第二章流体输送设备
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➣允许吸上真空高度(Hs’)
p1
1
1 Hg p
00
0
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣必须气蚀余量(NPSH)r
考虑泵运行期间的生产条件波动,则实际的安装高度:
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
六、离心泵的工作点与调节
➣工作点： ◆泵的特性曲线
扬 泵的特性曲线
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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，
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
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣用途：输送气体、产生高压、产生真空。 ➣分类： 工作原理：离心式、容积式。 用途：
通风机： 鼓风机： 压缩机： 真空泵：
出口压强不大于15 kPa(表压)， 出口压强为15 kPa～0.3MPa(表压)，
出口压强0.3MPa以上(表压)， 用于减压抽吸，出口压强为大气压，
压缩比为1～1.5 压缩比小于4 压缩比大于4
程
工作点
H
◆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
流量 Q
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣组合操作（同型号：H=C-KQ2 ）
◆并联 并联后H’=H,Q’=2Q 并联后的特性：H’=C-K(Q’/2)2 ◆串联（同型号）：
➣耐腐蚀泵（F型） 40FM1-26 ：40—吸入口直径，M—与流体接触部件的材料代 号，1—轴封类型代号；26—扬程
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣油泵（Y型）：双吸式为YS。
100Y-120×2A ： 2—叶轮级数，A—叶轮切割次数
➣杂质泵（P型） ➣液下泵 ➣屏蔽泵
IS型：Q=4.5~360m3/h，H=8~98m。 D型：级数一般为2~9级，最多可达12级。 Q=10.8~850m3/h; H=14~351m，。 Sh型：Q=1120~12500m3/h , H=9~140m， 。 IS65-40-250:65—吸入口直径；40—排除口直径； 250—叶轮直径
安装高度受限。
流量不均匀、不连续。流量只与泵有 流量均匀、连续。流量、扬程不仅与
关，扬程只与管路有关。
泵有关，还与管路有关。
流量调节：旁路、改变冲程或频率。
流量调节：出口阀、改变转速、组合 操作
启动：循环阀全开。适用于小流量、 高压头的情况下输送高粘度的液体。 启动：出口阀全关。 效率高。
材料与化学工程系
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/10
第二章流体输送设备
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
§ 2-1-3 其它类型泵
一、计量泵
适用于要求输液量十分准确或几种液体要求按一定配比输送。
二、齿轮泵
适用于输送高粘度液体或糊状物料。
三、螺杆泵
螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于输送高粘度液体。
四、隔膜泵
五、旋涡泵
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-2气体输送和压缩机
机容水 械积力 损损损 失失失
N
Ne
➣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
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
四、离心泵性能改变和换算
Hale Waihona Puke Baidu
➣液体物性的影响
◆密度
◆粘度(ν<20×10-6m2/s)
➣离心泵转速(<20%)
1
1
He~Qe的关系曲线
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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：
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：
动压头差可忽略不计
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-0 概述
He~Qe的关系只与管路的布置有关。
第二章流体输送设备
2020/12/10
第二章流体输送设备
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。
β>90° β=90° β<90°
◆ QT对理论扬程的影响： 为什么工业上常采用后弯叶片？
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
三、离心泵的主要性能参数与特性曲线
➣离心泵的主要性能参数
◆流量（Q）：L/s或m3/h。Q=f（结构、尺寸、转速）。安装
在管路中离心泵的流量还与管路特性有关。
§ 2-1-2 往复泵 一、往复泵的工作原理 二、往复泵的特性 ➣往复泵的扬程：往复泵的扬程与泵的几何尺寸无关。 ➣往复泵的流量：往复泵的流量只与泵的几何尺寸、活塞的 往复频率、冲程等有关。 ➣理论流量：
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
实际流量： Q=ηvQT ηv，中型往复泵为0.9~0.95 ➣流量不均匀性
串联后H’=2H,Q’=Q。 串联后的特性：H’=2C-2KQ2
◆选择原则： 单台：H=C-KQ2，管路：He=A+BQe2。 1）C<A只能选择串联；2）B较小，并联；3）B较大，串 联操作。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
七、离心泵的类型 ➣清水泵（IS型、D型、Sh型）：用于输送清水及与水物 性相似的液体。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-2气体输送和压缩机
一、离心通风机
➣结构：与离心泵相似。
➣特点：叶片数量多、短，有径向、前弯、后弯，流道多 呈矩形。
➣分类：
低压离心通风机： 中压离心通风机：
出口风压小于1.0 kPa(表压) 出口风压1.0～3.0 k Pa(表压)
高压离心通风机：
出口风压3.0～15.0 k Pa(表压)
➣主要性能参数
风量(Q) 风压(HT)、效率η、轴功率N
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-2气体输送和压缩机
二、离心鼓风机和压缩机
三、罗茨鼓风机
◆结构及工作原理
◆操作与调节
四、往复式压缩机
➣主要部件
➣工作原理
➣工作循环：压缩——排气——膨胀——吸气
➣容积系数
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
