第一章-流体流动及输送机械复习-化工原理ppt课件.ppt

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1、压力压力：垂直作用于单位面积上的表面力称为流体的静压强垂直作用于单位面积上的表面力称为流体的静压强,简称压强。简称压强。流体的压强具有点特性。流体的压强具有点特性。工程上习惯上将压强称之为压力工程上习惯上将压强称之为压力。表达式表达式pgh1.1 流体基本性质流体基本性质表压、绝压、真空度表压、绝压、真空度 绝对压强绝对压强 以绝对零压为基准测得的压强，是流体的真实压强。以绝对零压为基准测得的压强，是流体的真实压强。表压强表压强 以大气压强为基准测得的压强以大气压强为基准测得的压强 表压强绝对压强大气压强表压强绝对压强大气压强 真空度真空度 以大气压强为基准测得的负压以大气压强为基准测得的负压

2、 真空度大气压强绝对压强真空度大气压强绝对压强 注意注意: 1)由于各地大气压不同，故会有总压相同，但由于各地大气压不同，故会有总压相同，但表压却不同表压却不同 2)有时用有时用mmHg表示真空度表示真空度 3)如用表压，真空度表示压强，必须要说如用表压，真空度表示压强，必须要说明；如不特别说明一般认为是绝对压强。明；如不特别说明一般认为是绝对压强。上两式即为上两式即为液体静力学基本方程式液体静力学基本方程式。 如果将液柱的上底面取在液面上，设液面上方的压力为如果将液柱的上底面取在液面上，设液面上方的压力为p0，液柱，液柱Z1-Z2h，则上式可改写为，则上式可改写为 ghpp02)(2112z

3、zgppghpp02当当P0一定时，一定时，h P2，即：静止流体中任一点的压力与流体密度，即：静止流体中任一点的压力与流体密度和所处高度和所处高度h有关，与容器形状无关；有关，与容器形状无关； P P0 0变化时，会以同样大小传递到液体内部变化时，会以同样大小传递到液体内部 帕斯卡原理；帕斯卡原理；应用：水压机、液压传动装置应用：水压机、液压传动装置 讨论讨论: 等压面等压面: 静止流体中，同一水平面各点压强相等，称此水平面静止流体中，同一水平面各点压强相等，称此水平面 为等压面为等压面等压面条件：等压面条件：静止、连续、同一流体、同一液面静止、连续、同一流体、同一液面（缺一不可）（缺一不可

4、）例如：如图所示例如：如图所示a-b、b-c、c-d不是等压面不是等压面,只有只有a-c是等压面。是等压面。（一）测压（一）测压1、U形管压差计形管压差计U形玻璃管形玻璃管标尺标尺指示液指示液p结构：结构：测压原理：测压原理： 注意其选注意其选择择指示液密度指示液密度0，被测流体密度为，被测流体密度为，图中，图中A、A两点的压力是相等的，因为这两点都在同一种两点的压力是相等的，因为这两点都在同一种静止液体（指示液）的同一水平面上。通过这个静止液体（指示液）的同一水平面上。通过这个关系，便可求出（关系，便可求出（p1p2）的值。）的值。二、静力学基本方程的应用二、静力学基本方程的应用p1p2mR

5、AA根据流体静力学基本方程式则有：根据流体静力学基本方程式则有： 测量气体时，由于气体的测量气体时，由于气体的密度比指示液的密度密度比指示液的密度0小得多，故小得多，故00，上式可简化为，上式可简化为U型管左侧型管左侧U型管右侧型管右侧120()ppgR120ppgRp1p2mRAA)(1ARmgpp gRgmpp02A AApp 密度接近但不互溶的两种指示密度接近但不互溶的两种指示 液液A和和C ；)(CA 2、双液体、双液体U管压差计（微差压管压差计（微差压差计）差计） 扩大室内径与扩大室内径与U管内径之比应管内径之比应大于大于10 。)(CA21 Rgpp1 流量与流速流量与流速 单位时

