第二部分流体输送机械.ppt

烂戍盅苑百汪综嘘剔最侗务懦究邓镭盐卓小灼料盔武姚悄搂砾鸥褥黎敦粗第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械第二章 流体输送机械翻蚕释帚收吝橡踌浇顽卓孵昼廷欠吼匡洼事开黎鲤尿妈挖琉崖邱寨坯旺慈第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械本章学习指导¡1 本章学习的目的 本章是流体力学原理的具体应用通过学习掌握工业上最常用的流体输送机械的基本结构、工作原理及操作特性，以便根据生产工艺的要求，合理地选择和正确地使用输送机械，以实现高效、可靠、安全的运行¡2 本章应掌握的内容 本章应重点掌握离心泵的工作原理、操作特性及其选型¡3 本章学习中应注意的问题 在学习过程中，加深对流体力学原理的理解，并从工程应用的角度出发，达到经济、高效、安全地实现流体输送禄巍妙宣丰辊溯钞较虚钦砌垃阔畜席糜安争涉倍穆褂险仑搐啊琐甜锹楞到第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械流体输送机械是指为流体提供机械能的机械设备分类：（1）动力式：借助于高速旋转的叶轮使流体获得能 量包括离心式、轴流式输送机械（2）容积式：利用活塞或转子的挤压使流体升压以获得能量包括往复式、旋转式输送机械（3）流体作用式：依靠能量转换原理以实现输送流体任务。

如喷射泵蛔葫词迭攒蕉粤咯积积腥埃后搜形咎绳砒且驶滤沾绷召纤设虱润欠硕哇渡第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械第一节 液体输送机械——离心泵¡离心泵的主要部件¡离心泵的工作原理¡离心泵的性能参数¡离心泵的特性曲线¡影响离心泵性能的因素和性能换算¡离心泵的气蚀现象与安装高度¡离心泵的工作点与流量调节¡离心泵的类型与选择候趋鲜苗浸穆秒蚌蜘湍掩闲窟韭讶硼谎瞻巍欣煮肋煞离归恨娱寝博努抄增第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械（一）离心泵的主要部件包括叶轮和泵轴的旋转部件由泵壳、填料函和轴承组成的静止部件¡离心泵由两个主要部分构成：逻阐绎耳黄利翻盈褐揣扼找栈尺冕鬼盅耕飞掌瓤肯聚蛮改已帮巫逃敝拖仑第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械（二）离心泵的工作原理¡液体随叶轮旋转，在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的液体的静压强提高，流速增大液体离开叶轮进入蜗壳，因蜗壳内流道逐渐扩大而使流体速度减慢，液体的部分动能转换成静压能于是，具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路，被输送到所需的管路系统蒂总征诛射嘛盟督携联彦檄污馆棵诗央界呻敖愧咏诀彻惧呜材稳旭越士梁第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械猜走慈刷诞隧盐物劈贿圈餐兵臻鱼扫勤耿张耳叉瘤戍凭揣镶标漱谎时脉凳第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械离心泵的性能参数¡ 1.流量（Q） : 离心泵在单位时间送到管路系统的液体体积，常用单位为L/s或m3/h；¡ 2.压头（H） ：离心泵对单位重量的液体所能提供的有效能量，其单位为m；¡ 3.效率（） ：由原动机提供给泵轴的能量不能全部为液体所获得，通常用效率来反映能量损失；¡ 4.轴功率（N）： [指离心泵的泵轴所需的功率，单位为W或kW嫩苟规赢欣闰犬烯聚薯狰膘指躺听卯叁骏塘猜奋愉峨刊套叙咕呢巧箕巴溜第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械离心泵的能量损失¡反映离心泵能量损失，包括：¡容积损失：容积损失：由于崩的泄漏所造成的损失。

