第二章-流体输送机械ppt课件.ppt

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1、化工原理化工原理电子教案电子教案/目录目录1目录目录第二章第二章 流体输送机械流体输送机械第一节 离心泵一、离心泵的构造和工作原理一、离心泵的构造和工作原理二、离心泵主要构件的结构及功能二、离心泵主要构件的结构及功能三、三、离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数四、离心泵的特性曲线四、离心泵的特性曲线五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节习题课习题课六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度七、离心泵的类型、选用、安装与操作七、离心泵的类型、选用、安装与操作化工原理化工原理电子教案电子教案/目录目录2目录目录第二节第二节 其它类型泵其它类型泵 一、其它速度式泵一、其它速度式泵

2、二、容积式泵二、容积式泵三、各类泵在化工生产中的应用三、各类泵在化工生产中的应用第三节第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵通风机、鼓风机、压缩机和真空泵一、离心通风机一、离心通风机二、往复压缩机二、往复压缩机第三版第18次印刷的教材更正化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章3/62第二章第二章 流体输送机械流体输送机械流体输送机械流体输送机械 真空泵真空泵压缩机压缩机鼓风机鼓风机通风机通风机气体压送机械气体压送机械泵泵液体输送机械液体输送机械化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章4/62第二章第二章 流体输送机械流体输送机械按泵的工作原理分按泵的工作原理分:特点：特点

3、：依靠旋转的叶片向液体传送机械能依靠旋转的叶片向液体传送机械能 特点：机械内部的工作容积不断发生变化。特点：机械内部的工作容积不断发生变化。 、回回转转式式等等往往复复式式容容积积式式：如如轴轴流流式式、喷喷射射式式等等、离离心心式式速速度度式式：如如泵泵化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章5/62第一节第一节 离心泵离心泵一、离心泵的构造和工作原理一、离心泵的构造和工作原理 ：、：、：、泵轴及轴封装置泵轴及轴封装置泵壳泵壳叶轮叶轮321底底阀阀泵泵 轴轴叶叶轮轮压压出出导导管管泵泵壳壳吸入导管吸入导管1 1、离心泵的构造：、离心泵的构造： 思考：思考：u为什么叶片弯曲？为什么叶

4、片弯曲？u泵壳呈蜗壳状？泵壳呈蜗壳状？请点击观看动画请点击观看动画答案见后面的内容答案见后面的内容化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章6/62一、离心泵的构造和工作原理一、离心泵的构造和工作原理2 2、离心泵的工作原理、离心泵的工作原理请点击观看动画请点击观看动画请点击观看动画请点击观看动画思考：思考： 流体在泵内都获得了哪几种能量？流体在泵内都获得了哪几种能量？ 其中哪种能量占主导地位？其中哪种能量占主导地位？思考：思考：泵启动前为什么要灌满液体泵启动前为什么要灌满液体气缚现象气缚现象答案：动能和静压能，其中静压能占主导答案：动能和静压能，其中静压能占主导化工原理化工原理电子教

5、案电子教案/ /第二章第二章7/62二离心泵主要构件的结构及功能二离心泵主要构件的结构及功能1叶轮叶轮 半闭式叶轮半闭式叶轮敞式叶轮敞式叶轮闭式叶轮闭式叶轮闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，敞式叶轮闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，敞式叶轮的内漏最大。的内漏最大。但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象请点击观看动画请点击观看动画思考：思考：三种叶轮中哪一种效率高？三种叶轮中哪一种效率高？叶轮是离心泵的心脏部件，有叶轮是离心泵的心脏部件，有2 至至6 片弯曲的叶片。片弯曲的叶片。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章8/62二离心泵主要构件的结构及

6、功能二离心泵主要构件的结构及功能思考：思考：泵壳的主要作用是什么？泵壳的主要作用是什么？2泵壳泵壳汇集液体，并导出液体；汇集液体，并导出液体；能量转换装置（动能变静压能）能量转换装置（动能变静压能）呈蜗牛壳状呈蜗牛壳状 思考：思考：为什么导轮的弯曲方向与叶片为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反？弯曲方向相反？3导轮导轮请点击观看动画请点击观看动画答案见后面的内容答案见后面的内容固定不动固定不动 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章9/62二离心泵主要构件的结构及功能二离心泵主要构件的结构及功能4. 轴封装置轴封装置 机机械械密密封封填填料料密密封封填料如浸油或渗涂石墨的石棉带、