6、间内通过流道有效截面的流体的体积量，以单位时间内通过流道有效截面的流体的体积量，以qv表示，单位表示，单位m3/s或或m3/h 。生产中常说的流量就指体积流量。生产中常说的流量就指体积流量。 单位时间内通过流道有效截面的流体的质量，单位时间内通过流道有效截面的流体的质量，用用qm表示，单位表示，单位kg/s或或kg/h。体积流量体积流量质量流量质量流量1.3 流体动力学流体动力学 两者关系：两者关系：mvqq单位时间内通过单位流道有效截面的流体的体积量称为体积流速，单位时间内通过单位流道有效截面的流体的体积量称为体积流速，习惯上简称为流速，以习惯上简称为流速，以u表示，单位表示，单位m/s 单

7、位时间内通过单位流道有效截面的流体的质量称为质量流速，以单位时间内通过单位流道有效截面的流体的质量称为质量流速，以G表示，单位表示，单位kg/(m2s)两者关系：两者关系：质量流速质量流速 体积流速体积流速 vquAmvqqGuAAmvqquAGA 0tu),(zyxfF 2 定态流动及非定态流动定态流动及非定态流动 （1）定态流动（稳态流动）定态流动（稳态流动） 流场中的物理量，仅和空间位置有关，而和时间无关。0tu（2）非定态流动（非稳态流动）非定态流动（非稳态流动） 流场中的某物理量，不仅和空间位置有关，而且和时间有关。 随着过程的进行，h减低,u 降低。),(tzyxfF 3 定态流动

8、系统的质量守恒定态流动系统的质量守恒连续性方程连续性方程 连续性方程是质量守恒定律的一种表现形式，本节连续性方程是质量守恒定律的一种表现形式，本节通过物料衡算通过物料衡算进行推导。进行推导。 对于连续稳态的一维流动，如果没有流体的泄漏或补充，由物对于连续稳态的一维流动，如果没有流体的泄漏或补充，由物料衡算的基本关系：料衡算的基本关系： 输入质量流量输入质量流量=输出质量流量输出质量流量qm1= qm2 设流体在如图所示的管道中设流体在如图所示的管道中: :作连续定态流动作连续定态流动; ;从截面从截面1-11-1流入，从截面流入，从截面2-22-2流出；流出；一、连续性方程式一、连续性方程式1

9、1 2 2 上式可写成上式可写成: :u1A11 1= = u2A22 2推广到管路上任何一个截面，即推广到管路上任何一个截面，即: :u1A11 1= = u2A22 2= = = uA= = 常数常数以上两式都称为管内稳定流动的连续性方程式。以上两式都称为管内稳定流动的连续性方程式。它反映了在它反映了在稳定流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变时，管路各截稳定流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变时，管路各截面上流速的变化规律。此规律与管路的安排以及管路上是否装有面上流速的变化规律。此规律与管路的安排以及管路上是否装有管件、阀门或输送设备等无关。管件、阀门或输送设备等无关。v对于对于不

10、可压缩的流体，不可压缩的流体，即即: :常数，可得到常数，可得到u1A1= = u2A2= = = uA= = 常数常数u1A1= = u2A2v对于对于在圆管内作稳态流动在圆管内作稳态流动的不可压缩流体：的不可压缩流体：22221144dudu2)(1221dduu 式中式中d1及及d2分别为管道上截面分别为管道上截面1和截面和截面2处的管内径。处的管内径。上式说明上式说明不可压缩流体在管道中的流速与管道内径的平方成反比不可压缩流体在管道中的流速与管道内径的平方成反比。（1 1）、机械能衡算式）、机械能衡算式柏努利方程式柏努利方程式qewe由能量守恒定律：由能量守恒定律：输入能量输入能量输出

