流体输送机械ppt
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化工原理ppt-第二章流体输送机械
H
' S
p a p1
g
2022/8/12
22
二、离心泵安装高度
3.允许气蚀余量
H
' S
p a p1
g
由于HS′使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性 能的参数，称为气蚀余量。 以NSPH表示，定义为防止气蚀发生，要求离心泵 入口处静压头与动压头之和必须大于液体在输送温 度下的饱和蒸汽压头的最小允许值。
性能曲线包括H～Q曲线、
N～Q曲线和 ～Q曲线。
2022/8/12
9
二、离心泵的性能参数与特性曲线
2．性能曲线
① H～Q特性曲线 随着流量增加，泵的压头下降，
即流量越大，泵向单位重量流体提 供的机械能越小。
② N～Q特性曲线 轴功率随着流量的增加而上升，
所以大流量输送一定对应着大的配 套电机。离心泵应在关闭出口阀的 情况下启动，这样可以使电机的启 动电流最小。
2022/8/12
24
三、离心泵的选用、安装与操作
1.离心泵类型
（1）清水泵：适用于输送清水或物 性与水相近、无腐蚀性且杂质较少的 液体。结构简单，操作容易。 （2）耐腐蚀泵：用于输送具有腐蚀 性的液体，接触液体的部件用耐腐蚀 的材料制成，要求密封可靠。 （3）油泵：输送石油产品的泵，要 求有良好的密封性。 （4）杂质泵：输送含固体颗粒的液 体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片 数少。
2022/8/12
26
三、离心泵的选用、安装与操作
3.安装与操作离心泵
（1）安装 ①安装高度不能太高，应小于允许安装高度。 ②尽量减少吸入管路阻力，以减少发生汽蚀可能性。 主要考虑：吸入管路应短而直；吸入管路直径可稍大； 吸入管路减少不必要管件；调节阀装于出口管路。 （2）操作 ①启动前应灌泵，并排气。②应在出口阀关闭情况下 启动泵。③停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮。④ 经常检查轴封情况
流体输送机械离心泵PPT课件
基础。
2
流体输送机械的分类
第1节 概 述
流体输送机械是一种向流体作功以提高流体机械能的装置， 分类如下：
动力式（又称叶轮式、非正位移式）：它是利用高速旋转 的叶轮使流体获得能量，主要包括离心式、轴流式和旋涡式输 送机械。
容积式（又称正位移式）：它是利用活塞或转子的挤压作用 使流体升压排出。包括往复式、旋转式输送机械。
其他类型：例如流体作用式等，对气体和液体输送机械，同 一类型的基本结构、工作原理、主要操作性能等大致相似。
3
第1节 概 述
对流体输送机械的基本要求
在化工生产和设计中，对流体输送机械基本要求如下：
➢ 能适应被输送流体的特性，例如它们的粘性、腐蚀
性、毒性、易燃易爆性及是否含有固体杂质等
➢ 能满足生产工艺上对能量（压头）和流量的要求 ➢ 结构简单，操作可靠和高效，投资和操作费用低 ➢ 在化工生产中，选择适宜的流体输送机械类型和型
第2章 流体输送机械
1
第1节 概 述
流体输送在化工生产中的应用
➢ 在化工生产过程中，流体输送是主要的单元操作之一
它遵循流体流动的基本原理。
➢ 流体输送的主要任务是满足对工艺流体的流量和压强的
要求。流体输送系统包括：流体输送管路、流体输送机械、 流动参数测控装置。
➢ 流体输送计算以描述流体流动基本规律的传递理论为
H=f（泵的结构、尺寸、转速、Q）
轴功率 N ：电机输入到泵轴的功率，由于泵提供给流体的 实际扬程小于理论扬程，故泵由电机获得的轴功并不能全部有 效地转换为流体的机械能。
有效功率 Ne：流体从泵获得的实际功率，可直接由泵的
流量和扬程求得
NeHVg
10
离心泵的特性曲线
化工原理(第二版)第二章
3．允许吸上真空度H Hs，max=（Pa-P1）/ρ g Hs= Hs，max-0.3 Hg= Hs-u12/2g-Hf,o-1 Hs是泵生产厂家用20℃水作为实验介质，在贮槽液面压强为大 气压下测定的结果。若使用条件与此不符的时，应作如下的校正：
p0
g
p1
g
u12 2g
H f
p0
g
p1
g
u12 2g
pv
g
pv
g
H
f
p0
g
ha
pv
g
Hf
p0
g
h
pv
g
Hf
Hg max
47
（3）允许汽蚀余量的校正
h~20度清水，条件不同时要校正，校正曲线说明书
2. 离心泵的实际压头
实际压头比理论压头要小。具体原因如下： （1）叶片间的环流运动
主要取决于叶片数目、装置角2、叶轮大小、液体粘度等因素，而几 乎与流量大小无关。
c2 c2
23
阻 力 损 失
（2）水力损失 冲 击损 失 阻力损失 可近似视为与流速的平方呈正比
24
冲击损失 在设计流量下，此项损失最小。流量若偏离设计量越远， 冲击损失越大。
高效
区
设计点 Q
33
3．离心泵特性的影响因素
（1）流体的性质：
密度的影响
对 H~Q 曲线、~Q 曲线无影响，但N QgH ，
故，N~Q 曲线上移。
粘度的影响 当比 20℃清水的大时，H，N，
