工程类流体输送机械PPT教学课件
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流体输送机械-PowerPoint演示文稿
泵的分类
1 按工作原理分
➢叶片式泵 有高速旋转的叶轮。 如离心泵、轴流泵、涡流泵。
➢往 复 泵 靠往复运动的活塞排挤液体。如活塞泵、柱塞泵等。
➢旋转式泵 靠旋转运动的部件推挤液体。如齿轮泵、螺杆泵等。
2 按用途分
➢清水泵 适用于粘度与水相近的、无腐蚀性、不含杂质的流体，如 离心泵。 ➢油泵
适用于高粘度的流体。如齿轮泵、旋转泵等。 ➢耐腐蚀泵
4B20
26
n=2900r/min
η
80
24
70
22
H
60
20
50
18
8 40
16
N
6 30
14
4 20
12
2 10
10
00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 Ｑ,l/s
0 20 40 60 80 100 120 m3/s
离心泵的特性曲线
1 Ｈ－Q曲线
变化趋势：离心泵的压头在较大流量范围内是
➢杂质泵：
第二节 离心泵
离心泵（centrifugal pump）的特点： ❖ 结构简单； ❖ 流量大而且均匀； ❖ 操作方便。
一、 离心泵的工作原理
1 结构
➢叶轮
叶轮
✓轴
✓ 6~12片叶片
➢机壳等。 机壳
蜗牛形通道； 叶轮偏心放； 可减少能耗，有利于动 能转化为静压能。
底阀(防止“气缚”)
滤网(阻拦 固体杂质)
Hs’=Hs＋(Ha－10)－(Hv－0.24) (2-11)
式中 Hs’—操作条件下输送水时允许吸上真空高度，mH2O； Hs — 泵样本中给出的允许吸上真空高度，mH2O； Ha — 泵工作处的大气压，mH2O； Hv — 泵工作温度下水的饱和蒸汽压，mH2O； 0.24 — 实验条件下水的饱和蒸汽压，mH2O。
《流体输送机械 》课件
介绍流体输送机械的定义，包括离心泵、排污泵、螺旋输送机等多种类型。
2 原理和工作过程
解释流体输送机械的工作原理，如离心力、容积效率等，并说明其在输送过程中的工作 过程。
3 应用领域
探讨流体输送机械在化工、石油、水处理等领域中的广泛应用。
常见的流体输送机械
管道输送机
介绍管道输送机的构造、优 势以及适用场景，如液体输 送和气体输送。
螺旋输送机
解释螺旋输送机的工作原理 和特点，包括连续输送和适 用于颗粒物料。
浓缩输送机
说明浓缩输送机的作用和优 势，如固液分离、废水处理 等。
流体输送机械的设计和选择
1 设计要点和考虑因素
解读流体输送机械的设计要点，如流量计算、选型和材料选择。
2 输送机械的选择和优化
提供选择适合需求的流体输送机械的方法和技巧，如性能评估和经济效益分析。
流体输送机械的维护和故障排除
1 日常维护和保养
介绍流体输送机械的日常维护措施，如润滑、清洁和紧固件检查。
2 常见故障及解决方法
列举常见的流体输送机械故障，并提供相应的解决方法和机械故障的 案例，阐述事故原因和解决方 案。
案例二
介绍一次成功的流体输送机械 设计和应用案例，并探讨其取 得的成就。
案例三
讲解一个流体输送机械的维护 和保养案例，包括日常维护和 故障排除。
《流体输送机械》PPT课 件
课程介绍
课程目标和重要性
了解流体输送机械的基本概念和原理，掌握其在工程领域中的重要性。
课程内容
讲解流体输送机械的定义、分类、工作原理、应用领域以及设计和维护方法。
学习方法
通过理论讲解、案例分析和实践操作等方式帮助学生深入了解流体输送机械。
流体输送机械概述
1 定义和分类
2 原理和工作过程
解释流体输送机械的工作原理，如离心力、容积效率等，并说明其在输送过程中的工作 过程。
3 应用领域
探讨流体输送机械在化工、石油、水处理等领域中的广泛应用。
常见的流体输送机械
管道输送机
介绍管道输送机的构造、优 势以及适用场景，如液体输 送和气体输送。
螺旋输送机
解释螺旋输送机的工作原理 和特点，包括连续输送和适 用于颗粒物料。
浓缩输送机
说明浓缩输送机的作用和优 势，如固液分离、废水处理 等。
流体输送机械的设计和选择
1 设计要点和考虑因素
解读流体输送机械的设计要点，如流量计算、选型和材料选择。
2 输送机械的选择和优化
提供选择适合需求的流体输送机械的方法和技巧，如性能评估和经济效益分析。
流体输送机械的维护和故障排除
1 日常维护和保养
介绍流体输送机械的日常维护措施，如润滑、清洁和紧固件检查。
2 常见故障及解决方法
列举常见的流体输送机械故障，并提供相应的解决方法和机械故障的 案例，阐述事故原因和解决方 案。
案例二
介绍一次成功的流体输送机械 设计和应用案例，并探讨其取 得的成就。
案例三
讲解一个流体输送机械的维护 和保养案例，包括日常维护和 故障排除。
《流体输送机械》PPT课 件
课程介绍
课程目标和重要性