11、能量输出能量总能量衡算式：总能量衡算式：221122112222efpupuUz gQ WUz gW柏努利方程柏努利方程4 定态流动系统的机械能守恒定态流动系统的机械能守恒柏努利方程柏努利方程式中各项单位为式中各项单位为J/N，m。当流动系统不涉及与环境的热量交换及温度变化时，此时当流动系统不涉及与环境的热量交换及温度变化时，此时e e=0=0，U U1 1=U=U2 2。流体为不可压缩流体，流体为不可压缩流体， ，则柏努利方程可化为：，则柏努利方程可化为： 1 = 2=2211221222efpupuzHzHgggg 柏努利方程柏努利方程2211221222efpupuz gWz gW 柏努

12、利方程柏努利方程式中各项单位为式中各项单位为J/kg。（1）作图并在图上标出有关物理量）作图并在图上标出有关物理量 ；（2）取截面并确定基准水平面）取截面并确定基准水平面 ；柏努利方程式的应用柏努利方程式的应用解题要求：解题要求： 截面要求：截面要求：与流体的流动方向相垂直；与流体的流动方向相垂直；两截面间流体应是定态连续流动；两截面间流体应是定态连续流动；截面宜选在已知量多、计算方便处。截面宜选在已知量多、计算方便处。2211221222efpupuzHzHgggg 2211221222efpupuz gWz gW 计算中要注意各物理量的单位保持一致，尤其在计算截计算中要注意各物理量的单位保

13、持一致，尤其在计算截面上的静压能时，面上的静压能时，p p1 1、p p2 2不仅单位要一致，同时表示方法也不仅单位要一致，同时表示方法也应一致，即同为绝压或同为表压。应一致，即同为绝压或同为表压。（）选用柏努利（）选用柏努利方程式方程式（）（）代入方程式求解代入方程式求解截面很大时（如储槽，高位槽），流速可认为是截面很大时（如储槽，高位槽），流速可认为是0。位能基准水平面位能基准水平面必须与地面平行。为计算方便，宜于选取两截面必须与地面平行。为计算方便，宜于选取两截面中位置较低的截面为基准水平面。若截面不是水平面，而是垂直于地中位置较低的截面为基准水平面。若截面不是水平面，而是垂直于地面，则

14、基准面应选管中心线的水平面。面，则基准面应选管中心线的水平面。（）并列出已知条件（）并列出已知条件（）结果讨论（）结果讨论 泵压头与流体输送机械的有效功率的关系泵压头与流体输送机械的有效功率的关系We在两截面间在两截面间1kg1kg质量流体获得的能量，即输送机械所做的有质量流体获得的能量，即输送机械所做的有效功。效功。有效功率有效功率 Pe ：单位时间输送设备所作的有效功。：单位时间输送设备所作的有效功。 -输送机械的效率输送机械的效率emepq W轴功率轴功率ePp 已知已知u1，d1，d2，左侧高度，左侧高度1m，求，求h（忽略从（忽略从1到到2处的压头处的压头损失）损失） 柏努利方程式的

15、应用柏努利方程式的应用出水阀全关闭时，压力表读数为出水阀全关闭时，压力表读数为P1。阀门开启后，压力表读数降至阀门开启后，压力表读数降至P2。设。设压力表之前管路中的压头损失为压力表之前管路中的压头损失为Hf米米水柱，求水的流量为多少水柱，求水的流量为多少?R=40mm300mm200mm水水例如图所示，已知：例如图所示，已知：=1.2kg/ /m3求：求：qv。空气空气1122解：取截面如图，以管的轴心线所在平面解：取截面如图，以管的轴心线所在平面为基准水平面。在为基准水平面。在1-2间列柏努利方程间列柏努利方程2211221222efupupgZWgZW式中：式中：Z1=Z2=0，We=0

16、，Wf=0，上式简化，上式简化为为 22212122pupu ？gRppA 21Pa4 .39204. 081. 91000 1221222ppuu 3272 . 14 .392 ？连续性方程连续性方程 2112AAuu2122112 . 03 . 0 uddu1225. 2uu （1）（2）（1）、（）、（2）smu/7 .121 223110.312.70.90/44vqd ums在物理单位制中在物理单位制中, ,粘度的单位为粘度的单位为: :在在SISI中中, , 粘度的单位为粘度的单位为: :)(smkgsPaP( (泊泊) )或或cP( (厘泊厘泊) )2、粘度的单位、粘度的单位换算

