流体输送机械

合集下载

第二章 流体输送机械

第二章  流体输送机械
当地大气压Pa↓,Hs`↓,Hg↓,易气蚀 Hg↑,易气蚀 吸入管Hf,0-1↑,易气蚀(故一般离心泵的吸入管比排出管粗) 密度ρ↑,Hs`↓,易气蚀 液体温度T↑,饱和蒸汽压↑,易气蚀
五、离心泵的工作点及流量调节
1、 管路的特性曲线
管路的特性曲线是表示一定的管路系统所必需的有效压 头He与流量Qe的关系。 在一稳定流动系统中,在1-1、2-2列柏努利方程式得: 当管路系统一定时,∆Z与∆P/ρg均为定值,上式可整理成 如下形式: 此式表示在特定的管路中,送液量Qe与所需压头He的关系 称此式为管路特性曲线方程。将此关系标绘在图上,即可 得He—Qe曲线。
二、离心泵的主要性能参数
单位:m 1、流量(送液能力Q )单位:m3/s 流量(送液能力 扬程( )单位:m 2、扬程(H)单位:m
2 We p2 − p1 u2 − u1 p2 − p1 2 H = = h0 + + + hf 1-2 = h0 + g ρg 2g ρg
3、轴功率(N轴) 轴功率( 4、效率(η) 效率(
为了确定离心泵的允许安装高度,在国 产的离心泵标准中,采用两种指标来表 示泵的抗气蚀性能。 1)离心泵的允许吸上真空度 1)离心泵的允许吸上真空度 2)气蚀余量 2)气蚀余量
1)离心泵的允许吸上真空度
为了避免气蚀现象,泵入口处压强应为允许的最低绝对压强,则Pa-P1为泵人 口处的最高真空度。 令Hs`=(Pa-P1)/ρg Hs`——离心泵的允许吸上真空度 离心泵的允许吸上真空度,是指在泵人口处可允许达到的最高真空度 离心泵的允许吸上真空度 ,m液柱。 ∴Hg=Hs`- u12/2g - Hf0-1
离心通风机
构造和原理:与离心泵相似:机壳、叶轮、吸入口、排出口 性能参数和特性曲线 :风量、全风压、静风压、轴功率、效率 离心通风机的特性曲线级有:Q-HT、Q-Hp、Q-N、Q-η 离心通风机的选择

