化工原理(第四版)谭天恩-第二章-流体输送机械

气缚现象 请点击观看动画
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《化工原理》电子教案/第二章
二．离心泵主要构件的结构及功能
1．叶轮 请点击观看动画 叶轮是离心泵的心脏部件，有2 至6 片弯曲的叶片。
闭式叶轮 敞式叶轮 半闭式叶轮
思考：三种叶轮中哪一种效率高？
闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，敞式叶轮 的内漏最大。 但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象
思考：由（1）、（2）可以得出什么结果？
由 ( 1 ) 液 体 在 泵 内 无 摩 擦 阻 力 损 失
由 ( 2 ) 流 体 与 叶 片 的 相 对 运 动 的 运 动 轨 迹
可 视 为 与 叶 片 形 状 相 同 。
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《化工原理》电子教案/第二章
理论压头H
液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种:
周向运动： ur
沿叶片表面的运动：处处与叶片相切，速度w
思考：u1、u2孰大？ w1 、w2孰大？
w2
2
c2
u2
《化工原理》电子教案/第二章
w1
c1
1
13
u1
理论压头H
在1与2之间列伯努利方程式，得：
H
p2
p1
c
2 2
c
2 1
g
2g
p2 g
p1
产生的原因：
原因一：离心力作功
1 kg液体受到的离心力为：Fc 2r
r2
r1
Fcdr
p2
p1
1
r2
2rdr
r1
12
2
r22
r12
u22 u12 2
《化工原理》电子教案/第二章
c2
2
c1
1
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理论压头H
H
p2
p1Βιβλιοθήκη c2 2c
2 1
g
2g
原因一：离心力作功
p2
p1
1
u22
u12 2
原因二：液体由1流到2时，由于流动通道逐渐扩大，
w逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。 c2
目录
第二章 流体输送机械
第一节 离心泵
一、离心泵的构造和工作原理 二、离心泵主要构件的结构及功能 三、离心泵的主要性能参数 四、离心泵的特性曲线 五、离心泵的工作点与流量调节
六、离心泵的安装高度 七、离心泵的类型、选用、安装与操作
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化工原理》电子教案/目录
目录
第二节 其它类型泵
一、其它叶片式泵 二、容积式泵 三、各类泵在化工生产中的应用
❖ 流量 Q，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。
可测量。
❖ 压头 H，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能 量，m。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：
pb ub2 H
g 2g
pc
g
uc2 2g
h0
hf
H pc pb pc(表) pb(真)
g
g
流量计
对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多 用机械密封。
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《化工原理》电子教案/第二章
三．离心泵的主要性能参数
离心泵的主要性能参数
转速 压流头量 轴功率和效率 允许汽蚀余量
铭 牌
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《化工原理》电子教案/第二章
❖ 转速
转速
三．离心泵的主要性能参数 压流头量
n，单位r.p.s或r.p.m
轴功率和效率 允许汽蚀余量
p2 p1
g
2
w12 w22 2g
2
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c1
1
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理论压头H
H u2 2u1 22 gw 1 2w2 2c2 22 gc1 2 根据余弦定理可知：
w 1 2c1 2u 1 22 c1u 1co1s w 2 2c2 2u 2 22 c2u 2co2s
Hc2u2cos2g c1u1co1 s
第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵
一、离心通风机 二、往复压缩机
2
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第二章 流体输送机械
液体输送机械
流体输送机械
气体压送机械
泵
通风机
鼓风机 压缩机
真 空 泵
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《化工原理》电子教案/第二章
第二章 流体输送机械
按泵的工作原理分:
叶片式：如 离心式、轴流式、混流式等
《化工原理》电子教案/第二章
w2 2
1
c2
u2
w1
c1
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u1
理论压头H
Hc2u2cos2g c1u1co1 s
r2
c2r
c2uc2
离心泵设计中，一般都使设计流量下的1=90 则cos1=0。于是
Hc2u2cgos2 c2u gu2
又 Q 2r2b2c2r
u2 c2u c2r
cot2
c2u
u2
Q
4. 轴封装置 ----减少泵内高压液体外流，或防止空气侵入泵内。
填料密封 请点击观看动画
填料如浸油或渗涂石墨的石棉带、碳纤维、氟纤维和膨胀石墨等， 填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以压盖调节到有液体成滴
状向外渗透。
机械密封 请点击观看动画
由两个光滑而密切贴合的金属环形面构成，动环随轴转动，静环 装在泵壳上固定不动，二者在泵运转时保持紧贴状态以防止渗漏。
2r2b2
cot2
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b2
w2
2 2
c2
2
c2u
u c2r 2
w1
c1
1 1 17
u1
理论压头H
r2
c2r
H 1 g u 2 2 2 Q r2 b 22c uo 2 t1 g r22 2 Q b 2co 2 t
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《化工原理》电子教案/第二章
二．离心泵主要构件的结构及功能
2．泵壳 呈蜗牛壳状
思考：泵壳的主要作用是什么？ ①汇集液体，并导出液体； ②能量转换装置（动能变静压能）
3．导轮 请点击观看动画 固定不动
思考：为什么导轮的弯曲方向与叶片 弯曲方向相反？ 答案见后面的内容
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《化工原理》电子教案/第二章
二．离心泵主要构件的结构及功能
泵轴
思考： 为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？
答案见后面的内容
《化工原理》电子教案/第二章
压 出 导 管
泵壳
叶轮
吸 入 导 管
底阀
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一、离心泵的构造和工作原理
2、离心泵的工作原理 请点击观看动画
思考： 流体在泵内都获得了哪几种能量？ 其中哪种能量占主导地位？
答案：动能和静压能，其中静压能占主导
思考：泵启动前为什么要灌满液体
特点：依靠旋转的叶片向液体传送机械能
泵容积式：如往复式、回转式等
特点：机械内部的工作容积不断发生变化。
其它式：射流式、旋泵涡等。
特点：工作原理无法归到上述两者的泵
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《化工原理》电子教案/第二章
第一节 离心泵
一、离心泵的构造和工作原理
1、离心泵的构造：请点击观看动画
1、叶 轮： 2、泵 壳： 3、泵 轴 及 轴 封 装：置
真空表 压力表
c
h0
b
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三．离心泵的主要性能参数
理论压头----理想情况下单位重量液体所获得的能量称为
理论压头，用H 表示。
泵的压头H与影响因素的关系式只能由实验测定，但 理想情况下的关系式则可理论推导得到。
(1)流 体 为 理 想 流 体 (2)叶 轮 的 叶 片 数 目 多为 ，无 且穷 叶 片 厚 度 不 计 。