化工原理 流体输送机械20171010(1)(1)

率损失
一般，小型泵，效率为60~85%，大型泵效率可达90%。
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四、离心泵的特性曲线 （一）离心泵的特性曲线
在固定的转速下，离心泵的基本性能参数（流量、压 头、功率和效率）之间的关系曲线。
强调：特性曲线是在固定转速下测出的，只适用于该 转速，故特性曲线图上都注明转速n的数值。
图上绘有三种曲线
Ｈ－qv曲线 P－qv曲线 η －qv曲线
2. 本章重点和难点
离心泵的主要性能参数与特性曲线，往复压缩机的原理及解析。
3. 本章学时安排
Βιβλιοθήκη Baidu授课8学时
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概述
流体输送机械：为流体提供机械能的机械设备 根据其作用的对象不同主要分为二大类：
（1）对液体做功的输送机械——泵 （2）对气体做功的输送机械——风机、压缩机（通风机、鼓风机 、压缩机、真空泵） 根据其工作原理的不同主要分为三大类： （1）动力式：利用高速旋转的叶轮来获得能量（包括离心式，轴 流式） （2）容积式：利用活塞或转子的挤压（包括往复式，旋转式） （3）其他类：不属于上述两类，如喷射式 由于不同的物料（腐蚀性—酸碱、粘度高—润滑油）不同的输送要求 （高压、大流量）等对输送机械具有不同的性能要求，所以泵、风机 、压缩机的种类繁多。本章主要以离心泵为研究对象。
② 压头或扬程 H 单位重量的液体经泵后所获得的能量，以H表示，单位为J/N 或m液柱。泵的扬程又称压头。 离心泵扬程的大小，取决于泵的结构、转速及流量，一般通 过实验测定。
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扬程实验测定方法
h — 真空表和压力表 之间的垂直距离，m
: He/
p2 p1
g
u22 u12 2g
h hf ,12
（p压

p大） ( p大
g

p真 )

u22 u12 2g
h hf ,12
He/

p压 p真
g
u22 u12 2g
h hf ,12
p真 —— 真空度Pa
R
1真 2
1
压
2 h
p压 —— 压力表读数Pa
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③ 功率与效率
1）轴功率P: 单位时间内所做的功。 N•m/S或W。 泵轴所需功率
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四、离心泵的特性曲线 （一）离心泵的特性曲线
2）有效功率Pe: 单位时间内液体从泵中叶轮所获 得的有效能量。 Pe=qvρgH
或
Pe

qV
H 9.81
1000

qV H
102
kW
3) 效率η：
Pe 100%
P
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④ 泵内造成功率损失原因： 容积损失（流量损失）：泵内有部分高压液体泄漏到低压区 水力损失（摩擦损失）：流体流动产生摩擦，造成能量损失 机械损失 ：泵轴与轴承之间的摩擦及泵轴密封处摩擦造成的功
蚀？
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第一节 离心泵
一、 工作原理与主要部件 1. 工作原理
基本结构
固定的泵壳 旋转的叶轮
1-叶轮；2-泵壳，3-泵轴； 4-吸入管；5-底阀；6-压出管
离心泵装置简图 吸入口
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2. 工作过程
排液过程 吸液过程
灌泵
离心作用 叶轮高 速旋转
静压能和动能
叶轮 流道扩大 外缘
动能 静压能
泵壳
叶轮中部低压
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二、离心泵的主要部件
(1) 叶轮
•开式叶轮
闭式叶轮
敞式叶轮

半闭式叶轮
– 制造简单，清洗方便，不易堵 塞，适用于输送含较多固体的 悬浮液或输送浆状、糊状液体 。
•半开式叶轮
– 适用于输送含固体颗粒和杂质 的液体
•闭式叶轮
– 适用于高扬程，输送洁净的液
体。一般离心泵大多采用闭式
叶轮
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哪种形式的叶轮做功效率高？ 闭式叶轮效率最高，半开式叶轮效率次之，开式叶轮效率最 低；原因在于叶片间的流体倒流（外缘压力高，叶轮中心压 力低）回叶轮中心，做了无用功；增加了前后盖板使倒流的 可能性减小。
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（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。
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。
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填料密封：又称填料函，或者盘根箱
2
流体输送机械的作用
• 向流体做功以提高流体的机械能衡算式
用于克服流体输送过程中的机械能损失
用于提高位能
用于提高流体的压力
管路系统总 能量损失
向高压设备 内输送流体
高位设备内 输送流体
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第二章 流体输送机械
1. 本章学习目的与要求
（1） 熟练地进行离心泵的选用与校核计算； （2） 掌握离心泵性能参数及特性曲线，离心泵的选用与校核； （3） 了解各类泵的类型、工作原理及特性；
液体排出
液体吸入
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若在泵启动前，泵内没有液体，而是被气体填充，此时启 动是否能够吸上液体呢？
此时泵内充满气体（其密度远小于液体），叶轮转动产 生的离心力小，即产生的真空度不够大，贮槽液面与泵吸入 口间的压力差小，不足以克服流体在吸入管路中的阻力损失 以及液体位能的变化而吸上液体(无自吸能力)，这种现象称 为“气缚”现象。因此在离心泵启动之前，我们必须进行灌 泵操作（使泵内充满被输送的液体）。
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第一节 离心泵 本节思考题
1.流体输送机械有何作用？ 2.离心泵在启动前为什么泵壳内要灌满液体？启动
后，液体在泵内是怎样提高压力的？泵入口的压 力处于什么状态？
3.离心泵的主要性能参数有哪些？其定义和单位是 什么？
4.离心泵在启动时，为什么要关闭出口阀门？ 5.离心泵的工作点是怎样确定的？如何防止发生汽
填料套
填料
填料压盖
填料环
双头螺栓
螺母
特点：简单易行，但维修工作量大，容易泄漏；
不适用于易燃，易爆，有毒或者贵重液体的输送。
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机械密封：又称端面密封
弹簧
动环
静环
特点：结构复杂，精度要求高，价格贵，装卸和更换零件 不便；但密封性能好，寿命长，功率消耗小，安全性好。
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三、离心泵的主要性能参数
① 流量 qV 单位时间内泵所输送液体的体积，m3/s或 m3/h。 以qV表示，离心泵的流量取决于泵的结构尺寸和转速。
第二章 流体输送机械
授课人：侯三英
版权所有
1 管路特性曲线方程
z1

p1
g

u12 2g

He

z2

p2
g

u22 2g

Hf
H e

(z2

p2
g
)
( z1

p1 )
g

u22 u12 2g

Hf

z+
p
g

u 2 2g

H
f
He是流体输送机械对单位重量流体所做的功。