《流体输送机械》
何潮洪化工原理第二章：流体输送机械
2>90
2=90
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后弯叶片
径向叶片 前弯叶片 浙江大学《化工原理》电子教案 /第二章
理论压头H与流量Q关系曲线
似乎泵设计时应取前弯叶片，因其H 为最高。但实际 上泵的设计都采用后弯叶片。Why？ w2 w2 w2 c2小，泵内流动阻力损失小
回忆： 思考： 为什么叶片向后弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？ 思考： 为什么导轮的弯曲方向 与叶片弯曲方向相反？
铭 牌
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浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
三．离心泵的主要性能参数及特性曲线
压头： 可用如图装置测量。
在泵进口b 、泵出口 c 间列机械能衡算式：
2 2 p b ub p c uc H h0 h f g 2 g g 2 g
转速 流量 压头 轴功率 效率 允许汽蚀余量
w2 2 2
2
c2 u2
b c d
设计 流量 25/73
w1 1 1 c1
u1
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
转 速 流 量 三．离心泵的主要性能参数及特性曲线 压 头 轴 功 率 效 率 有效功率Ne=mwe＝QgH ，单位W 或kW 允 许 汽 蚀 余 量
对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多 用机械密封。
浙江大学《化工原理》电子教案/第二章
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三．离心泵的主要性能参数及特性曲线
转 速 ----n，单位r.p.s或r.p.m 流 量 ----Q，m3/s或m3/h，可在输出端测量 ，又称扬程，泵对单位重量流 压 头 ----H 体提供的有效能量，m。 =h 离心泵的主要性能参数 e 轴 功 率 效 率 允 许 汽 蚀 余 量
第二章 流体输送机械
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
化工原理第二章 流体输送机械
3、适应被输送流体的特性
二、 流体输送机械的分类
输送液体——泵
1、流体根据输送介质不同
输送气体——风机或压缩机
动力式
2、根据工作原理不同 容积式
流体作用式
离心泵的外观
第一节 离心泵
一、 离心泵的工作原理和基本结构
1、离心泵的主要构造： （1）叶轮 ——叶片（+盖板）
1）叶轮
a)叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。
一般都采用后弯叶片。2=25-30o
（4）理论流量
当离心泵确定，其β2、b2、D2一定，
当转速一定时，理论压头和流量呈直 线关系，
H A BqT
采用后弯叶片。2<90o，B>0，因此，H随q增大而减小。
3、实际压头
离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异，原因在于流 体在通过泵的过程中存在着压头损失，它主要包括： 1）叶片间的环流 2）流体的阻力损失 3）冲击损失
H e K Bqv2 ——管路特性方程
对于气体输送系统，由于 常数 ，列伯努利方程以单位
体积为基准
HT
gZ
P
u 2 2
gH f
由于气体密度较小，位风压 gZ 一项一般可以忽略。
2、管路系统对输送机械的其他性能要求
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
理论压头、实际压头及各种压头损失与流量的关系为 H
q-H
实际压 头
实际压头和流量关系： H A BqT2
二、离心泵的主要性能参数和特性曲线
1、离心泵的主要性能参数
流量 q，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。 压头 H，泵对单位重量流体提供的有效能量（扬程），m。 轴功率和效率p，电机输入离心泵的功率，单位W 或kW。 允许汽蚀余量 △h，泵抗气蚀性能参数，m 。
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。
化工原理 流体输送机械
化工原理流体输送机械
