重庆大学化工原理 第二章流体输送机械PPT课件
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转速变化不到20%，效率基本不变。
➢ 叶轮直径：切割定律
qv1D 1;H 1(D 1)2;P 1(D 1)3 qv2 D 2 H2 D 2 P 2 D 2
流体输送机械
15
三、离心泵的工作点与流量调节 1.管路特性曲线
在截面1-1´与2-2 ´间列柏 努利方程，有：
p u2
Hzg 2g Hf
其中： u 2 0
管路特性方程： He f(qv)
泵特性方程： H(qv)
联立求解。
流体输送机械
20
3. 流量调节
（1）改变管路特性曲线 最简单的调节方法是在离心泵排出管线上安装调节。
改变阀门的开度，就是改变管路的阻力状况，从而使管路特 性曲线发生变化。
这种改变出口阀门开度调节流量的方法，操作简便、 灵活，流量可以连续变化，故应用较广，尤其适用于调节幅 度不大，而经常要改变流量的场合。但当阀门关小时，不仅 增加了管路的阻力，使增大的压头用于消耗阀门的附加阻力 上，且使泵在低效率下工作，经济上不合理。
Pe 100%
P
➢ 泵的有效功率 Pe qvgH
➢ 泵的轴功率为 P qv gH
流体输送机械
10
2.离心泵的特性曲线
离心泵特性曲线是在一定转速下，用20℃水测定， 由H-Q、P-Q、η-Q三条曲线组成。
一定转速、常压、20℃清水
流体输送机械
源自文库 11
➢ H-Q曲线：离心泵的压头在较大流量范围内随流量的增大 而减小。不同型号的离心泵，H-Q曲线的形状有所不同。
➢ 曲线的陡度与管路的阻力状况有关。高阻力管路系统的特 性曲线较陡峭，低阻力管路系统的特性曲线较平坦。
流体输送机械
19
2. 工作点 泵安装在特定的管路中，其特性曲线H-Q与管路
特性曲线He-Q的交点称为离心泵的工作点。若该点 所对应的效率在离心泵的高效率区，则该工作点是 适宜的。工作点所对应的流量与压头，可利用图解 法求取，也可由
n一定
H
~ qV
H ~ qV P ~ qV
P
qV
流体输送机械
14
3. 影响离心泵性能的主要因素
➢ 黏度：μ↑→qv↓，H↓，η↓，P↑； ➢ 密度：ρ↑→qv不变，H不变，η基本不变，P↑；
➢ 转速： 在η不变的情况下，比例定律
qv1n1;H1(n1)2;P 1(n1)3 qv2 n2 H2 n2 P2 n2
——表明离心泵无自吸能力
流体输送机械
9
二、离心泵的性能参数与特性曲线
1. 性能参数 2. ➢ 流量Q 离心泵单位时间内输送到管路系统的液体体积，m3/s ➢ 压头（扬程）H，单位重量的液体经离心泵后所获得的有效能量，J/N或
m液柱。 ➢ 轴功率P，指由电机输入离心泵泵轴的功率，W。 ➢ 有效功率Pe，指液体实际上从离心泵所获得的功率。 ➢ 效率η，反映泵内能量损失，主要有容积损失、水力损失、机械损失。
2g
特定的管路系统： z、 lle、 d、 一定
操作条件一定： p一 定
流体输送机械
16
p u2
Hzg 2g Hf
令
H0
z p
g
为一常数
而
认为流体流动进入阻力平方区，变化较小 。
令 k82gld 5流l体e输送机械亦为一常数
17
则
HH0kqV2 ——管路特性方程
H
管路特性曲线
工作点
z p g
03
3
不同类型的流体输送机械： ➢按输送流体的类型分：
泵、风机； ➢按工作原理分：
动力式（离心泵和离心风机）； 容积式（正位移式，如往复泵）； 喷射式（喷射泵）
流体输送机械
4
第一节 离心泵
一、离心泵的结构和工作原理 1、结构： 主要由叶轮和泵壳构成。
1-叶轮；2-泵壳，3-泵轴； 4-吸入管；5-底阀；6-压出管
泵特性曲线
qV
管路特性曲线表示在特定的管路系统中，输液
量与所需压头的关系，反映了被输送液体对输送机
械的能量要求。
流体输送机械
18
管路特性方程 HH0kqv2
➢ 其中
H0
z
令 p
g
k82gld 5le
➢ 管路特性曲线仅与管路的布局及操作条件有关，而与泵的 性能无关。
➢ 曲线的截距与两贮槽间液位差及操作压力差有关
1
第二章 流体输送机械
➢ 重点掌握离心泵的工作原理、正确的安装和使用及工 作点的调节；
➢ 了解往复泵的工作原理和流量调节的方法； ➢ 了解离心风机的主要性能指标及正确的安装和使用。
流体输送机械
整体概况
概况一
点击此处输入 相关文本内容
01
概况二