7、碳纤维、氟纤维和膨胀石墨等，填料如浸油或渗涂石墨的石棉带、碳纤维、氟纤维和膨胀石墨等，请点击观看动画请点击观看动画-减少泵内高压液体外流，或防止空气侵入泵内。减少泵内高压液体外流，或防止空气侵入泵内。由两个光滑而密切贴合的金属环形面构成，动环随轴转动，静环由两个光滑而密切贴合的金属环形面构成，动环随轴转动，静环装在泵壳上固定不动，二者在泵运转时保持紧贴状态以防止渗漏。装在泵壳上固定不动，二者在泵运转时保持紧贴状态以防止渗漏。填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以压盖调节到有液体成滴填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以压盖调节到有液体成滴状向外渗透。状向外渗透。请点击观看动画请点击观看动画 对

8、于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多用机械密封。用机械密封。化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章10/62三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数 允许汽蚀余量允许汽蚀余量轴功率和效率轴功率和效率压头压头流量流量转速转速铭铭牌牌化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章11/62三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数v转速转速H，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，量，m。可用如图装置测量。可用如图装置测量。Q，泵单位时间实际输出的液

9、体量，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或或m3/h。可测量。可测量。 流量计 真空表 压力表 h0 c b Hgugpbb22 fcchhgugp 022 gppHbc gppbc )()(真真表表 n，单位单位r.p.s或或r.p.m在泵进口在泵进口b 、泵出口、泵出口 c 间列机械能衡算式：间列机械能衡算式： 允许汽蚀余量允许汽蚀余量轴功率和效率轴功率和效率压头压头流量流量转速转速v流量流量v压头压头化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章12/62三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数 多多，且且叶叶片片厚厚度度不不计计。叶叶轮轮的的叶叶片片数数目目为为无无穷穷流流体

10、体为为理理想想流流体体)2()1(理论压头理论压头-理想情况下单位重量液体所获得的能量称为理想情况下单位重量液体所获得的能量称为 理论压头，用理论压头，用H H 表示。表示。由由(1) 液液体体在在泵泵内内无无摩摩擦擦阻阻力力损损失失由由( (2 2) ) 流流体体与与叶叶片片的的相相对对运运动动的的运运动动轨轨迹迹 可可视视为为与与叶叶片片形形状状相相同同。 泵的压头泵的压头H与影响因素的关系式只能由实验测定，但与影响因素的关系式只能由实验测定，但理想情况下的关系式则可理论推导得到。理想情况下的关系式则可理论推导得到。 思考：思考：由（由（1 1）、（）、（2 2）可以得出什么结果？）可以得

11、出什么结果？化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章13/62理论压头理论压头H c2 2 c1 1 H gpp 12gcc22122 在在1与与2之间列伯努利方程式，得：之间列伯努利方程式，得：理论压头理论压头H 22121222122221122121uurrdrrppdrFrrrrc gpp 12 产生的原因：产生的原因：原因一原因一：离心力作功：离心力作功1 kg液体受到的离心力为：液体受到的离心力为： rFc2 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章14/62理论压头理论压头H c2 2 c1 1 H gpp 12gcc22122 在在1与与2之间列伯努利方程式

12、，得：之间列伯努利方程式，得：理论压头理论压头H 22122112uupp gwwgpp22221212 原因二：原因二：液体由液体由1流到流到2时，由于流动通道逐渐扩大，时，由于流动通道逐渐扩大， w逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章15/62理论压头理论压头H c2 2 c1 1 r液体在高速旋转的叶轮中的运动分为液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种种:u周向运动：周向运动：沿叶片表面的运动：沿叶片表面的运动：处处与叶片相切，速度处处与叶片相切，速度wu2u1w1w2思考：思考：u1、u2孰大？孰大？

