第二章流体流动资料教程

一、 离心泵的基本结构，工作原理 1、离心泵的结构 2、工作原理二、离心泵的性能参数三、离心泵的基本方程四、离心泵的效率和实际压头五 、离心泵的特性曲线和流量调节六、离心泵的安装高度ZS七、离心泵的组合运转工况分析八、 离心泵的类型与选用第 二 章 流体输送设备 概 述 流体从 低处 高处； 低压处 高压处； 所在地 较远处； 需要对流体做功，增加流体的机械能。流体输送设备（通用机械）：液体输送设备 泵； 气体输送设备 通风机、鼓风机、压缩机或真空泵；作用：向系统输入能量，补充所需机械能； 用于流体的输送或加压。特点：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。蜗壳（外壳）；叶轮：敞式,半蔽式,蔽式 附属装置：底阀、滤网、调节阀、平衡孔(平衡管)、排气孔、轴封。 一、 离心泵的基本结构，工作原理 1、离心泵的结构主要结构： 离心泵结构示意图 2、工作原理 (1) 排出阶段 叶轮旋转(产生离心力，使液体获得能量）流体流入涡壳(动能静压能) 流向输出管路。 (2) 吸入阶段 液体自叶轮中心甩向外缘 叶轮中心形成低压区 贮槽液面与泵入口形成压差液体吸入泵内。气缚现象：泵内未充满液体，气体密度低，产生离心力小，在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。(3) 主要部件作用 泵壳：动能静压能，提高液体压力, 能量转换装置，汇集液体，并导出液体。叶轮：把原动机(电机)的机械能，传递给液体，提高液体的动能和静压能。叶轮形式：叶轮由26片叶片组成。按叶片两侧有无盖板: 敞式、半蔽式、蔽式。叶轮的类型(a)后盖板平衡孔单吸式双吸式蔽式叶轮：适用于输送清洁液体敞式和半蔽式叶轮：流道不易堵塞，适用于输送含有固体颗粒的液体悬浮液，效率低。按吸液方式：单吸式、双吸式。单吸式：结构简单，液体从叶轮一侧被吸入。双吸式：吸液能力大，基本上消除轴向推力。单吸式与双吸式叶轮（4 ）轴封装置 -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。填料如浸油或渗涂石墨的石棉带、碳纤维、氟纤维和膨胀石墨等，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。 对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严多用机械密封。二、 离心泵的性能参数小型泵效率，5070%；大型泵效率，90%左右。 功率： 有效功率Ne：轴功率N： 效率： 压头(扬程)H： 流量 Q： 三、 离心泵的基本方程1. 液体在叶轮中的运动及其简化假设 （1）简化假设 （a）叶片数目无限多，且无限薄，严格将流体限定在叶轮流道内； （b）流体为理想流体，无能量损失； （2）液体质点的运动 圆周运动液体随叶轮一起旋转，圆周速度为u； 切向运动相对于叶轮的运动，相对速度w； 合成运动流体相对于壳体的运动，绝对速度c。ucwwccrcuu液体质点在叶轮内的运动情况各速度之间相互关系：如何用、cr表示cu？ （3） 几何参数 叶片安装角相对速度w与圆周速度u反向延长线间的夹角。 夹角绝对速度c和圆周速度u间的夹角。 离心泵理想压头方程的推导c2w2u2cu2cr222w1c1u1L2R2R1L12.离心泵基本方程的推导列叶轮进、出口截面机械能衡算式，则有：（1） 离心力产生的压头Hc离心力：离心力：因此，离心力所产生的压头为：离心泵设计中，一般使1=90o，则cos1=0，故有：wccrcuu（2） 流道扩大引起的压头增高Hp 离心泵基本方程3.离心泵基本方程的讨论（1） 离心泵理论流量Q对理论压头H的影响（2）泵理论压头与叶片弯曲方向的关系 叶片形式：径向，前弯，后弯 22u2c2w22u2c2w222u2c2w22(a)(b)(c) 叶片弯曲方向及其速度三角形径向叶片：后弯叶片：前弯叶片：无关 四、离心泵的效率和实际压头 实际压头 He单max 应采用串联操作原因：并联泵压头不够大。 (2)串、并联都满足时， 应根据管路特性选择 对于低阻管路(B较小)， 宜采用并联操作； 对于高阻管路(B较大)， 宜采用串联操作；离心泵组合方式的选择HQab2211 4. 组合泵的流量调节 方法：同单泵； 注意：确定组合泵的工作点时， 应使用泵的合成特性曲线和管路特性曲线。离心泵组合方式的选择HqVab2211 八、 离心泵的类型与选用 1. 离心泵的类型 按输送液体的性质或泵结构分类，用英语或汉语拼音为系列代号。（1）清水泵 B型：单级单吸式，系列扬程范围 8 98m， 流量范围：4.5360 m3/h, 属常用型。D型：多级离心泵(一般29级)。 系列扬程范围：14351m， 流量范围：10.8850 m3/h， 适用：压头高，而流量不大的场合。 S 型：双吸式离心泵 系列扬程范围：9140 m ； 流量范围：1201250 m3/h； 适用：压头要求不高，流量较大的场合。 （2）油泵：Y型 要求密封性能好，一般具有冷却措施。 流量：6.5500 m3/h 压头：60 603 m。 （3） 其它类型泵 耐腐蚀泵(F型)：密封性能好(常用机械密封)， 杂质泵(P型)：不易堵，耐磨， 叶轮：敞式或半闭式。 屏蔽泵：机泵一体，用于输送易燃、易爆液体。 液下泵(EY型)：无泄漏问题，化工常用泵。 2. 离心泵的选用（1）原则： 确定泵的类型依据： a）输送流体的性质清水泵、油泵、耐腐蚀泵等 b）现场安装条件卧式泵、立式泵等 c）流量大小单吸泵、双吸泵等 d）扬程大小单级泵、多级泵等（2）选择泵的具体型号 a）由管路所需压头、流量，确定泵压头、流量。 工程观点：选择时，有一定生产裕度。 b）抗汽蚀性能好 c）经济性好：泵的操作点应处于高效区内。 （3）校核和最终选型 效率高、汽蚀余量小、重量轻、价格低