化工原理流体输送机械

化工原理流体输送机械

化工原理流体输送机械1. 引言化工过程中,涉及到大量的流体输送工作。

流体输送机械是一类用于输送、泵送、搅拌、混合等操作的设备。

本文将介绍化工原理中常用的流体输送机械,包括离心泵、齿轮泵、隔膜泵、搅拌器等。

2. 离心泵离心泵是一种常用的流体输送机械,它利用离心力将流体从低压区域输送到高压区域。

离心泵的工作原理是通过转子的旋转使得流体在离心力的作用下产生压力差,从而实现输送效果。

离心泵具有结构简单、造价低廉、输送流量大的优点,广泛应用于化工领域。

2.1 离心泵的结构离心泵主要由叶轮、泵壳、轴和轴承等部分组成。

叶轮是离心泵中最关键的部件,它负责将流体由低压区域吸入并输出到高压区域。

泵壳是离心泵的外壳,起到固定叶轮和导向流体的作用。

轴和轴承用于传输转子的动力,并保证转子的平稳运转。

2.2 离心泵的工作原理离心泵的工作原理是基于离心力的作用。

当叶轮旋转时,流体将沿着叶轮的轴向方向进入泵壳,然后受到叶轮的离心力的作用,沿着辐射方向产生压力差。

高压区域的流体将通过出口管道输出,形成流动。

离心泵的输出流量取决于叶轮的转速和叶片的数目,可以通过调节叶轮的转速和叶片的数目来控制流量大小。

3. 齿轮泵齿轮泵是一种常用的流体输送机械,它利用齿轮的旋转来实现流体的输送。

齿轮泵的工作原理是通过两个或多个齿轮的啮合来产生压力差,从而将流体从低压区域输送到高压区域。

齿轮泵具有结构紧凑、输送流量稳定的优点,适用于输送高粘度的流体。

3.1 齿轮泵的结构齿轮泵由齿轮、泵体和轴等部分组成。

齿轮是齿轮泵中最关键的部件,它负责将流体从低压区域吸入并输出到高压区域。

泵体是齿轮泵的外壳,起到固定齿轮和导向流体的作用。

轴用于传输齿轮的旋转动力。

3.2 齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理是基于齿轮的旋转和啮合作用。

当齿轮旋转时,流体将被齿轮齿槽所包围,形成封闭的空间。

齿轮的旋转使得空间逐渐缩小,流体被压缩,并在齿轮齿槽的作用下产生压力差。

高压区域的流体将通过出口管道输出,形成流动。

流体输送设备

流体输送设备

流体输送设备第2章流体输送设备2.1 概述流体输送机械:为流体提供能量的机械或装置流体输送机械在化⼯⽣产的作⽤:从低位输送到⾼位,从低压送⾄⾼压,从⼀处送⾄另⼀处。

2.1.1 对流体输送机械的基本要求(1)满⾜⼯艺上对流量和能量的要求(最为重要);(2)结构简单,投资费⽤低;(3)运⾏可靠,效率⾼,⽇常维护费⽤低;(4)能适应被输送流体的特性,如腐蚀性、粘性、可燃性等。

2.1.2 流体输送机械的分类按输送流体的种类不同泵(液体):离⼼泵、往复泵、旋转泵风机(⽓体):通风机、⿎风机、压缩机,真空泵按作⽤原理不同:离⼼式、往复式、旋转式等本章主要讲解:流体输送机械的基本构造、作⽤原理、性能及根据⼯艺要求选择合适的输送设备。

2.2 离⼼泵离⼼泵是化⼯⽣产中最常⽤的⼀种液体输送机械,它的使⽤约占化⼯⽤泵的80~90%。

2.2.1 离⼼泵的⼯作原理和主要部件基本结构:蜗形泵壳,泵轴(轴封装置),叶轮启动前:将泵壳内灌满被输送的液体(灌泵)。

输送原理:泵轴带动叶轮旋转→液体旋转→离⼼⼒(p,u)→泵壳,A↑u↓p↑→液体以较⾼的压⼒,从压出⼝进⼊压出管,输送到所需的场所。

→中⼼真空→吸液⽓缚现象:启动前未灌泵,空⽓密度很⼩,离⼼⼒也很⼩。

吸⼊⼝处真空不⾜以将液体吸⼊泵内。

虽启动离⼼泵,但不能输送体。

此现象称为“⽓缚”。

说明离⼼泵⽆⾃吸能⼒。

防⽌:灌泵。

⽣产中⼀般把泵放在液⾯以下。

底阀(⽌逆阀),滤⽹是为了防⽌固体物质进⼊泵内。

2.2.2 离⼼泵的主要部件1. 叶轮叶轮是离⼼泵的最重要部件。

其作⽤是将原动机的机械能传给液体,使液体的静压能和动能都有所提⾼。

按结构可分为以下三种:开式叶轮:叶轮两侧都没有盖板,制造简单,效率较低。

它适⽤于输送含杂质较多的液体。

半闭式叶轮:叶轮吸⼊⼝⼀侧没有前盖板,⽽另⼀侧有后盖板,它适⽤于输送含固体颗粒和杂质的液体。

闭式叶轮:闭式叶轮叶⽚两侧都有盖板,这种叶轮效率较⾼,应⽤最⼴。

化工原理(第二版)第二章

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

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。

流体输送

流体输送
可见,离心泵之所以能输送液体,主要是依靠 高速旋转的叶轮,将动能和静压给予液体,在 泵壳内液体的部分动能转变成静压能,使液体 获得较高的压力,压出泵体外。
2、气缚现象 3、主要部件
A 叶轮:6~12片后弯叶片
平衡孔:平衡轴向推力
B 泵壳(蜗壳)
导轮
C 轴封装置
B型离心泵分解动画 离心泵的结构录像
N轴=Ne/= QHg /
转速
Q1/q2=n1/n2 H1/H2=(n1/n2)2 N1/N2=(n1/n2)3 叶轮直径
Q`/Q=D2`/D2 H`/H=(D2`/D2)2 N`/N=(D2`/D2)3
四、离心泵的气蚀与允许吸上高