实验表明，当<20 厘斯时，对特性曲 线的影响很小，可忽略不计。
p0
g
p1
g
u12 2g
H f
p0
g
p1
g
u12 2g
pv
g
pv
g
H
f
p0
g
ha
pv
g
Hf
p0
g
h
pv
g
Hf
Hg max
47
（3）允许汽蚀余量的校正
h~20度清水，条件不同时要校正，校正曲线说明书
2. 离心泵的实际压头
实际压头比理论压头要小。具体原因如下： （1）叶片间的环流运动
主要取决于叶片数目、装置角2、叶轮大小、液体粘度等因素，而几 乎与流量大小无关。
c2 c2
23
阻 力 损 失
（2）水力损失 冲 击损 失 阻力损失 可近似视为与流速的平方呈正比
24
冲击损失 在设计流量下，此项损失最小。流量若偏离设计量越远， 冲击损失越大。
高效
区
设计点 Q
33
3．离心泵特性的影响因素
（1）流体的性质：
密度的影响
对 H~Q 曲线、~Q 曲线无影响，但N QgH ，
故，N~Q 曲线上移。
粘度的影响 当比 20℃清水的大时，H，N，
实验表明，当<20 厘斯时，对特性曲 线的影响很小，可忽略不计。
化工原理课件第2章：流体输送
3. 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损失。
4. 当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现[Hg]为负的情况， 此时应将离心泵安装于贮槽液面以下。
化工原理——流体输送机械
2.2.6 离心泵的类型与选用 1. 类型 ① 清水泵——单级、多级、双吸 ②耐腐蚀泵——用耐腐蚀材料 ③油泵——密封良好 ④液下泵——轴封要求不高 ⑤屏蔽泵——无密封、无泄漏
qV' D' qV D
H
' e
He
D' D
2
Pa' Pa
D' D
3
——切割定律
化工原理——流体输送机械
2.2.4 离心泵的工作点与流量调节 1. 管路特性曲线
K：由管路特性决定， 一般为高度湍流，与流 量无关
化工原理——流体输送机械
管路特性的影响因素 化工原理——流体输送机械
7. 效率：有效功率与轴功率之比，即
Pe
Pa
化工原理——流体输送机械
8. 泵内的能量损失 a. 容积损失
高压液体泄漏到低压处，qV
b. 水力损失 液体内摩擦及液体与泵壳的碰撞，He c. 机械损失 轴与轴承，轴封的摩擦
化工原理——流体输送机械
轴功率：电机提供给泵轴的功率，W
Pa
Pe
H串 2 A 2BoqV2串
并联时的特性曲线为：
H并
A
Bo
qV并 2
2
H串＜2H单 qV串＞qV单
qV 并＜2qV 单 H并＞H单
化工原理——流体输送机械
4. 当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现[Hg]为负的情况， 此时应将离心泵安装于贮槽液面以下。
化工原理——流体输送机械
2.2.6 离心泵的类型与选用 1. 类型 ① 清水泵——单级、多级、双吸 ②耐腐蚀泵——用耐腐蚀材料 ③油泵——密封良好 ④液下泵——轴封要求不高 ⑤屏蔽泵——无密封、无泄漏
qV' D' qV D
H
' e
He
D' D
2
Pa' Pa
D' D
3
——切割定律
化工原理——流体输送机械
2.2.4 离心泵的工作点与流量调节 1. 管路特性曲线
K：由管路特性决定， 一般为高度湍流，与流 量无关
化工原理——流体输送机械
管路特性的影响因素 化工原理——流体输送机械
7. 效率：有效功率与轴功率之比，即
Pe
Pa
化工原理——流体输送机械
8. 泵内的能量损失 a. 容积损失
高压液体泄漏到低压处，qV
b. 水力损失 液体内摩擦及液体与泵壳的碰撞，He c. 机械损失 轴与轴承，轴封的摩擦
化工原理——流体输送机械
轴功率：电机提供给泵轴的功率，W
Pa
Pe
H串 2 A 2BoqV2串
并联时的特性曲线为：
H并
A
Bo
qV并 2
2
H串＜2H单 qV串＞qV单
qV 并＜2qV 单 H并＞H单
化工原理——流体输送机械
化工原理流体输送机械
减小能量损失。
③轴封装置： 泵轴与泵壳之间旳密封称为轴封。 作用：预防高压液体漏出或分界空气漏入泵内 填料密封： 盘根：为浸油或涂石墨旳石棉绳
机械密封： 适合于密封要求较高旳场合。 优点：密封性能好，使用寿命长、轴不易磨损、功耗小。 缺陷：加工程度高、构造复杂、安装要求高、价格高。
三、离心泵旳类型：
第二章 流体输送机械
第一节：概述：
流体输送机械驱动流体经过多种设备，将流体从一处送到他处，不论 是提升其位置或是使其压力升高或只需克服沿路旳阻力，都能够经过向流 体提供机械能旳措施来实现。
流体从输送机械取得机械能后，其直接体现是净压头旳增大。新增旳 净压头在输送过程中再转变为其他压头或消耗克服流动阻力，所以，流体 输送就是向流体作功并提升其机械能。
阻力加大，要多 耗一部分能量，不经济 ②变化泵旳转速： 实质是变化泵旳特征曲线 优：保持管路特征曲线不变，动力消耗少 缺：需变速装置或价格昂贵旳变速原动机，流量不能连续。
三、离心泵旳安装高度
1.离心泵旳气蚀现象：
定义：当叶片入口附近旳最低压强等于或不大于输送温度下液体旳饱
和蒸气压时，液体就在该处发愤怒化并产愤怒泡，随同液体从低压区流向