流体输送机械，是化工工程中常用的一类设备，其主要功能是将液体或气体从一个地方输送到另一个地方。
常见的流体输送机械有管道、泵、阀门等。
管道是流体输送的基础设施。
管道可以分为直接埋设在地下的地下管道和架空或隧道中的地上管道。
管道的材料可以选择金属、塑料、橡胶等。
泵是常用的流体输送机械之一。
泵的工作原理是利用旋转运动或往复运动产生的压力差，将液体或气体推动到设定的位置。
泵的种类很多，常见的有离心泵、容积泵、螺杆泵等。
阀门在流体输送中起到控制流体流动的作用。
阀门可以分为手动阀、自动阀和电动阀等。
通过控制阀门的开关状态，可以调节流体的流动速度和流量。
除了上述常见的流体输送机械，还有一些其他的设备和工艺可以用于特定的流体输送需求。
例如，喷雾器可以将液体变成雾状或气雾状进行输送；干燥器可以将湿润的固体物料转化为干燥的状态进行输送。
在化工生产中，正确选择和使用流体输送机械是非常重要的。
不同的流体输送机械具有不同的工作原理和适用范围，需要根据具体的流体性质和输送要求进行选择。
同时，合理设计和布置流体输送系统，合理设置管道和阀门，也是确保流体输送稳定和安全的关键。
2020年流体输送机械的心得体会
流体输送机械的心得体会在经过一段时间学习了化工原理后，我了解到了化工原理涉及的单元操作有流体流动和流体输送机械，然后我想结合自己所学习的知识做一个总结。
在刚开始学习这一章的时候觉得概念抽象，涉及面广，物理量多、综合性强，计算量大，公式烦琐，尤其是课程中半理论半经验公式和准数、准数关联式令人感到头痛，学习起来难度大。
后面慢慢领悟到不能纯正只背公式而不去理解，在自我反思和进步中，我了解到工业生产中，输送流体是很多见的、不可或缺的最基本的单元操作。
所谓流体输送机械就是通过向流体作功用来提高流体机械能的机械装置，当流体通过流体输送机械后机械能增加，增加的机械能可以抵消流体输送过程中的摩擦损耗。
现阶段最常用的就是泵，同时我也查阅资料了解到机械密封泵的泄漏问题无法优良解决，但是随着科技发展，无泄漏的磁力驱动泵应运而生，绿色环保的磁力驱动泵必将广泛应用。
我也认识到化工原理内容较多，每一个单元操作都要分几次课来学习，有很多时候往往学了后面，忘了前面。
所以在学习新的一章之前，我觉得要对旧知识的回忆，并且对上堂课讲过的内容进行总结，严重的公式在笔记本中列出。
每学完一章，做一次本章小结。
这样不仅简易掌握该章的内容，而且还能够学到解决工程实际问题的思维方法。
例如我们学习了流动性方程和伯努利方程，还有阻力计算方程。
这些方程主要运用在我们学习的泵的计算。
多见的离心泵、往复泵主要用于液体输送，压缩机和风机用于气体输送。
而液体输送是重点，所以我们不仅要学习泵的工作原理，还要将泵与实际操作和成本经济相结合进行详尽计算，运用的概念和公式比较多。
在求离心泵的特性曲线或工作曲线时，我们要用到前一章的流体流动单元操作中的柏努利方程。
所以在各单元操作之间存在着许多相互连贯和衔接的知识点。
因此，学习了流体流动才能对流体输送机械有更深的了解。
在学习中，我们要善于抓住和利用这些相关衔接点，就可以更好地理解和掌握知识，也就能学习好化工原理这门课程。
南工大化工原理《第二章流体输送机械》习题解答
《第二章流体输送机械》习题解答1）某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向，液面水平，如附图中虚线所示。
当容器以等角速度ω绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。
试证明：①液面为旋转抛物面。
②。
③液相内某一点（r，z）的压强。
式中ρ为液体密度。
解题给条件下回旋液相内满足的一般式为（常量）取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P故回旋液体种，一般式为①液面为P=P的等压面，为旋转抛物面②又即：h=∴H=2h③某一点（r,Z）的压强P:2）直径0.2m、高0.4m的空心圆桶内盛满水，圆筒定该中心处开有小孔通大气，液面和顶盖内侧面齐平，如附图所示，当圆筒以800rpm转速绕容器轴心线回旋，问：圆筒壁内侧最高点和最低点的液体压强各为多少？解取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∴C=P故回旋液体种，一般式为B点：Z=0,r=R=0.1m,C点:Z=-0.4m,r=0.1m,3）以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。