了解流体输送机械的基本概念和原理，掌握其在工程领域中的重要性。
课程内容
讲解流体输送机械的定义、分类、工作原理、应用领域以及设计和维护方法。
学习方法
通过理论讲解、案例分析和实践操作等方式帮助学生深入了解流体输送机械。
流体输送机械概述
1 定义和分类
《流体输送输送机械》课件
安全操作：操作人员应熟悉通风 机的操作规程，确保安全操作
管道系统的运行与维护
定期检查：检 查管道是否有 泄漏、腐蚀等
现象
定期清洗：清 洗管道，防止
堵塞和污染
定期润滑：润 滑管道，防止
磨损和生锈
定期维护：维 护管道，确保
其正常运行
流体输送输送机械的故障 诊断与处理
章节副标题
泵的故障诊断与处理
故障诊断方法：如观察、听 诊、测量等
THEME TEMPLATE
感谢观看
泵的常见施：如更换零件、 调整参数、维修等
预防措施：如定期检查、维 护、更换易损件等
压缩机的故障诊断与处理
故障类型：机 械故障、电气 故障、液压故
障等
故障原因：磨 损、腐蚀、堵
塞、泄漏等
故障诊断方法： 观察、听声音、 测量、分析等
故障处理措施： 更换零件、调 整参数、清洗、
流体输送输送机械的应用
石油、天然气等能源输送 化工、制药、食品等行业的物料输送 城市供水、排水、污水处理等市政工程 农业灌溉、排涝等农业工程 船舶、飞机等交通工具的燃料输送 热力、电力等能源输送
流体输送输送机械的组成 与结构
章节副标题
泵的组成与结构
泵体：容纳 流体，承受 压力
叶轮：将流 体加速，产 生压力
章节副标题
流体输送输送机械概述
章节副标题
定义与分类
定义：流体输送输送机械是一 种用于输送流体的机械设备， 包括泵、压缩机、风机等。
分类：根据流体输送输送机械 的工作原理和用途，可以分为 泵、压缩机、风机等类型。
泵：用于输送液体，包括离心 泵、轴流泵、混流泵等。
压缩机：用于压缩气体，包括 离心压缩机、轴流压缩机、混 流压缩机等。
《流体输送》PPT课件
3〕HT与VT的关系
令：A=u2/g
B= u2ctgβ2/g2πr 2b2
HT=A-BV 直线 〔三条〕
一般采用后弯叶片， 原因：
2.3、离心泵的性能曲线
2.3.1．实际的H～V线 1、实际情况为: ① 叶片数目是有限的6～12片，叶 片间的流道较宽，这样叶片对液体流 束的约束就减小了，使HT有所降低。 ② 液体在叶片间流道内流动时存在 轴向涡流，导致泵的压头降低。
1、离心泵的汽蚀现象
汽蚀现象汽蚀状态：扬程比正常下降 3％
泵的安装以不发生汽蚀现象为依据
2、正常操作必须满足 的条件
pk/ρg≥pv/ρg+e e＝0.3－0.5 我国e＝0.3 pv:饱和蒸汽压 允许极限状态：pk允/ρg＝
pv/ρg+e pk到达pk允时，p2到达p2允
3、最大安装高度Hg,max的 计算
3、最大安装高度Hg,max的 计算
Hg,max=p1/ρg -pv/ρg△h允-∑Hf1-2 (2-20式)
一般△h允与泵的构造和尺寸 有关，由实验测定，并同标 绘于性能曲线图上。
实验条件为大气压
3、最大安装高度Hg,max的 计算
2〕允许汲上真空度 HS,允计算 在1-2截面间列柏式 p1/g=Hg,max+p2允/ρg
工作原理：离心式 往复式 旋转式 流体作用式〔如喷射式〕
一．离心泵的工作原理及 主要部件
1．构造
1〕叶轮：叶轮内6～12片弯曲的叶 片
作用：原动机的机械能→液体→静压 能↑和动能↑
一．离心泵的工作原理及 主要部件
叶轮按其构造形状分有三种：
① 闭式：前后有盖板
② 半闭式：前有盖板
③敞式〔开式〕：前后无盖板
化工原理流体流动与输送机械精品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；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
17
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
18
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
19
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
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；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
流体输送机械概述PPT公开课(95页)
2.1 概述
注意： ①解题指南p177，式（11-9）he BKQ2等于上式
heH， qvQ， Bzp g
② qv(m3/s),H(m)
若指定解题时 qv(m3/h或 m3/min)，所求H仍为（m）。K=？
③阀门关小， （ le ） ， K ， 管路特性曲线变陡，在同样流量 q v