三、离心泵性能旳影响原因：
离心泵特征曲线是在一定转速和常压下，以常温旳清水为工质做 试验测得旳。
1. 密度旳影响 作离心泵旳速度三角形，最终推得可旳：（离心泵基本方程式）
HT∞=
u
2
c2Cos
2
g
u1c1Co31
HT∞
= u22 g
u2ctg 2 gD2b2
QT
令：A = u22
g
B = u2cty2 gD2b2
机械损失：泵运转时，泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间， 叶轮盖外表面与液体之间均产生摩擦，而引起能量损失。
③轴封装置： 泵轴与泵壳之间旳密封称为轴封。 作用：预防高压液体漏出或分界空气漏入泵内 填料密封： 盘根：为浸油或涂石墨旳石棉绳
机械密封： 适合于密封要求较高旳场合。 优点：密封性能好，使用寿命长、轴不易磨损、功耗小。 缺陷：加工程度高、构造复杂、安装要求高、价格高。
三、离心泵旳类型：
第二章 流体输送机械
第一节：概述：
流体输送机械驱动流体经过多种设备，将流体从一处送到他处，不论 是提升其位置或是使其压力升高或只需克服沿路旳阻力，都能够经过向流 体提供机械能旳措施来实现。
流体从输送机械取得机械能后，其直接体现是净压头旳增大。新增旳 净压头在输送过程中再转变为其他压头或消耗克服流动阻力，所以，流体 输送就是向流体作功并提升其机械能。
阻力加大，要多 耗一部分能量，不经济 ②变化泵旳转速： 实质是变化泵旳特征曲线 优：保持管路特征曲线不变，动力消耗少 缺：需变速装置或价格昂贵旳变速原动机，流量不能连续。
三、离心泵旳安装高度
1.离心泵旳气蚀现象：
定义：当叶片入口附近旳最低压强等于或不大于输送温度下液体旳饱
和蒸气压时，液体就在该处发愤怒化并产愤怒泡，随同液体从低压区流向
三、离心泵性能旳影响原因：
离心泵特征曲线是在一定转速和常压下，以常温旳清水为工质做 试验测得旳。
1. 密度旳影响 作离心泵旳速度三角形，最终推得可旳：（离心泵基本方程式）
HT∞=
u
2
c2Cos
2
g
u1c1Co31
HT∞
= u22 g
u2ctg 2 gD2b2
QT
令：A = u22
g
B = u2cty2 gD2b2
机械损失：泵运转时，泵轴与轴承之间、泵轴与填料函之间， 叶轮盖外表面与液体之间均产生摩擦，而引起能量损失。
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：
流体输送与流体输送机械_(化工单元操作过程)-PPT精品文档
往复泵的输出流量
往复泵的理论平均流量V（m3/s） 单缸单动泵
ASn 60 ( 2 A a ) Sn V= 60 V=
单缸双动泵
式中：A —— 活塞面积 m2 S —— 活塞的冲程 m（活塞在两端点间移动的距离） n —— 活塞往复的频率 1/min a —— 活塞杆的截面积 m2 活门不能及时启闭和活塞环密封不严等原因造成容积损失。
往复泵的输出流量
单动往复泵流量不连续，流量曲线与活塞排液冲程的速度变 化规律相一致，是半周正弦曲线。
V
后果：引起流体的惯性阻力损 失，增加能量消耗，诱发管路 系统的机械振动。
0
V
2 3 (a) 单动泵的流量曲线
0 V
2
3
4
(b) 双动泵的流量曲线
0
2
34Βιβλιοθήκη 解决方法： （1）采用双动泵或多缸并联 （2）在往复泵的压出口与吸入口处设置空气室，利用气体 的可压缩性来缓冲瞬间流量增大或减小。
往复泵的性能特点
4.流量不均匀，排出压力波动 为减轻之，常采用多作用往复泵或设置空气室。 5.转速不宜太快 电动往复泵转速多在200～300 r／min以下，若n过 高，泵阀迟滞造成的容积损失就会相对增加；泵 阀撞击更为严重，引起噪声和磨损；液流和运动 部件的惯性力也将随之增加，产生有害的影响。 由于n受限，往复泵流量不大。 6.对运送液体污染度不是很敏感，但液体含固体杂质 的时，泵阀容易磨损和泄漏 ，应装吸入滤器。 7.结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较 多 由于上述特点，笨重(在Q相同时与其它泵相比) ， 造价高，管理维护麻烦，在许多场合它已被离心 泵所取代。
排除方法 定期清洗或更换过滤器 提高炉压，加温，夏季罐不满时可用 压风机吹搅 适量掺入冷水进行降温 调整盘根使靠背轮转动灵活为宜 重新填加新盘根 卸下叶轮进行清洗 关掉出口闸门，打开放空闸门放空到 液体自然流出 打开电机接线盒调整接线头 打开泵体进行紧固 启泵时出口闸门要关严但不能太死
化工原理-第二章-流体输送机械PPT课件
总效率：
Vmh
(4)轴功率N
离心泵的轴功率N可直接用效率来计算：
流体密度，kg/ m3
泵的效率
N HQg /
泵的轴功率，W 泵的压头，m
泵的流量，m3/s
一般小型离心泵的效率50~70%，大型离心泵效率可达90% 。
2、离心泵特性曲线（Characteristic curves）
由于离心泵的各种损失难 以定量计算，使得离心泵的特
性曲线H～Q、N～Q、η～Q
的关系只能靠实验测定，在泵 出厂时列于产品样本中以供参 考。右图所示为4B20型离心泵
在 转 速n＝ 2900r/min 时 的特
