流體輸送技術(shù)

1、液體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械氣體輸送氣體輸送機(jī)械機(jī)械（通稱(chēng)為泵）（通稱(chēng)為泵）（如風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵等）（如風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵等）離心式離心式往復(fù)式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式流體作用式流體作用式l-l-泵體；泵體；2-2-葉輪；葉輪；3-3-密封環(huán)；密封環(huán)；4-4-軸套；軸套；5-5-泵蓋；泵蓋；6-6-泵軸；泵軸；7-7-托架；托架；8-8-聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；9-9-軸承；軸承；10-10-軸封裝置；軸封裝置； 11-11-吸入口；吸入口；12-12-蝸形泵殼；蝸形泵殼；13-13-葉片；葉片；14-14-吸入管；吸入管；15-15-底閥；底閥；16-16-濾網(wǎng)；濾網(wǎng)；17-17-調(diào)節(jié)閥；調(diào)節(jié)閥；18-

2、18-排出管排出管4一 主要部件和工作原理（1）葉輪 葉片（+蓋板）54-8個(gè)葉片（前彎、后彎，徑向） 液體通道。前蓋板、后蓋板，無(wú)蓋板閉式葉輪半開(kāi)式開(kāi)式 液體入口中心（2）泵殼：泵體的外殼，包圍葉輪截面積逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道出口切線（3）泵軸：垂直葉輪面，葉輪中心。 6離心泵裝置簡(jiǎn)圖為使泵內(nèi)液體能量轉(zhuǎn)換效率增高，葉輪外周安裝導(dǎo)輪。 作用：作用：將葉輪封閉在一定的空間內(nèi)，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體外形：外形：多為蝸殼形，故又稱(chēng)蝸殼蝸殼形流道截面積逐漸擴(kuò)大，從葉輪四周甩出的高速液體逐漸減速，部分動(dòng)能有效轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。作用：作用：防止泵

3、殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)類(lèi)型：類(lèi)型：填料密封、機(jī)械密封浸油、涂有石墨的石棉繩依靠裝在軸上的動(dòng)環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿(mǎn)被輸送的液體；啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿(mǎn)被輸送的液體；啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力離心力的作用下，液體的作用下，液體從葉輪中心被從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量拋向外緣并獲得能量，以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸，以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓

4、能動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場(chǎng)所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的場(chǎng)所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真真空空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中。可見(jiàn)，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被續(xù)壓入葉輪中?？梢?jiàn)，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。吸入和排出。 泵泵啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，若泵殼與吸入管路內(nèi)時(shí)，若泵殼與吸入管路內(nèi)沒(méi)有充滿(mǎn)沒(méi)有充滿(mǎn)液體，則泵液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)

5、生殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心就不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱(chēng)為的離心力很小，葉輪中心就不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱(chēng)為氣縛。氣縛。流量：流量：指離心泵在單位時(shí)間內(nèi)排入到管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以Q表示，單位為L(zhǎng).s-1或m3.h-1。 揚(yáng)程：揚(yáng)程：指泵給予單位重量液體的有效能量，以H表示，單位為m。效率：效率：反映泵對(duì)外加能量的利用程度，以表示，無(wú)量綱。軸功率：軸功率：指泵軸所需的功率，以P表示，單位為W或kW。每秒鐘泵對(duì)輸出液體所作的功，稱(chēng)為泵的有效功率，以Pe表示。IS100-80-125 2900r/min Q/m3/h Pe/W H/m H-Q -Q N

