A1-2 流體輸送機械(1)

1、流體輸送化工原理 A(1)Principles of Chemical Engineering A(1)A(1)-2 流體輸送機械流體輸送A(1)-0 緒論A(1)-1 流體流動*A(1)-2 流體輸送機械A(chǔ)(1)-3 多相分離和固體流態(tài)化A(1)-4 傳熱*A(1)-5 蒸發(fā)化工原理 A(1)流體輸送泵房流體輸送壓縮機車間流體輸送 通過本章學(xué)習(xí)，掌握化工中常用流體輸送機械的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和操作特性，能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和流體特性，合理地選擇和正確操作流體輸送機械，并使之在高效下安全可靠運行。學(xué)習(xí)目的與要求流體輸送2-1 離心泵的工作原理及性能參數(shù)2-2 離心泵在管路中的運行2-3 其它流

2、體輸送機械流體輸送一、離心泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（一）離心泵的基本結(jié)構(gòu)（二）離心泵工作原理（三）離心泵的主要部件二、 離心泵的基本方程式能量方程式（一）建立數(shù)學(xué)模型（二）離心泵實際壓頭、流量關(guān)系曲線的實驗測定三、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（一）離心泵的性能參數(shù)（二）離心泵的特性曲線（三）影響離心泵性能的因素分析和性能換算流體輸送 離心泵是化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的液體輸送機械，本節(jié)重點掌握離心泵的工作原理、重要性能參數(shù)及影響泵性能的主要因素。 關(guān)鍵：動能有效轉(zhuǎn)化為靜壓能 離心泵流體輸送（一）離心泵的基本結(jié)構(gòu) 流體輸送（二）離心泵工作原理離心泵工作原理.swf 否則，因空氣密度小，葉輪旋轉(zhuǎn)時后產(chǎn)生的離

3、心力小，葉輪中心區(qū)不足以形成吸入貯槽內(nèi)液體的低壓，不能輸送液體。注意：注意： 離心泵啟動前需向泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體。 可見，離心泵無自吸能力，此現(xiàn)象稱為氣縛。流體輸送（三）離心泵的主要部件1離心泵的葉輪 葉輪是離心泵的核心部件，對泵內(nèi)液體作功，使其獲得能量。 葉輪按其機械結(jié)構(gòu)可分為閉式、半閉式和開式三種： 葉輪類型.swf流體輸送葉輪按吸液方式可分為單吸式與雙吸式兩種：流體輸送 葉輪上的葉片，根據(jù)其幾何形狀，可分為后彎、徑向和前彎三種： 后彎葉片有利于液體的動能轉(zhuǎn)換為靜壓能，故而被廣泛采用。 流體輸送2離心泵的泵殼與導(dǎo)輪 有導(dǎo)輪的離心泵.exe蝸形泵殼匯集葉輪流出的液體，并將部分動能轉(zhuǎn)換成靜

4、壓能。導(dǎo)輪減少液體對泵殼的沖擊，也將部分動能轉(zhuǎn)換成靜壓能。流體輸送3軸封裝置 流體輸送二、 離心泵的基本方程式能量方程式 離心泵的壓頭 （主要是液體獲得的靜壓能）與哪些因素有關(guān)？如何提高靜壓能？ 由于液體在葉輪中的運動情況十分復(fù)雜，很難提出一個定量表達上述各因素之間關(guān)系的方程。工程上采用數(shù)學(xué)模型法來研究此類問題。 離心泵的基本方程式是從理論上描述在理想情況下離心泵可能達到的最大壓頭與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)速及液體流量諸因素之間關(guān)系的表達式。()THf泵結(jié)構(gòu)尺寸，轉(zhuǎn)速，流量()eHWg流體輸送(1) 理想葉輪：葉輪的葉片無限薄、葉片數(shù)無限多。(3) 定態(tài)流動：泵內(nèi)液體流動與時間無關(guān)。(2) 理想液體

5、：被輸送的液體沒有粘性。（一）建立數(shù)學(xué)模型1三點簡化假設(shè) 因此，按上面假想模型推導(dǎo)出來的壓頭必為在指定轉(zhuǎn)速下可能達到的最大壓頭理論壓頭。 在理想葉輪內(nèi)，流體完全沿著葉片表面流動，流體無旋渦、無沖擊損失。理想液體在葉輪內(nèi)流動不存在流動阻力。 流體輸送2流體通過葉輪的流動速度三角形 以地面為參照系考察流體在泵內(nèi)的流動 。 u1: 隨葉輪旋轉(zhuǎn)的圓周速度，方向為圓周的切線方向，其大小隨葉輪半徑的增大而增大 ； w1:在葉片間運動的相對速度(相對于旋轉(zhuǎn)的葉片) ，方向是葉片的切線方向，其大小從里向外由于流道變大而降低 。 流體進入葉輪后相對于地面的實際流速c1 (此處稱為絕對流速)。上述三個速度w1、u