13、w1 、w2孰大？孰大？gccgwwuuH22212222212122 根据余弦定理可知：根据余弦定理可知：111212121cos2 ucucw 222222222cos2 ucucw 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章16/62理论压头理论压头H c2 2 c1 1 1 2u2 2 2u1w1w2理论压头理论压头H Q又又rcbr2222 222222 ctgbrQucu 2222 ctgccuru gucgucHu22222cos 离心泵设计中，一般都使设计流量下的离心泵设计中，一般都使设计流量下的 1=90 则则coscos 1 1=0=0。于是。于是 r2b2c2uc

14、2c2rc2uc2rgucucH111222coscos 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章17/62理论压头理论压头H c2 2 c1 1 1 2u2 2 2u1w1w2理论压头理论压头H r2b2c2uc2c2rc2uc2r 22222222222121 ctgbQrgctgbrQuugH思考：思考：与与H 有关的因素有哪些？分别是怎样有关的因素有哪些？分别是怎样的关系？的关系？ 讨论：讨论： （1） H 与流量与流量Q、叶轮转速叶轮转速 、叶、叶轮的尺寸和构轮的尺寸和构造（造（r2、b2、 2）有关；有关；（2）叶轮直径越大、转速越大，）叶轮直径越大、转速越大，则则H 越

15、大；越大；化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章18/62叶片后弯叶片后弯， 20， 即即H 随流量增大而减小；随流量增大而减小；叶片径向叶片径向， 2=90 ，ctg 2=0， 即即H 不随流量而变化不随流量而变化；叶片前弯叶片前弯， 290 ，ctg 290 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章19/62理论压头理论压头H 似乎似乎泵泵设计时应取前弯叶片，因其设计时应取前弯叶片，因其H 为最高。但实际为最高。但实际上上泵的设计都采用后弯叶片。泵的设计都采用后弯叶片。WhyWhy？c2w2u2后弯叶片后弯叶片c2w2u2径向叶片径向叶片c2w2u2前弯叶片前弯叶片c

16、2小，泵内流动阻力损失小小，泵内流动阻力损失小回忆：回忆：思考：思考： 为什么叶片弯曲？为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？泵壳呈蜗壳状？思考：思考： 为什么导轮的弯曲为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向方向与叶片弯曲方向相反？相反？化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章20/62理论压头理论压头H 22222222222121 ctgbQrgctgbrQuugH（4）理论压头）理论压头H 与液体密度无关。与液体密度无关。 这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液体，对单位重量流体所能提供的能量是相同的。体，对单位重量流体所能提供的能量是相同的。化工原

17、理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章21/62实际压头实际压头H实际压头比理论压头要小。具体原因如下：实际压头比理论压头要小。具体原因如下： 此损失只与叶片数、液此损失只与叶片数、液体黏度等有关，与流量几体黏度等有关，与流量几乎无关。乎无关。（1）叶片间的环流运动）叶片间的环流运动请点击请点击观观看动画看动画 考虑这一因素后，图中考虑这一因素后，图中理论压头线理论压头线a a变为直线变为直线b b 。 b b化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章22/62实际压头实际压头H（2）阻力损失）阻力损失 考虑到这项损失后，考虑到这项损失后，压头线变为曲线压头线变为曲线c c 。

18、此损失可近似视为与流此损失可近似视为与流速的平方呈正比。速的平方呈正比。b bc c化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章23/62实际压头实际压头H（3）冲击损失）冲击损失 在设计流量下，此项损在设计流量下，此项损失最小。流量若偏离设计量失最小。流量若偏离设计量越远，则冲击损失越大。越远，则冲击损失越大。设计设计流量流量 w2 c2 2 2 2 u2 w1 c1 1 1 u1b bc cd d 考虑到这项损失后，压考虑到这项损失后，压头线应为曲线头线应为曲线d d。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章24/62三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数v轴功率和

19、效率轴功率和效率 允许汽蚀余量允许汽蚀余量轴功率和效率轴功率和效率压头压头流量流量转速转速轴功率，轴功率， 用用N表示，单位表示，单位W 或或kW NNe NgHQ 电电机机 泵泵 电功率电N电 出 传传传电电出出 NNNNe电电电电出出电电功功率率 N NNe效率效率 ，无量纲，无量纲有效功率有效功率Ne=msweQ gH，单位单位W 或或kW 三者关系（如图）：三者关系（如图）：化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章25/62三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数v轴功率和效率轴功率和效率 允许汽蚀余量允许汽蚀余量轴功率和效率轴功率和效率压头压头流量流量转速转速NNe机械