6、-Q 選用原則：選用原則： 確定離心泵的確定離心泵的類(lèi)型類(lèi)型 確定輸送系統(tǒng)的確定輸送系統(tǒng)的流量流量和和揚(yáng)程揚(yáng)程 確定離心泵的確定離心泵的型號(hào)型號(hào) 校核校核軸功率軸功率 列出泵在列出泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)處的性能，供使用時(shí)參考處的性能，供使用時(shí)參考p葉輪pv，使液體汽化汽蝕現(xiàn)象：汽蝕現(xiàn)象： 泵內(nèi)液體汽化，汽泡形成和破裂的過(guò)程中使葉輪材料受到損壞的現(xiàn)象產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：危害：危害：（1）葉輪遭到剝蝕 ；（2）產(chǎn)生噪音和振動(dòng)；（3）流量不穩(wěn)定，顯著下降，嚴(yán)重時(shí)不能送液。工程上規(guī)定，當(dāng)泵的揚(yáng)程下降工程上規(guī)定，當(dāng)泵的揚(yáng)程下降3 3時(shí)，認(rèn)為進(jìn)入了氣蝕狀態(tài)。時(shí)，認(rèn)為進(jìn)入了氣蝕狀態(tài)。工程上從根本上避免氣蝕現(xiàn)象的方

7、法是工程上從根本上避免氣蝕現(xiàn)象的方法是限制泵的安裝高度限制泵的安裝高度避免離心泵氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的最大安裝高度，即泵的避免離心泵氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的最大安裝高度，即泵的吸入口吸入口與與吸入吸入 貯槽液面貯槽液面間可允許達(dá)到的間可允許達(dá)到的最大垂直距離最大垂直距離，稱(chēng)為離心泵的允許安裝，稱(chēng)為離心泵的允許安裝 高度高度, ,也叫允許吸上高度，由也叫允許吸上高度，由 表示。表示。gH0101 離心泵的允許安裝高度Hg假定泵在可允許的最高位置上操作，以液面為基準(zhǔn)面，則由下列貯槽液面0-0與泵的吸入口1-1兩截面間的伯努利方程式，可得2011,0 12gfppuHHgg 允許安裝高度，m； 吸入液面壓力，Pa；

8、吸入口允許的最低壓力，Pa； 吸入口處的流速，m/s； 被輸送液體的密度，kg/m3； 流體流經(jīng)吸入管的阻力，m。gH0p1p1u10,fh2112Sppuhggg 允許汽蝕余量：允許汽蝕余量：一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，由泵性能中查取。一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，由泵性能中查取。0,0 1SgfppHhHgg 泵吸入口處動(dòng)壓頭與靜壓頭之和比被輸送液體的飽和蒸汽壓頭高出的最小數(shù)值，用 表示。h 當(dāng)允許安裝高度為負(fù)值時(shí)，離心泵的吸入口低于貯槽液面。當(dāng)允許安裝高度為負(fù)值時(shí)，離心泵的吸入口低于貯槽液面。 為安全起見(jiàn)，泵的實(shí)際安裝高度通常能比允許安裝高度低為安全起見(jiàn)，泵的實(shí)際安裝高度通常能比允許安裝高度低 0.5m0.5m1

9、m1m。 C080530.4736 10,971.8skgPPam0sgfPPHhHg吸入3598 100.4736 102.04971.8 9.81m69. 0例例1 1 用型號(hào)為用型號(hào)為IS65-50-125IS65-50-125的離心泵將敞口貯槽中的離心泵將敞口貯槽中8080的水的水送出，吸入管路的壓頭損失為送出，吸入管路的壓頭損失為4m4m，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?，?dāng)?shù)卮髿鈮簽?8kPa98kPa。試確。試確定此泵的安裝高度。定此泵的安裝高度。 解：查附錄：解：查附錄：水， IS65-50-125泵氣蝕余量 =2.0m泵允許安裝高度： = =m5 . 0mHg2 . 15 . 069. 0m2

10、. 1 為安全起見(jiàn)，再降低即 即泵需要安裝在水槽液面以下 或更低。例2 用油泵從貯槽向反應(yīng)器輸送用油泵從貯槽向反應(yīng)器輸送4444的異丁烷，貯槽中異丁的異丁烷，貯槽中異丁烷液面恒定，其上方絕對(duì)壓力為烷液面恒定，其上方絕對(duì)壓力為652kPa652kPa。泵位于貯槽液面以。泵位于貯槽液面以下下1.5m1.5m處，吸入管路全部壓頭損失為處，吸入管路全部壓頭損失為1.6m1.6m。4444時(shí)異丁烷的時(shí)異丁烷的密度為密度為530kg/m530kg/m3 3，飽和蒸汽壓為，飽和蒸汽壓為638 kPa638 kPa。所選用泵的允許汽。所選用泵的允許汽蝕余量為蝕余量為3.5m3.5m，問(wèn)此泵能否正常操作？，問(wèn)此

