化工原理天大柴诚敬1516学时1
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排出 口 叶 轮
泵 壳
离心泵的工作原理07
泵 轴
吸入口
12
二．离心泵的基本结构
1．离心泵的叶轮 闭式 半闭式 开式
图2-2离心泵的叶轮
13
二．离心泵的基本结构
吸液方式 单吸式 双吸式
平衡 孔
图2-3 离心泵的吸液方式
14
二．离心泵的基本结构
2．离心泵的泵壳和导轮
导轮
图2-4 泵壳和导轮
15
二．离心泵的基本结构
管路对流体输送机械的能量要求由伯努利方程 计算。对于液体，采用以单位重量（1N）流体 为基准的伯努利方程式
He
Z
p
g
u 2 2g
Hf
J/N or m （2-1）
Hf
l
d
le
u2 2g
（2-3）
3
一、管路系统对流体输送机械的 能量要求─管路特性方程
令
K Z p
g
l B d
le
6
第二章 流体输送机械
2.1 概述 2.1.1 流体输送机械的作用 2.1.2 流体输送机械的分类
7
流体输送机械的分类
按输送流体 的状态分类
输送液体 输送气体
泵
通风机 鼓风机 压缩机 真空泵
8
流体输送机械的分类
按工作原理分类
动力式（叶轮式） 容积式（正位移式） 流体作用式
9
第二章 流体输送机械
第二章 流体输送机械
学习目的 与要求
通过本章学习，掌握化工中常用流体输送机 械的基本结构、工作原理和操作特性，能够根据 生产工艺要求和流体特性，合理地选择和正确操 作流体输送机械，并使之在高效下安全可靠运行。
1
第二章 流体输送机械
2.1 概述 2.1.1 流体输送机械的作用
2
一、管路系统对流体输送机械的 能量要求─管路特性方程
31
抓安全宁流千滴汗，保生产不洒一滴 血。20.11.1020.11.10Tuesday, November 10, 2020
只有不完美的产品，没有不挑剔的客 户。08: 31:5508:31:5508:3111/10/2020 8:31:55 AM
品质是做出来的，不是检验出来的。20.11.1008:31: 5508:31Nov-2010-Nov-20
17
一．液体质点在叶轮中的流动
1、简化假设 (1) 叶轮为具有无限薄、无限多叶片的理想叶轮， 流体质点将完全沿着叶片表面而流动，流体无旋 涡、无冲击损失； (2) 被输送的是理想液体，液体在叶轮内流动不 存在流动阻力； (3) 泵内为定态流动过程。
18
一．液体质点在叶轮中的流动
2、速度三角形
图2-5 液体在离心泵中流动的速度三角19 形
25
三．离心泵理论压头影响因素分析
（3）理论流量
HT A BqT
对于后弯叶片，B>0，HT∞随qT的增加而降低。
26
三．离心泵理论压头影响因素分析
图2-7 HT∞与qT的关系曲线
27
三．离心泵理论压头影响因素分析
（4）液体密度 离心泵的理论压头与液体密度无关。 但是，在同一压头下，离心泵进出口的压力差 却与液体密度成正比。
2.2 离心泵 2.2.1 离心泵的工作原理和基本结构
10
一．离心泵的工作原理
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体 输送机械。其突出特点是结构简单、体积小、 流量均匀、调节控制方便、故障少、寿命长、 适用范围广（包括流量、压头和介质性质）、 购置费和操作费用均较低。
11
一．离心泵的工作原理
图2-1 离心泵装置简图
位风压 (一般可忽略
)
静风压
动风压
5
二．管路系统对输送机械的其它 性能要求
流体输送机械除满足工艺上对流量和压头（对 气体为风压与风量）两项主要技术指标要求外， 还应满足如下要求： ①结构简单，重量轻，投资费用低。 ②运行可靠，操作效率高，日常操作费用低。 ③能适应被输送流体的特性，如黏度、可燃性、 毒性、腐蚀性、爆炸性、含固体杂质等。
qT
后弯叶片 2 <90°
ctg 2 >0
径向叶片 2 =90°
ctg 2 =0
前弯叶片 2 >90°
ctg 2 <0
< H T
u
2 2
g
= H T
u
2 2
g
> H T
u
来自百度文库
2 2
g
24
三．离心泵理论压头影响因素分析
对后弯叶片，静压头的提高大于动压头的提 高，其净结果是获得较高的有效压头。为获得较 高的能量利用率，提高离心泵的经济指标，应采 用后弯叶片。
28
四．离心泵实际压头、流量关系 曲线的实验测定
