江西理工大学 化工设备原理课件 离心泵2.ppt

流体输送机械 1 重点掌握离心泵的工作原理、正确的安装和使用及工作点的调节； 了解往复泵的工作原理和流量调节的方法； 了解离心风机的主要性能指标及正确的安装和使用。 第二章 流体输送装置 流体输送机械 2 不同类型的流体输送机械： 按输送流体的类型分：泵、风机； 按工作原理分：动力式（离心泵和离心风机）；容积式（正位移式，如往复泵）；喷射式（喷射泵） 流体输送机械 3 一、离心泵的结构和工作原理 1、结构： 主要由叶轮和泵壳构成。 2.1 离心泵 1－平衡孔 2－后盖板 流体输送机械 4 叶轮的结构及工作特点：叶片的弯曲方向及作用（图）； 流体输送机械 5 泵壳的形状及工作特点：螺壳形状、不同能量形式的转化（图）。 流体输送机械 6 2、工作原理（以离心泵为例）： 前提条件、运行的过程及对整个系统结构的要求。 条件：一定安装高度下的泵壳内充满液体，且运行无泄漏。（什么是离心泵的气缚现象？有何危害？如何消除？） 运行过程：依靠叶轮中液体作离心运动产生的（负）压差吸入液体，且液体在泵壳内因能量形式的转换，流体获得以静压能为主的机械能。 系统的特点：一般而言，吸入管径比压出管径大，且安装底阀。 流体输送机械 7 二、离心泵的特性方程： 研究流体经过离心泵的作用后获得能量的情况。 实验条件是：单位重量的理想流体在无限多后弯叶片间的流动。 考察的是相邻两叶片间进出口所在截面间流体的机械能衡算，即理论压头和理论流量间的关系。 流体输送机械 8 速度三角形关系 叶片间进出口流体的机械能衡算 静压能的增加来源于离心力做功及叶片间流通通道扩大导致动能的减少。 流体输送机械 9 代入三角函数关系化简结果 设计离心泵时，满足叶轮进口处流体与进口截面垂直。 用叶片弯曲角度（β）来表示 对于一定几何形状和大小的叶轮（β2、D2、b2皆为定值），叶轮转速恒定时，理论压头和理论流量间的关系呈直线关系。 流体输送机械 10 实际的压头和流量间的关系： 由于实际的叶片并不是无限多，流体也不是理想流体，该过程总是存在能量损失的，使得实际的压头比理论值要小。 离心泵中流体获得的能量若动能项较大则阻力损失大，效率太低。选择后弯叶片时流体获得的能量主要以静压能为主，效率相对较高。 流体输送机械 11 三、离心泵的主要性能参数和特性曲线： 1、注意： ☺在离心泵的铭牌上标明的主要性能参数是以20℃清水作实验在最高效率条件下测得的数值。 2、各性能参数（详见泵的特性曲线）流量Q、扬程H、轴功率N和效率η（容积损失、水力损失和机械损失） ☺了解并熟练掌握特性曲线中各曲线的含义及使用条件 ☺注意最高效率区的范围（η＝92％ηmax）及用途 图片1 图片2 流体输送机械 12 η＝92％ηmax 流体输送机械 13 3、离心泵特性曲线的换算： 密度的变化：流体密度的变化仅对泵的轴功率影响； 粘度的变化：流体粘度增加，流体在泵内的能量损失增大，泵的压头、流量、效率都下降，而轴功率增加。 流体输送机械 14 转速变化：转速变化量在20％以内，泵的特性参数满足比列定律 叶轮直径变化：切割量在10％以内，泵的特性参数满足切割定律 流体输送机械 15 四、离心泵的汽蚀现象与安装高度： 1、什么是离心泵的汽蚀现象？有何危害？如何消除？ 2、如何计算离心泵的安装高度？ 在池液面和泵的叶轮入口截面间进行机械能衡算：Hg：泵的安装高度（轴心距离池液面的垂直落差） 流体输送机械 16 允许吸上真空度法： 在池液面和泵的吸入口截面（不是叶轮入口）间进行机械能衡算 定义吸上真空度Hs 当叶轮入口处的压强恰好达到流体的饱和蒸汽压时，吸入管1－1截面处的压强达到最低（p1,min），此时对应的压差为泵的最大吸上真空度Hs,max。 实际操作取一定的余量，有的也取0.5m。 用允许吸上真空度表示的泵的安装高度 流体输送机械 17 由上式可知，允许吸上真空高度与吸液面的压强、液体密度及液体温度(即Pv)有关。说明书所给出的Hs允是在P0=Pa=1atm，水温为20℃状态下的数值。当操作条件与该状态不同时（如输送的流体不是清水、当地的大气压不是1atm），实际允许吸上真空高度须进行校正： √ 流体输送机械 18 允许汽蚀余量法： 定义汽蚀余量△h的概念 当叶轮入口处的压强恰好达到流体的饱和蒸汽压时，吸入管1－1截面处的压强达到最低（p1,min），此时对应的汽蚀余量为最小汽蚀余量Δhmin。 实际操作取一定的余量 流体输送机械 19 △h允与Hg允均跟流量有关，在计算Hg允时，必须按使用过程中可能达到的最大流量进行计算。 实验条件改变后也必须校正，Hg允=10－△h允  当被输送液体的温度较高，