下所需补加能量 H 。
③ 其他类型：如喷射式等。
（2）压缩转比很速高不，所同以余，隙的则影特响很性大。曲线将不同。借助离心泵的特性曲线可以 27．的压偏缩心类转较型子按完箭整头方地向旋了转解时，一台离心泵的性能，供合理选用和指导操作。
风量根据生产任务来定； 转的叶轮做功，受离心力的作用，以很高的速度离开叶轮， 3．压缩功：
(2)离心泵的特性曲线 （2）最大安装高度 、最大允许安装高度 与实际要安装的高度
③机械结构亦不合理：为了承受很高的终压，气缸要做的很厚，为了吸入初压很低的气体气缸体积又必须很大。
1a、60风——量泵：叶按轮入名口义由状直态于径计，的离m单m位心。时泵间内的的排种气类体积很。 多，前述各种泵内损失难以估计， ②实确际定 是输压送缩使系过得统程的既离流不量是心和等泵所温需的的压，头也实。不际是绝特热的性，曲而 线关系 H Q、 N Q 、 Q 只能 这种调节方靠法实在大验型压测缩定机中，采用在较泵多。出厂时列于产品样本中以供参考。
HT
u2c2cos2
g
（3）流量对理论压头的影响：
HT
u22 g
u2ctg2
gA2
qV
A2 2r2b2
q vA 2 c 2 r 2r2 b 2 c 2sin2
（4）叶片形状对理论压头的影响
当泵转速n、叶轮直径D 2 、叶轮出口处叶片宽度b 2 、流量 q v 一定时，
流体输送输送机械-资料.ppt
在叶轮与泵壳间安装一固定不动 的带有叶片的导轮（diffuser）， 也可减少此项能量损失。
c
cr
u
R
机械损失：泵轴与轴承之间、泵轴与密封填料之间等产生的 机械摩擦造成的能量损失。
离心泵的特性曲线（Characteristic curves）
H [m] N [kW]
[%]
在一定转速下，泵的轴功 率随输送流量的增加而增 大，流量为零时，轴功率 最小。关闭出口阀启动离 心泵，启动电流最小。
12 30
8
N
8 20
4
4 10
0 0
20 40 60 80 100 120 1400
0
Q/ m3/h
离心泵的特性曲线反映了泵的基本性能，由制造厂附于产品 样本中，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。以下逐 一对其进行讨论。
离心泵的特性曲线（Characteristic curves）
H—V 曲线
液体密度的影响
离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无关，说明 H—V
曲线不随液体密度而变，由此 —V 曲线也不随液体密度而
变。离心泵所需的轴功率则随液体密度的增加而增加，即 N—V 曲线要变。 注意：叶轮进、出口的压差 p 正比于液体密度。
气缚现象（airbound）
泵启动前空气未排尽或运转中有空气漏入，使泵内流体平均 密度下降，导致叶轮进、出口压差减小。或者当与泵相连的 出口管路系统势压头一定时，会使泵入口处的真空度减小、 吸入流量下降。严重时泵将无法吸上液体。
容积损失：一部份已获得能量的高压液体由叶轮出口处通过 叶轮与泵壳间的缝隙或从平衡孔泄漏（Leakage）返回到叶 轮入口处的低压区造成的能量损失。 解决方法：使用半开式和蔽式叶轮。蔽式叶轮容积损失量小， 但叶轮内流道易堵塞，只适宜输送清洁液体。开式叶轮不易 堵塞，但容积损失大故效率低。半开式介于二者之间。
c
cr
u
R
机械损失：泵轴与轴承之间、泵轴与密封填料之间等产生的 机械摩擦造成的能量损失。
离心泵的特性曲线（Characteristic curves）
H [m] N [kW]
[%]
在一定转速下，泵的轴功 率随输送流量的增加而增 大，流量为零时，轴功率 最小。关闭出口阀启动离 心泵，启动电流最小。
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Q/ m3/h
离心泵的特性曲线反映了泵的基本性能，由制造厂附于产品 样本中，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。以下逐 一对其进行讨论。
离心泵的特性曲线（Characteristic curves）
H—V 曲线
液体密度的影响
离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无关，说明 H—V
曲线不随液体密度而变，由此 —V 曲线也不随液体密度而
变。离心泵所需的轴功率则随液体密度的增加而增加，即 N—V 曲线要变。 注意：叶轮进、出口的压差 p 正比于液体密度。
气缚现象（airbound）
泵启动前空气未排尽或运转中有空气漏入，使泵内流体平均 密度下降，导致叶轮进、出口压差减小。或者当与泵相连的 出口管路系统势压头一定时，会使泵入口处的真空度减小、 吸入流量下降。严重时泵将无法吸上液体。