1、离心泵的气蚀现象
离心泵运转时液体在泵内的压强变化
a)泵入口叶轮入口 静压头 动压头基本不变,总压头
2)气蚀余量
1)离心泵的允许吸上真空度
为了避免气蚀现象,泵入口处压强应为允许的最低绝对压强,则Pa-P1为泵人 口处的最高真空度。
令Hs`=(Pa-P1)/g Hs`——离心泵的允许吸上真空度,是指在泵人口处可允许达到的最高真空度 ,m液柱。 Hg=Hs`- u12/2g - Hf0-1
Hs`=[Hs+(Ha-10)-(PV/9.81×103 - 0.24)]×1000/
h=P1/g - u12/2g - Pv/g
P1/g - u12/2g =h+Pv/g
Hg=P0/g - h - Pv/g - Hf,0-
1
Hg=Hs` - u12/2g - Hf,0-1=(Pa-P1)/g - u12/2g - Hf,0-1
h`= h 为了保证泵在运转时不发生气蚀 Hg实际=Hg计算-(1~0.5)m

化工原理——流体输送机械

化工原理——流体输送机械

3)轴封装置:泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。 A 轴封的作用
为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出, 或者外界空气漏入泵壳内。
B 轴封的分类 主要由填料函壳、软填料和填料 填料密封:压盖组成,普通离心泵采用这种
轴封
密封。
装置
机械密封:主要由装在泵轴上随之转动的动环 和固定于泵壳上的静环组成,两个
2)按叶轮上吸入口的数目 单吸泵 叶轮上只有一个吸入口,适用于输送量不 大的情况。
双吸泵 叶轮上有两个吸入口,适用于输送量很大 的情况。
3)按离心泵的不同用途
水泵 输送清水和物性与水相近、无腐蚀性且 杂质很少的液体的泵, (B型)
耐腐蚀泵 接触液体的部件(叶轮、泵体)用耐腐蚀 材料制成。要求:结构简单、零件容易更 换、维修方便、密封可靠、用于耐腐蚀泵 的材料有:铸铁、高硅铁、各种合金钢、 塑料、玻璃等。(F型)
油泵
杂质泵
油泵 输送石油产品的泵 ,要求密封完善。(Y 型)
输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的 杂质泵 泵 ,又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要
求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮 流道宽、叶片数目少。( P 型 )
叶轮轴向力问题
闭式或半闭式叶轮后盖板 与泵壳之间空腔液体的压 强较吸入口侧高,这使叶 轮遭受指向吸入口方向的 轴向推力,这使叶轮向吸 入口侧位移,引起叶轮与 泵壳接触处的磨损。
往复泵:利用活塞的往复运动,将能量传 给液体,以完成输送任务。
回转泵:靠泵内一个或一个以上的转子旋 转来吸入和排出液体。
旋涡泵:一种特殊类型的离心泵。
掌握要求 基本原理 主要结构 性能参数
本章的目的:
选择泵、计算功率 确定安装位置
结合化工生产的特点,讨论各种流体输送机械的操作

《流体输送输送机械》课件

《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。

第二章流体输送机械

第二章流体输送机械
油泵
用于输送石油产品,油泵系列代号为Y。因油类液体具有易燃、易爆旳特点, 所以对此类泵密封性能要求较高。输送200℃以上旳热油时,还需设冷却装 置。
杂质泵
用于输送悬浮液及稠厚旳浆液等,其系列代号为P,又可分为污水泵、 砂泵、泥浆泵等。此类泵旳主要构造特点是叶轮上叶片数目少,叶片 间流道宽,有旳型号泵壳内还衬有耐磨材料。
离心泵旳并联 离心泵旳串联
离心泵旳类型与选择
离心泵旳类型
清水泵
用于输送物理、化学性质类似于水旳清洁液体。最简朴旳清水泵为单级单吸 式,系列代号为“IS”,构造简图如图,若需要旳扬程较高,则可选D系列 多级离心泵。若需要流量很大,则可选用双吸式离心泵,其系列代号为 “Sh” 。
防腐蚀泵
当输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵全部与液体介质接 触旳部件都采用耐腐蚀材料制作。离心耐腐蚀泵有多种系列,其中常用旳系 列代号为F。
6
2
3
1
4 5
离心泵旳性能参数
1.流量(Q) : 离心泵在单位时间送到管路系统旳液体体
积,常用单位为L/s或m3/h;
2.压头(H) :离心泵对单位重量旳液体所能提供旳有
效能量,其单位为m;
3.
液体所取得,一般用效率来反应能量损失;
4.轴功率(N): [指离心泵旳泵轴所需旳功率,单位为
1-泵体;2-泵盖;3-叶轮;4-轴;5-密封环;6-叶轮螺母;7-止动垫圈; 8-轴盖;9-填料压盖;10-填料环;11-填料;12-悬架轴承部件
离心泵旳选择
(1)拟定输送系统旳流量与压头
液体旳输送量一般为生产任务所要求,假如流量在一定范围内 波动,选泵时应按最大流量考虑。根据输送系统管路旳安排, 用柏努力方程计算在最大流量下管路所需旳压头。

