第二章第六节流体输送设备.ppt

1 流体流动和输送 一、离心泵 二、往复压缩机 1.6 .1 离心泵 一．离心泵的构造与工作原理 1、构造 二、离心泵的主要性能参数与特性曲线 1、离心泵的性能参数 1）离心泵的流量 指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，一般用qv表示，单位为m3/s。又称为泵的送液能力 。 2）离心泵的扬程 泵对单位重量的液体所提供的有效能量，亦即液体进出泵前后的压头差,以He表示，单位为米液柱。 3、离心泵的安装高度和气蚀现象 * * 1.6 流体输送设备 第六节 流体输送设备 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。 本节以离心泵和往复压缩机为例，简单介绍它们的基本构造、原理及其相关特性。 离心泵是化工生产上广泛应用的一种液体输送设备。 它的主要构造如图所示。泵的主要部件有：底阀、吸入管、叶轮、泵轴、蜗状泵壳、压出管等。 2、离心泵的工作原理 开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。 开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在 此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮边沿，获得动能，并以很高的速度流入泵壳。 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静压能。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。 离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力，因此称为离心泵。 3、气缚 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”。 为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于开停车和调节流量。 离心泵的主要性能参数有扬程、流量、轴功率和效率。 3）轴功率 轴功率： 电机输入离心泵的功率,用Na表示。《化学工程基础》采用 P 表示。 有效功率： 排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Ne表示 4）效率 由于泵输送流体时对流体所作的功不能全部被流体所获得，故泵的轴功率大于其有效功率，它们的关系为： 2、离心泵的特性曲线 离心泵的He、η 、 Na都与离心泵的qv 有关，它们之间的关系由实验来测定，实验测出的一组关系曲线： He～ qv 、η～ qv 、 Na～ qv ——离心泵的特性曲线 注意：它是在常温、常压下用水作实验测定的。 各种型号的离心泵都有本身独自的特性曲线，但形状基本相似，具有共同的特点。 1）He～qv曲线：表示泵的压头与流量的关系，离心泵的压头普遍是随流量的增大而下降。 2）Na～qv曲线：表示泵的轴功率与流量的关系，离心泵的轴功率随流量的增加而上升，流量为零时轴功率最小。 离心泵启动时，应关闭出口阀，使启动电流最小，以免电动机超载。 3）η～qv曲线：表示泵的效率与流量的关系，随着流量的增大，泵的效率将上升并达到一个最大值，以后流量再增大，效率便下降。 离心泵在一定转速下有一最高效率点。离心泵在与最高效率点相对应的流量及压头下工作最为经济。 与最高效率点所对应的qv 、He、Na值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标明的各种性能参数均为最高效率点下相对应的参数值。 在实际工作中，由于输送条件的限制，往往不能保证在最高效率点下操作，于是将最高效率的92%区域规定为泵的高效区。在选用离心泵时，应尽量选用其特性处于这一区域之内的泵。 离心泵的转速与qV,He及Na的关系式如下： 因此，特性曲线随转速而变，选用离心泵时，要特别注意。 1)离心泵的安装高度 如图所示，以贮槽液面为截面0-0’，泵的吸入口为截面1-1’。 离心泵的允许安装高度，指泵的吸入口与贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离，以Hg表示。 贮槽液面0-0’与入口处1-1’两截面间列柏努利方程 若贮槽上方与大气相通，则P0即为大气压强Pa 用Hs表示 2)离心泵的吸上真空度Hs HS 表示泵吸入口处压力 p1 可达到的真空度。P1越小，Hs越大，Hg便越大。但当P1等于或小于在当