性曲线。若泵的型号或转速不 同，则特性曲线将不同。借助 离心泵的特性曲线可以较完整 地了解一台离心泵的性能，供 合理选用和指导操作。
H/m NkW
u2
D2n
60
根据装置角β2的大小，叶片形状可分为三种：
w2
c2
2
2
u2
w2
c2
2
2
u2
w2 2
c2 2 u2
(a)
(a)β2< 90o为后弯 叶片，cotβ2 >0， HT∞ <u22 /g
(b) (b)β2= 90o为径向 叶片，cotβ2 =0 ， HT∞ =u22 /g
(c) (c) β2 > 90o为前 弯叶片，cotβ2 <0，HT∞ > u22 /g
c2r
c2' r
u2
u2'
Q n Qn
H ( n)2 Hn
N H Qg ( n )3 N HQg n
不同转速下的速度三角形
比例定律
（4）叶轮直径D2对特性曲线的影响
Vmh
(4)轴功率N
离心泵的轴功率N可直接用效率来计算：
流体密度，kg/ m3
泵的效率
N HQg /
泵的轴功率，W 泵的压头，m
泵的流量，m3/s
一般小型离心泵的效率50~70%，大型离心泵效率可达90% 。
2、离心泵特性曲线（Characteristic curves）
由于离心泵的各种损失难 以定量计算，使得离心泵的特
性曲线H～Q、N～Q、η～Q
的关系只能靠实验测定，在泵 出厂时列于产品样本中以供参 考。右图所示为4B20型离心泵
在 转 速n＝ 2900r/min 时 的特
性曲线。若泵的型号或转速不 同，则特性曲线将不同。借助 离心泵的特性曲线可以较完整 地了解一台离心泵的性能，供 合理选用和指导操作。
H/m NkW
u2
D2n
60
根据装置角β2的大小，叶片形状可分为三种：
w2
c2
2
2
u2
w2
c2
2
2
u2
w2 2
c2 2 u2
(a)
(a)β2< 90o为后弯 叶片，cotβ2 >0， HT∞ <u22 /g
(b) (b)β2= 90o为径向 叶片，cotβ2 =0 ， HT∞ =u22 /g
(c) (c) β2 > 90o为前 弯叶片，cotβ2 <0，HT∞ > u22 /g
c2r
c2' r
u2
u2'
Q n Qn
H ( n)2 Hn
N H Qg ( n )3 N HQg n
不同转速下的速度三角形
比例定律
（4）叶轮直径D2对特性曲线的影响
化工原理流体输送设备课件演示文稿
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。
第六页，共40页。
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
第七页，共40页。
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。
功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵的有效
功率，pe，单位为W。
与转速的三次方成正比
pe qV gH e
效率： pe / pa
pa 泵的轴功率
第十五页，共40页。
离心泵的特性曲线 (characeristic curve)
注意：测定条件一般是20℃清水，转速固定
第十六页，共40页。
第八页，共40页。
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。
第九页，共40页。
离心泵工作原理
流体在离心泵叶 轮中的运动
第十页，共40页。
导轮的作用
导轮引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,减少能量
损失,提高能量转换效率.
第十一页，共40页。
第十七页，共40页。
离心泵的安装高度Hg：
1 Hg 0
Z0
u02 2g
p0
g
Z1
u12 2g
p
g
Hf
Z0 0m, Z1 Hg, u0 0m • s1
Hg p0 p1 u12 Hf
g 2g
第十八页，共40页。
气蚀
Hg p0 p1 u12 Hf
第六页，共40页。
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
第七页，共40页。
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。
功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵的有效
功率，pe，单位为W。
与转速的三次方成正比
pe qV gH e
效率： pe / pa
pa 泵的轴功率
第十五页，共40页。
离心泵的特性曲线 (characeristic curve)
注意：测定条件一般是20℃清水，转速固定
第十六页，共40页。
第八页，共40页。
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。
第九页，共40页。
离心泵工作原理
流体在离心泵叶 轮中的运动
第十页，共40页。
导轮的作用
导轮引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,减少能量
损失,提高能量转换效率.