流体输送机械的作用

流体输送机械的作用

流体输送机械的作用
流体输送机械是一类用于输送流体(如液体和气体)的设备,它们在各种工业、工程和科学应用中起着重要作用。

这些机械的主要作用包括:
1.泵送流体:泵是最常见的流体输送机械,它们被用来提供机械
能,以便将液体从一个地方输送到另一个地方。

泵可以用于提
供水供应、卫生设施、化工生产、石油开采等各种应用。

2.压缩气体:压缩机是用于增加气体的压力的机械设备。

它们常
用于将空气压缩成高压气体,以满足各种应用中的需求,如工
业自动化、制冷、气体储存等。

3.混合和搅拌:搅拌机和混合器用于混合不同成分的液体或气体,
以获得所需的混合物。

这在化工、食品加工、制药等领域中非
常重要。

4.分离:离心分离机和过滤器等设备用于将固体颗粒从液体中分
离出来,或者分离液体混合物中的不同组分。

这在废水处理、
矿业、食品加工等领域中有广泛应用。

5.控制流动:阀门和调节器等设备用于控制流体的流动,包括调
节流速、方向和压力,以满足特定的工艺要求。

6.能源转换:涡轮机、发电机和涡轮发动机等设备可将流体的能
量转化为机械能或电能,用于发电、动力传输和推进系统。

总之,流体输送机械在许多工业和科学领域中起着至关重要的作用,用于处理、输送和控制流体,以满足各种工艺和应用的需求。


些机械的性能和设计取决于具体的应用和流体特性。

流体输送机械的分类

流体输送机械的分类

流体输送机械的分类
1. 离心泵呀,就像大力士一样,能把液体快速地“举”起来!比如家里的水泵就是离心泵,它可太重要啦,要是没它,水咋能乖乖到我们需要的地方呢?
2. 轴流泵呢,就如同风一样,推动液体直直地往前跑!像那些大型的排水泵很多就是轴流泵,哇塞,那排水的威力可不小!
3. 往复泵就像一个倔强的家伙,一下一下地把液体挤出去!比如在一些小型化工厂就常能看到它,在默默工作着呢!
4. 齿轮泵啊,多像一组精密的小轮子在努力工作呀,把液体稳稳地送出去!像在加油机里不就有它的身影嘛!
5. 螺杆泵像是一个有条不紊的工作者,慢慢地但很靠谱地输送着液体!在一些需要精确输送的场合它可少不了呀!
6. 滑片泵,嘿,就像灵活的滑片在跳舞一样,带动着液体一起动起来!在某些特殊的液体输送中它可立了大功呢!
7. 漩涡泵呀,如同制造漩涡的小能手,让液体跟着漩涡转动起来输送走!好多工业设备里都有它的存在哦!
8. 气动隔膜泵就像个神奇的小魔法师,用气压来推动液体!在一些比较复杂的环境里它可厉害着呢!
9. 磁力泵如同一个无声的卫士,安静又可靠地进行着液体输送!在一些对环境要求高的地方它发挥着巨大作用啊!我觉得流体输送机械的分类可真是太有意思啦,每一种都有着独特的魅力和用途!。

流体输送机械分类和作用

流体输送机械分类和作用
2.压头(扬程)H:泵向单位重量流体提供的机械能he。 m 。与流量、叶轮结构、尺寸和转速有关。一般实际 压头由实验测定。
注意:扬程 H 与 升举高度z 的区别
第1节 离心泵
3.功率: (1)有效功率 N e :指液体从叶轮获得的能量;
Ne HQ g Q-m3/s
(2)轴功率 N:指泵轴所需的功率。当泵直接由电机驱
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。
第 1节 离 心 泵
(1)从H~Q特性曲线中可以看出,随着流量的增加,泵的压 头是下降的,即流量越大,泵向单位重量流体提供的机械能越 小。 (2)轴功率随着流量的增加而上升,流量为零时轴功率最小, 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,以保护电机。 (3)泵的效率先随着流量的增加而上升,达到一最大值后便 下降。但流量为零时,效率也为零。根据生产任务选泵时,应 使泵在最高效率点附近工作,称泵的高效区,在高效区内泵的 效率一般不低于最高效率点的92%。 (4)离心泵的铭牌上标有一组性能参数,它们都是与最高效 率点对应的性能参数,称为最佳工况参数。
在化工生产中,选择适宜的流体输送机械类型和型号是十 分重要的。
第1节 离心泵
2. 1.1 离心泵的主要部件和工作原理
一、离心泵的主要部件
(1)叶轮:离心泵的核心部件,由4-8片叶片组成。 作用:通过高速旋转,将原动机的能量传给液体。 分类:开式、闭式和半开式。
第1节 离心泵
(2)泵壳:泵的外壳,包围叶轮,形成一个截面积逐渐扩大的蜗牛 壳形通道。将液体的大部分动能转变成静压能。
第1节 离心泵
2.转速 若离心泵的转速变化不大(小于20%),可以假设:

第二章流体输送机械

第二章流体输送机械

第一节 离心泵
一、 离心泵的操作原理与构造
1. 操作原理
离心泵启动后泵轴带动叶轮高速旋转,产生离心力,液体 在离心力的作用下,从叶轮中心被抛向叶轮外缘的过程中获
得了能量。由于泵壳中流道逐渐扩大,液体流速减小,使部
分动能转换为静压能。最终液体以较高的压强从泵的排出口
进入排出管路,输送至目的地。
当叶轮内的液体被抛出后,叶轮中心处形成低压区,造成 吸入口处压强低于贮槽液面的压强,在此压强差的作用下, 液体便沿着吸入管道连续地吸入泵内。
◇ 影响泵效率的因素: ①水力损失:实际流体在叶片间的通道内及泵壳中 流动造成的能量损耗。 ②容积损失:因叶轮外缘液体的压强高于叶轮中心 吸入口,部分液体将由泵体与旋转叶轮间的缝隙漏 回吸入口,造成容积损失。 ③机械损失:轴承、轴封等处的机械摩擦,以及叶 轮盖板外表面与液体间的摩擦造成机械损失。
【例2-1】 用水对离心泵的性能进行测定,实验测得:
H 或 he
3. 离心泵的流量调节
图2-12 改变阀门开度 时流量变化的示意图
(2)改变泵的特性
优点:不额外增加管路阻力,而且
H 或 he
通过改变转速或叶轮直径实现。
在一定范围内可保持泵在高效率区
工作,能量利用较为经济。 缺点:用电动机直接带动时转速调 节不便,需变速装置或价格昂贵的 变速原动机,而且难以做到流量连
p2 p1 H ( z2 z1 ) g N e QHg N N ◇ 理论压头、流量及效率与液体密度无关。
◇ 因Ne =QHg ,泵的轴功率是随着密度的增大 而增大。
(2) 黏度的影响: ◇ 当液体的运动黏度小于2×10-5m2/s时,黏度对离心 泵特性的影响可忽略。 ◇ 当输送液体的黏度较大时,泵内的阻力损失增大, 泵的特性参数将变差。黏度对离心泵的影响甚为复杂, 难以用理论方法推算。 ◇ 可利用算图对黏度的影响进行修正。

流体输送设备

流体输送设备

第二章 流体输送设备§1 概述 2-1 流体输送概述气体的输送和压缩,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,特别是粉粒状固体,可采用流态化的方法,使气-固两相形成液体状物流,然后输送,即气力输送。

流体输送在化工中用处十分广泛,有化工厂的地方,就有流体输送。

流体输送机械主要分为三大类:(1)离心式。

靠离心力作用于流体,达到输送物料的目的。

有离心泵、多级离心泵、离心鼓风机、离心通风机、离心压缩机等。

(2)正位移式。

靠机械推动流体,达到输送流体的目的。

有往复泵、齿轮泵、螺杆泵、罗茨风机、水环式真空泵、往复真空泵、气动隔膜泵、往复压缩机等。

(3)离心-正位移式。

既有离心力作用,又有机械推动作用的流体输送机械。

有漩涡泵、轴流泵、轴流风机。

象喷射泵属于流体作用输送机械。

本章主要研究连续输送机械的原理、结构及设计选型。

§2 离心泵及其计算 2-2 离心泵构造及原理若将某池子热水送至高m 10的凉水塔,倘若外界不提供机械能,水能自动由低处向高处流吗?显然是不能的,如图2-1所示,我们在池面与凉水塔液面列柏努利方程得:图2-1 流体输送示意图f e h gu g p z h g u g p z +++=+++2222222111ρρ∵00211===p p z ,(表压),01012==u m z ,,若泵未有开动,则:0=e h代入上式得: gud l le 21010000022⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+++λ∴dl l gu e++⨯-=λ121022 2u 为虚数 此计算说明,泵不开动,热水就不可能流向凉水架,就需要外界提供机械能量。