20、损失容积损失水力损失小型水泵：小型水泵： 一般为一般为5050 70%70% 大型泵：大型泵： 可达可达90%90%以上以上（1 1）容积损失：）容积损失： （2）水力损失）水力损失（3）机械损失）机械损失内漏内漏与效率与效率 有关的各种能量损失：有关的各种能量损失：环流损失、阻力损失和冲击损失环流损失、阻力损失和冲击损失 泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章26/62三离心泵的主要性能参数三离心泵的主要性能参数 允许汽蚀余量允许汽蚀余量轴功率和效率轴功率和效率压头压头流量流量转速转速允许汽蚀余量将在后面

21、介绍。允许汽蚀余量将在后面介绍。化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章27/62四离心泵的特性曲线四离心泵的特性曲线NQ曲线曲线 Q曲线曲线 测定条件：测定条件： 固定转速，固定转速， 20 C清水清水 上述这些主要性能参数间的关系无法理论推得，一般由上述这些主要性能参数间的关系无法理论推得，一般由厂家测定，并用曲线表示出来，称为离心泵特性曲线。常厂家测定，并用曲线表示出来，称为离心泵特性曲线。常用的共有三条线，如图。用的共有三条线，如图。 驼峰型驼峰型陡降型陡降型平坦型平坦型HQ曲线曲线化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章28/62四离心泵的特性曲线四离心泵的特性曲

22、线设计点设计点2高高效效区区最高效率最高效率 58区域为泵高效区区域为泵高效区由图可见：由图可见： Q ，H ，N ， 有最大值（设计点）。有最大值（设计点）。思考：思考：离心泵启动时出离心泵启动时出口阀门应关闭还口阀门应关闭还是打开，是打开，why？为什么为什么Q0时时，N 0？化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章29/62离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素v液体性质液体性质 密度密度: :黏度黏度: :Why？ gctgbQrgctgbrQuuH222222222222 当当 比比20清水的大时，清水的大时，H ，N ， 实验表明，当实验表明，当 20倍清水的黏

23、度（倍清水的黏度（ 20 ）时，）时， 对特对特性曲线的影响很小，可忽略不计。性曲线的影响很小，可忽略不计。 对对HQ曲线、曲线、 Q曲线无影响，但曲线无影响，但 gHQN 故故，NQ曲线上移。曲线上移。化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章30/62离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素v 叶轮转速叶轮转速 当转速当转速 变化不大时（小于变化不大时（小于20%），利用出口速度三角形），利用出口速度三角形相似的近似假定，可推知：相似的近似假定，可推知：2 nnHHnnQQ3 nnNN若若 不变，则不变，则 NNe NgHQ 比例定律比例定律思考：思考：若泵在原转速若泵在原

24、转速n下的特性曲线方程为下的特性曲线方程为H=A+BQ2，则新转速，则新转速n 下泵的特性曲线方程表达式？下泵的特性曲线方程表达式？化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章31/62离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素HnnHQnnQ 2222QnnBAHnn 22QBnnAH H n 0 Qn 2BQAH 泵在原转速泵在原转速n n下的特性曲线方程下的特性曲线方程转速增大转速增大化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章32/62离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素22222 DDHHDDQQ322 DDNN切割定律v 叶轮直径叶轮直径当叶轮直径因切

25、割而变小时，若变化程度小于当叶轮直径因切割而变小时，若变化程度小于20%，则，则若若 不变，则不变，则思考：思考：若泵在原叶轮直径下的特性曲线方程为若泵在原叶轮直径下的特性曲线方程为H=A+BQ2，则叶轮切割后泵的特性曲线方程表达式？则叶轮切割后泵的特性曲线方程表达式？注意：教材式（注意：教材式（2-152-15）、）、（2-16c2-16c）有误）有误化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章33/62五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节泵泵-供方供方管路管路-需方需方 H泵的特性曲线 Q 工工作作点点匹配：匹配：1、管路特性曲线、管路特性曲线泵提供的流量泵提供的

