在1atm、20的條件用空氣測定，主要有四條曲線的條件用空氣測定，主要有四條曲線 QQNQpQpstt00和、 離心式通風(fēng)機特性曲線離心式通風(fēng)機特性曲線2.3.1 離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機第二章第二章 流

36、體輸送機械流體輸送機械離心式通風(fēng)機的選型離心式通風(fēng)機的選型a、根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機的類型、根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機的類型b、確定所求的風(fēng)量和全風(fēng)壓。風(fēng)量根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)來定；全風(fēng)壓按、確定所求的風(fēng)量和全風(fēng)壓。風(fēng)量根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)來定；全風(fēng)壓按伯努利方程來求，但要按標(biāo)準(zhǔn)狀況校正，即伯努利方程來求，但要按標(biāo)準(zhǔn)狀況校正，即0.ttppEB2 . 100ttpp 根據(jù)按入口狀態(tài)計的風(fēng)量和校正后的全風(fēng)壓在產(chǎn)品系列表中查根據(jù)按入口狀態(tài)計的風(fēng)量和校正后的全風(fēng)壓在產(chǎn)品系列表中查找合適的型號。找合適的型號。2.3.1 離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機型號為離心式通風(fēng)機型號為4-72-11-6C，

37、轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速1800 r.min-1，全風(fēng)壓，全風(fēng)壓1600Pa，由，由于工藝條件的要求，風(fēng)機進口與溫度于工藝條件的要求，風(fēng)機進口與溫度40，真空度為，真空度為196Pa的設(shè)備連接，的設(shè)備連接，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽楫?dāng)?shù)卮髿鈮簽?3300Pa，則在此條件下實際風(fēng)壓為，則在此條件下實際風(fēng)壓為_ Pa 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械2.3.2 鼓風(fēng)機鼓風(fēng)機 在工廠中常用的鼓風(fēng)機有旋轉(zhuǎn)式和離心式兩種類型。在工廠中常用的鼓風(fēng)機有旋轉(zhuǎn)式和離心式兩種類型。 （1 1）羅茨鼓風(fēng)機）羅茨鼓風(fēng)機羅茨鼓風(fēng)機羅茨鼓風(fēng)機 第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械離心式鼓風(fēng)機的結(jié)構(gòu)特點：離心式鼓風(fēng)機的結(jié)構(gòu)特點：離心式鼓風(fēng)機的

38、外形與離心式鼓風(fēng)機的外形與離心泵相象，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也離心泵相象，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有許多相同之處。離心式有許多相同之處。離心式鼓風(fēng)機的選型方法與離心鼓風(fēng)機的選型方法與離心式通風(fēng)機相同。式通風(fēng)機相同。（2）離心式的鼓風(fēng)機）離心式的鼓風(fēng)機2.3.2 鼓風(fēng)機鼓風(fēng)機第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 1.往復(fù)式壓縮機往復(fù)式壓縮機單動壓縮機結(jié)構(gòu)：吸入活門單動壓縮機結(jié)構(gòu)：吸入活門S S、排出活門、排出活門D D。其結(jié)構(gòu)和工作原理與往復(fù)泵類似。其結(jié)構(gòu)和工作原理與往復(fù)泵類似。開始時刻開始時刻：2.3.3 壓縮機壓縮機壓縮階段壓縮階段排氣階段排氣階段吸氣階段吸氣階段第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 2壓縮類型壓縮

39、類型 等溫壓縮；絕熱壓縮；多變壓縮。等溫壓縮；絕熱壓縮；多變壓縮。 等溫壓縮是指壓縮階段產(chǎn)生的熱量隨時從氣體中完全取出，氣等溫壓縮是指壓縮階段產(chǎn)生的熱量隨時從氣體中完全取出，氣體的溫度保持不變。絕熱壓縮是另一種極端情況，即壓縮產(chǎn)生的熱體的溫度保持不變。絕熱壓縮是另一種極端情況，即壓縮產(chǎn)生的熱量完全不取出。實際是壓縮過程既不是等溫的，也不是絕熱的，而量完全不取出。實際是壓縮過程既不是等溫的，也不是絕熱的，而是介于兩者之間，稱為多變壓縮。是介于兩者之間，稱為多變壓縮。 2.3.3 壓縮機壓縮機第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 3壓縮功：壓縮功： 實際過程為多變過程，每一循環(huán)多變壓縮的功為（實

40、際過程為多變過程，每一循環(huán)多變壓縮的功為（J）：）： 其中其中m稱為多變指數(shù)，對于等溫壓縮，稱為多變指數(shù)，對于等溫壓縮，m=1，但壓縮功另有算，但壓縮功另有算法。對于絕熱壓縮，法。對于絕熱壓縮，m等于定壓比熱與定容比熱之比。等于定壓比熱與定容比熱之比。 壓縮功的大小可以用圖中壓縮功的大小可以用圖中1-2-3-4所圍成的面積來表示。等溫所圍成的面積來表示。等溫壓縮功最小，絕熱壓縮功最大，多變壓縮功介于等者之間。壓縮功最小，絕熱壓縮功最大，多變壓縮功介于等者之間。1111211mmppVpmmW2.3.3 壓縮機壓縮機第二章第二章 流體輸送機械流體輸送機械 4多級壓縮多級壓縮 多級壓縮是指在一個氣缸里壓縮了一次的氣體進入中間冷卻多級壓縮是指在一個氣缸里壓縮了一次的氣體進入中間冷卻器冷卻之后再送入次一氣缸進行壓縮，經(jīng)幾次壓縮才達(dá)到所需要器冷卻之后再送入次一氣缸進行壓縮，經(jīng)幾次壓縮才達(dá)到所需要的終壓。的終壓。 討論：討論： （1 1）采用多級壓縮的原因：若所需要的壓縮比很大，容積）采用多級壓縮的原因：若所需要