第二章流體輸送機(jī)械1 (1)

1、1第二章第二章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 離心泵離心泵第三節(jié)第三節(jié) 其他類型化工用泵其他類型化工用泵第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械2第一節(jié)第一節(jié) 概述概述feHgpguZHgpguZ2222121122feHgpguzH22 He 是輸送機(jī)械對(duì)單位重量流體所做的功。 采用流體輸送機(jī)械可提高流體的位能、靜壓能，或用于克服沿程的阻力，或兼而有之。一、理論基礎(chǔ)一、理論基礎(chǔ)3第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 氣體 通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵 掌握離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)、能正確選型、計(jì)算安裝高度、會(huì)進(jìn)行操作和調(diào)節(jié)。 離心式 正位移式：往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式l 按介質(zhì)種類

2、：二、分類二、分類l 按工作原理：三、學(xué)習(xí)目標(biāo)三、學(xué)習(xí)目標(biāo) 液體 泵42-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件2-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線2-3 離心泵的氣蝕現(xiàn)象與安裝高度離心泵的氣蝕現(xiàn)象與安裝高度2-4 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)2-5 離心泵的類型與選擇離心泵的類型與選擇52-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件1234561、灌泵2、液體排出3、吸液氣氣 縛縛 現(xiàn)現(xiàn) 象象（Airbound)一、工作原理一、工作原理62-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件返回72-1 離心泵

3、的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件IS型離心泵外觀二、主要部件二、主要部件82-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件92-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件1. 葉輪（葉輪（Impeller） 核心部件核心部件a. 按機(jī)械結(jié)構(gòu)分：102-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件閉式半閉式開式112-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件b. 按吸入方式分：?jiǎn)挝?雙吸式平衡小孔122-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件2. 泵殼（泵殼（Spiral Casing）2.動(dòng)能靜壓能1.匯集

4、液體作用：作用：132-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件（1） 填料密封3. 軸封裝置（軸封裝置（Shaft Seads）14（2） 機(jī)械密封2-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件152-1 離心泵的工作原理與主要部件離心泵的工作原理與主要部件162-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線2.壓頭H (揚(yáng)程)l單位時(shí)間內(nèi)排到管路系統(tǒng)的液體體積，m3/hl Q與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)l 對(duì)于給定的泵，H與Q有關(guān)。一、性能參數(shù)一、性能參數(shù)l H與結(jié)構(gòu)、葉輪尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)1.流量Ql 泵對(duì)單位重量（1N）流體所能提供的能量，m174.

5、軸功率N：gQHNel 由各能量損失引起:容積損失、水力損失、機(jī)械損失有效功率Ne：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)液體獲得的能量102kWQHNNe3.效率：l 與泵的類型、尺寸、加工精度、流量等有關(guān)。 單位時(shí)間內(nèi)泵軸從電動(dòng)機(jī)得到的能量2-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線5.汽蝕余量(見后)182-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線 二、特性曲線二、特性曲線（Characteristic Curve） u 用實(shí)驗(yàn)測(cè)得H Q, N Q, Q之間的關(guān)系（常壓20清水）。u 通常，特性曲線由制造廠附于泵的樣本或說(shuō)明書中，是正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。u 測(cè)定方法見實(shí)驗(yàn)1

6、92-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線20例 離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置如附圖所示，現(xiàn)用20水在2900r/min下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知吸入管路內(nèi)徑80mm，壓出管路內(nèi)徑60mm，兩測(cè)壓點(diǎn)的垂直距離為0.12m，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得一組數(shù)據(jù)：流量為 24 ，泵進(jìn)口處真空表讀數(shù)為53kPa，出口處壓力表讀數(shù)為124kPa，電動(dòng)機(jī)輸入功率為2.3kW。電動(dòng)機(jī)效率為0.95，泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)，其傳動(dòng)效率可視為1。試計(jì)算在此流量下泵的性能參數(shù)。hm /3mH36.1881. 9233. 136. 281. 91000105312412. 0223kWN26. 238. 295. 0)(2 .

