化工原理课件(十一五)第一章1.7流体输送机械
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化工原理课件——第一章 流体流动
3、Vs，Ws，u，G之间的关系：
u=Vs/A Vs=uS G=Ws/A=uA/A=u
4、圆形管道直径的选定：
一般管路截面积都是圆形，
S＝
4
d
2 i
Vs=u
4
d i2
则 u=Vs/
4
di=
d i2
4V s
u
稳定流动与不稳定流动
1、 稳定流动 各截面上流体的流速，压强，密度等有关物理量仅随位置而改变，不随时间而 改变的流动称为稳定流动。 2、不稳定流动 各截面上流体的流速，压强，密度等有关物理量不仅随位置而改变，而且随 时间而变的流动就称为不稳定流动。
流体静压强（压力）
静止流体中任意界面上只受到大小相等方向相反的压 力，由于该压力产生在静止流体中，因而称为静压力。 单位面积上所受的静压力，称为流体静压强。 p =P/A N/m2(Pa) 使界面的面积缩小并趋于一点 ：
p lim
p A
A 0
流体静压强的特征
1、流体静压强的方向总是和作用的面相垂直，并指相所考虑的那部 分流体的内部，即沿着作用面的内法线方向。 2、静止流体内部任何一点处的流体静压力，在各个方向都相等。 3、在流体与固体接触的表面，不论器壁的方向形状如何，流体静压 力总是垂直于器壁。
流体稳定流动时的物料衡算—连续性 方程
物料衡算 Ws1＝Ws2＝常数 kg/s u11A1=u22A2＝常数 ～ 连续性方程 若流体不可压缩液体 ＝常数 u1S1=u2S2 对圆管 S=d2/4 u1d12=u2d22
流体稳定流动时的能量衡算—柏努利 方程
一、流动系统的总能量衡算
化工原理 第一章 流体流动 1.7
64 层流： l u 直管 h f Re d 2 湍流： f Re, d u 2 入 0.5 le u 2 局部 h f 或 hf 2 出 1 d 2
2
l le u 2 l u2 h f ( ) ( ) d 2 d 2
p2
2
R
孔板流量计
3.计算公式
在1-1′截面和2-2′截面间列柏努 利方程,暂时不计能量损失
p1 p2
1 0 R
2
用A0代替A2, 再考 虑到机械能损失
孔板流量计
在1~1`与0~0`列柏努利方程式 p
1
h
f 1 2
0,
p2
p0 1 2 p1 1 2 u1 gZ1 u0 gZ 0 2 2 Z1 Z 0 u u 2( p1 p0 ) /
u1 A1 u 2 A2 （不可压缩流体）
2 u1 d 12 u2 d 2 （圆管内） 2 u12 p1 u 2 p2 机械能衡算方程： gz1 he gz 2 hf 2 2
阻力计算式： 要求能够进行 管路计算及分 析： 简单管路 复杂管路 设计型、操作 型问题
作用原理:根据柏努利方程用压差反映流 速或流量
收缩段 扩大段
文氏喉，u0
文氏喉，u0
R
文丘里流量计
3.计算公式
式中CV——文丘里流量计的流量系数（约为0.98～0.99）;
A0——喉管处截面积，m2; ρ——被测流体的密度，kg/m3; ρ0——被测流体的密度，kg/m3.
文氏喉，u0
4.流量计的安装：
一. 差压流量计又称定截面流量计
特点:
是节流元件提供流体流动的截 面积是恒定的,而其上下游的压 强差随着流量（流速）而变化
化工原理第一章 流体流动
两根不同的管中，当流体流动的Re相 同时，只要流体的边界几何条件相 似，则流体流动状态也相同，这称为 流体流动的相似原理。
例1-10 20℃的水在内径为 50mm的管内流动,流速为 2m/s，是判断管内流体流动的 型态。
三.流体在圆管内的速度分布
(a)层流
(b)湍流
u umax / 2 u 0.82umax
hf
le
d
u2 2
三.管内流体流动的总摩擦阻力损失计算 总摩擦阻力损失 =直管摩擦阻力损失+局部摩擦阻力损失
hf hf 直 hf局
l u2 ( le u2 z u2 )
d2 d 2
2
[
(
l
d
l
e
)
z
]
u2 2
管内流体流动的总摩擦阻力损失计算 直管管长 管件阀件当量长度法
hf
l
制氮气的流量使观察瓶内产生少许气泡。 已知油品的密度为850 kg／m3。并铡得水 银压强计的读数R为150mm，同贮槽内的 液位 h等于多少?