6、1、c1所組成的矢量圖稱為速度三角形。 葉輪出口處同樣有絕對速度c2，圓周速度u2及相對速度w2，也構(gòu)成速度三角形。 葉輪入口處：c1可以分解為u1、w1。流體輸送 及的大小由葉片的形狀決定。 用表示絕對速度c與圓周速度u兩矢量之間的夾角; 用表示相對速度w與圓周速度u反方向延線的夾角，稱之為流動角。2221111 112coswcucu應(yīng)用余弦定理于速度三角形得：速度三角形用于分析泵的性能、確定葉輪進出口幾何參數(shù)。 2222222222coswcuc u2流體通過葉輪的流動速度三角形 流體輸送3數(shù)學(xué)描述-離心泵基本方程式的推導(dǎo) 離心泵基本方程式表示離心泵工作時的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，可由離心力作功推

7、導(dǎo)。 前面已知，單位重量(1N)流體為衡算基準的柏努利方程為221122122 2fehWupupzzmgggggg 下面從此式出發(fā)，分析1N的理想流體從葉片入口截面1-1到葉片出口截面2-2間所獲得的機械能 。流體輸送 3) 因為葉輪每轉(zhuǎn)一周，截面1-1和2-2的位置互換一次，所以按時均計，位能差為零, 即（z2 - z1）=0 ；2221222112212211(2)22feehWpWupupzzgpuuggggzzgggg2221214),2eTpcWppccHHHggg令則得到：1) 此處流體在截面1-1和2-2的絕對流速分別用c1和c2表示;TpcHHH HT-離心泵的理論壓頭，m；

8、Hp-1N理想流體經(jīng)葉輪后靜壓頭的增量，m；Hc-1N理想流體經(jīng)葉輪后動壓頭的增量，m。 2) 因為是理想液體，流動時無阻力損失，阻力項hf/g=0；流體輸送21pppHg其中靜壓頭的增量由離心力作功和相對速度轉(zhuǎn)化而來：22212uug離心力作功獲得的靜壓頭22122wwg相對速度轉(zhuǎn)化獲得的靜壓頭2222211222puuwwHgg222222211221222TuuwwccHggg于是：此式即為離心泵基本方程式的一種表達式 （稱為離心泵的工作原理表達式）流體輸送4離心泵理論壓頭影響因素分析 為了便于分析離心泵理論壓頭的影響因素，需將上式代入并整理，得：222222211221222Tuuww

9、ccHggg2221111 11222222222w2cos2coscucuwcuc u為此將2221 11coscosTu cu cHg 為了提高理論壓頭，在離心泵設(shè)計中，應(yīng)使u1c1cos1項最小，即取1=90, cos1= 0，這時則有： 222cosTu cHg該式中的2和c2仍然不便分析，還需進一步變化以消去。作些變化。流體輸送 因為該式表示理論壓頭與各種易于確定的因素之間的關(guān)系，故稱為分析理論壓頭影響因素的表達式。 因為流量易于測量，所以設(shè)法將離心泵的理論流量QT引入。222TrQcD b 若葉輪出口處的液體徑向速度為cr2 ,葉輪外徑為D2,葉輪外緣寬度為b2，則有：22222c

10、osrcuc ctg又由速度三角形及cu2，可得： 222222TTuu ctgHQgg D b得：222cosTu cHg將上述二式代入2260D nu其中離心泵基本方程表達式的另一種形式。流體輸送 用來分析各項因素對離心泵理論壓頭的影響：222222TTuu ctgHQgg D b由上式，2260D nu其中(1) 葉輪的轉(zhuǎn)速n和直徑D2 當(dāng)理論流量QT和葉片幾何尺寸（b2、2）一定時，D2、n增大，則HT增大，即加大葉輪直徑，提高轉(zhuǎn)速均可提高壓頭。 (2) 葉片的幾何形狀(2) 根據(jù)流動角2的大小，葉片形狀分為后彎、徑向和前彎。 流體輸送后彎葉片290ctg20徑向葉片2 = 90ctg

11、2=0 前彎葉片290ctg2022TuHg22TuHg22TuHg可見，流動角2越大，理論壓頭HT就越大。222222TTuu ctgHQgg D b流體輸送 離心泵的理論壓頭由靜壓頭和動壓頭兩部分組成。TpcHHH由式可知， 可見，對于前彎葉片，動壓頭的提高大于靜壓頭的提高。而對后彎葉片，靜壓頭的提高大于動壓頭的提高，其凈結(jié)果是獲得較高的有效壓頭。為獲得較高的能量利用率，提高離心泵的經(jīng)濟指標(biāo)，應(yīng)采用后彎葉片。 右圖表示HT、Hp和2的關(guān)系曲線：那么，是不是流動角2越大越好？流體輸送 表達了一定轉(zhuǎn)速下指定離心泵（其b2、D2、2為定值）的理論壓頭與理論流量的關(guān)系。 上式表示的HTQT關(guān)系曲線