17、关系换算关系:1101000Pa sPcP 为了直接观察流体为了直接观察流体流动时内部质点的运动流动时内部质点的运动情况及各种因素对流动情况及各种因素对流动状况的影响状况的影响, ,可安排如可安排如右图所示的实验。这个右图所示的实验。这个实验称为实验称为雷诺实验雷诺实验。一、雷诺实验与流体的流动型态一、雷诺实验与流体的流动型态雷诺实验装置雷诺实验装置1-小瓶；小瓶；2-细管；细管；3-水箱；水箱；4-水平玻璃管；水平玻璃管；5-阀门；阀门；6-溢溢流装置流装置1-4-2 流体的流动型态流体的流动型态1.4 管内流体流动现象管内流体流动现象 根据根据ReRe雷诺准数数值来分析判断流型。对直管内的

18、流动而言：雷诺准数数值来分析判断流型。对直管内的流动而言： Re Re的大小不仅是作为层流与湍流的判据，而且在很多地方都的大小不仅是作为层流与湍流的判据，而且在很多地方都要用到它。不过使用时要注意单位统一。另外，还要注意要用到它。不过使用时要注意单位统一。另外，还要注意d d，有时是直径，有时是别的特征长度。有时是直径，有时是别的特征长度。当当Re2000Re2000时，流动为层流，此区称为时，流动为层流，此区称为层流区；层流区；当当Re4000Re4000时，一般出现湍流，此区称为时，一般出现湍流，此区称为湍流区；湍流区；当当2000 Re 40002000 Re 4000 时，流动可能是层

19、流，也可能是时，流动可能是层流，也可能是 湍流，与外界干扰有关，该区称为不稳定的湍流，与外界干扰有关，该区称为不稳定的过渡区。过渡区。2.流动型态的判定流动型态的判定管路的润湿周边长面积流体在管路中的流通截 4ed例：套管环隙，内管的外径为例：套管环隙，内管的外径为d1，外管的内径为，外管的内径为d2d d2 2d d1 11212212244ddddddde例：矩形截面例：矩形截面abbaabbaabde2224非圆形管内的当量直径仅仅是用来计算非圆形管内的非圆形管内的当量直径仅仅是用来计算非圆形管内的雷诺准雷诺准数数，与，与“直径直径”这一概念要区别开来，不能用当量直径来计算非这一概念要区

20、别开来，不能用当量直径来计算非圆形管内流体的圆形管内流体的流速、流量流速、流量等物理量。等物理量。3、非圆形管路的当量直径、非圆形管路的当量直径de流体在管道截面上的速度分布规律因流型而异。流体在管道截面上的速度分布规律因流型而异。 层流时的速度分布层流时的速度分布理论分析和实验都已理论分析和实验都已证明，滞流时的速度沿管证明，滞流时的速度沿管径按径按抛物线抛物线的规律分布，的规律分布，如右图所示。如右图所示。2max.1Rruu管截面上的平均速度管截面上的平均速度 :max21uu 二、管内速度分布二、管内速度分布湍流时流体质点的运动情况比较复杂，目前还不能完全湍流时流体质点的运动情况比较复

21、杂，目前还不能完全采用理论方法得出湍流时的速度分布规律经实验测定，湍流采用理论方法得出湍流时的速度分布规律经实验测定，湍流时圆管内的速度分布曲线如下图所示。速度分布比较均匀，时圆管内的速度分布曲线如下图所示。速度分布比较均匀，速度分布曲线不再是严格的抛物线速度分布曲线不再是严格的抛物线。nRruu1max. 湍流速度分布的湍流速度分布的经验式：经验式：湍流时的速度分布湍流时的速度分布71n当当 时，流体的平均速度时，流体的平均速度 :max82. 0uu 流体在管流系统中的流体在管流系统中的能量损失能量损失由直管阻力损失与局部阻力损失由直管阻力损失与局部阻力损失构成。构成。直管阻力：直管阻力：