（三）确定液封高度 h p ρg
H 2O
气体 压力 p(表压)
为了安全， 实际安装
水 的管子插入 液面的深度
h 比上式略低
第二节 流体流动中的基本方程式
截面突然变化的局部摩擦损失
突然扩大
突然缩小
A1 / A2 0
z (1 A1 )2
A2
z 0.5(1 A2 )2
A1
当流体从管路流入截面较 大的容器或气体从管路排 到大气中时z1.0
当流体从容器进入管的入 口，是自很大截面突然缩 小到很小的截面z=0.5
局部阻力系数法
hf
z
u2 2
例1-10 20℃的水在内径为 50mm的管内流动,流速为 2m/s，是判断管内流体流动的 型态。
三.流体在圆管内的速度分布
(a)层流
(b)湍流
u umax / 2 u 0.82umax
hf
le
d
u2 2
三.管内流体流动的总摩擦阻力损失计算 总摩擦阻力损失 =直管摩擦阻力损失+局部摩擦阻力损失
hf hf 直 hf局
l u2 ( le u2 z u2 )
d2 d 2
2
[
(
l
d
l
e
)
z
]
u2 2
管内流体流动的总摩擦阻力损失计算 直管管长 管件阀件当量长度法
hf
l
制氮气的流量使观察瓶内产生少许气泡。 已知油品的密度为850 kg／m3。并铡得水 银压强计的读数R为150mm，同贮槽内的 液位 h等于多少?
（三）确定液封高度 h p ρg
H 2O
气体 压力 p(表压)
为了安全， 实际安装
水 的管子插入 液面的深度
h 比上式略低
第二节 流体流动中的基本方程式
截面突然变化的局部摩擦损失
突然扩大
突然缩小
A1 / A2 0
z (1 A1 )2
A2
z 0.5(1 A2 )2
A1
当流体从管路流入截面较 大的容器或气体从管路排 到大气中时z1.0
当流体从容器进入管的入 口，是自很大截面突然缩 小到很小的截面z=0.5
局部阻力系数法
hf
z
u2 2
化工原理PPT流体流动
现从静止液体中任意划出一垂直液柱，如图所示。液柱的 横截面积为A，液体密度为ρ，若以容器器底为基准水平面，则 液柱的上、下底面与基准水平面的垂直距离分别为Z1和Z2，以 p1与p2分别表示高度为Z1及Z2处的压力。
在垂直方向上作用于液柱的力有： 1. 下底面所受之向上总压力为p2A； 2. 上底面所受之向下总压力为p1A；
z
p
g
常数
位压头＋静压头＝常数
也可将上述方程各项均乘以g，可得
gz p 常数
四、 流体静力学基本方程式应用
（一）压测量
1 U型管液柱压差计 2 斜管压差计 3 微差压差计
（二）液面测定 （三）确定液封高度
p1 p2
Ra b
0 (a)
0
a
b
R
p1 p2 (b)
p1
a
0
(c)
p1 p2
p2
02
过这个关系，便可求出p1－p2的值。
指示剂的选择
▲ 指示液必须与被测流体不 互溶； ▲不起化学反应； ▲ 大于被测流体的密度。
指示液随被测流体的 不同而不同。
常用指示液：汞、四 氯化碳、水、液体石 蜡等。
根据流体静力学基本方程式则有：
U型管右侧 U型管左侧
pa＝p1+(m+R)ρg pb＝p2+mρg+Rρ0g
(1-8)
m
流体的比容与密度互为倒数。
教材p13例1-2；教材p13例1-3
例 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与 998kg/m3，试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水 溶液的密度。
解：应用混合液体密度公式，则有
1 w1 w2 0.6 0.4 7.285 104
化工原理 流体输送机械ppt课件
泵的压头（或扬程）：指泵对单位重量的流体所提供的有效 能量，以H表示。
H = he
管路系统输送单位重量流体所需
泵对单位重量流体提供的机械能 的机械能
he
p u2 z
g 2g
hf
2.1.2.1 理论压头
假设：（1）叶轮内叶片数目无穷多，叶片的厚度无穷小, 即叶片没有厚度；
（2）液体为粘度等于零的理想流体；
第2章 流体输送机械
20
以上三个构造是离心泵的基本构造，为使泵更有效地工
作，还需其它的辅助部件：
