第三章--流体输送机械.

3、注意
防止气缚现象 气缚：若离心泵在启动前未充满液体，泵壳内存在 空气，由于空气密度小，所产生的离心力很小，在 吸入口所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启 Biblioteka Baidu泵，不能输送液体。 措施：启动前泵内必须灌满液体。
二、 离心泵的主要部件
（一）叶轮
按结构分类：
开式叶轮：无盖板，适于输送含较多固体 的悬浮液 半开式叶轮：无前盖板有后盖板，适于输 送含较多固体颗粒和杂质的液体
离心泵的串联操作
当生产上需要提高泵的压头时，可以将泵串联使用。
六、 离心泵的汽蚀现象与安装高度
四、 离心泵的特性曲线
1、特性曲线
H、P、η与q v之间的 关系曲线 通常指额定转数和标 准状态（大气压 101.325kPa，20℃清 水），产品样本中常 附有。
❖ H~ qv曲线： qv ↑，H↓ ❖ P ~ qv曲线： qv ↑，P ↑；关阀启动（ qv =0），保护电
机 ❖ η~ qv曲线：存在效率最高点，为泵的设计工作点
由于两截面之间管路很短，压 头损失∑Hf可忽略不计
Hh0pMgpv
u22u12 2g
4、功率
有效功率Pe：单位时间内液体从泵中叶轮所获得的有 效能量。 轴功率P：电动机传给泵轴的功率
Pe qVgH
式中
Pe—泵的有效功率，W； qv—泵的流量，m3/s； H—泵的压头，m ；
ρ—液体的密度，kg/m3；
定义：单位重量液体流经泵后所获得的能量 单位：Ｊ／Ｎ、m 影响因素：泵的结构（如叶轮直径的大小，叶片的弯曲
情况等）、转速及流量
压头的确定（实验法）
0 pg V2 u1 g 2Hh0 pM g2 ug 2 2 H f
pM —压力表读数（表压），N/m2； pV — 真空表读数，N/m2； u1、u2 — 吸入管、压出管中液体 的流速，m/s； ΣHf — 两截面间的压头损失，m。
取最高效率以下7%范围内为高效区。 离心泵最高效率点为额定点，对应的流量为额定流量。 泵在铭牌上所标明的是最高效率下的流量，压头和功 率；离心泵产品目录和说明书上常常注明最高效率区 的流量、压头和功率的范围等 。
2、离心泵转速对特性曲线的影响 当效率不变时
qV2n2 H 2(n2)2 P 2(n2)3 qV1 n1 H 1 n1 P 1 n1
闭式叶轮 ：有前后盖板，流道是封闭的， 适用于高扬程，输送洁净的液体。
（二）泵壳： 收集和导出液体，实现能量转换。
三、 离心泵的主要性能参数
1、主要性能参数： 流量、扬程、功率、效率、转速、汽蚀余量
2、流量q V 单位时间内泵输送的液体体积。
单位：m3/s、m3/min、m3/h
3、扬程H（压头）
(
l
d
5
le
d
4
)qV
2
对于特定的管路系统，l、le、d为定值，湍流时 摩擦系数λ的变化也很小
令
k82g(ld 5 le d4)
HH0kqV2
k：管路特性系数，与管路长度、管径、摩 擦系数、局部阻力系数有关
k大：高阻力管路 k小：低阻力管路
2、工作点
工作点（duty point）： 流量q v与压头Ｈ，既 是管路系统所要求， 又是离心泵所能提供 的；若该点所对应效 率在最高效率区，则 该工作点是适宜的 。
主要内容
概述 离心泵 其他类型化工用泵 气体输送机械
概述
1、流体输送机械：为流体提供能量的机械。 2、分类：
按输送的流体分类 输送液体：泵 输送气体：风机、压缩机
按工作原理分类 离心式、往复式、旋转式及流体动力作用式。
3、重点：
流体输送机械的作用原理、基本构造与性能及有关 计算，以达到能正确选择和使用的目的。
3、流量调节
通过改变管路特性曲线或泵的特性曲线，改变工作 点，调节流量。 改变管路特性曲线——调节阀门开度：
关小或开大阀门，增大或减小管路阻力，改变管 路特性曲线。
特点：阀门调节方便，广 泛被采用；关小阀门使阻 力增加，消耗更多能量以 克服阻力，不经济。
改变泵的特性曲线
改变泵的转速： 没有节流引起的附加能量损失，比较经济； 需要变速装置或价格昂贵的变速原动机，且难以使 流量连续调节，较少采用。
g—重力加速度，m/s2
Pe P
5、效率η
反映液体在泵内流动过程中的各种能量损失。 水力损失、容积损失、机械损失 ❖ 水力损失：泵内的流体流动摩擦损失 ❖ 容积损失：泵内部分高压液体泄漏到低压区，使排出 的液体流量小于流经叶轮的流量，造成功率损失 ❖ 机械损失：泵轴与轴承之间的摩擦，泵轴密封处的摩 擦等造成的功率损失
切割叶轮直径
减少叶轮直径，使泵的流量变小并降低能耗，但可调 节范围不大，难以做到流量的连续调节，且直径减小 不当还会降低泵的效率，实际生产中很少采用。
离心泵的并联操作
当一台泵的流量不够时， 可以用两台泵并联操作， 以增大流量。 特点：使低阻力管路系统的 流量增加较多，高阻力管 路系统流量增加较少。
❖ 密度影响： q v与ρ无关 H与ρ无关 P∝ ρ
五、 离心泵的工作点与流量调节
1、管路特性曲线 1-1、2-2 截面间的伯努利方程
p u2
Hzg2g Hf
Hz gp 2ug2 Hf
与q v无关，令为H0
HH 0 Hf
Hf
(
l le
d
)
u 2
2
g
u
qV d2
4
Hf
8 2g
比例定律
当泵的转速小于20%时，效率基本不变
3、叶轮直径对特性曲线的影响 当叶轮直径变化不大，转速不变时
qV2D 2 H 2(D 2)2 P 2(D 2)3 qV1 D 1 H 1 D 1 P 1 D 1
切割定律
4、液体黏度和密度的影响
❖ 黏度的影响： μ↑→ u ↓ ， qv ↓， μ↑→流体的流动摩擦损失↑ ，H ↓ μ↑→ 叶轮的盖板与流体间的摩擦损失↑ → P ↑ →η ↓
第一节 离心泵
特点：结构简单、流量大且均匀、操作方便。
一、 离心泵工作原理
1、结构
泵壳 泵轴 叶轮 叶片 吸入管 排出管 底阀
2、工作原理
启动前，泵壳内灌满液体 启动后，泵轴带动叶轮旋转，叶片间的 液体随叶轮一起旋转，液体从叶轮中心 进口处被甩到叶轮外围，蜗壳截面逐渐 扩大，大部分动能转变为静压能，液体 以较高的压力输送出去。 叶轮中心液体被甩出后，泵壳的吸入口 形成一定的真空，利用大气压和真空度 之间的压力差，把液体压入。