第十一页，共40页。
第十七页，共40页。
离心泵的安装高度Hg：
1 Hg 0
Z0
u02 2g
p0
g
Z1
u12 2g
p
g
Hf
Z0 0m, Z1 Hg, u0 0m • s1
Hg p0 p1 u12 Hf
g 2g
第十八页，共40页。
气蚀
Hg p0 p1 u12 Hf
南京理工化工原理课件2-- 流体输送机械
24
分析：1.选泵
Q、He
？伯努利方程
已知
2.安装高度
Hg
u Hs H f 2g
2 1
0 1
25
根据被输送液体的性质和操作条件， 确定泵的类型；
根据具体管路布置情况对泵提出的流 量、压头要求，确定泵的型号
23
例1.热水池中水温为65℃。用离心泵以40m3/s 的流量送至凉水塔顶，再经喷头喷出落入凉水 池中，达到冷却目的。已知水进喷头前需维持 49×103Pa（表压）。喷头入口处较热水池水面 高6m。吸入管路和排出管路的压头损失分别为 1m和3m。管路中动压头可忽略不计。试选用合 适的离心泵。并确定泵的安装高度。当地大气 压强按101.33×103Pa计。
3
2-1-2 离心泵的理论压头
一、离心泵的理论压头 假设：
（1）叶轮内叶片的数目 无限多，叶片的厚度为无 限薄，液体完全沿着叶片 的弯曲表面而流动无任何 倒流现象； （2）液体为粘度等于零 的理想液体，没有流动阻 力。
离心力作功 ： 2 2 R2 F dr R2 Rw dr w 2 2 2 u2 - u12 c R1 g = R1 g = 2g R2 - R1 = 2g
大气压 强校正
饱和蒸汽 压校正
密度 校正
18
(2) 临界汽蚀余量（Δ h ）
——指离心泵入口处，液体的静压头p1/ρ g与动压
头u12/2g之和大于液体在操作温度下的饱和蒸
汽压头pv/ρ g的某一最小指定值。
p0 p1 u Hg H f g g 2g
2 1
0 1
p0 pv Hg h H f g g
l H f 8 / 2 d 4 g Qe2 d
分析：1.选泵
Q、He
？伯努利方程
已知
2.安装高度
Hg
u Hs H f 2g
2 1
0 1
25
根据被输送液体的性质和操作条件， 确定泵的类型；
根据具体管路布置情况对泵提出的流 量、压头要求，确定泵的型号
23
例1.热水池中水温为65℃。用离心泵以40m3/s 的流量送至凉水塔顶，再经喷头喷出落入凉水 池中，达到冷却目的。已知水进喷头前需维持 49×103Pa（表压）。喷头入口处较热水池水面 高6m。吸入管路和排出管路的压头损失分别为 1m和3m。管路中动压头可忽略不计。试选用合 适的离心泵。并确定泵的安装高度。当地大气 压强按101.33×103Pa计。
3
2-1-2 离心泵的理论压头
一、离心泵的理论压头 假设：
（1）叶轮内叶片的数目 无限多，叶片的厚度为无 限薄，液体完全沿着叶片 的弯曲表面而流动无任何 倒流现象； （2）液体为粘度等于零 的理想液体，没有流动阻 力。
离心力作功 ： 2 2 R2 F dr R2 Rw dr w 2 2 2 u2 - u12 c R1 g = R1 g = 2g R2 - R1 = 2g
大气压 强校正
饱和蒸汽 压校正
密度 校正
18
(2) 临界汽蚀余量（Δ h ）
——指离心泵入口处，液体的静压头p1/ρ g与动压
头u12/2g之和大于液体在操作温度下的饱和蒸
汽压头pv/ρ g的某一最小指定值。
p0 p1 u Hg H f g g 2g
2 1
0 1
p0 pv Hg h H f g g
l H f 8 / 2 d 4 g Qe2 d
第二章流体输送机械
力，而且可以较好的消除轴向推
力。
二．离心泵主要构件的结构及功能
2．泵壳 呈蜗牛壳状
思考：泵壳的主要作用是什么？ ①汇集液体，并导出液体； ②能量转换装置（动能变静压能）
3．导轮 请点击观看动画
为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶 轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动的带有叶 片的圆盘，称为导轮。导轮上的叶片的弯曲方向 与叶轮上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 壳的通道内平缓的改变方向，使能量损失减小， 使动能向静压能的转换更为有效。
泵轴
思考： 为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？ 答案见后面的内容
吸入导管
压出导管
泵壳
叶轮
底阀
一、离心泵构造及工作原理
2、离心泵的工作原理
思考： 流体在泵内都获得了哪几种能量？ 其中哪种能量占主导地位？ 请点击观看动画
答案：动能和静压能，其中静压能占主导
思考：泵启动前为什么要灌满液体
气缚现象 请点击观看动画
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。
u2
u u 1 2 2 2 r2 r1 2 2
2 2
2 1
w1
1
c1
u
理论压头H
在1与2之间列伯努利方程式，得：
H
2 p 2 p1 c 2 c12 g 2g
力。
二．离心泵主要构件的结构及功能
2．泵壳 呈蜗牛壳状