22、流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻力；直管阻力又称沿程阻力，以力；直管阻力又称沿程阻力，以Wf表示。表示。 局部阻力：局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小及方流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小及方向的改变而引起的阻力。局部阻力又称形体阻力，以向的改变而引起的阻力。局部阻力又称形体阻力，以Wf表示。表示。流体在圆管内流动时的流体在圆管内流动时的总阻力总阻力为：为：一、表示阻力损失的物理量及其相互关系一、表示阻力损失的物理量及其相互关系fffWWW1.5 1.5 流体流动阻力流体流动阻力二、阻力计算二、阻力计算1 . 直管阻

23、力的计算直管阻力的计算阻力损失阻力损失22fl uWdJ/kg（范宁（范宁Fanning公式）公式） 摩擦系数摩擦系数压头损失压头损失J/N或或m22ffWl uHgdg压力损失压力损失pa22fflupWd查书查书30页图页图1-22 莫狄（莫狄（Moody）摩擦因数图）摩擦因数图不仅与不仅与Re有关，而且和管子的粗糙度有关。有关，而且和管子的粗糙度有关。Re64（适用于圆形管路）（适用于圆形管路）ReC正方形正方形 C57套管环隙套管环隙 C96层流时的摩擦系数层流时的摩擦系数湍流时的摩擦系数湍流时的摩擦系数 0.10 0.09 0.08 0.07 0.05 0.04 0.06 0.03

24、0.05 0.02 0.015 0.04 0.01 0.008 0.006 0.03 0.004 0.025 d 0.002 0.02 0.001 0.0008 0.0006 0.0004 0.015 0.0002 0.0001 0.00005 0.01 0.009 0.00001 0.008 2 4 68 2 4 68 2 4 68 2 4 68 2 4 68 103 104 105 106 107 108 0.000005 0.000001 雷诺数 du Re莫莫狄狄（Moody）图图层层流流区区湍湍流流区区Re64 过渡区阻力平方区 d Re, d 水水力力光光滑滑管管 Re 22udl

25、hf上图可以分成上图可以分成4个不同区域：个不同区域：层流区：层流区： Re 2000， =64/Re ，与，与 /d无关。无关。过渡区：过渡区：2000 Re 4000湍流区：湍流区：Re 4000, 与与Re 和和 /d有关。有关。完全湍流区完全湍流区(阻力平方区阻力平方区)： 与与Re 无关，无关， 仅与仅与 /d有关。有关。查表举例查表举例1. Re=103， =0.058 2.Re=104， /d=0.002 =0.034 3. Re=107， /d=0.002 =0.023v当量长度法当量长度法 将流体流过管件或阀门的局部阻力，折合成直径相同、长度为将流体流过管件或阀门的局部阻力，

26、折合成直径相同、长度为Le的直管所产生的阻力的直管所产生的阻力 。le 管件或阀门的当量长度，管件或阀门的当量长度，m。2222eefflluuWHddg或 必须指明，在应用上式计算时，若遇两端流速必须指明，在应用上式计算时，若遇两端流速u不相同时，式中不相同时，式中的的u、 必须采用较大侧的参数。必须采用较大侧的参数。 局部障碍物的当量长度通常由实验测定，也可查阅文献获得。局部障碍物的当量长度通常由实验测定，也可查阅文献获得。2.局部阻力损失局部阻力损失v 阻力系数法阻力系数法将局部阻力表示为动能的某一倍数将局部阻力表示为动能的某一倍数: :局部阻力系数局部阻力系数，可查有关手册得到可查有关