H Aa Gq2
（2-17）
离心泵特性方程式
实际的流量压头关系由实验测定。
29
四．离心泵实际压头、流量关系 曲线的实验测定
图2-8 离心泵的HT∞～qT、H～q关系曲线 30
练习题目
思考题 1． 离心泵的主要有哪几部分组成，工作原理是 什么？ 2. 什么是气缚？如何防止? 3. 叶片形状与离心泵理论压头之间有什么关系？ 为什么要采用后弯叶片？ 4. 为提高离心泵的静压能，能采取哪些措施? 作业题: 1
3. 离心泵的轴封装置 泵轴与泵壳之间的密封称为轴封，其作用
是防止泵内高压液体从间隙漏出，或避免外界 空气进入泵内。常用的轴封装置有填料密封和 机械密封两大类。后者适用于要求密封较高的 场合，如酸、碱、易燃、易爆及有毒液体的输 送。
16
第二章 流体输送机械
2.2 离心泵 2.2.1 离心泵的工作原理和基本结构 2.2.2 离心泵的基本方程式
8 2d
4
g
方程
He
Z
p
g
u 2 2g
Hf
变为 He K Bqe2 管路特性方程
4
一、管路系统对流体输送机械的 能量要求─管路特性方程
对于通风机的气体输送系统，在风机进出口截 面间采用以单位体积（1m3）为基准的伯努利方 程式，
HT
gZ
p
u 2 2
gH f
J/m3或Pa
（2-6）
21
三．离心泵理论压头影响因素分析
（1）叶轮转速和直径
HT
u22 g
u2ctg 2 g D2b2
qT
u2
D2n
60
直径D2
转速n
HT
22
三．离心泵理论压头影响因素分析
（2）叶片的几何形状
图2-6 叶片形状及出口速度三角形
23
三．离心泵理论压头影响因素分析
HT
u22 g
u2ctg 2 g D2b2
二．离心泵基本方程的表达式
HT
u22 u12 2g
12 22
2g
c22 c12 2g
离心泵基本方程式
表明离心泵的静压头由液体作旋转运动的圆周速度 和径向的相对速度转换而获得。
20
二．离心泵基本方程的表达式
简化为： HT
u22 g
u2ctg 2 g D2b2
q T
HT A BqT
离心泵基本方程式
泵 壳
离心泵的工作原理07
泵 轴
吸入口
12
二．离心泵的基本结构
1．离心泵的叶轮 闭式 半闭式 开式
图2-2离心泵的叶轮
13
二．离心泵的基本结构
吸液方式 单吸式 双吸式
平衡 孔
图2-3 离心泵的吸液方式
14
二．离心泵的基本结构
2．离心泵的泵壳和导轮
导轮
图2-4 泵壳和导轮
15
二．离心泵的基本结构
管路对流体输送机械的能量要求由伯努利方程 计算。对于液体，采用以单位重量（1N）流体 为基准的伯努利方程式
He
Z
p
g
u 2 2g
Hf
J/N or m （2-1）
Hf
l
d
le
u2 2g
（2-3）
3
一、管路系统对流体输送机械的 能量要求─管路特性方程
令
K Z p
g
l B d
le
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第二章 流体输送机械
2.1 概述 2.1.1 流体输送机械的作用 2.1.2 流体输送机械的分类
7
流体输送机械的分类
按输送流体 的状态分类
输送液体 输送气体
泵
通风机 鼓风机 压缩机 真空泵
8
流体输送机械的分类
按工作原理分类
动力式（叶轮式） 容积式（正位移式） 流体作用式
9
第二章 流体输送机械
第二章 流体输送机械
学习目的 与要求
通过本章学习，掌握化工中常用流体输送机 械的基本结构、工作原理和操作特性，能够根据 生产工艺要求和流体特性，合理地选择和正确操 作流体输送机械，并使之在高效下安全可靠运行。
1
第二章 流体输送机械
2.1 概述 2.1.1 流体输送机械的作用
2
一、管路系统对流体输送机械的 能量要求─管路特性方程
31
抓安全宁流千滴汗，保生产不洒一滴 血。20.11.1020.11.10Tuesday, November 10, 2020
只有不完美的产品，没有不挑剔的客 户。08: 31:5508:31:5508:3111/10/2020 8:31:55 AM
品质是做出来的，不是检验出来的。20.11.1008:31: 5508:31Nov-2010-Nov-20
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一．液体质点在叶轮中的流动
