流体输送设备-PPT精选

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第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
He/m P/k W
η/ %
离心泵的特性曲线及其应用
(1)特性曲线 反应泵的性能,是分析和选用泵的重要依据
定型号
η
IS100-80-125
额定转数
He
n290r0min
标准状态
pa 101.325KPa
P
20C清 水
qv/m1 3·h-
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
③高阻管路,曲线较陡;低阻管路,曲线较平缓。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
wk.baidu.com
离心泵
(2)离心泵的工作点 ——泵的He-qv与管路的He-qv曲线的交点
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
讨论:
①工作点泵特性曲线 & 管路特性曲线 工作点确定:联解两特性方程 作图,两曲线交点
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
②泵壳
a)结构 壳内通道截面逐渐扩大, 又称蜗壳。
b)作用 汇集由叶轮甩出的液体 能量转换装置(部分动 能转变为静压能)
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
③轴封装置: a)作用:泵轴与泵壳之间的密封,防止高压液体漏出或 外界气体进入。 b)结构:填料密封(填料函、软填料、填料压盖构成) 机械密封(轴上的动环和壳上的静环)
例:用离心泵将20℃的水从水池送入高压高位槽(如图 所示)。泵的进、出口处分别装有真空表及压力表。在
一定转速下测得离心泵的流量Q、扬程H、泵出口压力 p表、泵入口真空度p真以及泵的轴功率N。现改变以下
μ↑,阻力↑,He↓, qv↓ ,η↓, P↑ a)液体粘度μ↑,叶轮内液体的流速降低↓,使得流量 减小qv↓。 b)液体 粘度μ↑,泵内的流动摩擦损失(水力损 失)↑,使扬程减小He ↓。 c)液体粘度μ↑,叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦 而引起的能量损失(机械损失)↑,使轴功率P增加。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
扬程是能量的概念,即BE中的He
②离心泵的流量是指用泵的出口管路上的流量。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
例:用耐腐蚀泵将20oC混合酸从常压贮槽输 送到表压为196.2kPa的设备内,出口管 (Φ57×3.5mm)距贮槽液面的距离为6m, 要求最大输送量为10m3/h.已知: 20 oC混合 酸密度为1600kg/m3,μ= 2.2×10-2Pa.s,输 液管道长10m,管道上有90o标准弯头2个 (le/d=35),单向阀门1个(le/d=80),球 形阀2个(le/d=300)。转子流量计1个 (le/d=400)。如果泵的效率η=0.65,电动 机效率ηm=0.95,求选配的电动机功率?
④叶轮直径—— D -5%以内
同一型号泵,同一液体,同一转速,
在η不变的情况下
2
qv2D 2 qv1 D 1
H H1 2 eeD D 1 2
3
P P 1 2D D 1 2
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
离心泵的工作点和流量调节
(1)管路特性曲线(管路布局、操作条件)
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
离心泵的主要性能参数
(1)流量 泵的送液能力,是指在铭牌规定的扬程内单位时间泵
所能够输送的液体体积,用qv表示,单位常用m3/s或
m3/h。 qv理f结构,尺 n 寸,
q v实 f结构, n , h 尺 f, p 2寸,
(2)扬程(压头)
第2.8节 流体输送机械
液体 输送 机械
离心式
离心泵 旋涡泵 轴流泵
旋转式
齿轮泵 螺杆泵
往复式
往复泵 柱塞泵 隔膜泵
流体 作用式
喷射泵
气体 输送 机械
离心式通风机
鼓风机 压缩机
罗茨鼓风机 液环压缩机 水环压缩机
往复压缩机 隔膜压缩机
喷射真空泵
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
研究重点: 讨论液体输送机械的作用原理、基本构造
与性能及有关计算; 以离心泵为研究中的重中之重。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
1.8.1 离心泵
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
离心泵的工作原理和主要部件 (1)工作原理 ①灌泵
在泵启动前,泵壳内灌 满被输送的液体;
②排液
原动机轴叶轮旋转 离心力叶片间液体 中心外围液体被做功 动能高速离开叶轮外缘
离心泵
②密度的影响
a)ρ发生变化,He 不发生变化
Fmr2
H eP gF gsm gr2与密度 无
b)ρ 发生变化,qv不发生变化 c)离心泵的η-qv 曲线也不随液体密度而变化 d)泵的轴功率则随输送液体的密度改变而改变
PPeHevqg
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
虑机械的联接方式和泵可能发生超负荷运 转,即要考虑传动效率、电动机效率和安 全系数。 当电机和泵连接时,传动效率为1, 电动机效率为0.95,安全系数 β需查表确定。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
讨论: ①离心泵的扬程与升扬高度的关系:
升扬高度是指离心泵将流体从低位送到高位时两液 面间的高度差,即BE中的△z
线。 关小出口阀 le 管路特性线变陡 工作点左上
移 He ,qv 开大出口阀 le 管路特性线变缓 工作点右下
移 He ,qv
②改变离心泵的转数或改变叶轮外径,以改变泵的特性 曲线。
注意:等效率方程
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
②根据流体输送机械的工艺原理: a)离心式 ——高速旋转的叶轮向液体输送能量 b)往复式 ——利用活塞的往复运动,将能量传递给液体 c)旋转式 ——利用转子的旋转作用而吸入和排出液体 d)流体作用式 ——利用流体流动时动能和静压能的相互转换来吸 送液体或气体
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
P电P轴Pe
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
(4)效率
由于泵内部的能量损失,泵轴从电机获得的功率并没
有全部传给液体。
①容积损失


qv实 qv理
容 f结P 构 2 P 1 、 q 、 v
②水力损失泵内的损失由液体在泵内流动时的摩擦、涡流以
及流动状态的变化而产生。


He 实 He 理
水f结构、液体 性
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
③机械损失——轴承与密封圈,叶轮盖板与液体的 摩擦,使功率增大。