导轮：液体经叶轮做功后直接进入泵体，与泵体产生较 大冲击，并产生噪音。为减少冲击损失设置导轮，导轮是位 于叶轮外周的固定的带叶片的环。弯曲方向与叶轮叶片的弯 曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适 应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最 小，动压能转换为静压能的效率高。
2020/4/18
第2章 流体输送机械
19
密封方式有：填料密封与机械密封，填料密 封适用于一般液体，而机械密封适用于有腐 蚀性易燃、易爆液体。
填料密封：简单易行，维修工作量大，有一定 的泄漏，对燃、易爆、有毒流体不适用；
机械密封：液体泄漏量小，寿命长，功率小密 封性能好，加工要求高。
2020/4/18
底阀（单向阀）：当泵体安装位置高于贮槽液面时，常 装有底阀，它是一个单向阀，可防止灌泵后，泵内液体倒流 到贮槽中。
滤网：防止液体中杂质进入泵体。
2020/4/18
第2章 流体输送机械
21
离心泵的分类
吸液 单吸：液体只从一侧吸入 方式 双吸：液体同时从两侧吸入。具有较大的吸液
能力
IS、IR 型单级单吸离心泵
化工原理第一章流体流动课件
流体静力学基本方程
STEP 02
STEP 01
流体静力学基本方程是流 体静压强与其密度和重力 加速度的关系式。
STEP 03
该方程是流体静力学中的 基础方程，对于理解流体 静力学中的各种现象非常 重要。
该方程可以用来计算流体 的静压强、流体的密度和 重力加速度之间的关系。
静压力对流体的作用力
流体在静压力作用下会产生压缩或膨 胀，这与其弹性有关。
Part
04
流体流动的阻力
流动阻力的产生与分类
流动阻力
流体在管道中流动时，由于流体内部及 流体与管壁之间的摩擦而产生的阻力。
VS
阻力分类
直管阻力和局部阻力。直管阻力是流体在 管道中流动时，由于流体的粘性和管壁的 粗糙度引起的摩擦阻力；局部阻力则是流 体流经管路中的阀门、弯头等局部结构时 ，由于流体的方向和速度发生急剧变化而 引起的阻力。
流体微团的运动分析
流体微团的定义
流体微团是指流体中无限接近的、密合在一起的若干分子组成的微小团体。
流体微团的运动分析
通过对流体微团的运动分析，可以研究流体的宏观运动规律，如速度场、加速 度、角速度等。这些参数对于理解流体动力学的基本原理和工程应用非常重要 。
牛顿粘性定律及流体的分类
牛顿粘性定律的定义
绝对压力
以完全真空为零点测量的 压力，单位为帕斯卡（Pa ）。
表压
以当地大气压为基准测量 的压力，单位也为帕斯卡 （Pa）。
真空度
与大气压相比的压力差值 ，单位为帕斯卡（Pa）。
流体静压强分布规律
流体静压强大小与流体的 密度、重力加速度和高度 有关。
在重力场中，流体静压强 随高度增加而减小。
在同一高度上，不同流体 的静压强不同。
化工原理-第一章-流体流动PPT课件
.
4
第一节 流体静力学
研究外力作用下的平衡规律
一、流体的压力
1.定义： 流体垂直作用于单位面积上的力。
2.单位：
lim p
P
A0 A
Pa（帕斯卡，SI制）, atm（标准大气压）, 某流体柱高度, kgf/cm2(工程大气压) , bar（巴）等
.
5
其之间换算关系为：
1 atm = 760 mmHg = 1.0133×105 Pa = 1.033 kgf/cm2 = 10.33 mH2O = 1.0133 bar
.
6
3.表示方法
绝对压强：以绝对零压作起点计算的压强，是 流体的真实压强；以绝对真空为基准 表压强：绝对压强比大气压强高出的数值；以 当时当地压力为基准 真空度：绝对压强低于大气压强的数值。
.
7
绝对压
表压 真空度 绝压（余压）
实测压力
大气压 实测压力
绝对零压
表压＝绝对压-大气压 真空度＝大气压 - 绝对压
P1-P2=（a- c）Rg
A
.
23
例1-4：常温水在管道中流动，用双U型管测两
点压差，指示液为汞，其高度差为100mmHg，计
算两处压力差如图：
2
1'' 1 1'
2'
R
x
ab
P1= P1’
P2= P2’
Pa= P1’+水 g x
P1’= 汞 g R+ P2
Pb = 水 g x +水 g R + P2’
0
P1 - P2= R g 0
倒U型管压差计？ P15
.