27、手册得到 。22fuWJ/kg或或22fuHgJ/N=m记住：记住： 容器入管口，容器入管口，=0.5；管子入容器，；管子入容器，=1.0两种局部阻力的计算方法，同一管路系统最好采用同一种计算方法。两种局部阻力的计算方法，同一管路系统最好采用同一种计算方法。注意：注意：3、管路总阻力：、管路总阻力：从系统的从系统的1-1截面到截面到2-2截面所有的阻力损失。截面所有的阻力损失。4.减少流动阻力的途径：减少流动阻力的途径：减小直管阻力；减小直管阻力；减小局部阻力；减小局部阻力；适当放大管径在物料中；适当放大管径在物料中；加入一些添加剂；加入一些添加剂；给管子穿衬衣。给管子穿衬衣。22fluWd2

28、)(2udlle例：例：用泵把20的苯从地下储罐送到高位槽，流量为300l/min。高位槽液面比储罐液面高10m。泵吸入管路用894mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀（可粗略的按旋启式止回阀全开时计）、一个标准弯头；泵排出管用573.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准弯头。储罐及高位槽液面上方均为大气压。设储罐液面维持恒定。试求泵的轴功率试求泵的轴功率。设泵的效率为70%。50m, 1个闸阀个闸阀, 1个标个标准阀准阀, 3个个90O弯头弯头15m, 1个底阀，个底阀，1个个90O弯头弯头分析：分析：求泵的轴功率机械能衡算式

29、Z、u、P已知求h hf f管径不同吸入管路排出管路ffww范宁公式l、d已知求求ReRe、/d/d摩擦因数图当量长度阻力系数查图解：解：取储罐液面为上游截面1-1，高位槽液面为下游截面2-2， 并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。2211221222efupupgZWgZW式中：mZ10Z021表）(021 pp021 uu9.81 10efWW98.1fW,fffWaWaWa2,()2aeaaall aud式中mmmda081. 0814289mla15管件、阀门的当量长度为管件、阀门的当量长度为：底阀(按旋转式止回阀全开时计） 6.3m标准弯头 2.7mmale97 .

30、 23 . 6,进口阻力系数 =0.5（1）吸入管路上的能量损失,fW a2081. 04601000300ausm/97. 0苯的密度为880kg/m3，粘度为6.510-4PasaaaudRe4105 . 688097. 0081. 051006. 1取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d=0.3/81=0.0037，查得=0.029159,(0.0290.5)0.081fWakgJ /28. 4（2）排出管路上的能量损失）排出管路上的能量损失 wf,b2,()2bebfbbll buWbd式中:mmmdb05. 0505 . 3257mlb50管件、阀门的当量长度分别为：全开的闸阀 0.3

31、3m全开的截止阀 17m 三个标准弯头 1.63=4.8 mmble13.228 . 41733. 0,出口阻力系数 =1205. 04601000300busm/55. 24105 . 688055. 205. 0Reb51073. 1仍取管壁的绝对粗糙度=0.3mm，/d/d=0.3/50=0.006，查得=0.031325022.132.55,(0.03131)0.052fWbkgJ /150（3）管路系统的总能量损失）管路系统的总能量损失:,fffwwawb15028.4kgJ /3 .1543 .1541 .98eWkgJ /4 .252苯的质量流量为：mvqq88060100030

32、0skg /4 . 4泵的有效功率为：emePq W4 . 44 .252W6 .1110kW11. 1泵的轴功率为：/ePP7 . 0/11. 1kW59. 1 由若干个弯曲的叶由若干个弯曲的叶片组成的片组成的叶轮叶轮置于置于具有蜗壳通道的具有蜗壳通道的泵泵壳壳之内。之内。 叶轮叶轮紧固于紧固于泵轴泵轴上上 泵轴与泵轴与电机电机相连，相连， 可由电机带动旋转。可由电机带动旋转。 二、离心泵二、离心泵 1、离心泵的基本结构和工作原理、离心泵的基本结构和工作原理1.8 流体输送机械流体输送机械 气气 缚缚 离心泵启动启动时，如果泵壳内存在空气泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋

