chap2流体输送机械

比例定律：
Q2 n2 Q1 n1
H2 H1
n2 n1
2
3
N2 N1
n2 n1
二.叶轮直径对特性曲线的影响
切割定律:
Q2 D2 Q1 D1
H2 H1
D2 D1
2
3
N2 N1
D2 D1
三.液体粘度对特性曲线的影响
μ ，Q、H ，N ，η ； 原因： (1) μ ，hf , H ；
(2) μ ,u ,Q ； (3) μ,叶轮前后能量损失， N ； 四.液体密度对特性曲线的影响 (1) Q不变。Q与泵出口截面有关。 (2) H不变。 F离心力 ρ , p2-p1 ρ ( p2-p1) / ρg 与 ρ 无关 , H ( p2-p1) / ρg
心泵输Fra Baidu bibliotek清水。已知管路局部阻力的当量长度为85m,摩擦系
数可取为0.03。离心泵特性特性曲线如附图所示。若
△z+△p/ρg为20m(水柱），试求离心泵的工作点。
解： 已知 d=0.15m, l=280m, le=85m, λ=0.03
H0
z
p
g
管路特性系数：
k82gld5le
11930
得到： HH0kQ 22 0119 Q230
泵的串联、并联操作
2.2.6离心泵的汽蚀现象与安装高度
• 汽蚀：当叶轮入口最低 压力点处的压力，降到 液体在此处温度下的饱 和蒸气压pv时，液体将 有部分汽化，生成大量 气泡。气泡破裂，冲击 叶轮，发生噪音，引起 震动，使叶轮破损，这 种现象，称为气蚀。
图2.8离心泵吸液示意图
气蚀余量
• 有效汽蚀余量△ha • 必需汽蚀余量△hr
已知p0=100kPa, Hf=1m , △h=2m,代入上式：
H g m a p 0 x g p v h H f 1 9 0 7 .3 .3 9 9 . 0 8 7 1 2 3 1 7 0 2 1 6 .5 m 1
2.2.2离心泵的主要部件
一.旋转部件：叶轮、转轴 二.静止部件：吸入室、蜗壳 叶轮：开式叶轮；半开式叶轮；闭式叶轮
图2-1 叶轮的类型
2.2.2离心泵的主要部件 图2-2 吸液方式
2.2.2离心泵的主要部件 图2-3离心泵基本结构
油泵
卧式离心泵
清水泵
多级离心泵
热水泵
计量泵
防爆药液离心泵 卫生泵
解： 9 . 2 k 9 / m 3 g ,p 8 M 0 . 4 M ,p V P 0 . 0 ,h a 2 0 . 4 m 8 1
泵的扬程为
H 0.4 1 4 150 ( 2.8 14)04.1 4 m 9.9 29 8.81
2.2.3离心泵的主要性能参数
• 轴功率Ｎ：电动机传给泵轴的功率（W） • 有效功率Ｎe: 单位时间内液体从泵中叶轮
Chap 2流体输送机械
• 2.1 概述 • 2.2离心泵
• 2.2.1离心泵的工作原理 • 2.2.2离心泵的主要部件 • 2.2.3离心泵的主要性能参数 • 2.2.4离心泵的特性曲线 • 2.2.5离心泵的工作点与流量调节 • 2.2.6离心泵的气蚀现象与安装高度 • 2.2.7离心泵的类型与选用
Hgmaxpg 0pg vh Hf
例题：某台离心水泵，从样品上查得汽蚀余量△h=2m(水 柱）。现用此泵输送敞口水槽中40℃清水，若泵吸入口 距水面以上4m高度处，吸入管路的压头损失为1m,当地 环境大气压力为0.1MPa。试求该泵的安装高度是否合适？ 解： 40℃水的饱和蒸气压pv=7.377kPa,ρ=992.2kg/m3,
叶轮
2.2.3离心泵的主要性能参数
• 流量Ｑ：单位时间内泵所 输送的液体体积，m3/h
• 扬程Ｈ：流体通过离心泵 所获得的有效能量, m
Hh0
pM pV
g
图2-4压头的测定
例题：某离心泵用20℃清水测定扬程H。测得流量 为720m3/h,泵出口压力表读数为0.4MPa,泵吸入 口处真空读数为-0.028mPa,压力表与真空表间垂 直距离为0.41m.
2.2 离心泵
2.2.1离心泵的工作原理
• 电机启动后，泵轴带动叶 轮旋转，叶片之间的液体 随叶轮一起旋转，在离心 力的作用下，液体沿着叶 片间的通道从叶轮中心处 被甩到叶轮外围，以高速 度流入泵壳，在蜗形通道 内，动能转变为静压能。 液体以较高的压力，输送 到所需的场所。
气缚现象（air binding)
(3) ρ , N
2.2.5 离心泵的工作点与流量调节
一、管路特性曲线
HZpu2
g 2g
Hf
Zp定 值 u 2
g
2g
0
HH0Hf
Hf
(lle
d
)u2
2g
u Q d2 4
Hf 8 2g(l d 5le d4)Q2 kQ2
HH0kQ2
二、工作点 H
Q 工作点
例题： 在内径为150mm、长度为280m的管路系统中，用离
所获得的有效能量。
Ｎe=gρHQ • 效率：有效功率与轴功率之比。
ή＝Ｎe／Ｎ 泵内造成功率损失的原因：水力损失；容积损
失；机械损失
2.2.4离心泵的特性曲线
特性曲线：额定转数和标准状态下时，离心泵的 H、N、η与Q的关系曲线。
图2-5某离心水泵的特性曲线
2.2.4离心泵的特性曲线
一.离心泵的转速对特性曲线的影响
在附图上标绘出管路特性曲线，与离心泵特性曲线的交点，即
工作点的流量Q=74m3/h.扬程H为25m（水柱）。
三.流量调节
1.改变阀门开度
改变管路特性曲线，操作方便， 但增加能量损失。
2.改变泵的转速
改变泵的特性曲线，无附加
能量损失，比较经济。
图2-6改变阀门开度调节流量
图2-7改变叶轮转速调节流量
• 允许汽蚀余量△h △h= △hr +0.3m
ha
p1
g
u 21g2 pg v
泵入口处压头
p1
u
2 1
g 2g
Δha
Δh
有
允许
效
气蚀
气
余量
蚀
余
量
Δhr 必需 气蚀 余量
饱和蒸气压pv/ρg
• 最大允许安装高度
Hgpg0pgvha Hf
Hg增大，有效气蚀余量减小。当Δha与允许气蚀 余量Δh相等时，此时为最大允许安装高度Hgmax
• 2.3其他类型化工用泵 • 2.3气体输送机械
2.1概述
• 流体输送机械的类型： 1.离心式：离心泵、离心鼓风机、离心压缩机； 2.正位移式：往复泵、齿轮泵、罗茨风机、往复真
空泵、往复压缩机；
3.离心—正位移式：旋涡泵、轴流泵、轴流风机 • 气体的输送：鼓风机、压缩机、真空泵； • 液体的输送：离心泵、旋涡泵、往复泵； • 固体的输送：鼓风机、压缩机