11、泵能否正常操作？解：泵允許的安裝高度：0sfPPHghHg 吸入6 . 15 . 381. 9530106386523）（m4 . 2yHgHg允實(shí)此泵安裝不當(dāng)，會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。 2vABqHe 對(duì)于給定的管路，其輸送任務(wù)（流量）與完成任務(wù)所需要的壓頭之間也存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系稱(chēng)為管路特性，表示在壓頭壓頭與流流量量的關(guān)系圖上，稱(chēng)為管路的特性曲線。管路特性方程管路特性方程: :QAHeBqv2qvHe 管路的鋪設(shè)情況管路的鋪設(shè)情況 操作條件操作條件與泵的特性無(wú)關(guān)！與泵的特性無(wú)關(guān)！ 指定指定泵安裝在泵安裝在特定特定管路中，只能有管路中，只能有一個(gè)一個(gè)穩(wěn)定穩(wěn)定的工作點(diǎn)。的工作點(diǎn)。 將泵的Hqv曲

12、線與管路的Heqv曲線繪在同一坐標(biāo)系中，兩曲線的交點(diǎn)稱(chēng)為泵的工作點(diǎn)當(dāng)泵安裝在指定管路時(shí)，流量與壓頭之間的關(guān)系既要滿(mǎn)足泵的特性，也要滿(mǎn)足管路的特性 QeHeQHHM=H=HeMQMHMQM=Q=Qe調(diào)節(jié)泵的工作點(diǎn)調(diào)節(jié)泵的工作點(diǎn)調(diào)節(jié)管路特性曲線和泵的特性曲線調(diào)節(jié)管路特性曲線和泵的特性曲線改變閥門(mén)的開(kāi)度改變閥門(mén)的開(kāi)度 輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為氣體壓送機(jī)械氣體壓送機(jī)械 氣體壓送機(jī)械也分離心式、旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式等類(lèi)型氣體壓送機(jī)械也分離心式、旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式等類(lèi)型名稱(chēng)壓力二級(jí)分類(lèi) 用途壓縮比通風(fēng)機(jī) 0.115MPa以下 軸流風(fēng)機(jī)離心風(fēng)機(jī)通風(fēng)、干燥1-1.15鼓風(fēng)機(jī) 0.115-0.

13、4MPa 羅茨鼓風(fēng)機(jī)；離心鼓風(fēng)機(jī)原料氣的壓縮，液體物料的壓送，固體物料的氣流輸送小于4壓縮機(jī) 0.4MPa以上離心式螺桿式往復(fù)式工藝氣體、氣動(dòng)儀表用風(fēng)、壓料過(guò)濾、吹掃管道大于4真空泵 減壓極限接近0 工業(yè)上常用的通風(fēng)機(jī)主要有工業(yè)上常用的通風(fēng)機(jī)主要有離心離心通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)和軸流軸流通風(fēng)機(jī)兩種型通風(fēng)機(jī)兩種型式。軸流式通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)壓很小，一般只作通風(fēng)換氣之用。式。軸流式通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)壓很小，一般只作通風(fēng)換氣之用。用于氣體輸送的，多為離心通風(fēng)機(jī)。用于氣體輸送的，多為離心通風(fēng)機(jī)。 離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)與離心泵相似，離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)與離心泵相似，但機(jī)殼斷面有方形和圓形兩種