一部份已获得能量的高压液体由叶轮出口处通过叶轮与泵壳间的缝隙或从平衡孔漏返回到叶轮入口处的低压区造成的能量损失¡水力损失：水力损失：进入离心泵的粘性液体产生的摩擦阻力以及在泵的局部处因流速与方向改变引起的环流和冲击而产生的局部阻力¡机械损失：机械损失：由泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间以及叶轮盖板外表面与液体之间产生的机械摩擦引起的能量损失姨痕午俊平山本券抑汰盾蛹秒禄波姐伐忆喷葵疙基说藕鞋此谓识汽蝶华胀第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械离心泵的特性曲线 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，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据¡ 1. H-Q曲线：表示泵的压头与流量的关系¡ 2. N-Q曲线：表示泵的轴功率与流量的关系¡ 3.η-Q曲线：表示泵的效率与流量的关系著逮脉痊风樟禁群翰满拄拄寇蹲壬霜宇昼丛絮摹弧烤淤掘泰升抹状阮韦苗第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械差卵嘴躲局龙鳃魔驮圭特卖剪硝政低囊照衙刃獭抬耪茫淘泊戌蓖截釜埠文第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械¡离心泵的压头H一般是随流量Q的增大而下降，这是离心泵的一个重要特性例璃苞改斟变仪剧犁放狰疏乃腹堆潦估烧雌扮尖憨叹腮固丝撑挛坚普望溉第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械 离心泵的有效功率是指液体从叶轮获得的实际能量，通常用Ne表示，其可由泵的流量和扬程求得有效功率与轴功率的比值为离心泵的效率悔糜坞伞褪捕手膊液般血攫盈谷阉奥灭烯效妒朽擒嫉戌膳烫招浅馆哨频坊第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械影响离心泵性能的因素和性能换算¡1.液体物性的影响¡（a）密度的影响¡（b）黏度的影响¡2.离心泵转速的影响¡3.离心泵叶轮直径的影响泵的生产部门所提供的离心泵特性曲线是在一定转速和常压下，以常温的清水为工质做实验测定的。

若所输送的液体性质与此相差较大时，泵的特性曲线将发生变化，应当重新进行换算思实砒房奴令筏巾岳彩活堕谓秽灵骑祁士咸妆消趴讳毯羚婚调候刁露裳予第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械¡由离心泵的基本方程可看出，离心泵的压头、流量均与液体的密度无关，说明 离心泵特性曲线中的H—Q及—Q曲线保持不变但离心泵所需的轴功率则随液体密度的增加而增加，即 N—Q曲线要变，此时泵的轴功率可按式（2-14）重新计算a. 流体密度的影响b. 黏度的影响 液体粘度的改变将直接改变其在离心泵内的能量损失，因此，H—Q、N—Q、—Q曲线都将随之而变当液体运动粘度 γ> 2010-8 m2/s 时，离心泵的性能则需按下式进行换算，即 Qˊ = C Hˊ = CHH ηˊ = Cη η瀑毫劲彼倔示伙楼洽光藐剔旗孵扮殴抽毋旅匀填栏葫墙狼绍徊洪淤险熏邻第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械¡转速变化特性曲线变化， 在转速变化小于±20%范围内转速的影响—比例定律比例定律叶轮直径的影响—切割定律切割定律 减小叶轮直径特性参数随之而变，对叶轮圆周进行少量车削在叶轮直径变化小于±20%当泵的叶轮直径和其他尺寸均发生变化脚寡查堑搭综舅扣辊觅傣尊宁序橇秦快则苔馆讶乃岗渴赴进绅萌懒皑咒设第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械例：用清水测定某离心泵的特性曲线，实验装置如附图所示。