7、 1)(120081. 9100036.18360024kWWgQHNe%1 .53%10026. 22 . 1%100NNe2-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線212-2 離心泵性能參數(shù)與的特性曲線離心泵性能參數(shù)與的特性曲線221. HQ曲線：Q，H 2. NQ曲線：Q，N3.Q曲線： 啟動(dòng)泵時(shí)，應(yīng)關(guān)閉泵出口閥門，以減小啟動(dòng)電流；啟動(dòng)泵時(shí)，應(yīng)關(guān)閉泵出口閥門，以減小啟動(dòng)電流； 停泵時(shí)應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，防止高壓液體倒流。停泵時(shí)應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，防止高壓液體倒流。 離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一效率最高點(diǎn)，該點(diǎn)稱為泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)。銘牌上所標(biāo)的性能參數(shù)是最高效率點(diǎn)時(shí)的參數(shù)。泵應(yīng)盡可能在高

8、效區(qū)（最高效率的92%范圍）工作。2-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線231.流體密度：只對(duì)QN曲線有影響變化。NN2.流體粘度：粘度增大時(shí)，H，N。CHCHQCQHQ,換算公式：（一）被輸送流體性質(zhì)的影響由下圖查得和CCCHQ,2-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線三、影響離心泵性能的因素三、影響離心泵性能的因素24大流量離心泵黏度換算系數(shù)2-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線25（二）轉(zhuǎn)速的影響（三）葉輪直徑的影響3231212221212121nnNNnnHeHennQQ比例定律：轉(zhuǎn)速變化小于20%時(shí)3231212221

9、212121DDNNDDHeHeDDQQ切割定律：葉輪直徑變化小于20%時(shí)2-2 離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的性能參數(shù)與特性曲線261.汽蝕原因：葉輪入口附近壓力pv2-3 離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度*一一 、離心泵的汽蝕現(xiàn)象（、離心泵的汽蝕現(xiàn)象（工作原理工作原理）27(3) 泵殼及葉輪沖蝕（點(diǎn)蝕到裂縫）3.發(fā)生標(biāo)志：發(fā)生標(biāo)志：泵揚(yáng)程較正常值下降3。2.汽蝕危害汽蝕危害(1) 泵體產(chǎn)生震動(dòng)與噪音；(2) 泵性能（Q、H、）下降，嚴(yán)重時(shí)不能送液；2-3 離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度28安裝高度：安裝高度：10,21102fgHgugpgpH

10、2-3 離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度10 ,21102fgHgugpHgpHg , p1 二、離心泵的安裝高度二、離心泵的安裝高度292-2-5.離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度1.1.汽蝕余量汽蝕余量定義：定義：gpgugpNPSHv2211gpgugpNPSHvC2)(21min, 1（1）臨界汽蝕余量 (NPSH)C由廠商實(shí)驗(yàn)測(cè)定，當(dāng)Q一定且進(jìn)入阻力平方區(qū)時(shí)，只與泵的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，是泵的特性參數(shù)。NPSH，p1 ，接近汽蝕狀態(tài)30(2) 必需汽蝕余量 (NPSH)r (NPSH)= (NPSH)r +0.510,0fvgHNPSHgppH2. 允許安裝高度允許安裝高度(

11、NPSH)r= (NPSH)C+0.3列入泵產(chǎn)品樣本，繪于泵的特性曲線上。(3) 實(shí)際汽蝕余量（NPSH）2-2-5 離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度特別注意特別注意: Hf, 0-1指吸入管路的壓頭損失指吸入管路的壓頭損失31討論：討論：l盡量減小吸入管路的阻力損失，如吸入管徑適當(dāng)大些，吸入管盡量短，省去不必要的管件閥門等。l被輸送溫度較高或蒸氣壓較低的流體時(shí)，安裝高度往往較小，若計(jì)算出負(fù)值，說(shuō)明該泵應(yīng)該安裝在貯槽液面以下；運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中也會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。2-3 離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度l為安全起見，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)際安裝高度應(yīng)比Hg再小(0.51)m。 (NPSH)r是常壓下用

12、20清水測(cè)定的，條件不同原則上應(yīng)校正，但通常含在安全系數(shù)中。32l 使用最大流量來(lái)計(jì)算Hg。2-3 離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度332-4 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)一、管路特性曲線一、管路特性曲線21 ,2211fHgpZHegpZ21 ,fHgpzHe 通過(guò)某特定管路的流量與所需外加壓頭之間的關(guān)系，稱為管路的特性。,21 ,fHHeQe,管路需要泵提供的外加壓頭：34gudllHef2)(221 ,2452)8(Qeddllgie)(21efQfH)(eeQfgpzHAgpz對(duì)一定的管路，令Bddllgie)8(452（流動(dòng)在阻力平方區(qū)）)(e

13、Qf2eBQAHe管路特性曲線：2-4 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)35TTBQAH二、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)二、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)gpZQH eeQH eHH MeQQ HQ2eeBQAH2-4 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)36改變閥門開度時(shí)工作點(diǎn)變化eQQ或eHH或MMQ1MQ1M12MQ2M22-4 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)37改變泵轉(zhuǎn)速時(shí)工作點(diǎn)變化eQQ或eHH或1M1nMn2M2n1MQMQ2MQ2-4 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)38一、離心泵的類型一、離心泵的類型(p 50-51)l按輸送