20
U管压差计 指示液要与被测流体不互溶，不起化学反
化工原理流体流动与输送机械PPT课件
1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
11
1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
12
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
11
1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
12
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
化工原理(全套课件148p) 课件
§1、2流体静力学及其应用
▪ 1、流体静止时的性质 ： ▪ 质量m , 体积 V 密度 ρ ▪ 压强P =压力P
静止流体所受力---压强（压力）
▪ 1）压强的定义：静止流体单位面积上所受 到的压力称为压强，习惯上称压力。
▪ 2）压强的符号：P ▪ 3）压强的单位：1atm =101325Pa
=760mmHg =10.33mH2O= 1.033at ▪ 4）压强大小的表征： ▪ 表压=绝对压强—当地大气压 ▪ 真空度=当地大气压—绝对压强
化工原理
梁燕波
绪论
▪ 根据专业人才培养的目标和《化工原理》 课程的教学目的，我们选择了由何潮洪、 冯宵编写的教材《化工原理》。该课程是 一门重要的技术基础课，在整个专业教学 过程中是承前启后，由理及工的桥梁。要 求学生了解工业生产中所涉及的问题，掌 握解决问题的途径，并能运用经济观点综 合处理问题，提高分析和解决问题的能力。 为学生在今后的学习和工作中，正确而有 效地联系工业生产打下基础。
化工原理课程的要求
▪ 化工原理分为： ▪ 理论课和实践课(实验、见习)
1、理论课要求
▪ 1、 上课时间 ▪ 2、所用教材：由冯宵、何潮洪主编 由科学出版
社出版的“十一五“国家级规划教材，《化工 原理》上下册。 ▪ 3、教学内容 ：上册 流体力学基础、流体输送 机械、热量传递基础、传热过程计算与换热器。 下册 质量传递基础、气体吸收、蒸馏、气— 液传质设备。 ▪ 4、上课要求：课堂做笔记、每次有作业，使用 计算器，每周交作业，每章有测试。
上两式为流体静 力学方程。
补充练习
▪ 我们可以用汞柱和水柱表示压强，也可以 用空气柱表示。
▪ P=ρgh ； 101325=1.29*9.8*h ； h=8015m
大学化学《化工原理-流体流动1》课件
第一章 第二节
对于Z方向微元
pA ( p dp) A gAdz dp gdz 0
不可压缩液体
const., p / gz const. p1 p2 g(z2 z1)
第一章 第二节
不可压缩流体
条件 静止
单一连续流体
结论
单一连续流体时→同一水平面静压力相等 间断、非单一流体→逐段传递压力关系
[确切标明 （表）、（绝）、（真）]
第一章 第一节
三、剪力、剪应力、粘度
流体沿固体表面流过存在速度分布
F du
A
dy
：动力粘度、粘性系数
第一章 第一节
牛顿型 非牛顿型
假塑性
塑性 涨塑性
＝ du
dy
＝
y
du dy
＝ du n
dy
＝ du n
dy
n n
第一章 第一节
ห้องสมุดไป่ตู้ 粘度
Pa s
N / m2 m/s/m
第一章 第二节
二 、流体静力学方程的应用
1、压差计
p1 p2 (A B )gR
微差压差计
(1)D : d 10 :1
(2)
B
与
很接近
A
第一章 第二节
2、液面计
3、液封
4、液体在离心力场内的静力学平衡
p
p
r
r
第一章 第二节
N s m2
T↑ 液体 ↓, 气体 ↑
P↑ 基本不变, 基本不变
40atm以上考虑变化
第一章 第一节
混合粘度
1、不缔合混合液体
log m
xi log i
2、低压下混合气体
m
yi
对于Z方向微元
pA ( p dp) A gAdz dp gdz 0
不可压缩液体
const., p / gz const. p1 p2 g(z2 z1)
第一章 第二节
不可压缩流体
条件 静止
单一连续流体
结论
单一连续流体时→同一水平面静压力相等 间断、非单一流体→逐段传递压力关系
[确切标明 （表）、（绝）、（真）]
第一章 第一节
三、剪力、剪应力、粘度
流体沿固体表面流过存在速度分布
F du
A
dy
：动力粘度、粘性系数
第一章 第一节
牛顿型 非牛顿型
假塑性
塑性 涨塑性
＝ du
dy
＝
y
du dy
＝ du n
dy
＝ du n
dy
n n
第一章 第一节
ห้องสมุดไป่ตู้ 粘度
Pa s
N / m2 m/s/m
第一章 第二节
二 、流体静力学方程的应用
