化工原理講義優(yōu)秀課件

化工原理講義第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三第二章流體輸送機械(二)

上節(jié)課學習了離心泵的原理、主要部件、主要性能參數(shù)及特性曲線，對離心泵有了一定了解，就可以指導使用及安裝。本節(jié)課學習離心泵的安裝使用。第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三.

一.離心泵的管路特性與工作點

離心泵總是安裝在一定管路中工作的，因此應(yīng)對管路特性有一個了解，才能掌握離心泵的工作狀態(tài)。

1.管路特性

指流體流經(jīng)管路系統(tǒng)時需要的壓頭和流量之間的關(guān)系，也是管路系統(tǒng)對提供能量泵的要求。第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三列出1－1、2－2兩截面間的柏努利方程對于特定管路第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三Q－流量d-管徑λ摩擦系數(shù)u用Q表示第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三對于給定的管路系統(tǒng)，l,d一定，閥門開度一定，即le一定，且認為流體流動處于阻力平方區(qū)，λ變化很小

將此方程關(guān)系標繪在H-Q坐標圖上，即得圖所示的H-Q曲線，稱為管路特性曲線或管路阻力曲線。式中B為管路特性系數(shù)它與管路長度、管徑、摩擦系數(shù)及局部阻力系數(shù)等有關(guān)。第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三管路特性曲線低阻力HQ中阻力高阻力第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三2.

工作點

離心泵的實際工作情況是由泵特性與管路特性共同決定的。21AQHHQ管路特性曲線泵的特性曲線如圖，1、2線交點A所代表的流量，就是液體輸送管路所需的壓頭與泵對液體所提供的壓頭正好相等時的流量，A點稱管路上離心泵的工作點，也是其在管路中真實的工作狀況。第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三其阻力損失與流量有關(guān)，低阻力管路曲線平緩，高阻力管路曲線陡峭。

流體從泵中獲得的能量主要用于提高流體本身的位能、靜壓能和克服沿途所遇到的阻力損失。管路曲線是生產(chǎn)的具體要求，離心泵在工作中受管路特性的制約，離心泵所提供的壓頭、流量必須與管路所需的壓頭和流量一致，即離心泵的工作狀態(tài)由泵特性與管路特性共同決定。第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三

閥門關(guān)?。骸芁e↑→管路特性曲線陡→工作點A2→QA2<QA

;

閥門開大：∑Le↓→管路特性曲線平坦→工作點A1→QA1

>QA

.

這種調(diào)節(jié)方法，如閥門關(guān)小，不僅增加了管路的阻力，且使泵在低效率點下工作，其經(jīng)濟上很不合理，但用閥門調(diào)節(jié)流量的方法操作簡便、靈活，故一般在流量小時應(yīng)用很廣。二.離心泵流量的調(diào)節(jié)(1)改變閥門開度HQAQHbaA2A1第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三

注：改變轉(zhuǎn)速時，不得超過泵的額定轉(zhuǎn)速，以免葉輪強度和電動機負荷超過允許值。an'HQAQHnC(2)改變泵的轉(zhuǎn)速

實質(zhì)是改變泵的特性曲線。

這種變速調(diào)節(jié)流量的方法，沒有節(jié)流引起的附加能量損失，流量從A變到C

，比較經(jīng)濟。但需要變速裝置或價格昂貴能變速的電動機（如調(diào)速電動機、變頻器等）。第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三(3)切割葉輪直徑

由切割定律知，在允許范圍內(nèi)切割葉輪外徑，Q與H分別隨葉輪外徑D近似呈一、二次冪變化，從而使泵的流量減小。但可調(diào)節(jié)的范圍不大，且直徑減少不當還會降低效率，故實際上很少采用這種方法。第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三并聯(lián)后Q和H由合成特性曲線與管路特性曲線的交點A決定，并聯(lián)后總效率與每臺泵的效率相同。由此可見，由于管路阻力的增加，兩臺泵并聯(lián)的總輸送量Q并小于原單泵流量的兩倍，即Q并<2Q。工作點所需揚程也相應(yīng)地有所增加。三.離心泵的并聯(lián)與串聯(lián)操作1.

并聯(lián)操作第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三2.串聯(lián)操作

串聯(lián)后輸送流量Q與揚程H由合成特性曲線與管路特性曲線的交點A決定，串聯(lián)后總效率與每臺泵的效率相同。由此可見，由于管路阻力的增加，兩臺泵串聯(lián)的總輸送量Q串與原單泵流量相近，但揚程H大提高但不成倍增加，即H并<2H。第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三3.組合方式的選擇

當單泵不能滿足管路的H時，選用串聯(lián)。

對于低阻力輸送管路a，管路特性曲線較平坦，有Q并>Q串；對于高阻力輸送管路b，管路特性曲線較陡峭，有Q并<Q串。

對于壓頭也有類似的情況結(jié)論對于低阻力輸送管路，并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；對于高阻力輸送管路，串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三四離心泵的安裝與使用汽蝕現(xiàn)象和汽蝕余量