33、转所产生的离心力很小离心力很小，叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚气缚”。 为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止止逆阀逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀调节阀，用于开停车和调节流量。离心泵在停机前，为防止出口离心泵在停机前，为防止出口管路中的高压流体向泵体内倒灌管路中的高压流体向泵体内倒灌（因叶轮中心在停机瞬间尚处在真（因叶轮中心在停机瞬间尚处在真空状态），以至于对设备造成破坏，空状态），以至于对设备造成破坏，需先关闭出口阀后方可停机。需先关闭出口阀后方可停机。离心泵在启动前，必须

34、先开启离心泵在启动前，必须先开启出口阀进行出口阀进行“灌泵排气灌泵排气”，使泵体，使泵体及吸入管路内注满被输送的流体。及吸入管路内注满被输送的流体。注意：注意：3、离心泵的主要性能参数与特性曲线、离心泵的主要性能参数与特性曲线（1）性能参数）性能参数 离心泵出厂时，泵上附有一个标牌离心泵出厂时，泵上附有一个标牌（铭牌（铭牌），注明泵在，注明泵在效率最效率最高时高时的主要性能，如下图为一泵的铭牌。的主要性能，如下图为一泵的铭牌。离离 心心 清清 水水 泵泵型型 号号 IS50-32-200IS50-32-200转转 速速 2900r/min2900r/min扬扬 程程 48m48m效效 率率 5

35、1%51%流流 量量 15m15m3 3/h/h轴功率轴功率 3.84kw3.84kw气蚀余量气蚀余量 2.5m2.5m叶轮直径叶轮直径200mm200mm排出口径排出口径32mm32mm吸入口径吸入口径 50mm50mm重重 量量 * * * * * * * * * * * * *水水 泵泵 厂厂出出 厂厂 编编 号号 * * * * * * * * * * * * * *出出 厂厂 日日 期期 * * * * 年年 * * * * 月月 * * * * 日日流量流量Q离心泵在单位时间内输送到管路系统的流体体积；离心泵在单位时间内输送到管路系统的流体体积；mm3 3/h/h定义：定义：影响泵

36、流量的因素：影响泵流量的因素：泵的结构（单吸、双吸）泵的结构（单吸、双吸）泵的规格（叶轮的直径和宽度）泵的规格（叶轮的直径和宽度）叶轮的转速叶轮的转速输送流体的黏度输送流体的黏度扬程扬程 H离心泵对单位重量离心泵对单位重量（1N1N）的流体所能提供的的流体所能提供的有效有效机械能量，即每牛机械能量，即每牛顿流体由泵实际获得的顿流体由泵实际获得的净净机械能，单位为机械能，单位为J/NJ/N或或m m（液柱）。（液柱）。 其值一般由实验测定。其值一般由实验测定。转速转速n泵轴在单位时间内的转数。泵轴在单位时间内的转数。转速以每秒的转数计，单位转速以每秒的转数计，单位Hz；工程上用得较多的还有；工程

37、上用得较多的还有r/min功率功率有效功率有效功率Ne：单位时间液体从泵获得的能量，单位时间液体从泵获得的能量，w或或kwPeQHg轴功率轴功率N：单位时间泵轴所需的能量，单位时间泵轴所需的能量，w或或kw设备的尺寸设备的尺寸流体的粘度流体的粘度流量流量N N随之增大而增大随之增大而增大效率效率 ：泵轴功率的利用率，或者说泵轴功率的损失程度。泵轴功率的利用率，或者说泵轴功率的损失程度。 = = NeNe / N / N能量损失的原因：能量损失的原因：容积损失容积损失: :泵的液体泄露所造成的损失；泵的液体泄露所造成的损失；机械损失机械损失: :轴与轴承，轴与填料及叶轮盖板外表面与液体摩檫。轴与