已知：塔顶压强为0.45at （表压），碱液槽液面和塔内碱液出口处垂直高度差为10.5m，碱液流量为10m3/h，输液管规格是φ57×3.5mm，管长共45m（包括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度，管壁粗糙度。
试求：①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg。
②输送碱液所需有效功率，W。
解①,查得∴②4）在离心泵性能测定试验中，以2 泵汲入口处真空度为220mmHg，以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35mm，采用汞为指示液，压差计读数，孔流系数，测得轴功率为1.92kW，已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为0.2m。
求泵的效率η。
解5）IS65-40-200型离心泵在时的“扬程～流量”数据如下：V m3/h 7.5 12.5 15 m 13.2 12.5 11.8 He用该泵将低位槽的水输至高位槽。
输水管终端高于高位槽水面。
已知低位槽水面和输水管终端的垂直高度差为4.0m，管长80m（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40mm，摩擦系数。
第二章_流体输送机械
第二章_流体输送机械 22
2 流体输送机械—2.1.3 离心泵的主要性能参数
（3）叶轮转速n 1000~3000转/min（或r.p.m）；2900转/min最常见。 泵在出厂前，必须确定其各项性能参数，即以上各参 数值，并把它标在铭牌上；这些参数是在最高效率条件下 用20℃ 的水测定的。
第二章_流体输送机械 23
Q/(m3/h)
电动机免因超载而受损。
图2－12 4B型离心泵的特性曲线
（3）η～Q曲线：有极值点(最大值)，于此点下操作效
率最高，能量损失最小。在此点（设计点）对应的流量称
为额定流量。泵的铭牌上即标注额定值，泵在管路上操作
时，应在此点附近操作，一第二般章_不流体应输送低机于械 92％ηmax 。 26
2.1.2.2 实际压头
由于前弯叶片的绝对速度c2大，液体在泵壳内产生的冲 击剧烈得多，转化时的能量损失大为增加，效率低。故为获 得较高的能量利用率，离心泵总是采用后弯叶片。流体通过 泵的过程中压头损失的原因：
（1）叶片间的环流：由于叶片数目并非无限多，液体有
环流出现，产生涡流损失。
H
理论压头
（2）阻力损失：实际流体从泵进口 到出口有阻力损失。
Hhe g pz 2ug2 hf
第二章_流体输送机械 19
2 流体输送机械—2.1.3 离心泵的主要性能参数
2.1.3 离心泵的主要性能参数
（1）压头和流量
由b、c两截面间的柏努利方程：
pg b2 ub g 2Hh0pg c2 uc g 2hfb , c Hh0pcgpbuc22gub 2hfb , c
2 流体输送机械—2.1.4离心泵特性曲线 2.1.4 离心泵特性曲线（Characteristic
《流体输送机械》练习题及答案解析
《流体输送机械》练习题及答案解析一、填空题：1.（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m3/s，则泵的有效功率为________. ***答案*** 1472w2.（2分）离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______.***答案*** 泵壳; 叶轮; 泵轴3.（2分）离心泵的主要参数有:______,______,______,________.***答案*** 流量; 扬程; 功率; 效率4．（3分）离心泵的特性曲线有: _____________,_________________,___________________. ***答案*** 压头H～流量Q曲线；功率N～流量Q曲线；效率η～流量Q曲线5．（2分）离心泵的最大安装高度不会大于_______________. ***答案*** 10m6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：______________,________________.***答案*** 泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q7．（3分）调节泵流量的方法有：_____________,__________________,____________________. ***答案*** 改变出口阀门的开度；改变泵的转速；车削叶轮外径8.