能对流体提供机械能量的机器,称为流体输送机械。

离心泵是重要的输送液体的机械之一。

如图2-2 所示,离心泵主要由叶轮和泵壳所组成。

图2-2 离心泵构造示意图先将液体注满泵壳,叶轮高速旋转,将液体甩向叶轮外缘,产生高的动压头⎪⎪⎭⎫⎝⎛g u 22,由于泵壳液体通道设计成截面逐渐扩大的形状,高速流体逐渐减速,由动压头转变为静压头⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛g P ρ,即流体出泵壳时,表现为具有高压的液体。

第二章流体输送机械

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

流体输送机械PPT课件

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。

化工原理流体输送机械

化工原理流体输送机械
盖铸铁制成。全系列扬程范围8—98m,流量4.5—360 m3/h
b)多级泵:用于压头较高而流量不大旳场合。一般2级至9级,最多可达12级
系列代号D,亦称D型泵.全系列扬程范围14—351m 流量10.8-850 m3/h
c)双吸泵:用于压头要求不高但流量较大旳场合
代号sh 。全系列扬程范围 9—140m, 流量120—12500 m3/h
g
Hs’是指压强为P1处可允许到达旳最高真空度。
2.离心泵旳安装高度
允许安装高度,又称允许吸上高度,是指泵旳吸入口与吸入贮槽液
面间可允许到达旳最大垂直距离,以Hg表达
如右图,假定泵在可允许旳最高位置旳操作,0—0’与1—1’间列柏努
利方程:H可g
P0 P1 g
u12 2g
H
f
,01
得:
p0 pa
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
①H-Q曲线: 与Q↑时H↓ (流量转小时有例外)
②N-Q曲线: N 随Q旳增大而上升。 Q=0时 N为最小,故起动时应关闭阀门
③η-Q曲线:Q=0时,η=0;Q增大,η也逐渐增大并到达一最大值 Q再增长,η则又逐渐减小。
离心泵在一定转速下有一最高效率点,称为设计点。此时相应旳
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第二章 流体输送机械授课时间:8学时授课方式:板书+幻灯片 授课内容提纲:离心泵结构、操作原理和类型;离心泵的理论压头和实际压头;离心泵特性参数和特性曲线;管路特性曲线;离心泵的工作点和流量调节;离心泵安装高度的确定;离心泵的选用;往复泵和其它类型泵;通风机、鼓风机、 压缩机和真空泵教学目的、要求:1.了解离心泵主要部件,重点掌握离心泵的工作原理,掌握离心泵基本方程式及应用,离心泵主要性能参数,重点掌握离心泵的特性曲线及其应用、离心泵的工作点与流量调节、离心泵的安装高度及其计算,熟悉离心泵的类型与选择。

了解往复泵、计量泵和旋转泵等其他类型泵的工作原理和构造。

2.了解离心通风机、鼓风机与压缩机的构造和工作原理。

了解往复压缩机的构造及工作原理,压缩循环的有关计算。

教学重点及难点:重点:离心泵操作原理;离心泵的工作点和流量调节;离心泵安装高度的确定。

难点:离心泵特性参数和特性曲线;管路特性曲线。

教学方法和教学手段:新课引入:1.播放动画、2.播放图片 新课教学:1.动画图示、2.过程解析讨论:离心泵启动前为什么灌满液体;离心泵的安装高度目的本讲要点:离心泵的工作原理,离心泵基本方程式及应用,掌握离心泵的特性曲线及其应用、离心泵的工作点与流量调节、离心泵的安装高度及其计算。

作业布置:3;5教学内容:第二章 流体输送机械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截面列柏努利方程:f e H gu g p z H +∆+∆+∆=22ρ其中e H 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。

流体输送机械目的:实现非自动化过程。

流体输送机械的分类:(1)按输送流体的状态分:液体输送机械 如:泵气体输送机械 如:风机、压缩机、真空泵(2)按工作原理通常分三大类: 离心式正位移式流体动力作用式第一节 离心泵一、离心泵的操作原理与构造1.离心泵的构造:2.操作原理: 启动:1泵内灌满液体(灌泵),2关出口阀, 3开泵(开出口阀)。

