第二章流体输送设备.pptx
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第二章流体输送机械精品PPT课件
2020/10/6
在高速旋转的叶轮当中，液 体质点的运动包括： • 液体随叶轮旋转 ； • 经叶轮流道向外流动。
液体与叶轮一起旋转的速度u1或u2方向与所处圆周的切线方
向一致，大小为：
u1
2r1n
60
u2
2r2n
60
2020/10/6
液体沿叶片表面运动的速度ω1、ω2，方向为液体质点所
处叶片的切线方向，大小与液体的流量、流道的形状等有关
由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动，
2020/10/6
起到密封作用。
2020/10/6
2020/10/6
2020/10/6
2020/10/6
3、离心泵的分类 1）按照轴上叶轮数目的多少
单级泵 轴上只有一个叶轮的离心泵，适用于出口压力 不太大的情况；
多级泵 轴上不止一个叶轮的离心泵 ，可以达到较高的 压头。离心泵的级数就是指轴上的叶轮数，我国 生产的多级离心泵一般为2~9级。
2020/10/6
• 在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使 大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排 出口流入排出管道。 • 泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压 强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便 经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。
油泵 输送石油产品的泵 ，要求密封完善。（Y 型）
杂质泵
2020/10/6
输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵 ，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。
2020/10/6
二、离心泵的基本方程式
1、离心泵基本方程式的导出
假设如下理想情况： 1）泵叶轮的叶片数目为无限多个，也就是说叶片的厚度 为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发生任 何环流现象。 2）输送的是理想液体，流动中无流动阻力。
在高速旋转的叶轮当中，液 体质点的运动包括： • 液体随叶轮旋转 ； • 经叶轮流道向外流动。
液体与叶轮一起旋转的速度u1或u2方向与所处圆周的切线方
向一致，大小为：
u1
2r1n
60
u2
2r2n
60
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液体沿叶片表面运动的速度ω1、ω2，方向为液体质点所
处叶片的切线方向，大小与液体的流量、流道的形状等有关
由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动，
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起到密封作用。
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3、离心泵的分类 1）按照轴上叶轮数目的多少
单级泵 轴上只有一个叶轮的离心泵，适用于出口压力 不太大的情况；
多级泵 轴上不止一个叶轮的离心泵 ，可以达到较高的 压头。离心泵的级数就是指轴上的叶轮数，我国 生产的多级离心泵一般为2~9级。
2020/10/6
• 在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使 大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排 出口流入排出管道。 • 泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压 强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便 经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。
油泵 输送石油产品的泵 ，要求密封完善。（Y 型）
杂质泵
2020/10/6
输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵 ，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。
2020/10/6
二、离心泵的基本方程式
1、离心泵基本方程式的导出
假设如下理想情况： 1）泵叶轮的叶片数目为无限多个，也就是说叶片的厚度 为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发生任 何环流现象。 2）输送的是理想液体，流动中无流动阻力。
《流体输送设备》课件
控制系统 的组成： 包括传感 器、控制 器、执行 器等
传感器的 作用：检 测流体输 送设备的 运行参数， 如压力、 温度、流 量等
控制器的 作用：根 据传感器 检测到的 参数，控 制执行器 的动作， 实现对流 体输送设 备的控制
执行器的 作用：根 据控制器 的指令， 执行相应 的动作， 如调节阀 门开度、 改变泵转 速等
输送和储存
食用油输送： 使用流体输送 设备进行食用 油的输送和储
存
其他行业的应用案例
食品行业：输送牛奶、果汁、饮料 等 化工行业：输送化学原料、溶剂等
制药行业：输送药物、疫苗等
石油行业：输送原油、成品油等 建筑行业：输送混凝土、砂浆等 农业行业：输送肥料、农药等
01
流体输送设备的常见问题及解决方 案
流体输送设备的应用领域
石油化工行业：输送原油、成品油、天然 气等
食品饮料行业：输送果汁、牛奶等
电力行业：输送冷却水、循环水等
制药行业：输送药物、试剂等
冶金行业：输送铁矿石、钢水等
环保行业：输送污水、污泥等
流体输送设备的发展趋势
智能化：设备将具备自我诊断、自我调整和自我修复功能 节能化：设备将更加注重节能降耗，提高能源利用效率 环保化：设备将更加注重环保，减少对环境的污染 集成化：设备将更加注重集成化，提高设备的集成度和自动化程度