（3分）液体输送设备有：___________,___________,__________,___________,_______. ***答案*** 离心泵; 往复泵; 齿轮泵; 螺杆泵; 旋涡泵9.（3分）气体输送设备有:________,_________,___________.***答案*** 通风机; 鼓风机; 压缩机10.（3分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿____________**答案** 降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。
第二章流体输送机械
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。
流体输送输送机械-资料.ppt
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。
《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。
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。
流体输送机械1
离心泵的气(汽 蚀现象与允许安装高度 五、离心泵的气 汽)蚀现象与允许安装高度
1、气蚀 空蚀 现象 、气蚀(空蚀 空蚀)现象
气蚀产生的条 件叶片入口附近 K处的压强pK等 于或小于输送温 度下液体的饱和 蒸气压
气蚀产生的后果： • 气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲击的反 复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海棉状逐渐脱落 • 液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，与输送液体密度有关 。
2）黏度的影响 ） 当输送的液体黏度大于常温清水的黏度时， •泵的压头减小 •泵的流量减小 •泵的效率下降 •泵的轴功率增大 •泵的特性曲线发生改变，选泵时应根据原特性曲线进行修正 ，修正的方法见教材P95，例2-3。 液体运动黏度小于20cst(厘沲)时，如汽油、柴油、煤油 等黏度的影响可不修正。
B. 导叶轮
3）轴封装置 ） 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 轴封装置 填料密封： 填料密封 主要由填料函壳、软填料和填料压盖组 成，普通离心泵采用这种密封。 动环和固 动环 机械密封 主要由装在泵轴上随之转动的动环 机械密封： 密封 端面密封 定于泵壳上的静环 静环组成，两个环形端面 静环 由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动， 起到密封作用。
2）某一尺寸的叶轮外周经过切削而使D2变小，b2/D2变大 若切削使直径D2减小的幅度在20%以内，效率可视为不 变，并且切削前、后叶轮出口的截面积也可认为大致 相等, 此时有：
Q' D ' = 2 Q D 2
H' D ' 2 =( 2 ) H D 2
N' D ' 3 =( 2 ) N D 2
-------切割定律
化工机械手册流体输送机械书籍
化工机械手册流体输送机械书籍
以下是一些关于化工机械和流体输送机械的书籍推荐：
1. 《化工机械手册》(Chemical Engineering Handbook) - James Speight
这本手册是一个全面的指南，涵盖了化工机械的设计、操作和维护等方面的知识。
它包含了大量的实用信息和技术，对于从事化工机械领域的专业人士非常有用。
2. 《流体力学及其应用》(Fluid Mechanics and Its Applications) - Bernard Massey
这本书介绍了流体力学的基本原理和应用，包括流体流动的各种现象和特性。
它主要关注流体力学的应用于工程和机械设计领域，对于理解和分析流体输送机械的性能非常有帮助。
3. 《化工流体力学》(Chemical Engineering Fluid Mechanics) - Ron Darby, Raj P. Chhabra
这本书介绍了流体力学在化学工程领域的应用，包括流体流动的基本原理、传热和传质等方面的内容。
它提供了一些化工流体力学问题的实际案例和解决方法，对于理解和应用流体输送机械非常有帮助。