12、稱為離心泵的理論特性曲線。(3) 理論流量 222222TTuu ctgHQgg D b式TTHABQ可簡化表示為： 顯然，對于后彎葉片，B0，HT隨QT的增加而降低（曲線c） b 線為徑向葉片的(B=0)， a 線為前彎葉片的(B0)流體輸送(4) 液體密度 中未出現(xiàn)液體密度，這表明離心泵的理論壓頭與液體密度無關(guān)。222222TTuu ctgHQgg D b式 因此，同一臺離心泵，只要轉(zhuǎn)速恒定，不論輸送何種液體，都可提供相同的理論壓頭（單位為m液柱）。 但注意，在同一壓頭下，離心泵進出口的壓強差與液體密度成正比（單位為Pa）。流體輸送（二）離心泵實際壓頭、流量關(guān)系曲線的實驗測定 實際葉輪的葉

13、片不可能無限薄，數(shù)目也是有限的，且輸送的是粘性流體，因而必然存在流體在葉輪內(nèi)的泄漏和能量損失，致使泵的實際壓頭和流量小于理論值。 所以離心泵的實際壓頭與流量的關(guān)系曲線應(yīng)在理論特性曲線的下方。 離心泵的H-Q關(guān)系曲線由實驗測定。實驗條件：20清水、常壓。流體輸送三、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線 離心泵的主要性能參數(shù)有流量、壓頭、效率、軸功率等。（一）離心泵的性能參數(shù) 1、流量 Q 離心泵的流量是指單位時間內(nèi)排到管路系統(tǒng)的液體體積，用Q表示，常用單位為l/s、m3/s或m3/h等。（即V）2、壓頭（揚程) H 離心泵的壓頭是指離心泵對單位重量（1N）液體所提供的有效能量，用H表示，單位為m(即J/N

14、)。 注意：壓頭H 并非液體的升揚高度。H 包含動壓頭、靜壓頭和阻力損失，其中靜壓頭才是升揚高度。流體輸送 離心泵在實際運轉(zhuǎn)中，由于有各種能量損失，因此輸入泵的功率高于理論值。3、效率通常，小型泵的總效率為5070，而大型泵可達90。 離心泵的能量損失包括以下三項： (1) 容積損失 泄漏造成的損失。閉式葉輪的容積效率v =0.850.95； (2) 水力損失 液體流經(jīng)葉片、蝸殼的沿程阻力；流道面積和方向變化的局部阻力；葉輪通道中的環(huán)流和旋渦等造成的能量損失。水力效率h=0.80.9； (3) 機械效率 泵軸在軸承、軸封等處的機械摩擦造成的能量損失。機械效率m=0.960.99。 離心泵的總效

15、率反映能量損失大小的參數(shù)稱為效率。vhm流體輸送4、軸功率 N 液體在單位時間內(nèi)從葉輪獲得的能量稱為泵的有效功率(Ne）。eeNH Q g 由于泵內(nèi)存在上述的三項能量損失，故軸功率必大于有效功率，即有：1000102eeNH QNWkW電機提供給泵軸的功率稱為泵的軸功率（N），單位為W或kW。,eesWHwQg而eesNW w前面已指出：流體輸送（二）離心泵的特性曲線 離心泵壓頭H、軸功率N及效率均隨流量Q而變，它們之間的關(guān)系曲線稱為離心泵的特性曲線或離心泵工作性能曲線。HQNQQ離心泵的特性曲線QN, H, NQHQQ 三條特性曲線 離心泵的特性曲線是泵出廠前在一定轉(zhuǎn)速下，用20清水在常壓下

16、實驗測得。 流體輸送（1）H-Q曲線 離心泵的壓頭一般隨流量加大而下降，這與離心泵的基本方程式相吻合。 （2）N-Q曲線 離心泵的軸功率在流量為零時最小，隨流量增大而上升。故在啟動離心泵時，應(yīng)關(guān)閉泵出口閥門，以減小啟動電流，保護電機。停泵時先關(guān)閉出口閥門是為了防止高壓液體倒流損壞葉輪。 （3）-Q曲線 額定流量下泵的效率最高。該最高效率點稱為泵的設(shè)計點，對應(yīng)的值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)即是最高效率點對應(yīng)的參數(shù)。QN, H, NQHQQ離心泵的特性曲線離心泵應(yīng)盡可能在高效區(qū)（在最高效率的92%范圍內(nèi)）工作。流體輸送（三）影響離心泵性能的因素分析和性能換算 1液體物性的影響 （

17、1）密度的影響 離心泵的流量、壓頭均與液體密度無關(guān)，效率也不隨液體密度而改變，因而當(dāng)被輸送液體密度發(fā)生變化時，H-Q與-Q曲線基本不變，但泵的軸功率與液體密度成正比。此時，N-Q曲線不再適用，N 需要用式 重新計算。 eNHQ g（2）粘度的影響 當(dāng)被輸送液體的粘度大于常溫水的粘度時，泵內(nèi)液體的能量損失增大，導(dǎo)致泵的流量、壓頭減小，效率下降，軸功率增加，泵的特性曲線均發(fā)生變化。當(dāng)液體運動粘度v大于20cSt（厘沲）時(常溫水1cSt)，離心泵的性能需按下式進行修正 ：QHQc QHc Hc流體輸送流體輸送2. 離心泵轉(zhuǎn)速 n 的影響 離心泵的比例定律 ：23;() ;()QnHnNnQnHnN