容积损失：一部份已获得能量的高压液体由叶轮出口处通过 叶轮与泵壳间的缝隙或从平衡孔泄漏（Leakage）返回到叶 轮入口处的低压区造成的能量损失。 解决方法：使用半开式和蔽式叶轮。蔽式叶轮容积损失量小， 但叶轮内流道易堵塞，只适宜输送清洁液体。开式叶轮不易 堵塞，但容积损失大故效率低。半开式介于二者之间。
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
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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
流体输送机械学习教材PPT课件
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理
（1）离心泵的外观与内部结构 （2）离心泵的主要部件
1）叶轮 2）泵壳 3）泵轴
（3）离心泵的工作原理
（1）离心泵的外观与内部结构 离心泵的外观
离心泵的内部结构
1）叶轮
叶轮是离心泵的核心部件，由4-8片的叶片 组成，构成了数目相同的液体通道。按有 无盖板分为开式、闭式和半开式（其作用 见教材）。
后盖板上的平衡孔消除轴向推力。 离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会 渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为 低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向 推力。 这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还 会产生振动。 平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶 轮前后的压力差。但由此也会此起泵效率的降低。
流体输送机械分类
按工作介质不同： 液体——泵 气体——风机、压缩机 按工作原理不同： 离心式 正位移式（容积式）：往复式、旋转式 其它（如喷射式）
2.2 离心泵
离心泵结构简单，操作容易，流量易于调 节，且能适用于多种特殊性质物料，因此 在工业生产中普遍被采用。 2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理 2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线 2.2.3 离心泵的工作点和流量调节 2.2.4 离心泵的组合操作 2.2.5 离心泵的安装高度 2.2.6 离心泵的选用、安装与操作
环境工程原理 第二章 流体输送机械
西北民族大学 化工学院
2 流体输送机械
2.1 概 述 2.2 离心泵 2.3 其它类型泵 2.4 气体输送机械 2.5 真空泵
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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☺ 这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还 会产生振动。
☺ 平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶 轮前后的压力差。但由此也会此起泵效率的降低。
7）轴封装置
☺ 轴封装置保证离心泵正常、高效运转。 ☺ 离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其间
的环隙如果不加以密封或密封不好，则外 界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵 的流量、效率下降。 ☺ 严重时流量为零——气缚。 ☺ 通常，可以采用机械密封或填料密封来实 现轴与壳之间的密封。
☺ 这此叶片的弯曲方向与叶轮叶 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。
6）平衡孔
☺ 后盖板上的平衡孔消除轴向推力。
☺ 离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会 渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为 低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向 推力。
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理