公司
流体输送设备PPT 课件大纲
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01
流体输送设备概述
02
流体输送设备的工作原理
03
流体输送设备的组成结构
04
流体输送设备的安装与调试
05
流体输送设备的应用案例
流体输送机械.ppt
d
le
u2 2g
l
d
le
qVe
d
2
2g
4
对特定的管路，若忽略λ随Re的变化，且式中d、l、le、ξ均为常
数，于是可令：
l k d
le
2
8 d
4
g
H0
z
p
g
: qV
1.H随 qV增加而减少
(除流量极小外)
2. P随 qV 增加而增加
A设计点
０2
高效区
P
qV 设计点
3.η存在最高效率点ηmax ——泵的设计点，为最佳工况参数 高效区：人为规定一个工作范围。通常取η = (0.9 ~ 0.92) ηmax
注意点:
1. 泵铭牌参数：效率最佳点下的性能参数，称为额定值。
阻力损失
流体性质：清液泵、耐腐泵、泥浆泵
操作特点：离心式、正位移式
工作原理：离心式、喷射式、轴流式，往复式、旋转式等
§2-1离心泵 §2-1-1离心泵的结构、工作原理、类型
一、离心泵的结构：
1、叶 轮： 2、泵 壳： 3、泵 轴 及 轴 封 装 置：
思考： 为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？
二、工作原理:
（一）叶轮→泵壳段
依靠电机使叶轮高速旋转，产生 离心力，流体受离心力作用被抛 向壳壁，同时流体在泵壳流道中 随着流道的扩大，动能大部分转 化为静压能。
（二）泵吸入端 → 叶轮中心
由于叶轮中心流体被抛出，于中 心处形成真空，故吸入端与中心 处产生静压差（势能）使流体不 断吸入。
《流体输送》PPT课件
③液体具有粘性 ④泵内有各种泄漏现象，实际的V小
于T
精选PPT
25
2.3、离心泵的性能曲线
2．离心泵的特性曲线p67
转速n一定时，由实验测得H～V， Na～V，η～V，这三条曲线称为特 性曲线，由泵制造厂提供。供泵用 户使用。泵厂以20℃清水作为工质 做实验测定性能曲线。
精选PPT
26
H,m
N ~V
停泵：关闭出口阀→停机（避免排出 管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，
以延长泵的使用精寿选PPT命）
11
2.2 离心泵操作性能基本
方程式
2.2.1离心泵的主要性能参数
1．流量V：单位时间内泵输送的液 体体积,m3/s（或m3/h，l/s等）。
2．扬程H（压头）：泵对单位重量 的液体所提供的有效能量，m液柱。
❖泵的铭牌~与max对应的性能参数 选型时 max η=92%ηmax
精选PPT
29
3．离心泵性能改变及换算
（1）流体的性质：
密度： （H，V，）与无关； , (N、Ne) Ne=ρgVH
粘度： ，（H，V，）; N 工作流体~20℃水差精选别PPT大参数和曲线 30 变化
第二章 流体输送机械
精选PPT
1
流体输送机械分类
介质： 液体——泵 气体——风机、压缩机
工作原理：离心式 往复式 旋转式 流体作精选P用PT 式（如喷射式）2
一．离心泵的工作原理及 主要部件
1．结构
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↑
精选PPT
3
一．离心泵的工作原理及 主要部件
H~V
线离
心
泵
特
于T
精选PPT
25
2.3、离心泵的性能曲线
2．离心泵的特性曲线p67
转速n一定时，由实验测得H～V， Na～V，η～V，这三条曲线称为特 性曲线，由泵制造厂提供。供泵用 户使用。泵厂以20℃清水作为工质 做实验测定性能曲线。
精选PPT
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H,m
N ~V
停泵：关闭出口阀→停机（避免排出 管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，
以延长泵的使用精寿选PPT命）
11
2.2 离心泵操作性能基本
方程式
2.2.1离心泵的主要性能参数
1．流量V：单位时间内泵输送的液 体体积,m3/s（或m3/h，l/s等）。
2．扬程H（压头）：泵对单位重量 的液体所提供的有效能量，m液柱。
❖泵的铭牌~与max对应的性能参数 选型时 max η=92%ηmax
精选PPT
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3．离心泵性能改变及换算
（1）流体的性质：
密度： （H，V，）与无关； , (N、Ne) Ne=ρgVH
粘度： ，（H，V，）; N 工作流体~20℃水差精选别PPT大参数和曲线 30 变化
第二章 流体输送机械
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流体输送机械分类
介质： 液体——泵 气体——风机、压缩机
工作原理：离心式 往复式 旋转式 流体作精选P用PT 式（如喷射式）2
一．离心泵的工作原理及 主要部件
1．结构
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↑
精选PPT
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一．离心泵的工作原理及 主要部件
H~V
线离
心
泵
特
化工原理课件-第二章 流体输送设备
٭一般 ( H g )实际 H g (0.5 ~ 1), m ;
28
《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
(3)防止气蚀的措施
Hg
Hs
u12 2g
H
f ,01
Hg
pa
g
pv
g
h
H f ,01
p0
pa Hg
pa p1
g
u12 2g
H
f
,01
22
《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 五、离心泵的气蚀现象与允许安装高度
(1)允许吸上真空度( H)：s
Hg
pa p1
g
u12 2g
H f ,01
吸上真空度
p p H a 1
s g
Hg
Hs
u12 2g