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02
概况三
点击此处输入 相关文本内容
且液体在泵壳内存在能量形式的转换，使流体获得以静压能 为主的机械能。 ➢ 系统的特点：吸入管径比压出管径大，一般安装底阀。
➢ 什么是离心泵的气缚现象？有何危害？如何消除？
流体输送机械
8
充液（灌泵） 排液: 出口切线方向 吸液：叶轮中心
由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体的 密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中心处 所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此 时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为 气缚现象。
流体输送机械
21
HH0kqv2
H0
z
p令
g
k82gld 5le
关小出口阀 le 管特线变陡 工作点左上移
H
M
1
M
M 2
qV ,H
q VM1
q VM
q VM2
n一定
H
~ qV
H ~ qV P ~ qV
P
qV
流体输送机械
12
➢ P-Q曲线：离心泵的轴功率随流量的增大而增大，当流量Q ＝0时，泵轴消耗的功率最小。因此离心泵启动时应关闭 出口阀门，使启动功率最小，以保护电机。
n一定
H
~ qV
H ~ qV P ~ qV
P
qV
流体输送机械
13
➢ η-Q曲线：开始泵的效率随流量的增大而增大，达到一最大值后，又 随流量的增加而下降。这说明离心泵在一定转速下有一最高效率点， 该点称为离心泵的设计点(额定点)。一般离心泵出厂时铭牌上标注的 性能参数均为最高效率点下之值。高效率区通常为最高效率的92％左 右的区域。
离心泵装置简图
流体输送机械
5
叶轮 作用 ：将原动机的能量传给液体，使液体静压能
及动能都有所提高——给能装置 按结构分为：
开式
半开（闭）式
流体输送机械
闭式
6
泵壳 作用：汇集叶轮甩出的液体；
实现动能到静压能的转换——转能装置； 减少能量损失。
流体输送机械
7
2、工作原理（以离心泵为例）
➢ 条件：一定安装高度下的泵壳内充满液体，且运行无泄漏。 ➢ 运行过程：依靠叶轮中液体作离心运动产生的压差吸入液体，
➢ 叶轮直径：切割定律
qv1D 1;H 1(D 1)2;P 1(D 1)3 qv2 D 2 H2 D 2 P 2 D 2
流体输送机械
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三、离心泵的工作点与流量调节 1.管路特性曲线
在截面1-1´与2-2 ´间列柏 努利方程，有：
p u2
Hzg 2g Hf
其中： u 2 0
管路特性方程： He f(qv)
泵特性方程： H(qv)
联立求解。
流体输送机械
20
3. 流量调节
（1）改变管路特性曲线 最简单的调节方法是在离心泵排出管线上安装调节。
改变阀门的开度，就是改变管路的阻力状况，从而使管路特 性曲线发生变化。
这种改变出口阀门开度调节流量的方法，操作简便、 灵活，流量可以连续变化，故应用较广，尤其适用于调节幅 度不大，而经常要改变流量的场合。但当阀门关小时，不仅 增加了管路的阻力，使增大的压头用于消耗阀门的附加阻力 上，且使泵在低效率下工作，经济上不合理。
Pe 100%
P
➢ 泵的有效功率 Pe qvgH
➢ 泵的轴功率为 P qv gH
流体输送机械
10
2.离心泵的特性曲线
离心泵特性曲线是在一定转速下，用20℃水测定， 由H-Q、P-Q、η-Q三条曲线组成。
一定转速、常压、20℃清水
流体输送机械
源自文库 11
➢ H-Q曲线：离心泵的压头在较大流量范围内随流量的增大 而减小。不同型号的离心泵，H-Q曲线的形状有所不同。
➢ 曲线的陡度与管路的阻力状况有关。高阻力管路系统的特 性曲线较陡峭，低阻力管路系统的特性曲线较平坦。
流体输送机械
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2. 工作点 泵安装在特定的管路中，其特性曲线H-Q与管路
特性曲线He-Q的交点称为离心泵的工作点。若该点 所对应的效率在离心泵的高效率区，则该工作点是 适宜的。工作点所对应的流量与压头，可利用图解 法求取，也可由
n一定