18、n3. 離心泵葉輪直徑 D 的影響 離心泵的切割定律 23222222;() ;()DDDQHNQDHDND【習(xí)題 】教材 P133 1流體輸送2-1 離心泵的工作原理及性能參數(shù)2-2 離心泵在管路中的運行2-3 其它流體輸送機械流體輸送一、 離心泵的安裝高度（一）離心泵的汽蝕現(xiàn)象（二）離心泵的抗汽蝕性能（三）離心泵的允許安裝高度二、 離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)（一）管路特性曲線和離心泵的工作點（二）離心泵的流量調(diào)節(jié)三、離心泵的類型與選擇（一）離心泵的類型 （二）離心泵的選擇流體輸送 一定性能的離心泵在特定的管路系統(tǒng)中運行時，將會出現(xiàn)什么問題？ 如何高效地滿足生產(chǎn)工藝對泵提出的流量和能量要求？

19、本節(jié)將對這些問題予以討論。 流體輸送（一）離心泵的汽蝕現(xiàn)象 當(dāng)葉片入口附近的最低壓力等于或小于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時，液體在此處汽化形成氣泡。 離心泵工作時，其吸入口附近為低壓區(qū)。 原來抽冷水的離心泵改抽熱水時，出現(xiàn)嚴重振動，拆開發(fā)現(xiàn)葉輪受損。流體輸送 在巨大沖擊力反復(fù)作用下，使葉片表面材質(zhì)疲勞，從開始的點蝕到形成裂縫，導(dǎo)致葉輪或泵殼破壞。 含氣泡的液體進入葉輪高壓區(qū)后，氣泡在高壓作用下急劇地縮小而破滅，氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體以極高的速度沖向原氣泡所占據(jù)的空間，造成沖擊和振動。離心泵汽蝕現(xiàn)象.swf這種現(xiàn)象稱為汽蝕。 汽蝕和氣縛是兩個完全不同的概念（討論）：現(xiàn)象表 現(xiàn)原 因解

20、 決氣縛汽蝕抽不上液體 泵振動、葉輪損壞 氣體密度小，離心力小 葉輪入口壓力低于蒸汽壓 灌泵 降低安裝高度等 流體輸送 所以，離心泵的安裝高度受吸入口附近最低允許壓強的限制，其極限值為操作條件下液體的飽和蒸汽壓pv。1）泵體產(chǎn)生震動與噪音；2）泵性能（Q、H、）下降；3）泵殼及葉輪沖蝕（點蝕到裂縫）。 泵吸入口附近壓力等于或低于液體的飽和蒸汽壓pv。 汽蝕現(xiàn)象的標(biāo)志：汽蝕的危害：汽蝕產(chǎn)生原因：泵揚程較正常值下降3。 可見，離心泵運行時吸入口附近的最低壓強必須大于液體的蒸汽壓pv。而這個最低壓強與泵的安裝高度有關(guān)。7.3流體輸送（二）離心泵的抗汽蝕性能表示離心泵的抗汽蝕性能的兩種方法：汽蝕余量

21、允許吸上真空度1. 汽蝕余量(NPSH-Net Positive Suction Head ) 為了防止汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，在離心泵的入口處液體的壓頭（靜壓頭與動壓頭之和）必須大于操作溫度下液體的飽和蒸汽壓頭，即： 2112vppuggg2112vppuNPSHgggp1為泵入口處可允許的最低壓強。 兩者之差的最小值稱為離心泵的允許汽蝕余量，即： 流體輸送 必需的汽蝕余量(NPSH)r 由泵制造廠實驗測定，繪于泵的特性曲線上。 實際汽蝕余量:（NPSH） (NPSH)r+0.5 m QN, (NPSH)r , H, NQHQQ（NSPH)rQ(NSPH)rQ關(guān)系曲線其值隨流量增大而加大。流體輸送2.

22、 允許吸上真空度sH稱為允許吸上真空度（泵入口處允許的最大真空度）1aSppHg 若將泵入口允許的最低壓強p1換算成真空度，并以液柱高度表示，則有：真空度=大氣壓強-絕對壓強 Hs與泵的結(jié)構(gòu)、被輸送液體的性質(zhì)及當(dāng)?shù)卮髿鈮河嘘P(guān)，值隨Q加大而減小。 Hs 值由泵生產(chǎn)廠家于常壓下用20清水實驗測得。當(dāng)操作條件與該條件不一致或輸送其它液體時，對Hs 要進行校正。 sH流體輸送（三）離心泵的允許安裝高度 離心泵的安裝高度受到汽蝕現(xiàn)象限制。在圖0-0與1-1間列柏氏方程：2011,0 12gfppuHHgg 若貯槽上方與大氣相通，則p0為pa 。Hg最大條件：u1 0，Hf 0-10，p1 0maxagp