4. 《流体输送机械》(Fluid Transport Machinery) - Erle Twigg
这本书介绍了各种类型的流体输送机械，包括离心泵、容积泵、风机等。
它涵盖了流体输送机械的设计、选择、操作和维护等方面的知识，并提供了一些实际案例和计算方法。
这些书籍将为您提供关于化工机械和流体输送机械的全面知识，对于深入了解和应用这些领域的操作非常有帮助。
请根据您的具体需求选择适合的书籍进行阅读。
流体输送机械
流体输送机械流体输送机械1. 本章学习的⽬的通过学习,掌握液体输送设备的基本结构，⼯作原理和特征，可以根据输送任务的要求，正确选择输送设备的类型和规格，决定输送设备管路中的位置，计算所消耗的功率和运⾏管理，使输送设备能在⾼效率下可靠运⾏。
2. 本章重点掌握的内容离⼼泵的基本结构、⼯作原理、操作特性、安装及选型。
本章应掌握的内容通过和离⼼泵的对⽐，掌握往复式及其它液体输送机械的基本结构、⼯作原理、操作特性，特别是泵的启动及流量调节⽅法的不同。
本章⼀般了解的内容通过和液体输送机械的对⽐，了解⽓体输送机械的特性。
3. 本章学习中应注意的问题本章是流体流动原理的应⽤实例。
通过本章学习，加深对流体⼒学原理的理解，并从⼯程应⽤⾓度出发，达到经济、⾼效、安全实现流体输送。
概述:为了克服流动阻⼒，提⾼流体机械能，流体的输送在化⼯⽣产中⼗分常见。
其中，输送液体的设备称为泵；输送⽓体的设备则按其所产⽣压强的⾼低分别称之为通风机、⿎风机或压缩机。
就流体输送设备的⼯作原理⽽⾔，⼤致的分为以下四类：1）离⼼式2）往复式3）旋转式4）流体动⼒作⽤式第⼀部分液体输送机械第⼀节离⼼泵离⼼泵在化⼯⽣产中使⽤得⼗分⼴泛，例青岛海晶集团中的输液泵中有95%采⽤离⼼式泵。
离⼼泵具有以下优点：(1) 结构简单，操作容易，便于调节和⾃控。
(2) 流量均匀，效率较⾼。
(3) 流量和压头的适⽤范围较⼴。
(4) 适⽤于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体。
⼀、离⼼泵的⼯作原理与结构1．主要部件：1）叶轮：是离⼼泵的关键部件，叶轮通常由6～12⽚叶⽚组成，沿旋转⽅向后弯。
按结构可分为三种类型：①开式②半闭式③闭式其中，闭式叶轮——指叶轮前后两侧均有盖板，半闭式叶轮——只有后盖板。
2）泵壳：离⼼泵的泵壳通常为蜗⽜形，称为蜗壳。
由于液体在蜗壳中流动时流道渐宽，所以动能降低，转化为静压能，所以说泵壳不仅是汇集由叶轮流出的液体的部件，⽽且⼜是⼀个能量转化装置。
（即降低流动阻⼒损失⼜提⾼流体静压能）泵壳与叶轮间通常装有固定不动⽽带有叶⽚的导轮，使液体由叶轮眼渐缓通道逐渐流⼊泵堀，从⽽减少能量损失。
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使液体p u2/2
转换为其它形式 克服磨擦阻力
输送对象 液体→泵 气体→压缩机、鼓风机、通气机
工作原理
动力式（叶轮式）－离心式、轴流式 容积式（正位移式）－往复式、旋转式 其它形式→喷射式
实用文档
掌握要求
基本原理 主要结构 性能参数
选择、计算功率 确定安装位置
1. 流体输送机械的主要性能参数
扬程：离心泵对单位重量液体所提供的能量，又称 为离心泵的压头，以H表示，单位为m。
将速度表示为半径和角速度的乘积，有：
H T1 g(r2)22b V 2T gct2 g
对于一定的泵：r2，b2，2一定 ；当角速度一定时：
HTABVT
讨论： 后弯片：ctg2 >0 （2 <90°)， VT↑，HT↓ 径向片：ctg2 =0 （2 =90°) ，HT与VT无关 前弯片：ctg2 <0 （2 >90°) ，VT↑. HT↑
流道扩大 动能→静压
能 1） 离心力所做功－单位质量流体所接受的功
r 2F d rr 2r
r 1
r 1
2d r 2 2(r 2 2 r 1 2 ) u 2 2 2 u 1 2
2） 流道扩大，部分动能转化为静压能：
W 12
W
2 2
2 实用文档 g
因此，流体经过离心泵所增加 的静压能为：
Hp
流体输送机械
第十一讲 流体输送机械概述 离心泵特 性Chapter 11 Introduction of Fluid moving
Machinery & the Character of Centrifugal Pump
Keywords: Fluid Moving, Machinery, Centrifugal pump, Positive-displacement pump, Reciprocating pump, Rotary pump, Theoritical head, Actual head.