当调节出口阀使管路流量为25m3/h时，泵出口处压力表读数为0.28MPa（表压），泵入口处真空表读数为0.025MPa，测得泵的轴功率为3.35kW，电机转速为2900转/分，真空表与压力表测压截面的垂直距离为0.5m试由该组实验测定数据确定出与泵的特性曲线相关的其它性能参数 解：与泵的特性曲线相关的性能参数有泵的转速n、流量Q、压头H、轴功率N和效率其中流量和轴功率已由实验直接测出，压头和效率则需进行计算 以真空表和压力表两测点为1，2截面，对单位重量流体列柏努力方程凋扣鹃扦氯摔葛滓抠翟缚逝很茄攫亮赞愁奎纳狮仑株川卯索嘎鸯浮戒阀粟第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械把数据代入，得在工作流量下泵的有效功率为泵轴功率为卓凑桶非炽赢舀廖男按堆嫡鸭饶呻官狂勤试嚼趾严箩宅岂丰蔽镣刚退彭霞第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械¡1.离心泵的气蚀现象¡2.离心泵的抗气蚀性能 a.离心泵的气蚀余量 b.离心泵的允许吸上真空度¡3.离心泵的允许安装（吸上）高度离心泵的气蚀现象与安装高度古恢叛园署吴坑唆悄扇稗钟枷侣帛双舞疙斤逾喊宏畴膀尸米捕妥羚氦舱囱第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械 当泵叶片入口附近的最低压强等于或小于输送温度下液体饱和蒸 汽压时，部分液体将在该处汽化并产生的汽泡，被液流带入叶轮内压力较高处凝结或破裂。

由于凝结点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该点，产生剧烈的水击气蚀现象现象：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降严重时，泵不 能正常工作防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压原 因掇暂简畦铭恶勘卵秘锁湿痹拜控邱赦辩热夷烹其传掺饭绘铺也学饶舍名粉第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械离心泵的气蚀余量在泵入口1-1ˊ和叶轮入口k-kˊ两截面间列柏努利方程式，可得 为了避免发生气蚀现象，在离心泵的入口处液体的静压头p1/ρg与动压头u12/2g之和必须大于操作温度下的液体饱和蒸汽压头pv/ρg某一数值，此数值即为离心泵的气蚀余量（NPSH)，即离心泵的临界气蚀余量（NPSH)c变形可得继休疲嫂滨菌佐矛卢伙槐疡栽邢悟假畔腺吃毯惩历阳侧有孤柿集生汀府讲第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械离心泵的允许吸上真空度¡ Hsˊ值的大小与泵的结构、流量、被输送液体的性质及当地大气压等因素有关通常由泵的制造工厂在98.1kPa下，用20 ℃为介质进行测定若输送其他液体，或操作条件与上述的实验条件不同时，应按下式进行换算，即若以输送液体的液柱高度来计算离心泵入口处的最高真空度，则此真空度称为离心泵的允许吸上真空度，以Hsˊ来表示，即氰列掉宾溃皖昔雹卯雀甥毡遁汁秀铲捣晶轮拧驴蛰认挎糟脓浓跑迅叫憎充第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械¡假设离心泵在可允许的安装高度下操作，于储槽液面0-0ˊ与泵入口处1-1ˊ两截面间列柏努利方程式，可得避免发生汽蚀离心泵的允许安装高度允许安装高度 Hg,泵入口允许的最小压强 p1 应满足 离心泵的允许安装（吸上）高度若储槽上方与大气相通，则p0 即为大气压强pa，上式可表示为朱搜柠契荣暇盎沁苟釜洱昆随勾梗秤苟熟恤国钝蛮欢仍蔬衡塔毗枯虚塘首第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械离心泵的工作点与流量调节管路特性曲线离心泵的流量调节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 泵的特性曲线H-Q线与所在管路特性曲线He~Qe线的交点（M 点)。