1、简化假设 (1) 叶轮为具有无限薄、无限多叶片的理想叶轮， 流体质点将完全沿着叶片表面而流动，流体无旋 涡、无冲击损失； (2) 被输送的是理想液体，液体在叶轮内流动不 存在流动阻力； (3) 泵内为定态流动过程。
18
一．液体质点在叶轮中的流动
2、速度三角形
图2-5 液体在离心泵中流动的速度三角19 形
25
三．离心泵理论压头影响因素分析
（3）理论流量
HT A BqT
对于后弯叶片，B>0，HT∞随qT的增加而降低。
26
三．离心泵理论压头影响因素分析
图2-7 HT∞与qT的关系曲线
27
三．离心泵理论压头影响因素分析
（4）液体密度 离心泵的理论压头与液体密度无关。 但是，在同一压头下，离心泵进出口的压力差 却与液体密度成正比。
2.2 离心泵 2.2.1 离心泵的工作原理和基本结构
10
一．离心泵的工作原理
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体 输送机械。其突出特点是结构简单、体积小、 流量均匀、调节控制方便、故障少、寿命长、 适用范围广（包括流量、压头和介质性质）、 购置费和操作费用均较低。
11
一．离心泵的工作原理
图2-1 离心泵装置简图
位风压 (一般可忽略
)
静风压
动风压
5
二．管路系统对输送机械的其它 性能要求
流体输送机械除满足工艺上对流量和压头（对 气体为风压与风量）两项主要技术指标要求外， 还应满足如下要求： ①结构简单，重量轻，投资费用低。 ②运行可靠，操作效率高，日常操作费用低。 ③能适应被输送流体的特性，如黏度、可燃性、 毒性、腐蚀性、爆炸性、含固体杂质等。
qT
后弯叶片 2 <90°
ctg 2 >0
径向叶片 2 =90°
ctg 2 =0
前弯叶片 2 >90°
ctg 2 <0
< H T
u
2 2
g
= H T
u
2 2
g
> H T
u
来自百度文库
2 2
g
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三．离心泵理论压头影响因素分析
对后弯叶片，静压头的提高大于动压头的提 高，其净结果是获得较高的有效压头。为获得较 高的能量利用率，提高离心泵的经济指标，应采 用后弯叶片。
28
四．离心泵实际压头、流量关系 曲线的实验测定
H Aa Gq2
（2-17）
离心泵特性方程式
实际的流量压头关系由实验测定。
29
四．离心泵实际压头、流量关系 曲线的实验测定
图2-8 离心泵的HT∞～qT、H～q关系曲线 30
练习题目
思考题 1． 离心泵的主要有哪几部分组成，工作原理是 什么？ 2. 什么是气缚？如何防止? 3. 叶片形状与离心泵理论压头之间有什么关系？ 为什么要采用后弯叶片？ 4. 为提高离心泵的静压能，能采取哪些措施? 作业题: 1
3. 离心泵的轴封装置 泵轴与泵壳之间的密封称为轴封，其作用
是防止泵内高压液体从间隙漏出，或避免外界 空气进入泵内。常用的轴封装置有填料密封和 机械密封两大类。后者适用于要求密封较高的 场合，如酸、碱、易燃、易爆及有毒液体的输 送。
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第二章 流体输送机械
2.2 离心泵 2.2.1 离心泵的工作原理和基本结构 2.2.2 离心泵的基本方程式
8 2d
4
g
方程
He
Z
p
g
u 2 2g
Hf
变为 He K Bqe2 管路特性方程
4
一、管路系统对流体输送机械的 能量要求─管路特性方程
对于通风机的气体输送系统，在风机进出口截 面间采用以单位体积（1m3）为基准的伯努利方 程式，
HT
gZ
p
u 2 2
gH f
J/m3或Pa
（2-6）
21
三．离心泵理论压头影响因素分析
（1）叶轮转速和直径
HT
u22 g
u2ctg 2 g D2b2
qT
u2
D2n
60
直径D2
转速n
HT
22
三．离心泵理论压头影响因素分析
（2）叶片的几何形状
图2-6 叶片形状及出口速度三角形
23
三．离心泵理论压头影响因素分析
HT
u22 g
u2ctg 2 g D2b2
二．离心泵基本方程的表达式
HT
u22 u12 2g
12 22
2g
c22 c12 2g
离心泵基本方程式
表明离心泵的静压头由液体作旋转运动的圆周速度 和径向的相对速度转换而获得。
20
二．离心泵基本方程的表达式
简化为： HT
u22 g
u2ctg 2 g D2b2
q T
HT A BqT
离心泵基本方程式