化工原理第二章第一节lr.ppt

第二章 流体输送机械 2-1-1离心泵 一．离心泵的操作原理、构造与类型 1、操作原理 二、离心泵的基本方程式 1、离心泵基本方程式的导出 假设如下理想情况： 1）泵叶轮的叶片数目为无限多个，也就是说叶片的厚度 为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发生任 何环流现象。 2）输送的是理想液体，流动中无流动阻力。 三．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Q表示，单位为m3/h。又称为泵的送液能力。 2）离心泵的压头 泵对单位重量的液体所提供的有效能量，以H表示，单位为m。又称为泵的扬程。 四、离心泵的工作点与流量调节 1、管路特性曲线与泵的工作点 1）管路特性曲线 五、离心泵性能的改变 1、液体性质的影响 1）液体密度的影响 六、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度 1、气蚀现象 七、离心泵的选用、安装与操作 1、离心泵的选择 2-1-2其他类型泵 一、往复泵 1、往复泵的结构 及工作原理 2、转速对离心泵特性的影响 当液体的粘度不大且泵的效率不变时，泵的流量、压头、轴功率与转速的近似关系可表示为： ——比例定律 3、叶轮直径的影响 1）属于同一系列而尺寸不同的泵，叶轮几何形状完全相似，b2/D2保持不变，当泵的效率不变时， 2）某一尺寸的叶轮外周经过切削而使D2变小，b2/D2变大 若切削使直径D2减小的幅度在20%以内，效率可视为不变，并且切削前、后叶轮出口的截面积也可认为大致相等, 此时有： ---------切割定律 气蚀产生的条件 叶片入口附近K处的压强PK等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压 气蚀产生的后果： 气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲击的反复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海棉状逐渐脱落 液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，严重时会输不出液体。 2、离心泵的允许吸上高度 离心泵的允许吸上高度又称为允许安装高度，指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离，以zs,允许表示。 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 2、离心泵的允许吸上真空度 注意：HS’ 单位是压强的单位，通常以m液柱来表示。在水泵的性能表里一般把它的单位写成m（实际上应为mH2O）。 ——离心泵的允许吸上真空度 定义式 将 代入 得 ——允许吸上高度的计算式 HS’值越大，表示该泵在一定操作条件下抗气蚀性能好，安装高度zs越高。 HS’与泵的结构、流量、被输送液体的物理性质及当地大气压等因素有关。 通常由泵的制造工厂 试验测定，实验在大 气压为10mH2O（98.1kPa） 下,以20℃清水为介质 进行的。 HS’随Q增大而减小 确定离心泵安装高度时应使用泵最大流量下的HS’进行计算若输送其它液体，且操作条件与上述实验条件不符时，需对HS’进行校正。 3、气蚀余量 为防止气蚀现象发生，在离心泵入口处液柱的静压头 与动压头 之和必需大于液体在操作温度下的饱和蒸汽压头 的一个最小值。 ——气蚀余量定义式 △h 与Hg 的关系 当叶轮入口附近(k-k’)最小压强等于液体的饱和蒸汽压pv 时，泵入口处压强(1-1’)必等于某确定的最小值p1。 在1-1’和k-k’间列柏努利方程： 当流量一定且流体流动为阻力平方区时，气蚀余量仅与泵的结构和尺寸有关，是泵抗气蚀性能参数。 将 代入 ——允许吸上高度的计算式 离心泵的气蚀余量 值也是由生产泵的工厂通过实验测定的 △h随Q增大而增大 计算允许安装高度时应取高流量下的△h值。 图 泵性能表上所列的△h值也是按输送20℃的清水测定的，当输送其它液体时应乘以校正系数予以校正，但因一般校正系数小于1，故把它作为外加的安全系数，不再校正。 4、离心泵的实际安装高度 离心泵的实际安装高度应小于允许安装高度，一般比允许值小0.5～1m。 注意： 1）离心泵的允许吸上真空度和允许气蚀余量值是与其流量有关的，大流量下△h较大而HS’较小，因此，必须注意使用最大额定流量值进行计算。 2）离心泵安装时，应注意选用较大的吸入管路，减少吸入管路的弯头、阀门等管件，以减少吸入管路的阻力。 3）当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许安装高度为负值的情况，此时，应将离心泵安装于贮槽液面以下，使液体利用位差自流入泵内。 1）确定输送系统的流量和压头：一般情况下液体的输送量是生产任务所规定的，如果流量在一定范围内波动，选泵时按最大流量考虑，然