1、压差计
p1 p2 (A B )gR
微差压差计
(1)D : d 10 :1
(2)
B
与
很接近
A
第一章 第二节
2、液面计
3、液封
4、液体在离心力场内的静力学平衡
p
p
r
r
第一章 第二节
N s m2
T↑ 液体 ↓, 气体 ↑
P↑ 基本不变, 基本不变
40atm以上考虑变化
第一章 第一节
混合粘度
1、不缔合混合液体
log m
xi log i
2、低压下混合气体
m
yi
化工原理流体输送设备课件优秀课件
离心泵的主要性能参数(performance parameter)
离心泵的流量(pumping output)：单位时间排出液体体 积。与叶轮结构、尺寸和转速有关。
与转速成正比
扬程(delivery lift)He：又称为泵的压头，是指泵对单 位重量的流体所做的功。与流量、叶轮结构、尺寸和转 速有关。
按工作原理分类： 动力式（叶轮式） 正位移式(容积式)：往复式、旋转式 流体作用式（如喷射式）
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体输送机械。 其突出特点是结构简单、体积小、流量均匀、调节 控制方便、故障少、寿命长、适用范围广（包括流 量、压头和介质性质）、购置费和操作费用均较低。
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
离心泵的构造
主要组成部分是叶轮 (impeller)和蜗形泵壳 (pump case)。叶轮 安装在泵壳内，液体入 口在泵壳中央，正对叶 轮中心，并与吸入导管 相连。压出口在泵壳旁 侧，联结压出导管。
叶轮：由4～12片向后弯曲的叶片(vane,blade)组成， 安装在泵轴上，由电动机带动而快速旋转。
离心泵的操作
1）“灌泵”： 在泵启动前，向泵内灌注液体直至 泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止 2。）启动：离心泵应在出口阀门关闭时启动 3）运转：逐步开启出口阀门，调节流量 4）停车：一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。
2.3 往复泵(reciprocating pump)
往复泵主要部件: 泵缸(working barrel) 活塞(piston) 单向活门(check valve)
往复泵是依靠活塞的往复运动直接 以压力能的形式向液体提供能量。
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1.7 流体输送机械
分类：
工作介质：液体——泵 气体——风机或压缩机
工作原理：
动力式(叶轮式)：离心式、轴流式等；
容积式（正位移式）：往复式、旋转式等；
流体作用式：喷射式。
1
返回
1.7.1 离心泵
一、 离心泵的工作原理及结构 1.离心泵的工作原理 叶轮 泵壳 泵轴 底阀 吸入管路 排出管路
2
返回
充液（灌泵） 排液: 出口切线方向 吸液：叶轮中心
0
泵体振动并发出噪音。
1 1’
0’
离心泵的安装高度
22
返回
2. 离心泵的汽蚀余量 NPSH p1 u12 pV
g 2g g
NPSH由实验测定：
( NPSH )允
p1允
g
u12 2g
pV
g
23
返回
3. 离心泵的安装高度
在0-0’和1-1’间列柏努利方程：
H g允
p0 pV
g
（NPSH）允 hf 01
n1>n>n2
(D1>D>D2)
M1 M M2
QM2 Q QM1
适用：调节幅度大，时间又长的季节性调节。
n (D ) 11
n(D) n2(D2)
Q
21
返回
四、离心泵的汽蚀现象与安装高度
1. 汽蚀现象
叶轮入口处最低压力 pK pV ， 液体汽化，产生汽泡，受压缩后 Hg 破灭，周围液体以高速涌向汽泡 中心。叶轮受冲击而出现剥落，
Hg
判断：Hg实 <Hg允，安装合适，不发
生汽蚀现象；
安装：为安全计，再降低0.5~1m。 0
1 1’
0’
Hg = Hg允–（0.5~1）m
24
离心泵的安装高度
返回
五、离心泵的类型与选用
1. 离心泵的类型 （1） 清水泵（ IS型、D 型、Sh型 ） （2）耐腐蚀泵（F型） （3）油泵（Y型） （4）液下泵（FY型） （5）屏蔽泵（PB型）
Pa或mmH2O
以单位质量的气体为基准
z1 g
p1
1 2
u12
We
z2 g
p2
1 2
u
2
2
W f
以单位体积的气体为基准
pt
We
(z2
z1 ) g
( p2
p1)
2
(u22
u12 )
W f
40
返回
(z2 z1 )g 0 W f 0 u1 0
pt
( p2
p1 )
2
u22
动风压 静风压
35
返回
二、旋转式泵 1. 齿轮泵
36
返回