思考：泵壳的主要作用是什么？ ①汇集液体，并导出液体； ②能量转换装置（动能变静压能）
3．导轮 请点击观看动画
为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶 轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动的带有叶 片的圆盘，称为导轮。导轮上的叶片的弯曲方向 与叶轮上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 壳的通道内平缓的改变方向，使能量损失减小， 使动能向静压能的转换更为有效。
泵轴
思考： 为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？ 答案见后面的内容
吸入导管
压出导管
泵壳
叶轮
底阀
一、离心泵构造及工作原理
2、离心泵的工作原理
思考： 流体在泵内都获得了哪几种能量？ 其中哪种能量占主导地位？ 请点击观看动画
答案：动能和静压能，其中静压能占主导
思考：泵启动前为什么要灌满液体
气缚现象 请点击观看动画
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。
u2
u u 1 2 2 2 r2 r1 2 2
2 2
2 1
w1
1
c1
u
理论压头H
在1与2之间列伯努利方程式，得：
H
2 p 2 p1 c 2 c12 g 2g
流体输送机械PPT课件
第一节 液体输送机械
3.2黏度的影响：当输送液体的黏度大于常温水的黏度时,泵内液体 的能量损失增大,导致泵的流量、压头减小、效率下降，轴功率增加,
泵的特性曲线均发生变化。理论上应进行校正。但通常由于实际应用 的液体粘度总是小于20×10-6时,如汽油、煤油、轻柴油等，可不必校 正。否则可按下式校正：
对于输送酸、碱以及易燃、易爆、有毒的液体,密封的要求就比 较高,既不允许漏入空气,又力求不让液体渗出。近年来在制药生产中 离心泵的轴封装置广泛采用机械密封。如图2-7所示，它是有一个装 在转轴上的动环和另一个固定在泵壳上的静环所构成，两环的端面借 弹簧力互相贴紧而做相对运动，起到密封作用。
第一节 液体输送机械
第一节 液体输送机械
一、概述 在化工生产过程中，常常需要将流体物料从一个设备 输送至另一个设备；从一个位置输送到另一个位置。当流 体从低能位向高能位输送时必须使用输送机械，用来对物 料加入外功以克服沿程的运动阻力及提供输送过程所需的 能量。为输送流体物料提供能量的机械装置称为输送机械， 分为液体输送机械和气体输送机械。 本节先介绍液体输送机械。 液体输送机械统称为泵。因被输送液体的性质,如黏 性、腐蚀性、混悬液的颗粒等都有较大差别，温度、压力、 流量也有较大的不同，因此，需要用到各种类型的泵。根 据施加给液体机械能的手段和工作原理的不同，大致可分 为四大类，如表2-1所示。
2.3轴封装置：泵轴与泵壳之间的密封成为轴封。其作用是防止 高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出,或者外界空气以相反方向漏入泵 壳内的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种，如下图 所示。普通离心泵所采用的轴封装置是填料函，即将泵轴穿过泵壳的 环隙作为密封圈，于其中填入软填料（例如浸油或涂石墨的石棉绳）, 以将泵壳内、外隔开，而泵轴仍能自由转动。
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普通流体输送机械简介 新型流体输送机械 结束语
一、概述
1、化工生产中为什么要流体输送机械？
连续流动 的各种物 料或产品
由低处送至高处 由低压送至高压设备 克服管道阻力
……
流体输送机械 ——为输送流体而提供能量的机械
按工作原理分：
动力式（叶轮式）：离心式，轴流式； 容积式（正位移式）：往复式，旋转式； 其它类型：喷射式，流体作用式等。
明显的不足
1
2
喷射器中的两股流体在混合时有较 大的能量损失,因此,引射效率比较低
4、发展前景
随着计算机技术的快速 发展，通过编程，凭借 计算机强大的计算能力 和可视化的优点来帮助 解决、分析工程实际问 题成为喷射泵一个重要 发展方向。
可用于输送带颗粒的悬浮 液，适于在高压下输送粘 稠性液体。
气体输送机械
用途：
➢ 气体输送 ➢ 产生高压气体 ➢ 产生真空
特点： 可压缩，V，T有变化 ，VS大约是 u=15～25m/s ➢ 通气机： 终压不大于15kPa, p2/p1 = 1～1.15 ➢ 鼓风机：终压不15-300kPa ，p2/p1 < 4 ➢ 压缩机：终压在300kPa以上， p2/p1 > 4 ➢ 真空泵：终压为大气压，压缩比范围大。
气体的输送和压缩，主要用鼓风机和压缩机。 液体的输送，主要用离心泵、漩涡泵、往复泵。 固体的输送，可采用流态化的方法
2、为什么要用不同结构和特性的输送机械
化工厂中输送的流体种类繁多：
（1）流体种类有强腐蚀性的、高粘度的、含有固体悬浮 物的、易挥发的、易燃易爆的以及有毒的等等； （2）温度和压强又有高低之分； （3）不同生产过程所需提供的流量和压头又各异。
三、新型流体输送机械
磁力泵