26、流量 = 管路所需的流量管路所需的流量泵提供的压头泵提供的压头H = 管路所需的压头管路所需的压头he-管路所需压头管路所需压头h he e与流量关系曲线与流量关系曲线对如图所示的管路列机械能衡算式：对如图所示的管路列机械能衡算式：化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章34/62五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节H泵的特性曲线 Qfehgugpzh 22 252282Qgdlelgudlelhf QfA 2BQAhe A 工工作作点点管路特性方程管路特性方程完全湍流时，完全湍流时，与流量无关与流量无关与流量有关与流量有关化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第

27、二章第二章35/62五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节H泵的特性曲线 Q 改改变变泵泵的的特特性性曲曲线线改改变变管管路路特特性性曲曲线线2、流量调节流量调节 调节阀门（改变曲线中的调节阀门（改变曲线中的B）改变改变n、切割叶轮切割叶轮 2252282BQAQgdlelgugpzhe 阀门开大阀门开大阀门关小阀门关小工作点工作点两种方法两种方法缺点：多耗动力，并可能使泵低效率区工作缺点：多耗动力，并可能使泵低效率区工作优点：迅速、方便，可在某一最大流量与零之间随意变动。优点：迅速、方便，可在某一最大流量与零之间随意变动。 不经常改变流量时用，大中型泵的流量不经常改变流量时

28、用，大中型泵的流量调节倾向于首先考虑采用这一技术调节倾向于首先考虑采用这一技术 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章36/62习题课习题课 操作型操作型设计型设计型-根据流量、压头选泵根据流量、压头选泵 将流量、压头裕量控制在将流量、压头裕量控制在10%左右。左右。maxmax)15. 11 . 1()1 . 105. 1(HHQQ 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章37/62设计型问题计算举例设计型问题计算举例【例例】 要用泵将水送到要用泵将水送到15 m高之处，最大流量为高之处，最大流量为80 m3 h-1。此流量下管路的压头损失为。此流量下管路的压头损失为3

29、 m。试在。试在IS 型泵型泵中，选定合用的一个。中，选定合用的一个。【解解】 题中已给出最大流量为：题中已给出最大流量为： Q=80 m3 h-1mhgpuzhfe18301522 取取he的的1.051.1倍则为倍则为18.919.8m。查图查图2-18得：得：IS100-80-125，n2900 r min-1另：另：IS125-100-250，n1450 r min-1泵虽同样合用，泵虽同样合用，但泵体较大，一般情况下都选前者。但泵体较大，一般情况下都选前者。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章38/62操作型问题计算举例操作型问题计算举例 201. 030VH 204

30、. 010Vhe ehH mhhmVe26203 （20，26）【例例】某离心泵工作转速为某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.（转转/min），），其特性其特性曲线方程为曲线方程为H=300.01V2 。当泵的出口阀全开时，管路特性。当泵的出口阀全开时，管路特性曲线方程为曲线方程为he=100.04V2，式中，式中V的单位为的单位为m3/h，H及及he的单的单位均为位均为m。求：求：（1）阀全开时，泵的输水量为多少？）阀全开时，泵的输水量为多少？（2）要求所需供水量为上述供水量的）要求所需供水量为上述供水量的75%时：时： a若采用出口阀调节，则多损失的压头为多少若采用出口阀调节，则多损

31、失的压头为多少m水柱？水柱？ b若采用变速调节，则泵的转速应为多少若采用变速调节，则泵的转速应为多少r.p.m.？ 【解解】 （1）化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章39/62hmV315%7520 mVH75.271501. 03001. 03022 mhe191504. 0102 m75. 81975.27 多多损损失失（20，26）（15，19）（15， 27.75） 2015H he (2)多损失的压头为多少多损失的压头为多少m水柱？水柱？ a. 采用调节出口阀门的方法采用调节出口阀门的方法多损失的201. 030VH 204. 010Vhe 泵特性曲线方程管路特性曲线