◆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
◆效率：容积效率（容积损失）， 扬
水力效率（水力损失），机械效
程
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
材料与化学工程系
流量
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
◆轴功率(N): W(kW)
不
同
转
速
下
➣离心泵叶轮直径
的 速
度
三
角
形
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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
Hg p
2)气蚀现象与气缚现象有什么 异同？？
0
0
0
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
§2-2气体输送和压缩机
绝热压 缩 等温压 缩
单级压缩
材料与化学工程系
多级压缩
第二章流体输送设备
复习
一、基本概念
流体输送设备的类型；离心泵的主要部件及其作用；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、换算和应用及设计点；离心 泵的工作点及其调节方法；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；泵的安装高度及其计算；离心泵的主要 类型及型号表示、选择原则；正位移式输送设备的特点及操 作要点。
➣特性曲线与工作点 工作点流量不随管路特性改变。
三、往复泵的流量调节
➣旁路调节 ➣改变活塞冲程及频率
※安装高度有限制吗？为什么？
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
四、往复泵与离心泵的比较
往复泵
离心泵
具有自吸能力、启动前不需灌泵，安 不具有自吸能力、启动前需要灌泵，
装高度受限。
机械能守衡；3）动量矩增量与作功的关系。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣理论流量QT
则:QT=πD2b2cr2
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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。
八、泵的选用与校核及使用
选
泵
用
设 计
的
型
已知：管路布置情况，管路的流 量任务。求：选择合适的泵，并 确定泵在管路中的安装高度
计
算
操 校作
核型
已知：管路布置情况，管路的流量 任务，泵的型号。求：该泵是否合 用，能否正常操作。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣离心泵的安装与使用 ◆最大安装高度 ◆灌泵 ◆出口阀 ◆定期检查和维修
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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
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
➣液体通过叶轮的流动 速度三角形：
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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
p1
1
1 Hg p
00
0
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣必须气蚀余量(NPSH)r
考虑泵运行期间的生产条件波动,则实际的安装高度:
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
六、离心泵的工作点与调节
➣工作点： ◆泵的特性曲线
扬 泵的特性曲线
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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，
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
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣用途：输送气体、产生高压、产生真空。 ➣分类： 工作原理：离心式、容积式。 用途：
通风机： 鼓风机： 压缩机： 真空泵：
出口压强不大于15 kPa(表压)， 出口压强为15 kPa～0.3MPa(表压)，
出口压强0.3MPa以上(表压)， 用于减压抽吸，出口压强为大气压，
压缩比为1～1.5 压缩比小于4 压缩比大于4
程
工作点
H
◆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
流量 Q
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣组合操作（同型号：H=C-KQ2 ）
◆并联 并联后H’=H,Q’=2Q 并联后的特性：H’=C-K(Q’/2)2 ◆串联（同型号）：
➣耐腐蚀泵（F型） 40FM1-26 ：40—吸入口直径，M—与流体接触部件的材料代 号，1—轴封类型代号；26—扬程
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣油泵（Y型）：双吸式为YS。
100Y-120×2A ： 2—叶轮级数，A—叶轮切割次数
➣杂质泵（P型） ➣液下泵 ➣屏蔽泵
IS型：Q=4.5~360m3/h，H=8~98m。 D型：级数一般为2~9级，最多可达12级。 Q=10.8~850m3/h; H=14~351m，。 Sh型：Q=1120~12500m3/h , H=9~140m， 。 IS65-40-250:65—吸入口直径；40—排除口直径； 250—叶轮直径
安装高度受限。
流量不均匀、不连续。流量只与泵有 流量均匀、连续。流量、扬程不仅与
关，扬程只与管路有关。
泵有关，还与管路有关。
流量调节：旁路、改变冲程或频率。
流量调节：出口阀、改变转速、组合 操作
启动：循环阀全开。适用于小流量、 高压头的情况下输送高粘度的液体。 启动：出口阀全关。 效率高。
材料与化学工程系
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第二章流体输送设备
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
§ 2-1-3 其它类型泵
一、计量泵
适用于要求输液量十分准确或几种液体要求按一定配比输送。
二、齿轮泵
适用于输送高粘度液体或糊状物料。
三、螺杆泵
螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于输送高粘度液体。
四、隔膜泵
五、旋涡泵
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-2气体输送和压缩机
机容水 械积力 损损损 失失失
N
Ne
➣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
