第二章流体输送设备.pptx
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➣液体物性的影响
◆密度
◆粘度(ν<20×10-6m2/s)
➣离心泵转速(<20%) ➣离心泵叶轮直径
w 2
w 2
r2
c2
c2
cr2
cr2
2
u2
u2
化工原理
材料与化学工程系
14
§2-1 液体输送机械
五、离心泵的气蚀现象与安装高度
➣安装高度(Hg)
➣气蚀现象
p1
思考题:
1
1)产生气蚀现象有什么后果?
1
化工原理
材料与化学工程系
16
§2-1 液体输送机械
➣必须气蚀余量(NPSH)r
P
1
K
1
K
(NPSH )r (NPSH )c 0.5 (NPSH )r (Q)
Hg max
p0 pv
g
(NPSH )r
H f ,01
考虑泵运行期间的生产条件波动,则实际的安装高度:
Hg Hgmax (0.5 ~ 1)
化工原理
材料与化学工程系
17
§2-1 液体输送机械
六、离心泵的工作点与调节
扬程 H
➣工作点: ◆泵的特性曲线
泵的特性曲线
工作点
◆管路特性曲线
◆ 工作点:H=He, Q=Qe
H1
➣流量调节
◆改变出口阀开度——改变管路
管路特性曲 线
的特性曲线
Q1
◆改变转速——改变泵的特性曲线
以H表示,也称为压头。 ➣流量:单位时间内,流体输送设备提供给管路系统的流
体体积量,以Q表示。 ➣效率 ➣轴功率 ➣允许吸上真空度或必须气蚀余量
化工原理
材料与化学工程系
6
§2-1 液体输送机械
§ 2-1-1 离心泵
一、离心泵的工作原理与主要部件
1、工作原理
灌泵
启动
气缚现象
2、主要部件
➣叶轮——闭式、半闭式、开式 作用:机械能转移
第二章 教学要求 §2-0 概述 §2-1液体输送
流体输送机械
锅炉供水
接真空
去高压锅炉
机械
FI
§2-2气体输送
和压缩机
复习
1
教学要求
重 点:离心泵的特性和选用。
覆盖内容:离心泵的结构(主要部件及其作用);工作原理; 类型;气缚现象产生的原因及消除措施;离心泵的理论流量 与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬程、流量的主要 因素;离心泵的主要性能参数(流量、扬程、轴功率、效 率);特性曲线的测定、换算和应用;离心泵的工作点及其 调节;气蚀现象(避免措施)、临界气蚀余量、必须气蚀余 量、最大吸上真空高度;允许吸上真空高度等概念及测定; 泵的安装高度的确定;泵的主要型号及选择原则;正位移式 输送设备的特点及操作要点。
➣液体通过叶轮的流动 速度三角形:
c2
u2
2
w2
2
D2
w1
1
c1
1
D1
u1
化工原理
材料与化学工程系
8
§2-1 液体输送机械
➣离心泵的理论扬程 推导方法:1)离心力作功;2)欧拉平衡方程+离心力场中的
机械能守衡;3)动量矩增量与作功的关系。
化工原理
材料与化学工程系
9
§2-1 液体输送机械
➣理论流量QT 则:QT=πD2b2cr2
1
He~Qe的关系曲线
化工原理
材料与化学工程系
3
§2-0 概述
取1-1、2-2截面,基准面:1-1对单位重量的流体列柏努利
方程:
Z1
u12 2g
p1
g
He
Z2
u22 2g
p2
g
H
f
只要管路系统的布置确定,则Z1、Z2、p1、p2为定值, 即上式可变形为:
He
p2 p1
g
(Z2
Z1 )
u22 u12 2g
Hg p
2)气蚀现象与气缚现象有什么 异同??
0
0
0
化工原理
材料与化学工程系
15
§2-1 液体输送机械
➣允许吸上真空高度(Hs’)
p1
1
1
Hg p
H
' s
f
(Q)
Q
,
H
' s
00
0
Hg max
H
' s
u12 2g
H
f ,01
Hs
(
H
' s
(Ha
10)
(
pv 9.81103
0.24)) 1000
c2 cos2 u2 cr2ctg2
cr 2
QT
D2b2
u2
n2R2
60
nD2
60
HT
u22 g
u2ctg2 gD2b2
QT
化工原理
材料与化学工程系
10
§2-1 液体输送机械
➣离心泵基本方程式的讨论
◆叶轮的直径与转速:n↑或D2 ↑,则HT ↑ ◆叶片形状:后弯叶片、径向叶片、前弯叶片。
HT
u22 g
u2ctg2 gD2b2
QT
HT
β>90°
β=90°
β<90°百度文库
QT
◆ QT对理论扬程的影响: 为什么工业上常采用后弯叶片?
化工原理
材料与化学工程系
11
§2-1 液体输送机械
三、离心泵的主要性能参数与特性曲线
➣离心泵的主要性能参数
◆流量(Q):L/s或m3/h。Q=f(结构、尺寸、转速)。安装
Hf
He A H f
动压头差可忽略不计
化工原理
材料与化学工程系
4
§2-0 概述
H f
N
(
i 1
li i di
M j 1
ij
)
ui2 2g
Qe
ui
4
d
2 i
He
ζ增加
A
Qe ΔZ或Δp/ρg ↑ He
He~Qe的关系只与管路的布置有关。
化工原理
材料与化学工程系
A Qe
5
§2-0 概述
◆评价流体输送设备性能的重要参数 ➣扬程:单位重量流体从流体输送设备上获得的机械能,
单吸式、双吸式
何种叶轮的效率高?为什么?
➣泵壳:汇集液体、能量转换装置
➣密封装置:填料密封、机械密封。
化工原理
材料与化学工程系
7
§2-1 液体输送机械
二、离心泵的基本方程 离心泵在理想工作状况下时,从理论上表示离心泵的扬程与、
泵的结构、尺寸、转速及流量等因素间的关系。 ➣离心泵的理想工作状况:理想流体、叶轮的叶片数量为无穷多
在管路中离心泵的流量还与管路特性有关。
◆扬程(H):m。H=F(结构、尺寸、转速、流量)。安装在
管路中离心泵的扬程还与管路特性有关。
理论扬程
扬程
◆效率:容积效率(容积损失),
水力效率(水力损失),机械效
率(机械损失).
η=0.5~0.7
实际扬程
各种原因引起 的能量损失
化工原理
材料与化学工程系
流量 12
§2-1 液体输送机械
◆轴功率(N): W(kW)
N HQg
N
➣离心泵的特性曲线 ◆实验测定泵的特性曲线(一定转速下) ◆H~Q曲线: ◆ η~Q曲线 ◆ N~Q曲线
化工原理
材料与化学工程系
水力损失 容积损失 机械损失
Ne
13
不同转速下的速度三角形
§2-1 液体输送机械
四、离心泵性能改变和换算
化工原理
材料与化学工程系
2
§2-0 概述
◆原因:能量损失、低位向高位、低压向高压
◆方法:使流体获得机械能 ←(流体输送设备) ◆流体输送机械的分类:
➣按工作原理:动力式、容积式 (正位移式)、其它类型。
2
2
➣按被输送流体:泵——输送液 体;气体——通风机、鼓风机、 压缩机、真空泵。
◆管路特性曲线
1