原理:(a) 排出阶段叶轮旋转(产生离心力,使液体获得能量)→流体流入涡壳(动能→静压能) →流向输出管路。

(b) 吸入阶段液体自叶轮中心甩向外缘 → 叶轮中心形成低压区→ 贮槽液面与泵入口形成压差 → 液体吸入泵内。

离心泵之所以能够输送液体,主要依靠高速旋转的叶轮,产生离心力,在惯性作用下,获得了能量以提高压强。

⎪⎩⎪⎨⎧:、:、:、泵轴及轴封装置泵壳叶轮321 离心泵结构示意图气缚现象:泵内未充满液体,气体密度低,产生离心力小,在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。

说明:离心泵无自吸能力,启动前必须将泵体内充满液体。

3.离心泵的主要部件 1) 叶轮:敞式:结构简单,制造清洗方便,用于含较多固体悬浮物的液体;液体回流,效率较低。

半闭式:适于输送易于沉淀的液体,效率较低。

闭式:适于输送不含固体杂质的清洁液体,结构较复杂,效率较高。

(较多采用)叶轮后盖板上平衡孔的作用:平衡轴向应力 吸液方式:单吸式和双吸式 2) 泵壳蜗壳形 汇集和导出液体通道,能量转换装置。

3) 导轮固定不动;导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反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。

4) 轴封装置泵轴与泵壳之间的密封。

作用:防止液体外漏,气体进入。

a. 填料密封 结构简单,加工方便,功率消耗大,密封不严。

b. 机械密封 密封性好,功率消耗少,广泛使用,加工精度高,价格高。

二.离心泵的理论压头与实际压头1. 压头 H ,又称扬程,泵对单位重量流体提供的机械能,m 。

动压头的增量与其他项相比,一般可以忽略。

因此,泵产生的压头主要用于使液体位置升高、静压头增大以及克服流动过程中的压头损失。

2. 离心泵的理论压头定义:理想情况下单位重量液体所获得的能量称为理论压头,用H ∞ 表示。

理想情况:∑+∆+∆+==f e h gu g p ΔΖh H 22ρ⎩⎨⎧多,且叶片厚度不计。

叶轮的叶片数目为无穷流体为理想流体)2()1(泵的压头H 与影响因素的关系式只能由实验测定,但理想情况下的关系式则可理论推导得到。

在1与2之间列伯努利方程式,得:产生的原因:原因一:离心力作功;原因二:液体由1流到2时,由于流动通道逐渐扩大,w 逐渐变小,这部分能量将转化为静压能。

3.实际压头H实际压头比理论压头要小。

原因:泵内各种能量损失,包括: (1)叶片间的环流运动 (2)阻力损失(3)冲击损失三.离心泵的主要性能参数1.压头和流量前已述及,仅介绍方法。

如图,在泵进口b 、泵出口 c 间列机械能衡算式:2. 有效功率、轴功率和效率(1)离心泵的有效功率是指液体从叶轮获得的能量,单位为W 或kW 。

Ne=Q ρgH=WsWe [KW] 式中:Q 一泵在输送条件下的流量,m 3/s ;g —重力加速度,m /s 2 H —泵在输送条件下的压头,m ;ρ—输送液体的密度 kg/m 3(2)轴功率N 是指泵轴所需的功率,即电机传给泵轴的功率,单位为W 或kW 。

(3)效率ηη=(Ne/N )×100%η小于1,离心泵在输送液体过程中存在能量损失,主要有三种: a.容积损失 容积损失是指泵的泄漏所造成的损失;b.机械损失 由机械摩擦而引起的能量损失称为机械损失;c.水力损失 粘性液体流经叶轮通道和蜗壳时产生的摩擦阻力以及在泵局部处而产生的局部阻力,统称为水力损失。

c 2 ω 2c 1 1=∞H +-g p p ρ12g c c 22122-g pp ρ12- 流量计真空表 压力表h 0 cb =++H g u g p b b 22ρfc c h h g u g p +++022ρ=-≈g p p H b c ρg p p b c ρ)()(真表+四.离心泵的特性曲线及应用1. 离心泵特性曲线离心泵的主要性能参数流量Q 、压头H 、轴功率N 及效率η间的关系曲线称为离心泵的特性曲线或工作性能曲线,离心泵的特性曲线只与叶轮的直径、转速和测试时的工作介质有关,它是在泵的制造厂通过实验作出来的。