23、Hg2max10gHmH O在標(biāo)準大氣壓下輸送水： 可見: 離心泵的安裝高度不是任意的，而是受輸送液體溫度、 管道特性、液體性質(zhì)、大氣壓強等的影響。流體輸送（三）離心泵的允許安裝高度 為求實際安裝高度, 由柏氏方程：2011,0 12gfppuHHgg 若貯槽上方與大氣相通，則p0為pa 。211)2vrppuNPSHNPSHggg暫?。ù耄茫?,0 1()vgrfppHNPSHHg1aSppHg如將允許吸上真空度代入柏氏方程，則得：21,0 12gsfuHHHg流體輸送小結(jié)：0,0 1()vgrfppHNPSHHg21,0 12gsfuHHHg離心泵的實際安裝高度應(yīng)以夏天當(dāng)?shù)刈罡邷囟群退?/p>

24、需最大用水量為設(shè)計依據(jù)。 離心泵的允許安裝高度，可用汽蝕余量表示，也可用允許吸上真空度表示，分別為：離心泵的實際安裝高度應(yīng)比允許安裝高度減小(0.51)m。 原來抽冷水的離心泵改抽熱水時，為什么會出現(xiàn)嚴重振動，甚至葉輪受損？現(xiàn)在，我們可以回答前面的問題：(發(fā)生了汽蝕。因為蒸汽壓升高使安裝高度Hg降低)流體輸送二、 離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)（一）管路特性曲線和離心泵的工作點 1. 管路特性方程式和特性曲線 泵對1N流體所做的凈功為： 2()0,pzKug 式中有常數(shù) ，2222()() / 2()42eefefelllluHdgQHgGdQd又2eeHKGQ得到流體在管路中的壓頭與流量之間的關(guān)系

25、，稱為管路特性方程式。 22efpuHzHgg 流體輸送2離心泵的工作點 泵在管路中正常運行時，泵所提供的流量和壓頭應(yīng)與管路系統(tǒng)所要求的數(shù)值一致。 聯(lián)解上述兩方程所得到兩特性曲線的交點，即離心泵的工作點M。 管路特性方程 He = K + GQe2泵的特性方程 H =f(Q)在M點，HHe，QQe 流體輸送（二）離心泵的流量調(diào)節(jié) 1改變管路特性曲線-改變泵出口閥開度 He = K + GQe2流體輸送2改變泵的特性曲線 （1）改變泵的轉(zhuǎn)速（2）改變?nèi)~輪直徑比例定律：切割定律：2;()QnHnQnHn22222;()DDQHQDHD流體輸送（1）離心泵的并聯(lián) 3離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)操作 在同一壓頭

26、下，并聯(lián)泵的流量為單臺泵的兩倍。 并聯(lián)后的總流量低于單臺泵流量的兩倍，并聯(lián)壓頭略高于單臺泵的壓頭。并聯(lián)泵的總效率與單臺的效率相同。 2IIHHQQ并并，流體輸送（2）離心泵的串聯(lián) 在同一流量下，串聯(lián)泵的壓頭為單臺泵壓頭的兩倍。 兩臺泵串聯(lián)操作的總壓頭必低于單臺泵壓頭的兩倍，流量大于單臺泵的。串聯(lián)泵的效率為Q串下單臺泵的效率。 ,2IIQQHH串串流體輸送（3）離心泵組合方式的選擇由管路特性曲線確定對于管路特性曲線較平坦的低阻型管路，采用并聯(lián)組合方式；對于管路特性曲線較陡的高阻型管路，宜采用串聯(lián)組合方式。 流體輸送三、離心泵的類型與選擇（一）離心泵的類型 離心泵有多種分類方法：（1）按葉輪數(shù)目單

27、級泵和多級泵多級離心泵多級離心泵.swf臥式立式流體輸送（2）按葉輪吸液方式單吸泵和雙吸泵雙吸離心泵雙吸離心泵.exe流體輸送（3）按泵送液體性質(zhì)和使用條件：清水泵、油泵、耐腐蝕泵、雜質(zhì)泵、高溫泵、高溫高壓泵、低溫泵、液下泵、磁力泵等 清水泵（IS型、D型、Sh型）IS型（單級單吸泵 ）D型（多級泵 ）Sh型（雙吸泵）流體輸送油泵(Y型)輸送石油產(chǎn)品的泵稱為油泵。因為油品易燃易爆，因而要求油泵有良好的密封性能。 當(dāng)輸送200以上高溫油品時，需采用具有冷卻措施的高溫泵。 流體輸送防腐蝕泵（F型）泵中所有與腐蝕液體接觸的部件都用抗腐蝕材料制造。 當(dāng)輸送酸、堿及濃氨水等腐蝕性液體時應(yīng)采用防腐蝕泵。其

28、系列代號為F。金屬防腐泵陶瓷防腐泵流體輸送雜質(zhì)泵（P型） 特點：葉輪流道寬、葉片數(shù)目少、常采用半閉式或開式葉輪，泵的效率低。用于輸送懸浮液及稠厚的漿液時用雜質(zhì)泵，其系列代號為P。泥漿泵流體輸送磁力泵（C型）磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機三部分組成。關(guān)鍵部件磁力傳動器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及隔離套組成。電機帶動外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，磁場帶動與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。消除液體滲漏，使用極為安全；在泵運轉(zhuǎn)時無摩擦，故可節(jié)能。 特別適用于易燃、易爆液體的輸送。 流體輸送（二）離心泵的選擇 （1）選擇類型（2）選擇型號根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件，確定適宜的類型。根據(jù)管路系統(tǒng)在最大流量下的流量Qe和壓頭He確定