（Magnetic Pump）
喷射泵
（Jet Pump）
直线共轭内 啮合齿轮泵
（Straight conjugate
internal gear pump
）
涡轮分子泵
Turbo molecular pump
PART ONE
背景
磁力泵
结构原理 特点
发展前景
1、背景
随着工业的飞速发展,能源的过度利用及环境 的污染问题越来越被人们所重视。1990年美 国颁布的空气洁净法令(The US Clean Air Act)把密封泵列为最大的环境污染源之一。 同时,这个时期永磁材料与磁力传动技术等高 新科技得到发展,在这两个大背景下，磁力泵 作为一种新兴流体输送机械出现。
二、普通流体输送机械简介
流体输送机械
内容 1
离心泵
内容 2
往复式泵
内其容 3他 液体泵
内气容 体4 输 送机械
离心泵
主要有叶轮，泵体， 泵轴和轴承这四部分。
叶轮内的液体受到叶 片的推动而与叶片共 同旋转。由旋转而产 生的离心力﹐使液体 由中心向外运动﹐并 获得动能增量。
结构简单、流量大而 且均匀、操作方便等 优点，在化工生产中 的使用最为广泛。
往复泵 原理：
基本结构： 活塞（或柱塞） 活塞杆 冲程S：活塞移动 距离 泵缸 活门 联动装置
单动往复泵 双动往复泵
其他液体泵
计量泵
隔膜泵
适用于小流量、固 定流量或比例的液 体输送。
腐蚀性液体或 含有悬浮物的 液体。
齿轮泵
螺杆泵
压头较高而流量较小，适用 于输送粘稠液体以至膏状物 料，不能输送悬浮液。
SUCCESS
THANK YOU
2020/1/9
3、特点
（1）优点
One
结构简单,加工容易,工作可靠,安装维护方 便,密封性好；
Two
利用喷射泵的喷射增压性能可以有效的避 免水泵汽蚀,并提高水泵的自吸能力；
Three
3. 适用于高温、高压、高真空领域。
3、特点
由于蒸汽喷射泵理论研究和实验研究的 局限性，无法对泵内复杂的流场做出详 细的描述，不能再现泵内实际的流动状 况，在预测和评估其工作性能方面存在
1.背景
喷射泵是一种用来传递能量、质量的流体 机械设备。在喷射泵中两股不同压力的流体相 互混合,发生能量交换后形成一种居中压力的 混合流体。喷射泵提高引射流体的压力而不直 接消耗机械能,并且由于它自身具有的独特优 点如工作可靠、没有转动部件、安装维护方便 等受人们的青睐而被广泛的应用到了工程实际 的各个领域中。
2.结构原理 （1）结构
喷射泵是利用紊动扩散作用进行传质传能的流体 机械和混合反应设备。在喷射泵中两股不同压力的流 体相互混合,发生能量交换后形成一种居中压力的混合 流体。喷射泵的基本结构如图所示,主要由喷嘴、喉管、 扩散管和吸入室组成"
喷射泵结构示意图
2.结构原理
（2）原理
一定压力的流体通过喷嘴高速射出,此时, 工作流体的压力能转化为动能,把喷嘴附近的空 气带走,导致在吸入室内形成真空,吸入低压流 体,两股不同压力的流体,在混合室内产生能量、 动量和质量的交换,工作流体的速度及压力均减 少,引射流体速度增加,在混合室出口处两股流 体的流速渐趋均匀，工作流体携带引射流体进 入扩散室后,两股流体一边继续进行能量交换, 一边逐渐压缩,将动能转换为压力能,并将混合 流体增压后排出喷射泵。
（2）缺点
☆永磁体磁场的存在干扰周围的环境 ☆磁力联轴器在起动过程中易产生滞后现象 ☆与接触式密封装置相比较,传动效率相对降低
4、发展前景
磁力自吸泵使用方便，工作可靠，便 于远程集中控制，实行自动化操作的 优点，未来磁力自吸泵的应用领域会 越来越广泛。
PART TWO
背景
喷射泵
结构原理 特点
发展前景
2、结构及工作原理
（1）磁力传动的结构形式
磁性传动有两种结构形式:圆筒形磁力联轴器和圆盘形 磁力联轴器（图 1）。
圆筒形磁力联轴器由于磁钢利用 率高，在相同参数下，单位磁体 积能够获得较大的传动力矩，因 而得到广泛应用。 圆盘形磁联 轴器，两磁钢间会产生较大的轴 向力，在设计时必须采用平衡轴 向力措施和加厚隔离套，否则会 使隔离套变形以致损坏。 由于 这些原因，尽管圆盘形联轴器结 构简单、容易制造,但应用较少。
2、结构及工作原理
（2）传动原理
原动机带动外磁钢转子旋转,由于磁场的作用内磁钢转子 则同步旋转,叶轮和内磁钢转子同轴一起旋转来输送液体。
3、特点
（1）优点
☆ 将轴传递动力的动密封转化为静密封,实现动力的无接触传递 和输送介质的零泄漏 ☆ 可避免振动传递,实现工作机械的平稳运行 ☆ 与刚性联轴器相比,安装、拆卸、调试、维修均较方便
一、概述
1、化工生产中为什么要流体输送机械？
连续流动 的各种物 料或产品
由低处送至高处 由低压送至高压设备 克服管道阻力
……
流体输送机械 ——为输送流体而提供能量的机械
按工作原理分：
动力式（叶轮式）：离心式，轴流式； 容积式（正位移式）：往复式，旋转式； 其它类型：喷射式，流体作用式等。
明显的不足
1
2
喷射器中的两股流体在混合时有较 大的能量损失,因此,引射效率比较低
4、发展前景
随着计算机技术的快速 发展，通过编程，凭借 计算机强大的计算能力 和可视化的优点来帮助 解决、分析工程实际问 题成为喷射泵一个重要 发展方向。
可用于输送带颗粒的悬浮 液，适于在高压下输送粘 稠性液体。
气体输送机械
用途：
➢ 气体输送 ➢ 产生高压气体 ➢ 产生真空