2. 螺杆泵
37
返回
1.7.3 离心通风机 一、结构
38
返回
二、性能参数与特性曲线
1、性能参数 （1）风量Q 单位时间从风机出口排出的气体体积， m3/h或 m3/s。 注意：Q应以风机进口状态计。
39
返回
（2）全风压pt与静风压ps 全风压：单位体积的气体经风机后所获得的能量，
由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体
的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中 心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵 内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种
现象称为气缚现象。
——表明离心泵无自吸能力
3
返回
2.离心泵的主要部件
（1） 叶轮 作用 ：将原动机的能量传给液体，使液体静压能
及动能都有所提高——给能装置 按结构分为：
功率， w或kw 。
二者关系： Pe 100%
P
而 Pe QHg W
或
QH 9.81 QH
Pe
1000
102
kW
则 P QH kW 102
8
返回
2. 特性曲线 H~Q 、P~Q 、~Q：厂家实验测定 一定转速、常压、20℃清水
9
返回
n一定
H
-Q
H-Q N-Q N
Q
Q
设
离心泵特性曲线
态下的全风压；
pt0
0
pt
1.2
pt
2. 根据气体的性质及风压范围，确定风机的类型；
3. 根据Q、pt0 选风机的型号。 Q > Q需 ， pt0 >pt0需
43
返回
pk
2
u
2 2
ps p2 p1
全风压 pt ps pk
41
返回
（3）轴功率与效率
P Qpt W
2、特性曲线
用20℃、101.3kPa的
空气（=1.2kg/m3）测
定。 • 风机的全风压与 气体的密度成正比。
42
p n一定 pt~Q pS~Q
~Q P~Q
Q 返回
三、离心通风机的选用
1. 计算输送系统所需的全风压，再换算成标定状
10
返回
①H~Q曲线：较大范围内，Q H
② P~Q曲线：Q
P
Q=0时，P
Pmin
•离心泵启动时，应关闭出口阀门
11
返回
③ ~Q曲线： 离心泵在一定转速下有一最高效率点
——离心泵的设计点 离心泵铭牌上标注的性能参数均为最高效率点下之值。
离心泵的高效工作区： 92%max
12
返回
3.离心泵性能的改变与换算
g
泵特性曲线 Q
管路特性曲线反映了被输送
2.工作点
工作点：管路特性曲线与泵特性曲线交点。 解析法： 管路特性方程 He f (Q)
泵特性方程 H (Q)
18
返回
3. 流量调节 改变管路特性：调出口阀门； 改变泵特性： 调转速，车削叶轮直径。
19
返回
(1) 改变出口阀门开度
单动往复泵——流量不均匀
28
返回
双动往复泵：
29
返回
（2）往复泵的性能参数 ①流量
单动泵：理论流量QT ASn
实际流量 Q V QT
V——泵的容积效率，在0.85~0.99之间。
——流量由泵特性决定，而与管路特性无关。
30
返回
流量调节方法： 1. 改变活塞的往复次数或冲程； 2. 旁路调节。
15
返回
令 A z p 为一常数
g
而
hf
l le d
u2 2g
l le d
1
2g
Q 2 4 d 2
8
2g
l
le d5
Q2
认为流体流动进入阻力平方区，变化较小 。
令
16
B
8
2g
l
le d5
亦为一常数
返回
则 He A BQ2 ——管路特性方程
H
管路特性曲线
工作点
z p
——比例定律
Q2 D2 Q1 D1
14
H2 ( D2 )2 H1 D1
P2 ( D2 )3 P1 D1
——切割定律
返回
三、 离心泵的工作点与流量调节
1.管路特性曲线
在截面1-1´与2-2 ´间列柏 努利方程，有：
He
z
p
g
u2 2g
hf
其中： u2 0
2g
特定的管路系统： z、 l le、d、 一定 操作条件一定： p一定
（1） 密度的影响
Q不变，H不变， 基本不变， P随 变化。
（2） 粘度的影响
H ，Q , ，而 P
13
返回
（3） 离心泵转速的影响
当液体的粘度不大，转速变化小于20%时，认 为效率不变，有：
Q2 n2 Q1 n1
H2 ( n2 )2 H1 n1
（4） 叶轮直径的影响
P2 ( n2 )3 P1 n1
开式
4
半开（闭）式
闭式
返回
（2） 泵壳 作用：汇集叶轮甩出的液体；
实现动能到静压能的转换——转能装置； 减少能量损失。
（3） 轴封装置 作用：防止高压液体沿轴漏出；
防止外界气体进入泵壳内。
5
返回
二、 离心泵的性能参数与特性曲线
