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2.1离心泵(1.2012)
第二章 ;离心泵的基本方程;
离心泵的主要特性参数;
离心泵的特性曲线;
离心泵的安装高度;
离心泵的选用、安装与操作。;理论压头的推导;
三种能量损失;
泵的串并联。;往复泵的结构和工作原理;
离心通风机的结构和工作原理。
;化工生产中,常需将流体由低处送至高处;由低压设备送至高压设备;或者克服管道阻力由一车间送至另一车间。为了达到这些目的,必须对流体作功以提高流体的能量,完成输送任务。这就需要流体输送机械。;流体输送机械:向流体作功以提高流体机械能的装置。
输送液体的机械通称为泵;
例如:离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。
输送气体的机械按不同的工况分别称为: 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。 ;讲授内容;2.1 离心泵(Centrifugal Pumps);;一、离心泵的操作原理、构造与类型
1. 操作原理 ;吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连,并在吸入管底部装一止逆阀。
泵壳的侧边为排出口,与排出管路相连,装有调节阀。;;在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大,液体的流速减慢,使大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排出口流入排出管道。
泵内的液体被抛出后,叶轮的中心形成了真空,在液面压强(大气压)与泵内压力(负压)的压差作用下,液体便经吸入管路进入泵内,填补了被排除液体的位置。 ;Date;灌液——克服气缚现象;
启动——先关闭出口阀门,再合闸;
运转——逐步开启出口阀门,调节流量;
停车——先关闭出口阀门,再拉闸。
工作原理:1)液体的排出
2)液体的吸入 ;气缚(Airbound):
离心泵启动时,如果泵壳内存在空气,由于空气的密度远小于液体的密度,叶轮旋转所产生的离心力很小,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,这样,离心泵就无法工作,这种现象称作“气缚”。;2. 基本部件和构造
1)叶轮
a)叶轮的作用
将电动机的机械能传给液体,提高液体的动能。
b)叶轮的分类 ;根据结构;按吸液方式 ;2)泵壳
a)泵壳的作用
汇集液体,作导出液体的通道;
使液体的能量发生转换,一部分动能转变为静压能。 ;3)轴封装置
a)轴封的作用
为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出,或者外界空气漏入泵壳内。
b) 轴封的分类 ;Date;3. 离心泵的分类
1)按照轴上叶轮数目的多少 ;Date;3)按离心泵的不同用途 ;二、离心泵的基本方程式 ;在高速旋转的叶轮当中,液体质点的运动包括: ; 液体沿叶片表面运动的速度w1、w2,方向为液体质点所处叶片的切线方向,大小与液体的流量、流道的形状等有关 ; 在叶片入口1-1’截面到叶片出口2-2’截面列柏努利方程:;HC: 液体经叶轮后动能的增加
HP: 液体经叶轮后静压能的增加;
静压能增加项HP主要由于两方面的因素促成:
1)离心力作功:液体在叶轮内接受离心力所作的外功,单位质量液体所接受的外功可以表示为: ;单位重量流体经叶轮后的静压能增加为:;代入(a)式,并整理可得到:;理论压头与理论流量QT关系 :
流量可表示为叶轮出口处的径向速度与出口截面积的乘积:;代入 H=u2c2cosα2/g ;对于确定的离心泵(即其β2、r2、b2固定),当转速ω一定时,理论压头与理论流量之间呈线形关系,可表示为:;u2;前弯叶片产生的理论压头最高,这类叶片是最佳形式的叶片吗?
NO ;静压头的增加:; 3. 实际压头
离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异,原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失,它主要包括:
1)叶片间的环流
2)流体的阻力损失
3)冲击损失
理论压头、实际压头及各种压头损失与流量的关系为;Date;三.离心泵的主要性能参数与特性曲线 ;离心泵的压头取决于:
泵的结构(叶轮的直径、叶片的弯曲情况等)
转速 n
流量 Q;H的计算可根据b、c两截面间的柏努利方程:;3)离心泵的效率 (下次)
离心泵输送液体时,通过电机的叶轮将电机的能量传给液体。在这个过程中,不可避免的会有能量损失,也就是说泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得,通常用效率η来反映能量损失。这些能量损失包括:
容积损失
水力损失
机械损失
泵的效率反应了这三项能量损失的总和,又称为总效率。
与泵的大小、类型、制造精密程度和所输送液体的性质有关 ;4)轴功率及有效功率
轴功率: ;2. 离心泵的特性曲线 (Characteristic curves);Date;Date;1)H~Q曲线:表示泵的压头与流量的关系,离心泵的压头普遍随流量的增大而下降(流量很小时可能有例外)
2)N~Q曲线:表示泵的轴功率与流量的关系,离心
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