例：吸入管内径100mm,排出管内径80mm,两测压口 间垂直距离为0.5m。转速2900r/min,以20oC清水为 介质测得流量为15L/s;泵出口 表压为2.55105Pa,入口真空度 为2.67104Pa;电动机输入功率 6.2kW,泵由电动机直接带动, 电动机效率93%。求泵的压头, 轴功率和效率。
② ٭Q h ③ ٭h与泵的结构和尺寸有关
27
《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
注意：
٭应取Qmax 时的( H s )min 和(h)max ;
٭若 p0 ,则pa用 替代p贮 槽 ； pa
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《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
(3)防止气蚀的措施
Hg
Hs
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H
f ,01
Hg
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H f ,01
p0
pa Hg
pa p1
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H
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《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 五、离心泵的气蚀现象与允许安装高度
(1)允许吸上真空度( H)：s
Hg
pa p1
g
u12 2g
H f ,01
吸上真空度
p p H a 1
s g
Hg
Hs
u12 2g
例：吸入管内径100mm,排出管内径80mm,两测压口 间垂直距离为0.5m。转速2900r/min,以20oC清水为 介质测得流量为15L/s;泵出口 表压为2.55105Pa,入口真空度 为2.67104Pa;电动机输入功率 6.2kW,泵由电动机直接带动, 电动机效率93%。求泵的压头, 轴功率和效率。
② ٭Q h ③ ٭h与泵的结构和尺寸有关
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《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
注意：
٭应取Qmax 时的( H s )min 和(h)max ;
٭若 p0 ,则pa用 替代p贮 槽 ； pa
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
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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
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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。
《流体输送机械》PPT课件
第一节 液体输送机械
表2-1液体输送机械的分类
泵是一种通用的机械，广泛使用在国民经济各部门中。 其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作方便等 优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点讲述离心 泵，对其它类型的泵作一般介绍。
第一节 液体输送机械
二、离心泵构造和原理
1.离心泵的工作原理 图2-1是一台安装在管路中 的离心泵装置示意图，主要部件 为叶轮1，叶轮上有6-8片向后弯 曲的叶片，叶轮紧固于泵壳2内 泵轴3上，泵的吸入口4与吸入管 5相连。液体经底阀6和吸入管5 进入泵内。泵壳上的液体从排出 口8与排出管9连接,泵轴3用电机 或其它动力装置带动。
泵
2.特性曲线
离心泵的有效压头、轴功率、效率与流量之间的关系曲线称为离心泵的特 性曲线 , 常 由 实 验 测 定 ， 如 图 2- 8 所 示 为 国 产 IS100-80-125型离心水泵在 n=2900rm-1时测得的特性曲线。其中以扬程和流量的关系最为重要。由于泵的 特性曲线随泵转速而改变，故其数值通常是在额定转速和标准试验条件(大气 压101.325kPa,20℃清水)下测得。通常在泵的产品样本中附有泵的主要性能 参数和特性曲线,供选泵和操作时参考。
图2-4 泵壳与导轮 1-叶轮；2-导轮；3-泵壳
第一节 液体输送机械
2.2泵壳：是一个截面逐渐扩 大的状似蜗牛壳形的通道，常称蜗 壳，如图2-5所示。叶轮在壳内顺 着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转, 愈接近液体出口,通道截面积愈大。 因此,液体从叶轮外缘以高速被抛 出后,沿泵壳的蜗牛形通道而向排 出口流动,流速便逐渐降低,减少了 能量损失,且使大部分动能有效地 转变为静压能。
另外：叶轮按其吸液方式的不同可分为单吸式和双吸 式两种，如图2-3所示。单吸式叶轮构造简单，液体从叶 轮一侧被吸入；双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入 液体。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，并较好地 消除轴向推力。故常用于大流量的场合。
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
制药化工原理课件第二章流体输送设备
维护
定期检查、清洗和维护风机以确 保正常运行。
应用案例及注意事项
应用案例
流体输送设备在制药和化工行业中广泛应用， 用于输送药品、化学品和原材料。
注意事项
选择合适的流体输送设备，注意设备的维护保 养，确保安全和高效的输送。
3 摩擦损失
管道内摩擦力会导致流体 损失。
管道输送设备的构造和工作原理
构造
工作原理
管道由管道、阀门和连接件组成。
利用压力差驱动流体在管道中流 动。
维护
定期检查、清洗和维护管道以确 保正常运行。
泵类输送设备的构造和工作原理