29、泵的型號。 （3）核算泵的軸功率 若輸送液體的密度大于水的密度時，要核算泵的軸功率。 流體輸送（三）離心泵的安裝與操作 （1）防止汽蝕 實際安裝高度要小于允許安裝高度，并盡量減小吸入管路的流動阻力。 （2）防止氣縛啟動泵前要灌泵。 （3）出口閥門的開關(guān)泵啟動前灌漿、關(guān)閉出口閥；泵停止前，也先關(guān)出口閥。 （4）定期檢查和維修習(xí)題：夏清版P133134 2，8流體輸送2-1 離心泵的工作原理及性能參數(shù)2-2 離心泵在管路中的運行2-3 其它流體輸送機械流體輸送一、其它流體輸送機械的分類及主要特點（一）其他液體輸送機械（二）氣體輸送機械二、其它液體輸送機械（一）往復(fù)泵（二）計量泵（三）隔膜泵（四）回

30、轉(zhuǎn)式泵（五）旋渦泵三、氣體輸送機械（一）離心式通風(fēng)機、鼓風(fēng)和壓縮機（二）往復(fù)壓縮機（三）回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機、壓縮機（四）真空泵流體輸送 本節(jié)通過與離心泵對比，了解其它流體輸送機械的結(jié)構(gòu)特點、操作特性及實用場合。 流體輸送（一）其他液體輸送機械除了前面學(xué)習(xí)的離心泵外，還有其他的一些液體輸送機械：流體輸送（二）氣體輸送機械3333: 終壓14.7 10 Pa,壓縮比11.15，如離心通風(fēng)機: 終壓14.7 10 294 10 Pa，壓縮比294 10 Pa，壓縮比4，如往復(fù)壓縮機: 減壓機械，終壓為大氣壓，如往復(fù)真空泵、噴射通風(fēng)機鼓風(fēng)機壓縮機真泵空泵流體輸送二、其它液體輸送機械（一）往復(fù)泵 1基本結(jié)構(gòu)

31、往復(fù)泵包括：活塞泵、柱塞泵和隔膜泵。 2工作原理 由活塞的往復(fù)運動提高壓力能而輸送液體。 活塞右向左，缸內(nèi)液體受壓壓力增大，推開排出閥入排出管，吸入閥被關(guān)閉?；钊浦磷蠖它c時排液結(jié)束，完成一個工作循環(huán)。 活塞左向右，工作室增大形成低壓，吸入閥開液體進入泵缸，排出閥因受壓而關(guān)閉?；钊浦劣叶它c時即完成吸入行程。2-05往復(fù)泵.swf流體輸送 活塞從左端點到右端點（或相反）的距離叫做沖程或位移。 工作原理 活塞往復(fù)一次只吸液一次和排液一次的泵稱為單動泵。 單動泵排液不連續(xù)，因為吸液時不能排液。 單動泵流量不均勻，因為活塞的往復(fù)運動是不等速的。流體輸送 單動泵具有既不連續(xù)也不均勻的流量曲線。 往復(fù)泵

32、流量曲線圖雙動泵示意圖 雙動泵和三聯(lián)泵的流量曲線都是連續(xù)的但不均勻。 2-06雙動往復(fù)泵.swf為了改善單動泵流量的不均勻性，設(shè)計出了雙動泵和三聯(lián)泵。 （a）單動泵（b）雙動泵（c）三聯(lián)泵流體輸送3往復(fù)泵的性能參數(shù)與特性曲線 （1）流量 若活塞的截面積為A m2、活塞沖程為S m，每分鐘往復(fù)次數(shù)nr min-1，則：單動泵理論流量: QTA S nr m3/min雙動泵理論流量: QT(2A-a ) S nr 其中a為活塞桿的截面積，m2 實際的往復(fù)泵，由于活塞與泵缸內(nèi)壁之間泄漏，且泄漏量隨泵壓頭升高增大；吸入閥和排出閥啟閉滯后，所以往復(fù)泵的實際流量低于理論流量： 往復(fù)泵實際流量:QvQT v

33、為容積效率，值為0.850.95，小泵近下限，大泵近上限。 m3/min流體輸送（2）功率與效率 往復(fù)泵的功率計算與離心泵相同： 60HQ gNW 往復(fù)泵的總效率0.650.85，由實驗測定 （3）壓頭和特性曲線 往復(fù)泵的壓頭與泵本身的幾何尺寸和流量無關(guān)，只決定于管路情況。 只要泵的機械強度和原動機提供的功率允許，輸送系統(tǒng)要求多高壓頭，往復(fù)泵即提供多高的壓頭。泵的特性曲線為泵的流量與壓頭的關(guān)系曲線。往復(fù)泵的特性曲線流體輸送正位移泵（定排量泵） 若泵的流量只取決于活塞的位移而與管路情況無關(guān)，而泵的壓頭僅隨輸送系統(tǒng)要求而定，這種性質(zhì)稱為正位移特性。往復(fù)泵是一種正位移泵。 具有正位移特性的泵稱為正位