38、轴承，轴与填料及叶轮盖板外表面与液体摩檫。水利损失水利损失: :流体流经叶轮通道和蜗壳时摩檫阻力及局部阻力；流体流经叶轮通道和蜗壳时摩檫阻力及局部阻力；102QHP（2）离心泵的特性曲线）离心泵的特性曲线通常，通常，离心泵的特性曲线由制造厂附于泵的样本或说明书中，是指导离心泵的特性曲线由制造厂附于泵的样本或说明书中，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。正确选择和操作离心泵的主要依据。HQ曲线：曲线：H H随随 Q Q的增大而减小。的增大而减小。 Q Q很小时可能例外。很小时可能例外。NQ曲线：曲线：N N随随 Q Q的增大而上升，流量为零时轴功率最小。的增大而上升，流量为零时轴功率最小。 Q

39、曲线：曲线： 随随Q Q的增大先上升达一最高点后减小。的增大先上升达一最高点后减小。应用：应用：离心泵启动前应先关闭泵出口阀，以减小启动电流，保护电机离心泵启动前应先关闭泵出口阀，以减小启动电流，保护电机离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线最佳工况参数：最佳工况参数：与最高效率点对应与最高效率点对应的的Q Q、H H、N N值称为最佳工值称为最佳工况参数。况参数。最佳工况区：最佳工况区：最高效率的最高效率的92%92%的范的范围称为最佳工况区。围称为最佳工况区。离心泵的压头离心泵的压头H H一般是随流量一般是随流量Q Q的增大而下降，这是离心泵的增大而下降，这是离心泵的一个重要特性。的一个重要特性

40、。NQ4、离心泵的工作点与流量调节、离心泵的工作点与流量调节（1）管路特性曲线）管路特性曲线258ellBgd 2eHA BQ表示在特定管路系统中，于固定操作条件下，流体流经该管表示在特定管路系统中，于固定操作条件下，流体流经该管路时所需的压头与流量的关系。路时所需的压头与流量的关系。pAzg （2）离心泵的工作点）离心泵的工作点泵的特性曲线泵的特性曲线H-QH-Q线与所在管路特性曲线线与所在管路特性曲线H He eQ Q线的交点（线的交点（M M 点点) )。 改变泵的特性改变泵的特性改变改变管路特性管路特性或或改变工作点改变工作点 改变改变流量流量关小出口阀关小出口阀 le 管特线变陡管特

41、线变陡 H H ，Q Q 工作点左上移工作点左上移开大出口阀开大出口阀 le 管特线变缓管特线变缓 H H ，Q Q 工作点右下移工作点右下移管路特性曲线调节法管路特性曲线调节法改变出口阀开度改变出口阀开度灵活方便、耗能大灵活方便、耗能大特点：特点：泵特性曲线调节法泵特性曲线调节法改变叶轮转速改变叶轮转速n n 泵泵H-QH-Q曲线上移曲线上移工作点右上移，工作点右上移，H H ，Q Q 车削叶轮直径车削叶轮直径工作点左下移，工作点左下移，H H ，Q Q D D 泵泵H-QH-Q曲线下移曲线下移节能、投资大节能、投资大特点：特点：6、离心泵的气蚀现象与安装高度、离心泵的气蚀现象与安装高度pa安装高度安装高度：液面到泵入口处的垂直距离液面到泵入口处的垂直距离(Hg(Hg) )。问题：问题：安装高度有无限制？安装高度有无限制？汽蚀现象汽蚀现象1100离心泵的安装高度Hg叶轮入口处最低压力叶轮入口处最低压力 ，液体汽化，液体汽化，产生汽泡，受压缩后破灭，周围液体以高速涌产生汽泡，受压缩后破灭，周围液体以高速涌向汽泡中心。叶轮受冲击而出现剥落，泵体振向汽泡中心。叶轮受冲击而出现剥落，泵体振动并发出噪音。使叶轮或泵体受到破坏，这种动并发出噪音。使叶轮或泵体受到破坏，这种现象称为现象称为“气蚀现象气蚀现象”。VKpp