汽蝕現(xiàn)象離心泵的吸入管路如圖P1為泵入口處壓力Ps為大氣壓力以貯液槽的液面為基準，在貯液面s-s與泵進口1-1截面間列柏努力方程，得第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三

當安裝高度過高時，吸入口吸入液體所需真空度大，吸入口處壓力可能降至液體的飽和蒸汽以下，使液體產(chǎn)生氣化，產(chǎn)生氣泡。離心泵能把液體吸入泵內(nèi)，主要是靠真空度作用，即泵的入口為負壓。這些氣泡在流動中逐漸進入高壓區(qū)，氣泡產(chǎn)生破裂，產(chǎn)生局部真空，造成周圍液體以極高的速度沖向這些局部真空處，造成局部液體加速，沖擊葉輪，發(fā)出噪音，產(chǎn)生振動，沖擊點可以產(chǎn)生幾百個大氣壓的壓力，會使葉片出現(xiàn)斑痕和裂縫，而過早損壞，這種現(xiàn)象稱為“氣蝕”第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三為了避免出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，安裝高度必須小于某一值，確保葉輪內(nèi)各處壓力均高于液體飽和蒸汽壓。而測定吸入口壓力處與葉輪還有一定距離，即吸入口到葉輪之間還有阻力損失，那么吸入口處壓力應(yīng)高于液體工作溫度下的飽和蒸汽壓一定值，這一部分叫汽蝕余量，用公式表示為：第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三汽蝕余量(1)必需汽蝕余量△hr

是表示液體從泵入口到葉輪內(nèi)最低壓力點處的全部壓頭損失。(2)允許汽蝕余量△h

為了保證泵的安全操作，不發(fā)生汽蝕，在必需汽蝕余量上加一定余量0.3m，作為允許汽蝕余量△h列于泵的規(guī)格表中。操作中要求△h>△hr。(3)安裝汽蝕余量要比允許汽蝕余量大一定的量,即△ha>△h飽和蒸汽壓最低壓頭損失0.3m△hr△h△ha第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三2.

離心泵的最大安裝高度Hg我們知道了氣蝕余量，查出液體的飽和蒸汽壓，就知道了吸入點的壓頭：

第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三3.

離心泵的安裝使用注意事項安裝注意：油泵的汽蝕余量是20℃度清水測得的，輸送油時，應(yīng)當按油的密度、蒸汽壓校正。在輸送溫度較高及沸點較低的液體時，要特別注意安裝高度，安裝時可采用一定措施。減小吸入管壓頭損失，可采用吸入管管徑大于排出管，泵的安裝位置盡量靠近液源，減少管件、閥門。把泵安裝在流體位以下。第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三

使用注意：首先灌泵，保證吸入管、泵內(nèi)充滿液體。啟動時為減小負荷，應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，泵運轉(zhuǎn)正常后再調(diào)節(jié)閥門流量。關(guān)閉時，應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，以免液體倒流使葉輪受損。停車時間較長時，應(yīng)放出液體，以免腐蝕或冬季結(jié)凍。使用時應(yīng)注意噪音、壓力表、軸承、軸封等。第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三離心泵的類型與選用1.

離心泵的類型

按輸送液體的性質(zhì)分：清水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質(zhì)泵等。按泵吸入液體方式分：單吸泵和雙吸。

按葉輪數(shù)目分：單級泵和多級泵。(1)

清水泵

一般用以輸送工業(yè)用水以及物理、化學性質(zhì)類似于水的其它液體或城市給排水和農(nóng)業(yè)排灌等。

B——單級單吸式（H=8～98m,Q=4.5～360m3/h）D——多級Sh—雙吸

如3B33A型水泵，第一個數(shù)字“3”表示該泵的吸入口徑為76.2mm“B”表示單吸懸臂式，“33”表示揚程；“A”表示葉輪經(jīng)切削一次。第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三(2)耐腐蝕泵（F）

輸送酸、堿、濃氨水等腐蝕性液體時，必須使用該類型泵，泵中與腐蝕性液體接觸的部件都用各種耐腐蝕材料制造。如灰口鑄鐵、鉻鎳合金鋼、高硅鑄鐵、聚四氟乙烯塑料等。(3)油泵(Y，YS—雙吸式)

輸送油品的泵稱為油泵。因油品易燃易爆，要求油泵密封性要好，輸送高溫油品(200℃以上)的熱油泵還應(yīng)有良好的冷卻措施。其軸承和軸封裝置都帶有冷卻水夾套，運轉(zhuǎn)時通冷卻水。(4)雜質(zhì)泵(P)

輸送含有固體顆粒的懸浮液、稠漿的泵。其中可分為污水泵、砂泵、泥漿泵等。對其主要要求是不易堵塞、耐磨、易拆卸。第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期三離心泵的選用步驟：

(1)根據(jù)被輸送系統(tǒng)的性質(zhì)和操作條件，初步確定泵的類型；(2)確定輸送系統(tǒng)的流量及壓頭；

(3)選擇泵的型號