34、移泵（定排量泵）流體輸送 任何泵的工作點都是由泵的特性曲線和管路特性曲線的交點所決定。往復(fù)泵的工作點4往復(fù)泵的工作點與流量調(diào)節(jié) 往復(fù)泵的工作點流體輸送 由于往復(fù)泵的正位移特性，工作點只能沿Q常數(shù)的垂直線上下移動，流量不變。 往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)那么，如何調(diào)節(jié)往復(fù)泵的流量呢？（1）旁路調(diào)節(jié)裝置 即往復(fù)泵的流量與管路特性曲線無關(guān)，所以不能通過出口閥調(diào)節(jié)流量。旁路調(diào)節(jié)流量方便，但造成了功率的無謂消耗，只在需要經(jīng)常進行流量調(diào)節(jié)且流量變化幅度較小的生產(chǎn)上采用。 （2）改變活塞沖程或往復(fù)頻率 調(diào)節(jié)活塞沖程S或往復(fù)頻率nr均可達到改變流量的目的，而且能量利用合理，但不宜于經(jīng)常性流量調(diào)節(jié)。流體輸送5往復(fù)泵的安裝高

35、度 和離心泵不同的是，往復(fù)泵內(nèi)的低壓是靠工作室的擴大而形成的，往復(fù)泵有自吸作用，所以在啟動前無需向泵內(nèi)灌滿被輸送的液體（不存在氣縛問題）。往復(fù)泵的吸上真空度取決于貯液槽液面上方的壓力、液體的性質(zhì)和溫度、活塞的運動速度等因素，因此往復(fù)泵的吸上高度也有一定的限制（存在汽蝕問題）。 基于以上特性，往復(fù)泵主要適用于較小流量、高揚程、清潔、高粘度液體的輸送，它不宜于輸送腐蝕性液體和含有固體粒子的懸浮液。流體輸送（二）計量泵 計量泵又稱比例泵，操作原理與往復(fù)泵相同。 通過方便而準確地借助調(diào)節(jié)偏心輪的偏心距離，來改變柱塞的沖程而使輸送液體的流量精確恒定。 流體輸送（三）隔膜泵 當(dāng)輸送腐蝕性液體或懸浮液時，可

36、采用隔膜泵。 其結(jié)構(gòu)特點是借助薄膜將被輸液體與活柱和泵缸隔開，從而是使得活柱和泵缸得以保護。 隔膜左側(cè)與液體接觸的部分均由耐腐蝕材料制造或涂一層耐腐蝕物質(zhì)；隔膜右側(cè)充滿水或油。當(dāng)柱塞作往復(fù)運動時，迫使隔膜交替向兩側(cè)彎曲，將被輸送液體吸入和排出。 隔膜泵.exe流體輸送（四）回轉(zhuǎn)式泵 回轉(zhuǎn)式泵又稱轉(zhuǎn)子泵，屬正位移泵，它的工作原理是依靠泵內(nèi)一個或多個轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來吸液和排液的。 1齒輪泵 齒輪泵.swf 齒輪泵的流量小而揚程高，適用于粘稠液體乃至膏狀物料的輸送，但不能輸送含有固體粒子的懸浮液。流體輸送2螺桿泵 螺桿泵的壓頭高、效率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低，適用于高粘度液體的輸送。2-09螺桿泵.swf正

37、位移泵的特點： （1）有自吸能力，啟動前不需灌泵。（2）定排量，不隨壓頭和管路特性而變；壓頭隨管路要求而定。（3）通常采用旁路調(diào)節(jié)流量。 流體輸送（五）旋渦泵 旋渦泵.swf旋渦泵的基本結(jié)構(gòu)主要由葉輪和泵殼組成。葉輪和泵殼之間形成引液道。葉輪上有呈輻射狀排列、多達數(shù)十片的葉片。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，泵內(nèi)液體隨葉輪旋轉(zhuǎn)的同時，又在各葉片與引液道之間作反復(fù)的迂回運動，被葉片多次拍擊而獲得較高能量。旋渦泵是一種特殊類型的離心泵，無自吸能力，啟動前需灌泵。旋渦泵適用于輸送流量小、壓頭高且粘度不高的清潔液體。流體輸送（一）離心式通風(fēng)機、鼓風(fēng)和壓縮機 離心式氣體輸送機械和離心泵的工作原理相似，但在結(jié)構(gòu)上隨壓縮比的

38、變化而有某些差異。 通風(fēng)機為單級，對氣體只起輸送作用；鼓風(fēng)機和壓縮機都是多級，用于產(chǎn)生高壓氣體。離心式氣體輸送機械包括離心式通風(fēng)機、鼓風(fēng)機和壓縮機。三、氣體輸送機械氣體輸送機械的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與液體輸送機械大同小異。 流體輸送1離心通風(fēng)機 離心通風(fēng)機.swf風(fēng)機對單位體積氣體所作的有效功稱為風(fēng)壓，以HT表示，單位為Pa。 低壓離心通風(fēng)機：出口表壓0.981103 Pa中壓離心通風(fēng)機：出口表壓0.981103 2.94103 Pa高壓離心通風(fēng)機： 出口表壓為2.94103 14.7103 Pa 離心通風(fēng)機根據(jù)風(fēng)壓的不同分為三類： 流體輸送（1）離心通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)和工作原理 離心通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)和工