14、液體性質(zhì)：清水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質(zhì)泵等l按葉輪吸入方式：?jiǎn)挝?、雙吸泵l按葉輪數(shù)目：?jiǎn)渭?jí)泵、多級(jí)泵2-5 離心泵的類型與選擇離心泵的類型與選擇39IS 50-32-250 50吸入口直徑，mm 32排出口直徑，mm 250葉輪尺寸，mm2-5 離心泵的類型與選擇離心泵的類型與選擇IS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單級(jí)單吸清水離心泵D 多級(jí)泵Sh雙吸泵 1、水泵、水泵403、油泵、油泵 80Y II-1003 3級(jí)數(shù) 4、雜質(zhì)泵、雜質(zhì)泵 葉片數(shù)量少、常用開式或半閉式葉輪葉片數(shù)量少、常用開式或半閉式葉輪 PW污水泵 PS砂泵 PN泥漿泵 4PNJ 4 25.4 吸入口直徑 J橡膠襯里2-5 離心泵的類型與選擇離心泵

15、的類型與選擇2、耐腐蝕泵、耐腐蝕泵 命名方法：命名方法：F后面再放上一個(gè)表示制造材料的字母后面再放上一個(gè)表示制造材料的字母 H灰口鑄鐵灰口鑄鐵 B鉻鎳不銹鋼鉻鎳不銹鋼 S聚三氟氯乙烯聚三氟氯乙烯 50FM25 50吸入口直徑，mm 25最高效率時(shí)揚(yáng)程，m41二、離心泵的選用二、離心泵的選用（1）根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件，確定泵類型。（2）根據(jù)流量Qe和壓頭He確定泵的型號(hào)。（3）若輸送液體的密度大于水時(shí)，需核算泵的軸功率。2-5 離心泵的類型與選擇離心泵的類型與選擇l液體的輸送量為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定的最大流量l用柏努力方程計(jì)算在最大流量下管路所需的壓頭l選型時(shí)要使所選泵能夠提供的流量Q和壓頭

16、H比管路要求值稍大一點(diǎn)l選出泵的型號(hào)后，應(yīng)列出泵的有關(guān)性能參數(shù)和轉(zhuǎn)速42例：生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定Qe=80m3/h ，He=18m，性質(zhì)與清水相近，試選擇合適的離心泵，并核算操作條件下的功率及因調(diào)節(jié)閥門多消耗的功率。（3）調(diào)節(jié)閥門多消耗的功率 H = 21.218 = 3.2mkWHQN905. 077. 010236001000802 . 3102解：（1）選泵的型號(hào)。由壓頭和流量的要求選擇IS100-80-125型水泵。其在n=2900r/min下的性能參數(shù)為：H=20.0m，Q=100m3/h，N=7.0kW，=78%，h=4.5m。kWHQN0 . 677. 010236001000802 .

17、21102（2）實(shí)際運(yùn)行時(shí)所消耗的軸功率。由該型號(hào)泵的特性曲線查得，在Q=80m3/h時(shí)，H=21.2m，=77%，N=6kW。2-5 離心泵的類型與選擇離心泵的類型與選擇43（5）長(zhǎng)時(shí)間停車時(shí)，應(yīng)將泵和管路中液體放盡。三、離心泵的安裝與操作三、離心泵的安裝與操作2-5 離心泵的類型與選擇離心泵的類型與選擇（1）啟動(dòng)前先要灌泵（2）啟動(dòng)前關(guān)閉出口閥，等電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再逐步打開出口閥；（3）運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中應(yīng)注意有無(wú)不正常的噪音，壓力表是否正常，經(jīng)常檢查密封的泄露情況和發(fā)熱與否（4）停泵前先關(guān)出口閥，再關(guān)閉電機(jī)。44第三節(jié)第三節(jié) 其他類型化工用泵其他類型化工用泵一、往復(fù)泵一、往復(fù)泵45第三節(jié)第三節(jié) 其

18、他類型化工用泵其他類型化工用泵二、旋轉(zhuǎn)泵二、旋轉(zhuǎn)泵齒輪泵46第三節(jié)第三節(jié) 其他類型化工用泵其他類型化工用泵雙螺桿泵47第三節(jié)第三節(jié) 其他類型化工用泵其他類型化工用泵三、旋渦泵三、旋渦泵48第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械按出口壓強(qiáng)按出口壓強(qiáng)P或壓縮比或壓縮比（P出出/P入入）來(lái)分類）來(lái)分類通風(fēng)機(jī)：=11.15,P出15103 Pa(表壓）鼓風(fēng)機(jī)：= 1.154,P出Pa (表壓）壓縮機(jī)：4, P出300103 Pa(表壓）真空泵：用于減壓，終壓為大氣壓終壓為大氣壓49一、一、離心式通風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械( (一）工作原理及結(jié)構(gòu)一