图2-12为4B20型离心水泵在2900r /min 时的特性曲线,由H-Q ,N —Q 及h -Q 三条曲线所组成。

特性曲线随转速而变,故特性曲线图上一定要标出实验时的转速。

① Q H -曲线 ↑Q ↓H② Q N -曲线 ↑Q ↑N 0=Q =N 最小 故离心泵启动时,应关闭出口阀,使启动电流减少以保护电机。

③ Q -η曲线 0=Q 0=η ↑Q ↑η 上升到最大值 ↑Q ↓η4B20型离心泵的特性曲线N=2900 r/minηη图2-12 4B20型离心泵的特性曲线离心泵在一定转速下有一最高效率点,称为设计点。

离心泵的工作范围称为泵的高效率区。

通常为最高效率的92%左右 ,离心泵最好在此范围内工作。

-A 最高效率点,称为设计点。

泵在最高效率相对应的流量及压头下工作最为经济,所以与最高效率点对应的N H Q ..称为最佳工况参数。

离心泵的铭牌上标出的性能参数就是指该泵在运行时效率最高点的状况参数,根据输送条件的要求,离心泵往往不可能正好在最佳状况点上运转,因此一般只能规定一个工作范围,称为泵的高效率区,通常为最高效率的92%左右,如图中波折线所示的范围。

2. 液体性质对离心泵特性的影响 (1)密度的影响离心泵的压头,流量均与液体的密度无关,故泵的效率亦不随液体的密度而改变,所以32)'(')'('''nn N N n n H H n n Q Q ===32)'(')'('''DD N N D D H H D D Q Q ===fe H gu Z g p h +∆+∆+∆=22ρ252282Q dL L g g u d L L H e e f ∑+=∑+=πλλ离心泵特性曲线中的H-Q 及h —Q 曲线保持不变。

但是泵的轴功率随液体密度而改变,N-Q 曲线不再适用;用Ne=Q ρgH 校正。

(2)粘度的影响若被输送液体的粘度大于常温下清水的粘度,则泵体内部液体的能量损失增大,因此泵的压头,流量都要减小,效率下降,而轴功率增大,亦即泵的特性曲线发生改变。

当液体的运动粘度n 大于20cSt(厘沲10-6m 2/s)时,需校正。

3.转速与叶轮尺寸对离心泵特性的影响1)转速的影响离心泵的特性曲线都是在一定转速下测定的,改变转速时,泵的压头、流量、效率和轴功率也随之改变。

当液体的粘度不大,假设泵的效率不变时,泵的流量、压头、轴功率与转速的近似关系为: 式中:Q ’、H ’、N ’-为转速为n ’ 时泵的性能;Q 、H 、N-为转速为n 时泵的性能2)叶轮直径的影响叶轮切削,直径改变不大时,其流量、压头和轴功率与叶轮直径之间的近似关系为:式中:Q ’、H ’、N ’-为直径为D ’ 时泵的性能; Q 、H 、N-为直径为D 时泵的性能五.离心泵的工作点与流量调节(一)管路特性曲线对下图所示的管路输送系统,在1-1‘与2-2’间列柏努利方程得:对于一定的管路系统,上式中的△Z 与△p/ρg 均为定值,即:△Z+△p/ρg =A2414222212222)11(82/])4()4[(2Q d d g g d Q d Q g u -=-=∆πππ222BQ H guf =+∆式中: Q--管路系统的输送量,m3/s h e =A+BQ 2 (2-19)则: (二)离心泵的工作点与流量调节1.离心泵的工作点式2-10即为管路特性方程,表示管路所需压头H e 随液体流量Q 的平方成正比;将其标绘在相应的坐标图上,称为管路特性曲线,如图所示。

管路特性曲线与泵特性曲线交点M 称为泵在管路上的工作点;在M 点处: Q=Q e H=H e ;2.流量调节 1) 改变阀门的开度改变泵出口阀门的开度,即可改变管路特性曲线;阀门关小,特性曲线变陡,工作点由M 移至M 1点,流量由Q M 降至Q M1;反之流量加大。

2) 改变泵的转速改变泵的转速,即可改变泵的特性曲线,转速提高,H-Q 线向上移,Q 增大,反之则Q 减小。

【习题课】 P60【例2-1】;P63【例2-3】【补充例1】某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.(转/min ),其特性曲线方程为H=30-0.01V2 。

当泵的出口阀全开时,管路特性曲线方程为he=10+0.04V2,式中V 的单位为m3/h ,H 及he 的单位均为m 。

相关文档
最新文档