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
四、离心泵性能改变和换算
Hale Waihona Puke Baidu
➣液体物性的影响
◆密度
◆粘度(ν<20×10-6m2/s)
➣离心泵转速(<20%)
1
1
He~Qe的关系曲线
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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：
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：
动压头差可忽略不计
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-0 概述
He~Qe的关系只与管路的布置有关。
第二章流体输送设备
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第二章流体输送设备
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。
β>90° β=90° β<90°
◆ QT对理论扬程的影响： 为什么工业上常采用后弯叶片？
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
三、离心泵的主要性能参数与特性曲线
➣离心泵的主要性能参数
◆流量（Q）：L/s或m3/h。Q=f（结构、尺寸、转速）。安装
在管路中离心泵的流量还与管路特性有关。
§ 2-1-2 往复泵 一、往复泵的工作原理 二、往复泵的特性 ➣往复泵的扬程：往复泵的扬程与泵的几何尺寸无关。 ➣往复泵的流量：往复泵的流量只与泵的几何尺寸、活塞的 往复频率、冲程等有关。 ➣理论流量：
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
实际流量： Q=ηvQT ηv，中型往复泵为0.9~0.95 ➣流量不均匀性
串联后H’=2H,Q’=Q。 串联后的特性：H’=2C-2KQ2
◆选择原则： 单台：H=C-KQ2，管路：He=A+BQe2。 1）C<A只能选择串联；2）B较小，并联；3）B较大，串 联操作。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
七、离心泵的类型 ➣清水泵（IS型、D型、Sh型）：用于输送清水及与水物 性相似的液体。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-2气体输送和压缩机
一、离心通风机
➣结构：与离心泵相似。
➣特点：叶片数量多、短，有径向、前弯、后弯，流道多 呈矩形。
➣分类：
低压离心通风机： 中压离心通风机：
出口风压小于1.0 kPa(表压) 出口风压1.0～3.0 k Pa(表压)
高压离心通风机：
出口风压3.0～15.0 k Pa(表压)
➣主要性能参数
风量(Q) 风压(HT)、效率η、轴功率N
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-2气体输送和压缩机
二、离心鼓风机和压缩机
三、罗茨鼓风机
◆结构及工作原理
◆操作与调节
四、往复式压缩机
➣主要部件
➣工作原理
➣工作循环：压缩——排气——膨胀——吸气
➣容积系数
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
◆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
◆效率：容积效率（容积损失）， 扬
水力效率（水力损失），机械效
程
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
材料与化学工程系
流量
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
◆轴功率(N): W(kW)
不
同
转
速
下
➣离心泵叶轮直径
的 速
度
三
角
形
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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
Hg p
2)气蚀现象与气缚现象有什么 异同？？
0
0
0
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
§2-2气体输送和压缩机
绝热压 缩 等温压 缩
单级压缩
材料与化学工程系
多级压缩
第二章流体输送设备
复习
一、基本概念
流体输送设备的类型；离心泵的主要部件及其作用；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、换算和应用及设计点；离心 泵的工作点及其调节方法；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；泵的安装高度及其计算；离心泵的主要 类型及型号表示、选择原则；正位移式输送设备的特点及操 作要点。
➣特性曲线与工作点 工作点流量不随管路特性改变。
三、往复泵的流量调节
➣旁路调节 ➣改变活塞冲程及频率
※安装高度有限制吗？为什么？
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第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
四、往复泵与离心泵的比较
往复泵
离心泵
具有自吸能力、启动前不需灌泵，安 不具有自吸能力、启动前需要灌泵，
装高度受限。
机械能守衡；3）动量矩增量与作功的关系。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣理论流量QT
则:QT=πD2b2cr2
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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。
八、泵的选用与校核及使用
选
泵
用
设 计
的
型
已知：管路布置情况，管路的流 量任务。求：选择合适的泵，并 确定泵在管路中的安装高度
计
算
操 校作
核型
已知：管路布置情况，管路的流量 任务，泵的型号。求：该泵是否合 用，能否正常操作。
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§2-1 液体输送机械
➣离心泵的安装与使用 ◆最大安装高度 ◆灌泵 ◆出口阀 ◆定期检查和维修
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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
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➣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
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
➣液体通过叶轮的流动 速度三角形：
材料与化学工程系
第二章流体输送设备
§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