☺ （1）离心泵的外观与内部结构 ☺ （2）离心泵的主要部件
➢ 1）叶轮 ➢ 2）泵壳 ➢ 3）泵轴
☺ （3）离心泵的工作原理
（1）离心泵的外观与内部结构 离心泵的外观 离心泵的内部结构
1）叶轮
☺ 叶轮是离心泵的核心部件，由4-8片的叶片 组成，构成了数目相同的液体通道。按有 无盖板分为开式、闭式和半开式（其作用 见教材）。
截面列柏努利方程he：zp g 2ug2hf
☺ 其中 h e 是流体输送机械对单位重量流体所做的 功。
☺ 从上式可以看出，采用流体输送机械操作的目的 可能是为了提高流体的动能、位能或静压能，或 用于克服沿程的阻力，也可能几种目的兼而有之。
流体输送机械分类
☺ 按工作介质不同：
☺
液体——泵
☺
气体——风机、压缩机
☺ 其中：r—叶轮半径；ω—叶轮旋转角速度；Q— 泵 角的 。体积流量；b2—叶片宽度；β——叶片装置
离心泵的理论压头（2）
☺ 讨论
☺ ①装置角β是叶片的一个重要设计参数。当其值
小于90°时称为后弯叶片；等于 90 °时称为径 向叶片；大于90 °时称为前弯叶片。叶片后弯 时液体流动能量损失小，所以一般都采用后弯叶 片。
☺ 为防止气缚现象的发生，离心泵启动前要用外 来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为 灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低 位槽内，在泵吸入管路的入口处装有止逆阀 （底阀）；如果泵的位置低于槽内液面，则启 动时无需灌泵。
5）导轮
☺ 叶轮外周安装导轮，使泵内液 体能量转换效率高。
☺ 导轮是位于叶轮外周的固定的 带叶片的环。
闭式叶轮
半开式叶轮
开式叶轮
2）泵壳
☺ 泵体的外壳，它包围叶轮，在叶轮四周开 成一个截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道。 此外，泵壳还设有与叶轮所在平面垂直的 入口和切线出口。
液体入口——中心 出口——切线
3）泵轴
☺ 位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的一 根轴。它由电机带动旋转，以带动叶轮旋 转。
（3）离心泵的工作原理
（1）离心泵的理论压头（1）
☺ 离心泵的理论压头与如下几个假定条件相对应：
☺ ①叶轮内叶片数目无限多，液体完全沿着叶片的 弯曲表面流动，无任何环流现象；
☺ ②液体为粘度等于零的理想流体，液体在流动中 没有阻力。
☺ 在这两个假定条件下，离心泵的理论压头可以表
示为： H 1 gr22 Q b 2gctg
➢ （A）叶片间环流； ➢ （B）阻力损失； ➢ （C）冲击损失。
轴封演示
2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线
☺ 性能参数表征离心泵性能的好坏，其中最 重要的性能参数是压头。离心泵的压头是 指泵对单位重量流体提供的机械能。以下 首先从理论上分析其影响因素。
☺ （1）离心泵的理论压头 ☺ （2）离心泵的主要性能参数 ☺ （3）离心泵的性能曲线 ☺ （4）离心泵特性的影响因素
☺ ②当采用后弯片时， ctgβ为正，可知理论压头
随叶轮直径、转速及叶轮周边宽度的增加而增加， 随流量的增加呈线性规律下降。
离心泵的理论压头（3）
☺ ③理论压头与流体的性质无关。
☺ ④前式给出的是理论压头的表达式。实际操作中， 由于以下三方面的原因，使得单位重量液体实际 获得的能量，即实际压头，与离心泵的理论压头 有一定的差距：
☺ 1）叶轮 ☺ 2）泵壳 ☺ 3）液体吸上原理 ☺ 4）气缚现象 ☺ 5）导轮 ☺ 6）平衡孔 ☺ 7）轴封装置
1）叶轮
☺ 叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流 体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中 心被抛向外围。
☺ 当流体到达叶轮外周时，流速非常高。
闭式叶轮
半开式叶轮
开式叶轮
2）泵壳
☺ 泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些 液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方 向流动，使流体的动能转化为静压能，减 小能量损失。
☺ 所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更 是一个能量转换装置。
3）液体吸上原理
☺ 依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体 以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形 成低压，低位槽中的液体因此被源源不断 地吸上。