P理 P实
离心泵的效率(又称总效率):
总容水机
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
讨论: 选配电机时,根据泵的轴功率,还要考
是指单位重量液体流经泵后所获得的能量,用He 表
示,单位为m。
He理f结构,尺 n 寸,
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
在泵的进口、出口处分别安装真空表和压力表,并在 两表之间列BE,即
H eh0p2 gp1u2 22 gu1 2 H f12
2
若压头损失可忽略不计:
离心泵
③离心泵转速—— n 20%以内
同一型号泵,同一液体,在η不变的前提下
q v2 n 2 q v 1 n 1
H H 1 2 e e n n 1 2 2
P P 1 2 P P 1 2 e e H H 2 1 q q v v 1 2 e e n n 1 2 3
第2.8节 流体输送机械
(1)定义 ①能够为流体提供能量的机械就称为流体输送机械。 ② W的e 大小是受工艺条件所限 a)位置的要求( )z b)压强的要求( )p c)克服流体的流动阻力( )Wf
(2)分类 ①根据所输送的流体 a)液体输送机械(泵) b)气体输送机械(风机或压缩机)
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
进入泵壳,流道增大,动
能静压能,高压
③吸液
中心外缘,形成真空,
在液面压力(常为大气压) 与泵内压力(负压)的压差 作用下,液体吸入。
离心泵之所以能够输送液 体,主要是依靠高速旋转的 叶轮所产生的离心力。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
离心泵
讨论: ①He –qv曲线:反应扬程和流量间的关系。
qv,He。 ②P–qv 曲线:功率曲线,反映流量和功率间关系。
qv ,P。 大流量大电机
注意:关闭出口阀启动泵,启动电流最小,使泵在最低
功率下启动,避免电机超载。
③ - qv 曲线:效率曲线,反映流量和效率间关系。小qv
,;大qv ,。 max
H eh0p2gp1u222gu12
1
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
由于两截面间的距离很近。以H1和H2分别表示真 空表和压力表上的读数:
He

h0

H2

H1

u22 u12 2g
工程上,u1 u2
He H1 H2
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
(4)流量调节方法的比较
操作费用 设备费用 用出口阀来调节流量,是最经济的,也是最常用的
思考题: ①当泵的出口处的调节阀关小后,阀前与阀后压力以及
泵进口处的真空表压力将如何变化? ②当泵的转速减小,出口阀前、出口阀后压力以及泵进
口处的真空表将如何变化?
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
h
1
g 2g g 2g
0
0
u0 0,u1是由于离心力的大生小产
p0 p1 u12 h
g 2g
u1 ,p0 p1,无法产生吸入液体流动力的。动
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
贮槽液面上方与泵吸入口处之压力差不足以将贮 槽内液体压入泵内,即离心泵无自吸能力,使离心泵不 能输送液体,此种现象称为“气缚现象”。
(2)气缚现象
如果在离心泵启动前,不灌满液体,会发生什么现象?
F m r 2 V sr 2
, F , u 1
p0
g

u02 2g
z0

p1
g

u12 2g
z1

hf 01
1
z0 0, hf 01 0,z1 h
p0 u02 p1 u12 h
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
(3)主要部件 ①叶轮 a)作用:提供液体的动能和静压能 b)结构:叶轮上有4-12片后弯叶片 按叶片两侧有无盖板分为: 开式叶轮,半开式叶轮,闭式叶轮
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
按照叶轮数目: 单级离心泵 多级离心泵
按照吸液方式的不同: ——单吸:液体只能从一侧吸入 ——双吸:液体可从两侧同时吸入 可以消除轴向推力
HeABqv2 A z p
描述在特定管路中,
g
输送一定量的流体
和所要求提供的 扬程之间的对应关系。
B8 2gld5le
Bfl,,d ,
讨论: ①A是He–qv 曲线在He轴上截距;管路所需最小外加压头
②若在阻力平方区,与qv无关,B为管路特性系数
离心泵
(3)功率 离心泵轴功率是指泵轴所需的功率,也就是直接传动
时电机传给泵轴的功率,以P表示,单位为W或kW。 离心泵的有效功率是排送到管道的液体从叶轮获得
的功率,单位时间内,流体流经泵后实际得到的功。以 Pe表示,单位为W或kW。泵的有效功率可以根据泵的 压头He和流量qv 计算,即
P e H vg eq W , P H e 1v0 g e ,[K 0 q]0 W P P e
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
注意: max 铭牌的主要性能参数 max 在一定转速下的最高效率点,称为
离心泵的设计点。离心泵在该点附近工作 最为经济。
高效率区的效率不低于最高效率的92% 左右,位于最高效率的7%左右。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
(2)影响离心泵特性曲线的主要因素 ①粘度的影响
②泵装于管路 工作点(He,qv ) qv= 泵供流量 = 管得流量 He = 泵供压头 = 流体得压头
③工作点(qv ,He ,Pe, )→泵的实际工作状态 该点对应的效率 是在离心泵的最高效率区,该点
为适宜的工作点。
第1章 流 体 流 动 与 输 送 机 械
离心泵
(3)离心泵的流量调节 ①是在排出管线上装适当的调节阀,以改变管路特性曲
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