32、方程化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章40/62201. 030VH 204. 010Vhe 泵特性曲线方程管路特性曲线方程hmV315%7520 mhe191504. 0102 （20，26）（15，19）22201. 030VnnHnn 221501. 029003019 n.2441mprn b. 采用调节转速的方法，采用调节转速的方法，则泵的转速应为多少则泵的转速应为多少r.p.m.？ 2015注意：以下解法错误注意：以下解法错误!mprnVVn.2175290075. 0 新转速下泵的特性曲线方程为：新转速下泵的特性曲线方程为： 因为比例定律只适用于泵，而不能用于由泵

33、和因为比例定律只适用于泵，而不能用于由泵和管路特性曲线共同决定的工作点（管路特性曲线过管路特性曲线共同决定的工作点（管路特性曲线过坐标原点时除外）。坐标原点时除外）。he 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章41/62作业：作业：化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章42/62六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS1 1、什么是安装高度？、什么是安装高度？ 泵轴与吸液方液泵轴与吸液方液面间的垂直高度，称面间的垂直高度，称为安装高度，用为安装高度，用ZS表表示。可正可负。示。可正可负。思考：思考：安装高度为什么受限制？安装高度为什么受限制？ 化工原理化工原理电子教

34、案电子教案/ /第二章第二章43/62六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS思考：思考：安装高度为什么受限制？安装高度为什么受限制？ 为避免汽蚀现象，安装高度必须加以为避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在最大安装高度限制，即存在最大安装高度ZS,max。汽蚀现象：汽蚀现象： 叶片背面叶片背面 当当pkpv 时，时，K处发生部分汽化现象。处发生部分汽化现象。 叶片表面产生蜂窝状腐蚀叶片表面产生蜂窝状腐蚀 ；泵体震动，并发出噪音；泵体震动，并发出噪音；流量、压头、效率都明显下降；流量、压头、效率都明显下降；严重时甚至吸不上液体。严重时甚至吸不上液体。化工原理化工原理电子教案电子教案/

35、/第二章第二章44/62六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS2、最大安装高度、最大安装高度ZS,max和允许汽蚀余量和允许汽蚀余量 h允许允许esfeesshgugpzgp 22 min,max,esfeesshgugpgpz 22 min,max, 刚好发生汽蚀时刚好发生汽蚀时， pkpv， pe达到最小值达到最小值pe,min。在在s-s面、面、e-e面间列机械能衡算：面间列机械能衡算：esfeeshgpgugpgpp 22min,最小汽蚀余量最小汽蚀余量又称最小净正吸上高度又称最小净正吸上高度（NPSH，Net Positive Suction Head） 化工原理化工原理电子教

36、案电子教案/ /第二章第二章45/62六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZSgpgugphee 22min,min令令esfsshhgppz minmax, 于于是是3 . 0min hh允允许许一般规定，允许汽蚀余量一般规定，允许汽蚀余量 h允许允许是泵的特性参数之一，由厂家测定。是泵的特性参数之一，由厂家测定。 esfsshhgppz 允允许许允允许许相相应应地地，允允许许安安装装高高度度 hmin的实验测定的实验测定：用用20清水测定。以清水测定。以泵的扬程较正常值下泵的扬程较正常值下降降3%作为发生汽蚀作为发生汽蚀的标志，测定泵刚好的标志，测定泵刚好发生汽蚀时的发生汽蚀时的pe即

37、可即可。-最小汽蚀余量最小汽蚀余量实际的安装高度还应比允许值低实际的安装高度还应比允许值低0.51m。化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章46/62六、离心泵的安装高度六、离心泵的安装高度ZS当输送条件与测定条件不同时，则要对当输送条件与测定条件不同时，则要对h允许允许值进行校正。求校正系数的曲线载于泵的说明书值进行校正。求校正系数的曲线载于泵的说明书中。校正系数常小于中。校正系数常小于1，故为简便计，也可不校，故为简便计，也可不校正，而将其视为外加的安全因数。正，而将其视为外加的安全因数。 h允许允许的校正的校正：化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章47/62七、