4）气缚现象
☺ 如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启 动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够 大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上。这 一现象称为气缚。
☺ 按工作原理不同：
☺ 离心式
☺ 正位移式（容积式）：往复式、旋转式
☺ 其它（如喷射式）
2.2 离心泵பைடு நூலகம்
☺ 离心泵结构简单，操作容易，流量易于调 节，且能适用于多种特殊性质物料，因此 在工业生产中普遍被采用。
☺ 2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理 ☺ 2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线 ☺ 2.2.3 离心泵的工作点和流量调节 ☺ 2.2.4 离心泵的组合操作 ☺ 2.2.5 离心泵的安装高度 ☺ 2.2.6 离心泵的选用、安装与操作
环境工程原理 第二章 流体输送机械
化工学院
2 流体输送机械
☺ 2.1 概 述 ☺ 2.2 离心泵 ☺ 2.3 其它类型泵 ☺ 2.4 气体输送机械 ☺ 2.5 真空泵
2.1 概 述
☺ 如果说管路是设备与设备之间、车间与车间之间、 工厂与工厂之间联系的通道的话，则流体输送机 械是这种联系的动力所在。以供料点和需料点为
☺ 平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶 轮前后的压力差。但由此也会此起泵效率的降低。
7）轴封装置
☺ 轴封装置保证离心泵正常、高效运转。 ☺ 离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其间
的环隙如果不加以密封或密封不好，则外 界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵 的流量、效率下降。 ☺ 严重时流量为零——气缚。 ☺ 通常，可以采用机械密封或填料密封来实 现轴与壳之间的密封。
☺ 这此叶片的弯曲方向与叶轮叶 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。
6）平衡孔
☺ 后盖板上的平衡孔消除轴向推力。
☺ 离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会 渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为 低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向 推力。
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理
☺ （1）离心泵的外观与内部结构 ☺ （2）离心泵的主要部件
➢ 1）叶轮 ➢ 2）泵壳 ➢ 3）泵轴
☺ （3）离心泵的工作原理
（1）离心泵的外观与内部结构 离心泵的外观 离心泵的内部结构
1）叶轮
☺ 叶轮是离心泵的核心部件，由4-8片的叶片 组成，构成了数目相同的液体通道。按有 无盖板分为开式、闭式和半开式（其作用 见教材）。
截面列柏努利方程he：zp g 2ug2hf
☺ 其中 h e 是流体输送机械对单位重量流体所做的 功。
☺ 从上式可以看出，采用流体输送机械操作的目的 可能是为了提高流体的动能、位能或静压能，或 用于克服沿程的阻力，也可能几种目的兼而有之。
流体输送机械分类
☺ 按工作介质不同：
☺
液体——泵
☺
气体——风机、压缩机
☺ 其中：r—叶轮半径；ω—叶轮旋转角速度；Q— 泵 角的 。体积流量；b2—叶片宽度；β——叶片装置
离心泵的理论压头（2）
☺ 讨论
☺ ①装置角β是叶片的一个重要设计参数。当其值
小于90°时称为后弯叶片；等于 90 °时称为径 向叶片；大于90 °时称为前弯叶片。叶片后弯 时液体流动能量损失小，所以一般都采用后弯叶 片。
☺ 为防止气缚现象的发生，离心泵启动前要用外 来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为 灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低 位槽内，在泵吸入管路的入口处装有止逆阀 （底阀）；如果泵的位置低于槽内液面，则启 动时无需灌泵。
5）导轮
☺ 叶轮外周安装导轮，使泵内液 体能量转换效率高。