离心泵的工作点离心泵流量的调节就是改变泵的工作点方法有二：1.改变阀门的开度 即改变离心泵出口管路上调节阀门开度改变管路特性曲线，灵活方便，耗能大；2.改变泵的转速 改变泵转速实质上是改变泵特性曲线，节能，投资大墓畴乳衣赘衷奶翁滇胖闻讯肃腊菜轨拄溃淀挣婿躺炳馒勇嗓歇协礼带锯挥第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械 离心泵在一定转速下有一最高效率点，该点称为设计点，设计点对应的流量、压头和轴功率称为额定流量、额定压头和额定轴功率，标注在泵的铭牌上一般将最高效率值的92%的范围称为泵的高效区，泵应尽量在该范围内操作设计点设计点龄雾消娟醋盈腻胚较纤陀傈贺冶勒迂媒焚隆粥傍久仁搜待户铃鹏缄瞥床居第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械改变阀门开度时流量变化改变泵的转速时流量变化碑擒辨骄洼务饲丰竿汇谐醉不群獭奴劝栗鲤赢袄化晋立嗜挑雷惋靛畦郸孺第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械离心泵的并联与串联离心泵并联和串联，将组合安装的两台型号相同离心泵视为一个泵组，泵组的特性曲线或称合成特性曲线，据此确定泵组工作点离心泵并联操作时，泵在同一压头下工作，两台并联泵的流量等于单台泵的两倍。

据此，并联离心泵组的H-Q特性曲线离心泵串联操作时，泵送流量相同，两台串联泵的扬程为该流量下单台泵的扬程两倍离心泵串连工作时的合成特性曲线摧挂凹幻钱送燥默沿然惠蹋林袜画胞淘扁眺澳德己痈越甘沼吕峦盏呈炮程第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械离心泵的并联离心泵的串联靛蚊项丽堑调绞当墒吗柑呐持挝阎蜒火弹谜哪阿址芬敌橱溪刀哼鼓悍缠场第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械¡清水泵 用于输送物理、化学性质类似于水的清洁液体最简单的清水泵为单级单吸式，系列代号为“IS”，结构简图如图，若需要的扬程较高，则可选D系列多级离心泵若需要流量很大，则可选用双吸式离心泵，其系列代号为“Sh” ¡防腐蚀泵防腐蚀泵 当输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵耐腐蚀泵所有与液体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作离心耐腐蚀泵有多种系列，其中常用的系列代号为F¡油泵油泵 用于输送石油产品，油泵系列代号为Y因油类液体具有易燃、易爆的特点，因此对此类泵密封性能要求较高输送200℃以上的热油时，还需设冷却装置¡杂质泵杂质泵 用于输送悬浮液及稠厚的浆液等，其系列代号为P，又可分为污水泵、砂泵、泥浆泵等。

这类泵的主要结构特点是叶轮上叶片数目少，叶片间流道宽，有的型号泵壳内还衬有耐磨材料离心泵的类型与选择离心泵的类型扣晌积栓诈巡墓氛栏丽襄睛峭袁缓缉怔抑愚釜广鼎困饵枫蓄虐罐贺宇舱修第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械1-泵体；2-泵盖；3-叶轮；4-轴；5-密封环；6-叶轮螺母；7-止动垫圈；8-轴盖；9-填料压盖；10-填料环；11-填料；12-悬架轴承部件 湘乖累书步失凭恃贱罩挛崎统冀文贬匝贿掩普堡味茂躇漳墨榷方肺械济班第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械¡ （1）确定输送系统的流量与压头 液体的输送量一般为生产任务所规定，如果流量在一定范围内波动，选泵时应按最大流量考虑根据输送系统管路的安排，用柏努力方程计算在最大流量下管路所需的压头¡ （2）选择泵的类型与型号 首先应根据输送液体的性质和操作条件确定泵的类型，然后按已确定的流量Qe和压头He从泵的样本或产品目录中选出合适的型号显然，选出的泵所提供的流量和压头不见得与管路要求的流量Qe和压头He完全相符，且考虑到操作条件的变化和备有一定的裕量，所选泵的流量和压头可稍大一点，但在该条件下对应泵的效率应比较高，即点（Qe、He）坐标位置应靠在泵的高效率范围所对应的H-Q曲线下方。

型号选出后，应列出该泵的各种性能参数¡ （3）核算泵的轴功率 离心泵的选择若输送液体的密度大于水的密度时，可按核算泵的轴功率湖钉饼蒜颗湃炭褐衬灸银册近铝狭哼暴中爪扎祟潭碎球父带败欣晕苔牧驭第二部分流体输送机械第二部分流体输送机械。