构造
泵由电机、叶轮、泵体和管道组 成。
工作原理
通过旋转叶轮产生的压力差驱动 流体的输送。
制药化工原理课件第二章 流体输送设备
本章介绍了流体输送设备的定义和分类，以及流体输送的基本原理。进一步 讨论了管道输送设备、泵类输送设备、压缩机输送设备和风机输送设备的构 造和工作原理。最后，提供了一些应用案例和注意事项。
流体输送设备的分类
1 管道输送设备
包括管道和阀门系统，用于输送液体、气体 和粉末等介质。
维护
定期检查、清洗和维护泵以确保 正常运行。
压缩机输送设备的构造和工作原理
构造
压缩机由电机、压缩腔和排气管 道组成。
工作原理
通过压缩腔将气体或蒸气压定期检查、清洗和维护压缩机以 确保正常运行。
风机输送设备的构造和工作原理
构造
风机由叶轮、电机和进出风口组 成。
工作原理
通过产生气流推动物料的输送。
2 泵类输送设备
通过泵将流体从低压区域输送到高压区域。
3 压缩机输送设备
通过压缩机将气体或蒸气压缩为高压气体， 用于输送。
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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
➣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。
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§2-1 液体输送机械
➣理论流量QT 则:QT=πD2b2cr2
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§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)
u22 g
u2ctg2 gD2b2
QT
HT
β>90°
β=90°
β<90°
QT
◆ QT对理论扬程的影响： 为什么工业上常采用后弯叶片？
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§2-1 液体输送机械
三、离心泵的主要性能参数与特性曲线
。Q=f（结构、尺寸、转速）。安装
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§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
Hf
He A H f
动压头差可忽略不计
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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。
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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，
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
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材料与化学工程系
流量 12
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。
1
He~Qe的关系曲线
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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
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
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§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
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。
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材料与化学工程系
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§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
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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
c2 cos2 u2 cr2ctg2
cr 2
QT
D2b2
u2
n2R2
60
nD2
60
HT
u22 g
u2ctg2 gD2b2
QT
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§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
➣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
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材料与化学工程系
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§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
§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
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材料与化学工程系
水力损失 容积损失 机械损失
Ne
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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