☺ 导轮是位于叶轮外周的固定的 带叶片的环。
闭式叶轮
半开式叶轮
开式叶轮
2）泵壳
☺ 泵体的外壳，它包围叶轮，在叶轮四周开 成一个截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道。 此外，泵壳还设有与叶轮所在平面垂直的 入口和切线出口。
液体入口——中心 出口——切线
3）泵轴
☺ 位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的一 根轴。它由电机带动旋转，以带动叶轮旋 转。
（3）离心泵的工作原理
（1）离心泵的理论压头（1）
☺ 离心泵的理论压头与如下几个假定条件相对应：
☺ ①叶轮内叶片数目无限多，液体完全沿着叶片的 弯曲表面流动，无任何环流现象；
☺ ②液体为粘度等于零的理想流体，液体在流动中 没有阻力。
☺ 在这两个假定条件下，离心泵的理论压头可以表
示为： H 1 gr22 Q b 2gctg
➢ （A）叶片间环流； ➢ （B）阻力损失； ➢ （C）冲击损失。
轴封演示
2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线
☺ 性能参数表征离心泵性能的好坏，其中最 重要的性能参数是压头。离心泵的压头是 指泵对单位重量流体提供的机械能。以下 首先从理论上分析其影响因素。
☺ （1）离心泵的理论压头 ☺ （2）离心泵的主要性能参数 ☺ （3）离心泵的性能曲线 ☺ （4）离心泵特性的影响因素
☺ ②当采用后弯片时， ctgβ为正，可知理论压头
随叶轮直径、转速及叶轮周边宽度的增加而增加， 随流量的增加呈线性规律下降。
离心泵的理论压头（3）
☺ ③理论压头与流体的性质无关。
☺ ④前式给出的是理论压头的表达式。实际操作中， 由于以下三方面的原因，使得单位重量液体实际 获得的能量，即实际压头，与离心泵的理论压头 有一定的差距：
☺ 1）叶轮 ☺ 2）泵壳 ☺ 3）液体吸上原理 ☺ 4）气缚现象 ☺ 5）导轮 ☺ 6）平衡孔 ☺ 7）轴封装置
1）叶轮
☺ 叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流 体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中 心被抛向外围。
☺ 当流体到达叶轮外周时，流速非常高。
闭式叶轮
半开式叶轮
开式叶轮
2）泵壳
☺ 泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些 液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方 向流动，使流体的动能转化为静压能，减 小能量损失。
☺ 所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更 是一个能量转换装置。
3）液体吸上原理
☺ 依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体 以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形 成低压，低位槽中的液体因此被源源不断 地吸上。
4）气缚现象
☺ 如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启 动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够 大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上。这 一现象称为气缚。
☺ 按工作原理不同：
☺ 离心式
☺ 正位移式（容积式）：往复式、旋转式
☺ 其它（如喷射式）
2.2 离心泵பைடு நூலகம்
☺ 离心泵结构简单，操作容易，流量易于调 节，且能适用于多种特殊性质物料，因此 在工业生产中普遍被采用。
☺ 2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理 ☺ 2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线 ☺ 2.2.3 离心泵的工作点和流量调节 ☺ 2.2.4 离心泵的组合操作 ☺ 2.2.5 离心泵的安装高度 ☺ 2.2.6 离心泵的选用、安装与操作
环境工程原理 第二章 流体输送机械
化工学院
2 流体输送机械
☺ 2.1 概 述 ☺ 2.2 离心泵 ☺ 2.3 其它类型泵 ☺ 2.4 气体输送机械 ☺ 2.5 真空泵
2.1 概 述
☺ 如果说管路是设备与设备之间、车间与车间之间、 工厂与工厂之间联系的通道的话，则流体输送机 械是这种联系的动力所在。以供料点和需料点为