39、作原理與離心泵大致相同 。低壓通風(fēng)機的葉片數(shù)目多、與軸心成輻射狀平直安裝。中、高壓通風(fēng)機的葉片則是后彎的，所以高壓通風(fēng)機的外形與結(jié)構(gòu)與單級離心泵更相似。 （2）離心通風(fēng)機的性能參數(shù) 風(fēng)量Q 風(fēng)量是指單位時間內(nèi)從風(fēng)機出口排出的氣體體積；并以風(fēng)機進口處的氣體狀態(tài)計，單位為m3/h。 風(fēng)壓HT 單位體積氣體通過風(fēng)機時獲得的能量，單位為Pa，習(xí)慣上用mmH2O表示。（10Pa1mmH2O)212()2TuHpp由柏努利方程：Pa注意：風(fēng)機的風(fēng)壓單位為Pa，與泵的壓頭單位m液柱不同，彼此相差比例系數(shù)g。 流體輸送 通風(fēng)機銘牌或手冊中所列的風(fēng)壓是在空氣的密度為1.2kg/m3（20、101.3 kPa）的

40、條件下用空氣作介質(zhì)測定的。 風(fēng)壓HT 若實際的操作條件與上述的實驗條件不同，應(yīng)將操作條件下的風(fēng)壓HT 換算為實驗條件下的風(fēng)壓HT來選擇風(fēng)機，即1.2TTHH 為操作條件下空氣的密度 軸功率與效率離心通風(fēng)機的軸功率為1000TH QNkW流體輸送（3）離心通風(fēng)機的特性曲線 通風(fēng)機出廠前由20的空氣常壓下（101.3kPa）實驗測定其特性曲線。 流體輸送（4）離心通風(fēng)機的選擇 確定風(fēng)機風(fēng)壓：計算輸送系統(tǒng)所需的實際風(fēng)壓HT，換算為實驗條件下的風(fēng)壓HT。 確定風(fēng)機類型：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)機的類型。 確定風(fēng)機型號：根據(jù)實際風(fēng)量和實驗條件下的風(fēng)壓，選擇適宜的風(fēng)機型號。 核算軸功率

41、： 當(dāng)1.2kg/m3時，要核算風(fēng)機的軸功率。 流體輸送2離心鼓風(fēng)機與壓縮機 離心鼓風(fēng)機與壓縮機又稱透平鼓風(fēng)機和壓縮機，其結(jié)構(gòu)類似于多級離心泵，每級葉輪之間都有導(dǎo)輪，工作原理和離心通風(fēng)機相同。離心壓縮機的段與段之間設(shè)置冷卻器，以免氣體溫度過高。 流體輸送（二）往復(fù)壓縮機 1往復(fù)壓縮機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 往復(fù)壓縮機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理與往復(fù)泵相近。 往復(fù)壓縮機動畫.avi7.5流體輸送2. 往復(fù)壓縮機的工作過程 （1）往復(fù)壓縮機的理想壓縮循環(huán)簡化假設(shè)： 被壓縮的氣體為理想氣體。 氣體流經(jīng)吸氣閥和排氣閥的流動阻力可忽略不計。 這樣，在吸氣過程中氣缸內(nèi)氣體的壓力與入口處氣體的壓強p1相等，排氣過程

42、中氣體的壓力恒等于出口處的壓強p2。 壓縮機無泄漏。 排氣終了時活塞與氣缸端蓋之間沒有空隙（余隙）。 p2p1流體輸送單動往復(fù)機的理想壓縮循環(huán)過程三階段：吸氣階段 活塞自左向右直至移動到最右端，缸內(nèi)氣壓p1，體積V1，過程為水平線4-1。 壓縮階段 活塞自最右端向左運動，缸內(nèi)氣體的體積逐漸縮小，壓強升高，直至p2為止，此時氣體體積為V2。過程為曲線1-2。 排氣階段 達到p2時，排氣閥被頂開，隨活塞繼續(xù)向左運動，氣體在壓強p2下全部被排凈。過程為水平線2-3。 活塞再從左向右運動時，缸內(nèi)壓強立即降至p1，開始下一個工作循環(huán)。流體輸送理想循環(huán)所消耗的理論功包括：吸氣過程: 壓強為p1的氣體對活塞作功W111 1WpV 壓縮過程: 活塞對氣體作功W2212VVWpdV 322Wp V排氣過程: 活塞對壓強為p2的氣體作功W3一個理想循環(huán)所消耗的理論功: 21ppWVdp211231 122VVWWWWpVpdVp V 流體輸送一個理想壓縮循環(huán)所需的理論功為211221221 111lnlnppppppppnRTdpdpnRnRTpVpppWpVdpT若理想氣體等溫壓縮循環(huán)，則：21 11ln()ppVp等溫21pp