实用文档
主要内容
一.流体输送机械概述
1. 流体输送机械的主要性能参数 2. 管路特性
二. 离心泵特性
1. 工作原理和主要构件 2. 离心泵的基本方程 3. 实际特性曲线 4. 离心泵特性的影响因素
本节小结
实用文档
作业：11-1、11-
一.流体输送机械概述
流体输送机械： 给流体增加机械能的设备
机械能
1 90o
cos1 0
HT
u2c2c g
os2
离心泵的基本方程
为推导理论压头和流量的关系，需要进一步变换。
V T2r2b 2c2si2 n
由点2处的速度三角形，有：
c 2 co 2 u s 2 c 2 si2 n ct2g
整理得：H T u g 2 ( u 2 c 2 si2 实用c n 文档 2 t) g 1 g ( u 2 2 2 u 2 r 2 V T b 2 c2 t)
当管路系统和技术要求一定时，有：
K 28 g d 4(d l ) 8 2 g(l d 5le)
AZ p
g
均为定值，有：
HAKV2
实用文档
二. 离心泵特性
1. 工作原理和主要构件
原理 25m/s
1) 汲入管注满水 2) 给液体以动能、静压能, 15－
流道扩大 p↑→管路 3) 叶轮中心形成真空 po－pa
实用文档
离心泵的特性曲线（必须标明转速）
①Q↑ H ↓ ②Q↑ N↑ 出口阀
开启时关
③Q↑ 有最大值
实用文档
ห้องสมุดไป่ตู้
4. 离心泵特性的影响因素
1) 密度：Q=2r2b2sin2 与无关 H=u2c2cos2/g 与无关
↑ 、 离 心 力 ↑ 、 p↑ ， 除 以 g ， 压 头 不 变 [液柱] 2) 粘度：↑，流体阻力↑，H－Q下降急剧
实用文档
气缚：气体小、 离心力作用小、不 足以吸入。
动画
主要构件 叶轮
开式 半开式 闭式
加速，p↑ 沿叶片间隙，p↑
泵壳
封闭叶轮 排出汲入液体，转换能量
( 避免阻力损失，导向叶轮）
轴密封：填料密封、实机用械文档密封
动画
2. 离心泵的基本方程
从理论上分析离心泵中液体质点的运动状况，获得 离心泵压头和流量关系。 基本方程的导出：
W12W22 2g
u22u12 2g
则有：
HTW 12 2 g W 22u2 2 2 g u1 2c2 2 2 g c1 2
根据速度三角形的关系，有：
有：
W12c12u122c1u1cos1 W22c22u222c2u2cos2
H Tu2c2实c用文o 档 2sg u1c1co1s
在离心泵的设计中，为提高 理论压头，使
1) 叶片无限多，液体完全沿叶片弯曲表面流动 假设
2) ＝0，理想液体，无磨擦阻力损失
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u1 ，u2 随叶轮转动速度； W1 ，W2 沿叶片运动速度；c1 ， c2合速度
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泵给单位重量液体的机械能（ｍ） 对于进出口（Z不考虑）
HTp2 gp1c2 2 2 gc12HpHc
Hp 静压能↑ 离心力作功
注意：扬程不等于升扬高度。
流量：以体积流量表示的送液能力，以V或Q表示， 单位为m3/s，或m3/h。
有效功率： NeVgH
轴功率：电机输入离心泵的功率N，kW。
离心泵的效率： 实用文档 Ne 100%
N
依据右图，列伯努利方
程，有：
1
1
HZpg 2(ug2) hf
ΔZ
2
2
Δ Z : 升扬高度, 两水槽液面之间的高度差; H: 扬程, 泵提供能量的表示方法.
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2. 管路特性
对于一定的管路系统，流量V与所补充的能量H之间 的关系，称为管路特性。
依据右图，列伯努
ΔZ
利方程，有：
HZpg 2(ug2) hf 1
1
2
2
若忽略动能项，有：
HZpghf
hf
( l
d
)实用2文u档2g 又有：
u
V d2
/
4
整理得，管路特性方程为：
H Z p g 2 8 g (d l) V d 4 2 Z p g 8 ( l 2 g le ) V d 5 2
选用后弯片原因： ① 静压能比例↑
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速过大，冲击损失大
②前弯片流
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3. 实际特性曲线
① 容积损失：回漏，平衡孔 0.85~0.95 ② 压头损失：磨擦，边界层 0.8 ~ 0.9
叶片间环流（并非无限多）u２， c２比实际小 磨擦损失 Friction 与u2成正比。 冲击损失 2：设计值 ③ 机械损失：Ne/N= 有效功率 / 轴功率 轴功率： N=QHg/或N=QH/102(kw)