38、离心泵的类型、选用、安装与操作七、离心泵的类型、选用、安装与操作 冷凝水泵冷凝水泵锅炉给水泵锅炉给水泵杂质泵杂质泵耐腐蚀泵耐腐蚀泵油泵油泵清水泵清水泵按用途分按用途分 双吸泵双吸泵单吸泵单吸泵按吸入方式分按吸入方式分 多级泵多级泵单级泵单级泵按叶轮级数分按叶轮级数分 立式立式卧式卧式按转轴的位置分按转轴的位置分类型类型：不下百种不下百种 请点击观看动画请点击观看动画化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章48/62七、离心泵的类型、选用、安装与操作七、离心泵的类型、选用、安装与操作 设计点 Q高效区选用原则：选用原则： 定类型定类型-根据流体性质及操作条件根据流体性质及操作条件 定规

39、格定规格-根据流量、压头大小，高效根据流量、压头大小，高效返回目录返回目录化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章49/62第二节第二节 其它类型泵其它类型泵 齿齿轮轮泵泵、螺螺杆杆泵泵等等、隔隔膜膜泵泵、计计量量泵泵、往往复复式式容容积积式式：如如旋旋涡涡泵泵轴轴流流式式、喷喷射射式式、离离心心式式速速度度式式：如如一、其它速度式泵一、其它速度式泵化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章50/62第二节第二节 其它类型泵其它类型泵二、容积式泵二、容积式泵1、往复泵、往复泵工作原理：工作原理：与离心泵比较：与离心泵比较：结构：结构：泵缸、活塞、阀门、传动机构泵缸、活塞、阀门

40、、传动机构 利用容积的变化给流体加静压能利用容积的变化给流体加静压能 工作循环：一次吸液，一次排液工作循环：一次吸液，一次排液 单缸单动泵 H 0 Q-具有自吸能力，不必灌液具有自吸能力，不必灌液 -安装高度也受限制，但无汽蚀现象安装高度也受限制，但无汽蚀现象v启动前是否需要灌液？启动前是否需要灌液？v安装高度是否有限制？安装高度是否有限制？v流量流量Q与压头与压头H关系？关系？-流量与压头几乎无关流量与压头几乎无关 由于受泵的部件由于受泵的部件机械强度和原动机功机械强度和原动机功率的限制，泵的扬程率的限制，泵的扬程不可能无限增大。不可能无限增大。 压头越大，漏损压头越大，漏损越大越大.请点击

41、观看动画请点击观看动画化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章51/621 1、往复泵、往复泵与离心泵比较：与离心泵比较： 数数改改变变活活塞塞行行程程或或往往复复次次旁旁路路调调节节流流量量调调节节方方法法旁旁路路 H 0 Q 单缸单动泵v输液量均匀性输液量均匀性？连续性？连续性？v流量调节方法？流量调节方法？-输液量不均匀、不连续输液量不均匀、不连续 -流量调节不可用出口阀门调节方法。流量调节不可用出口阀门调节方法。 v适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度的液体。适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度的液体。v效率高，通常为效率高，通常为7272 93%93%。 请点击观看动画

42、请点击观看动画化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章52/62 齿齿轮轮泵泵、螺螺杆杆泵泵等等、隔隔膜膜泵泵、计计量量泵泵、往往复复式式容容积积式式：如如旋旋涡涡泵泵轴轴流流式式、喷喷射射式式、离离心心式式速速度度式式：如如2、其他容积式泵：、其他容积式泵：化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章53/62三、各类泵在化工生产中的应用三、各类泵在化工生产中的应用请点击观看动画请点击观看动画 离心泵应用范围最广。特别适用于化工生产的原因是它的流离心泵应用范围最广。特别适用于化工生产的原因是它的流量均匀而易于调节，又能输送有腐蚀性、含悬浮物的液体。量均匀而易于调节，又能输送有

43、腐蚀性、含悬浮物的液体。 往复泵往复泵只宜在压头高、流量也较大的情况下使用。往复泵往复泵只宜在压头高、流量也较大的情况下使用。返回目录返回目录化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章54/62第三节第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵通风机、鼓风机、压缩机和真空泵 容积式容积式速度式速度式按工作原理分按工作原理分 真空泵真空泵压缩机压缩机鼓风机鼓风机通风机通风机按用途分按用途分 p2 p1终压终压p21.15atm，压缩比压缩比15. 1112 pp终压终压p24atm，压缩比压缩比412 pp终压为大气压，压缩比近似终压为大气压，压缩比近似 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /

44、第二章第二章55/62第三节第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵通风机、鼓风机、压缩机和真空泵工作原理：工作原理：结构：结构：主要性能参数及特性曲线：主要性能参数及特性曲线：与离心泵相似与离心泵相似特点：叶片数目多、短，有径向、前弯、后弯等，特点：叶片数目多、短，有径向、前弯、后弯等， 通道多呈矩形通道多呈矩形 风量、风压、静风压、轴功率、效率风量、风压、静风压、轴功率、效率与离心泵相同与离心泵相同风量风量Q：以进口状态计以进口状态计 一、离心通风机一、离心通风机化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章56/62第三节第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵通风机、鼓风机、压缩机和真

45、空泵一、离心通风机一、离心通风机 p2 p1静静风风压压 pst-每每米米3气气体体通通过过风风机机所所获获得得的的能能量量，3mJ（Pa）ttgHp 2221122212uuppgHptt 动动风风压压 pk)(01表表压压 p01 u22222uppt 风压风压pt：在风机进出口间列机械能衡算方程式：在风机进出口间列机械能衡算方程式： 又称全风压又称全风压,Pa,Pa2 . 10 ttpp若使用条件与测定条件不同，需换算：若使用条件与测定条件不同，需换算： -用用1atm、20空气测定的风压空气测定的风压 标准全风压标准全风压p pt0t0化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章

46、57/62第三节第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵通风机、鼓风机、压缩机和真空泵一、离心通风机一、离心通风机 ttQpgQHN pt0 N pst Q全压效率70%90% 效率效率 ： 功率功率N：化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章58/62二、往复压缩机二、往复压缩机结构、工作原理与往复泵相似。结构、工作原理与往复泵相似。 但因气体密度小、可压缩的特性，决但因气体密度小、可压缩的特性，决定了压缩机的阀门更加轻巧、灵活。定了压缩机的阀门更加轻巧、灵活。 工作循环：工作循环： 压缩压缩排气排气膨胀膨胀吸气吸气 绝热压缩思考：思考：为什么压缩比为什么压缩比p2/p1不能过大？不

47、能过大？等温压缩pV1吸气排气压缩膨胀V4V3余余隙隙p2p1 由于余隙的存在，压缩比由于余隙的存在，压缩比p2/p1过大时，过大时，新鲜吸气量会过小。新鲜吸气量会过小。 压缩比一般取压缩比一般取57以内。超过此值，需以内。超过此值，需用多级压缩。用多级压缩。 请点击观看动画请点击观看动画化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章59/62二、往复压缩机二、往复压缩机 p p2 p1余隙 V3 V4 V1吸气排气压缩膨胀多级压缩多级压缩 在一个气缸里压缩了一次在一个气缸里压缩了一次的气体，送入中间冷却器冷的气体，送入中间冷却器冷却之后再送入次一气缸进行却之后再送入次一气缸进行压缩，经几

48、次压缩再达到所压缩，经几次压缩再达到所需的终压。需的终压。 压缩机的级数愈多，构造压缩机的级数愈多，构造便愈复杂，因此常用的多为便愈复杂，因此常用的多为2至至6级，每级压缩比约为级，每级压缩比约为3至至5。 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章60/62第二章第二章 小结小结设计型、操作性设计型、操作性问题计算问题计算化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章61/62第二章第二章 小结小结往复泵： （与离心泵对比）往复泵： （与离心泵对比） 工作原理工作原理 特性曲线的形状特性曲线的形状 流量调节方法流量调节方法 安装安装 通风机： （与离心泵对比）通风机： （与离心泵对比） 主要性能参数：风量、风压、功率、效率主要性能参数：风量、风压、功率、效率 特性曲线的形状特性曲线的形状 化工原理化工原理电子教案电子教案/ /第二章第二章62/62第三版第第三版第1818次印刷的教材更正次印刷的教材更正v习题习题2-6第二行：第二行：“压力降压力降”改为改为“压力损失压力损失” 答案改为：答案改为：IH40-32-160IH40-32-160，2.07 kW2.07 kW v习题习题2-3答案：答案：34.75改为改为34.76v习题习题2-9答案：答案：1505转转 minmin-1-1