14、，一般低、中壓通風(fēng)機(jī)多為但機(jī)殼斷面有方形和圓形兩種，一般低、中壓通風(fēng)機(jī)多為方形，高壓的多為圓形，葉輪上葉片數(shù)目方形，高壓的多為圓形，葉輪上葉片數(shù)目較多且長(zhǎng)度較短。較多且長(zhǎng)度較短。風(fēng)量風(fēng)量: :風(fēng)壓：風(fēng)壓：軸功率與全壓效率：軸功率與全壓效率：按進(jìn)口處的氣體狀態(tài)計(jì)的單位時(shí)間內(nèi)從風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積，以Q表示，單位為 。hm /3單位體積的氣體流過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量，以 表示，單位為 。TH3/mJ1000tpQN軸功率以P表示，單位kw，全壓效率以 表示，無(wú)量綱。兩者之間關(guān)系為與離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)相似，但由于單級(jí)壓縮機(jī)不可能產(chǎn)生很高與離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)相似，但由于單級(jí)壓縮機(jī)不可能產(chǎn)生很高的風(fēng)

15、壓，故離心壓縮機(jī)都是的風(fēng)壓，故離心壓縮機(jī)都是多級(jí)多級(jí)的，的，葉輪的級(jí)數(shù)多葉輪的級(jí)數(shù)多，通常，通常1010級(jí)以上。級(jí)以上。葉輪轉(zhuǎn)速高葉輪轉(zhuǎn)速高，一般在，一般在5000r/min5000r/min以上。因此可以產(chǎn)生很高的出口壓以上。因此可以產(chǎn)生很高的出口壓強(qiáng)。由于氣體的體積變化較大，溫度升高也較顯著，故離心壓縮機(jī)強(qiáng)。由于氣體的體積變化較大，溫度升高也較顯著，故離心壓縮機(jī)常常分成幾段分成幾段，每段包括若干級(jí)，每段包括若干級(jí)，葉輪直徑逐段縮小葉輪直徑逐段縮小，葉輪，葉輪寬度也逐寬度也逐級(jí)有所縮小級(jí)有所縮小。段與段間設(shè)有。段與段間設(shè)有中間冷卻器中間冷卻器將氣體冷卻，避免氣體終溫將氣體冷卻，避免氣體終溫過(guò)

16、高。過(guò)高。工作原理：工作原理：實(shí)際流量小于性能曲線所表明的最小流量時(shí)，離心壓縮機(jī)出現(xiàn)的一種不穩(wěn)定工作狀態(tài)。喘振現(xiàn)象：喘振現(xiàn)象：表現(xiàn)：表現(xiàn)：壓縮機(jī)和排氣管系統(tǒng)產(chǎn)生一種低頻率高振幅的壓強(qiáng)脈動(dòng)，使葉輪的應(yīng)力增加，噪聲加重，整個(gè)機(jī)器強(qiáng)烈振動(dòng)，無(wú)法工作。 由于壓縮機(jī)的出口壓強(qiáng)突然下降，不能送氣，出口管內(nèi)壓強(qiáng)由于壓縮機(jī)的出口壓強(qiáng)突然下降，不能送氣，出口管內(nèi)壓強(qiáng)較高的氣體就會(huì)倒流入壓縮機(jī)。發(fā)生氣體倒流后，使壓縮機(jī)內(nèi)的較高的氣體就會(huì)倒流入壓縮機(jī)。發(fā)生氣體倒流后，使壓縮機(jī)內(nèi)的氣量增大，至氣量超過(guò)最小流量時(shí)，壓縮機(jī)又按性能曲線所示的氣量增大，至氣量超過(guò)最小流量時(shí)，壓縮機(jī)又按性能曲線所示的規(guī)律正常工作，重新把倒流進(jìn)來(lái)的氣體壓送出去。壓縮機(jī)恢復(fù)送規(guī)律正常工作，重新把倒流進(jìn)來(lái)的氣體壓送出去。壓縮機(jī)恢復(fù)送氣后，機(jī)內(nèi)氣量減少，至氣量小于最小流量時(shí)，壓強(qiáng)又突然下降，氣后，機(jī)內(nèi)氣量減少，至氣量小于最小流量時(shí)，壓強(qiáng)又突然下降，壓