特点： 可压缩，V，T有变化 ，VS大约是 u=15～25m/s ➢ 通气机： 终压不大于15kPa, p2/p1 = 1～1.15 ➢ 鼓风机：终压不15-300kPa ，p2/p1 < 4 ➢ 压缩机：终压在300kPa以上， p2/p1 > 4 ➢ 真空泵：终压为大气压，压缩比范围大。
气体的输送和压缩，主要用鼓风机和压缩机。 液体的输送，主要用离心泵、漩涡泵、往复泵。 固体的输送，可采用流态化的方法
2、为什么要用不同结构和特性的输送机械
化工厂中输送的流体种类繁多：
（1）流体种类有强腐蚀性的、高粘度的、含有固体悬浮 物的、易挥发的、易燃易爆的以及有毒的等等； （2）温度和压强又有高低之分； （3）不同生产过程所需提供的流量和压头又各异。
三、新型流体输送机械
磁力泵
（Magnetic Pump）
喷射泵
（Jet Pump）
直线共轭内 啮合齿轮泵
（Straight conjugate
internal gear pump
）
涡轮分子泵
Turbo molecular pump
PART ONE
背景
磁力泵
结构原理 特点
发展前景
1、背景
随着工业的飞速发展,能源的过度利用及环境 的污染问题越来越被人们所重视。1990年美 国颁布的空气洁净法令(The US Clean Air Act)把密封泵列为最大的环境污染源之一。 同时,这个时期永磁材料与磁力传动技术等高 新科技得到发展,在这两个大背景下，磁力泵 作为一种新兴流体输送机械出现。
二、普通流体输送机械简介
流体输送机械
内容 1
离心泵
内容 2
往复式泵
内其容 3他 液体泵
内气容 体4 输 送机械
离心泵
主要有叶轮，泵体， 泵轴和轴承这四部分。
叶轮内的液体受到叶 片的推动而与叶片共 同旋转。由旋转而产 生的离心力﹐使液体 由中心向外运动﹐并 获得动能增量。
结构简单、流量大而 且均匀、操作方便等 优点，在化工生产中 的使用最为广泛。
往复泵 原理：
基本结构： 活塞（或柱塞） 活塞杆 冲程S：活塞移动 距离 泵缸 活门 联动装置
单动往复泵 双动往复泵
其他液体泵
计量泵
隔膜泵
适用于小流量、固 定流量或比例的液 体输送。
腐蚀性液体或 含有悬浮物的 液体。
齿轮泵
螺杆泵
压头较高而流量较小，适用 于输送粘稠液体以至膏状物 料，不能输送悬浮液。
SUCCESS
THANK YOU
2020/1/9
3、特点
（1）优点
One
结构简单,加工容易,工作可靠,安装维护方 便,密封性好；
Two
利用喷射泵的喷射增压性能可以有效的避 免水泵汽蚀,并提高水泵的自吸能力；
Three
3. 适用于高温、高压、高真空领域。
3、特点
由于蒸汽喷射泵理论研究和实验研究的 局限性，无法对泵内复杂的流场做出详 细的描述，不能再现泵内实际的流动状 况，在预测和评估其工作性能方面存在
1.背景
喷射泵是一种用来传递能量、质量的流体 机械设备。在喷射泵中两股不同压力的流体相 互混合,发生能量交换后形成一种居中压力的 混合流体。喷射泵提高引射流体的压力而不直 接消耗机械能,并且由于它自身具有的独特优 点如工作可靠、没有转动部件、安装维护方便 等受人们的青睐而被广泛的应用到了工程实际 的各个领域中。
2.结构原理 （1）结构
喷射泵是利用紊动扩散作用进行传质传能的流体 机械和混合反应设备。在喷射泵中两股不同压力的流 体相互混合,发生能量交换后形成一种居中压力的混合 流体。喷射泵的基本结构如图所示,主要由喷嘴、喉管、 扩散管和吸入室组成"
喷射泵结构示意图
2.结构原理
（2）原理
一定压力的流体通过喷嘴高速射出,此时, 工作流体的压力能转化为动能,把喷嘴附近的空 气带走,导致在吸入室内形成真空,吸入低压流 体,两股不同压力的流体,在混合室内产生能量、 动量和质量的交换,工作流体的速度及压力均减 少,引射流体速度增加,在混合室出口处两股流 体的流速渐趋均匀，工作流体携带引射流体进 入扩散室后,两股流体一边继续进行能量交换, 一边逐渐压缩,将动能转换为压力能,并将混合 流体增压后排出喷射泵。
（2）缺点
☆永磁体磁场的存在干扰周围的环境 ☆磁力联轴器在起动过程中易产生滞后现象 ☆与接触式密封装置相比较,传动效率相对降低
4、发展前景
磁力自吸泵使用方便，工作可靠，便 于远程集中控制，实行自动化操作的 优点，未来磁力自吸泵的应用领域会 越来越广泛。
PART TWO
背景
喷射泵
结构原理 特点
发展前景
2、结构及工作原理
（1）磁力传动的结构形式
磁性传动有两种结构形式:圆筒形磁力联轴器和圆盘形 磁力联轴器（图 1）。
圆筒形磁力联轴器由于磁钢利用 率高，在相同参数下，单位磁体 积能够获得较大的传动力矩，因 而得到广泛应用。 圆盘形磁联 轴器，两磁钢间会产生较大的轴 向力，在设计时必须采用平衡轴 向力措施和加厚隔离套，否则会 使隔离套变形以致损坏。 由于 这些原因，尽管圆盘形联轴器结 构简单、容易制造,但应用较少。
2、结构及工作原理
（2）传动原理
原动机带动外磁钢转子旋转,由于磁场的作用内磁钢转子 则同步旋转,叶轮和内磁钢转子同轴一起旋转来输送液体。
3、特点
（1）优点
☆ 将轴传递动力的动密封转化为静密封,实现动力的无接触传递 和输送介质的零泄漏 ☆ 可避免振动传递,实现工作机械的平稳运行 ☆ 与刚性联轴器相比,安装、拆卸、调试、维修均较方便