1. 性能参数 ① 流量 Q 单位时间内泵所输送液体的体积，m3/s或 m3/h。 ② 压头或扬程 H 单位重量的液体经泵后所获得的能量，J/N或m液柱。
6
返回
③ 效率 • 容积损失： Q实际 < Q理论 • 水力损失 : H实际 < H理论 • 机械损失: P实际 < P理论
一般，小型泵，效率为50~70%，大型泵 效率可达90%。
7
返回
④ 轴功率P 轴功率P：泵轴所需的功率，即直接传动时电动
机传给泵轴的功率，w或kw。 有效功率Pe：排送到管道的液体从叶轮获得的
关小出口阀 le 管特线变陡 工作点左上移
H
M1
M
M2
Q ,H
QM1 Q QM2
Q
特点：方便、快捷，流量连续变化；
阀门消耗阻力，不经济。
适用：调节幅度不大，而经常需要改变的场合。
20
返回
(2) 改变泵的转速或切削叶轮直径
n泵H～Q曲线上移
H
工作点右上移，
H ，Q
特点：泵在高效率下工作， 能量利用经济; 需变速装置或切削叶轮。
25
返回
2.离心泵的选用 （1） 确定泵的类型； （2） 确定输送系统的流量和压头； （3） 选择泵的型号；
Q泵 > Q需, H泵 > H需 （4） 核算泵的功率。
26
返回
1.7.2 其它类型泵 一、 往复式泵
1. 往复泵
分类：
工作介质：液体——泵 气体——风机或压缩机
工作原理：
动力式(叶轮式)：离心式、轴流式等；
容积式（正位移式）：往复式、旋转式等；
流体作用式：喷射式。
1
返回
1.7.1 离心泵
一、 离心泵的工作原理及结构 1.离心泵的工作原理 叶轮 泵壳 泵轴 底阀 吸入管路 排出管路
2
返回
充液（灌泵） 排液: 出口切线方向 吸液：叶轮中心
0
泵体振动并发出噪音。
1 1’
0’
离心泵的安装高度
22
返回
2. 离心泵的汽蚀余量 NPSH p1 u12 pV
g 2g g
NPSH由实验测定：
( NPSH )允
p1允
g
u12 2g
pV
g
23
返回
3. 离心泵的安装高度
在0-0’和1-1’间列柏努利方程：
H g允
p0 pV
g
（NPSH）允 hf 01
n1>n>n2
(D1>D>D2)
M1 M M2
QM2 Q QM1
适用：调节幅度大，时间又长的季节性调节。
n (D ) 11
n(D) n2(D2)
Q
21
返回
四、离心泵的汽蚀现象与安装高度
1. 汽蚀现象
叶轮入口处最低压力 pK pV ， 液体汽化，产生汽泡，受压缩后 Hg 破灭，周围液体以高速涌向汽泡 中心。叶轮受冲击而出现剥落，
Hg
判断：Hg实 <Hg允，安装合适，不发
生汽蚀现象；
安装：为安全计，再降低0.5~1m。 0
1 1’
0’
Hg = Hg允–（0.5~1）m
24
离心泵的安装高度
返回
五、离心泵的类型与选用
1. 离心泵的类型 （1） 清水泵（ IS型、D 型、Sh型 ） （2）耐腐蚀泵（F型） （3）油泵（Y型） （4）液下泵（FY型） （5）屏蔽泵（PB型）
Pa或mmH2O
以单位质量的气体为基准
z1 g
p1
1 2
u12
We
z2 g
p2
1 2
u
2
2
W f
以单位体积的气体为基准
pt
We
(z2
z1 ) g
( p2
p1)
2
(u22
u12 )
W f
40
返回
(z2 z1 )g 0 W f 0 u1 0
pt
( p2
p1 )
2
u22
动风压 静风压
35
返回
二、旋转式泵 1. 齿轮泵
36
返回
2. 螺杆泵
37
返回
1.7.3 离心通风机 一、结构
38
返回
二、性能参数与特性曲线
1、性能参数 （1）风量Q 单位时间从风机出口排出的气体体积， m3/h或 m3/s。 注意：Q应以风机进口状态计。
39
返回
（2）全风压pt与静风压ps 全风压：单位体积的气体经风机后所获得的能量，
由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体
的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中 心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵 内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种
现象称为气缚现象。
——表明离心泵无自吸能力
3
返回
2.离心泵的主要部件
（1） 叶轮 作用 ：将原动机的能量传给液体，使液体静压能
及动能都有所提高——给能装置 按结构分为：
功率， w或kw 。
二者关系： Pe 100%
P
而 Pe QHg W
或
QH 9.81 QH
Pe
1000
102
kW
则 P QH kW 102
8
返回
2. 特性曲线 H~Q 、P~Q 、~Q：厂家实验测定 一定转速、常压、20℃清水
9
返回
n一定
H
-Q
H-Q N-Q N