19、）工作原理及結(jié)構(gòu)50 以單位體積為衡算基準(zhǔn)，在風(fēng)機(jī)的進(jìn)口截面和出口截面列柏努利方程：21212221212)()(fThuuppgzzH（二）（二）性能參數(shù)和特性曲線性能參數(shù)和特性曲線1. 風(fēng)量風(fēng)量Q ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積；并以風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的氣體狀態(tài)計(jì)，單位為m3/h2. 風(fēng)壓風(fēng)壓HT： 單位體積氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量， 單位為Pa，22212uppHT （全風(fēng)壓=靜風(fēng)壓+動(dòng)風(fēng)壓）第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械51 通風(fēng)機(jī)銘牌或手冊(cè)中所列的風(fēng)壓是在20、101.3 kPa的條件下用空氣作介質(zhì)測(cè)定的（密度為1.2kg/m3）。/2 . 1TTHH 3. 軸功率與效率軸功

20、率與效率1000QHNT注意HT和Q必須是同一狀態(tài)下的數(shù)值將操作條件下的風(fēng)壓換算為實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓：第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械524. 特性曲線特性曲線第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械53（4）當(dāng)1.2kg/m3時(shí)，要核算軸功率。（1）根據(jù)管路布局和工藝條件，計(jì)算輸送系統(tǒng)所需的實(shí)際風(fēng)壓HT ，并換算為實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓 HT。（三）選型（三）選型（2）根據(jù)所輸送氣體的性質(zhì)及所需的風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型（3）根據(jù)實(shí)際風(fēng)量和實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓，選擇適宜的風(fēng)機(jī)型號(hào)。第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械54例：用離心通風(fēng)機(jī)將30、101.3kPa的清潔空氣，以28000m3/h的流量

21、經(jīng)加熱器升溫至90后進(jìn)入干燥器。在平均條件下（60及101.3 kPa）輸送系統(tǒng)所需的全風(fēng)壓為2460 Pa。試選擇合適型號(hào)的通風(fēng)機(jī)。根據(jù)風(fēng)量Q28000 m3/h和風(fēng)壓HT2785 Pa，查得4-72-11No.8C型離心通風(fēng)機(jī)可滿足要求。在1800 r/min的轉(zhuǎn)速下其有關(guān)性能參數(shù)為：HT2795 Pa Q29900 m3/h N30.8 kw 91%PaHHTT278506. 12 . 124602 . 1/3/06. 160273202732 . 1mkg解：將60和101.3 kPa下的風(fēng)壓數(shù)值換算為實(shí)驗(yàn)條件下的數(shù)值第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械55二、羅茨鼓風(fēng)機(jī)二、羅茨鼓風(fēng)

22、機(jī)第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械56三、水環(huán)真空泵三、水環(huán)真空泵 第四節(jié)第四節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械57本章小結(jié)本章小結(jié)58 本章應(yīng)重點(diǎn)掌握離心泵的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和本章應(yīng)重點(diǎn)掌握離心泵的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和操作特性，以便根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，合理選擇和正確操作特性，以便根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，合理選擇和正確使用離心泵，實(shí)現(xiàn)高效、安全、可靠的運(yùn)行。了解其使用離心泵，實(shí)現(xiàn)高效、安全、可靠的運(yùn)行。了解其他化工用泵和氣體輸送機(jī)械。他化工用泵和氣體輸送機(jī)械。 本章聯(lián)系圖如下：本章聯(lián)系圖如下：A 工作原理，基本結(jié)構(gòu)B 性能參數(shù)，特性曲線C 泵的操作，流量調(diào)節(jié)D 安裝E 選型59A 工作原理，基本結(jié)構(gòu)工作原理，基本結(jié)構(gòu) （1）工作原理：灌泵）工作原理：灌泵 （2）基本結(jié)構(gòu)：提高靜壓能）基本結(jié)構(gòu)：提高靜壓能 葉輪：后彎葉輪：后彎 泵殼：蝸殼泵殼：蝸殼B 性能參數(shù)，性能參數(shù)，特性曲線特性曲線（1）性能參數(shù)）性能參數(shù)l 流量流量Q：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)排到管路系統(tǒng)的液體體積。：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)排到管路系統(tǒng)的液體體積。l 壓頭壓頭H ：泵對(duì)單位重量流體所能提供的能量。：泵對(duì)單位重量流體所能提供的能量。60l 軸功率軸功率N：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)泵軸從電動(dòng)機(jī)得到的能量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)泵軸從電動(dòng)機(jī)得到的能量gQHNel 有效功率有效功率Ne：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)液體獲得的能量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)液體獲得的能量102kWQHNNel 效率效率：由各