Q
Q
设
离心泵特性曲线
态下的全风压；
pt0
0
pt
1.2
pt
2. 根据气体的性质及风压范围，确定风机的类型；
3. 根据Q、pt0 选风机的型号。 Q > Q需 ， pt0 >pt0需
43
返回
pk
2
u
2 2
ps p2 p1
全风压 pt ps pk
41
返回
（3）轴功率与效率
P Qpt W
2、特性曲线
用20℃、101.3kPa的
空气（=1.2kg/m3）测
定。 • 风机的全风压与 气体的密度成正比。
42
p n一定 pt~Q pS~Q
~Q P~Q
Q 返回
三、离心通风机的选用
1. 计算输送系统所需的全风压，再换算成标定状
10
返回
①H~Q曲线：较大范围内，Q H
② P~Q曲线：Q
P
Q=0时，P
Pmin
•离心泵启动时，应关闭出口阀门
11
返回
③ ~Q曲线： 离心泵在一定转速下有一最高效率点
——离心泵的设计点 离心泵铭牌上标注的性能参数均为最高效率点下之值。
离心泵的高效工作区： 92%max
12
返回
3.离心泵性能的改变与换算
g
泵特性曲线 Q
管路特性曲线反映了被输送
2.工作点
工作点：管路特性曲线与泵特性曲线交点。 解析法： 管路特性方程 He f (Q)
泵特性方程 H (Q)
18
返回
3. 流量调节 改变管路特性：调出口阀门； 改变泵特性： 调转速，车削叶轮直径。
19
返回
(1) 改变出口阀门开度
单动往复泵——流量不均匀
28
返回
双动往复泵：
29
返回
（2）往复泵的性能参数 ①流量
单动泵：理论流量QT ASn
实际流量 Q V QT
V——泵的容积效率，在0.85~0.99之间。
——流量由泵特性决定，而与管路特性无关。
30
返回
流量调节方法： 1. 改变活塞的往复次数或冲程； 2. 旁路调节。
15
返回
令 A z p 为一常数
g
而
hf
l le d
u2 2g
l le d
1
2g
Q 2 4 d 2
8
2g
l
le d5
Q2
认为流体流动进入阻力平方区，变化较小 。
令
16
B
8
2g
l
le d5
亦为一常数
返回
则 He A BQ2 ——管路特性方程
H
管路特性曲线
工作点
z p
——比例定律
Q2 D2 Q1 D1
14
H2 ( D2 )2 H1 D1
P2 ( D2 )3 P1 D1
——切割定律
返回
三、 离心泵的工作点与流量调节
1.管路特性曲线
在截面1-1´与2-2 ´间列柏 努利方程，有：
He
z
p
g
u2 2g
hf
其中： u2 0
2g
特定的管路系统： z、 l le、d、 一定 操作条件一定： p一定
（1） 密度的影响
Q不变，H不变， 基本不变， P随 变化。
（2） 粘度的影响
H ，Q , ，而 P
13
返回
（3） 离心泵转速的影响
当液体的粘度不大，转速变化小于20%时，认 为效率不变，有：
Q2 n2 Q1 n1
H2 ( n2 )2 H1 n1
（4） 叶轮直径的影响
P2 ( n2 )3 P1 n1
开式
4
半开（闭）式
闭式
返回
（2） 泵壳 作用：汇集叶轮甩出的液体；
实现动能到静压能的转换——转能装置； 减少能量损失。
（3） 轴封装置 作用：防止高压液体沿轴漏出；
防止外界气体进入泵壳内。
5
返回
二、 离心泵的性能参数与特性曲线
1. 性能参数 ① 流量 Q 单位时间内泵所输送液体的体积，m3/s或 m3/h。 ② 压头或扬程 H 单位重量的液体经泵后所获得的能量，J/N或m液柱。
6
返回
③ 效率 • 容积损失： Q实际 < Q理论 • 水力损失 : H实际 < H理论 • 机械损失: P实际 < P理论
一般，小型泵，效率为50~70%，大型泵 效率可达90%。
7
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④ 轴功率P 轴功率P：泵轴所需的功率，即直接传动时电动
机传给泵轴的功率，w或kw。 有效功率Pe：排送到管道的液体从叶轮获得的
关小出口阀 le 管特线变陡 工作点左上移
H
M1
M
M2
Q ,H
QM1 Q QM2
Q
特点：方便、快捷，流量连续变化；
阀门消耗阻力，不经济。
适用：调节幅度不大，而经常需要改变的场合。
20
返回
(2) 改变泵的转速或切削叶轮直径
n泵H～Q曲线上移
H
工作点右上移，
H ，Q
特点：泵在高效率下工作， 能量利用经济; 需变速装置或切削叶轮。
25
返回
2.离心泵的选用 （1） 确定泵的类型； （2） 确定输送系统的流量和压头； （3） 选择泵的型号；
Q泵 > Q需, H泵 > H需 （4） 核算泵的功率。
26
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1.7.2 其它类型泵 一、 往复式泵
1. 往复泵