H
~ qV
H ~ qV P ~ qV
P
qV
流体输送机械
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3. 影响离心泵性能的主要因素
➢ 黏度：μ↑→qv↓，H↓，η↓，P↑； ➢ 密度：ρ↑→qv不变，H不变，η基本不变，P↑；
➢ 转速： 在η不变的情况下，比例定律
qv1n1;H1(n1)2;P 1(n1)3 qv2 n2 H2 n2 P2 n2
——表明离心泵无自吸能力
流体输送机械
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二、离心泵的性能参数与特性曲线
1. 性能参数 2. ➢ 流量Q 离心泵单位时间内输送到管路系统的液体体积，m3/s ➢ 压头（扬程）H，单位重量的液体经离心泵后所获得的有效能量，J/N或
m液柱。 ➢ 轴功率P，指由电机输入离心泵泵轴的功率，W。 ➢ 有效功率Pe，指液体实际上从离心泵所获得的功率。 ➢ 效率η，反映泵内能量损失，主要有容积损失、水力损失、机械损失。
2g
特定的管路系统： z、 lle、 d、 一定
操作条件一定： p一 定
流体输送机械
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p u2
Hzg 2g Hf
令
H0
z p
g
为一常数
而
认为流体流动进入阻力平方区，变化较小 。
令 k82gld 5流l体e输送机械亦为一常数
17
则
HH0kqV2 ——管路特性方程
H
管路特性曲线
工作点
z p g
03
3
不同类型的流体输送机械： ➢按输送流体的类型分：
泵、风机； ➢按工作原理分：
动力式（离心泵和离心风机）； 容积式（正位移式，如往复泵）； 喷射式（喷射泵）
流体输送机械
4
第一节 离心泵
一、离心泵的结构和工作原理 1、结构： 主要由叶轮和泵壳构成。
1-叶轮；2-泵壳，3-泵轴； 4-吸入管；5-底阀；6-压出管
泵特性曲线
qV
管路特性曲线表示在特定的管路系统中，输液
量与所需压头的关系，反映了被输送液体对输送机
械的能量要求。
流体输送机械
18
管路特性方程 HH0kqv2
➢ 其中
H0
z
令 p
g
k82gld 5le
➢ 管路特性曲线仅与管路的布局及操作条件有关，而与泵的 性能无关。
➢ 曲线的截距与两贮槽间液位差及操作压力差有关
1
第二章 流体输送机械
➢ 重点掌握离心泵的工作原理、正确的安装和使用及工 作点的调节；
➢ 了解往复泵的工作原理和流量调节的方法； ➢ 了解离心风机的主要性能指标及正确的安装和使用。
流体输送机械
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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且液体在泵壳内存在能量形式的转换，使流体获得以静压能 为主的机械能。 ➢ 系统的特点：吸入管径比压出管径大，一般安装底阀。
➢ 什么是离心泵的气缚现象？有何危害？如何消除？
流体输送机械
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充液（灌泵） 排液: 出口切线方向 吸液：叶轮中心
由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体的 密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中心处 所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此 时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为 气缚现象。
流体输送机械
21
HH0kqv2
H0
z
p令
g
k82gld 5le
关小出口阀 le 管特线变陡 工作点左上移
H
M
1
M
M 2
qV ,H
q VM1
q VM
q VM2
n一定
H
~ qV
H ~ qV P ~ qV
P
qV
流体输送机械
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➢ P-Q曲线：离心泵的轴功率随流量的增大而增大，当流量Q ＝0时，泵轴消耗的功率最小。因此离心泵启动时应关闭 出口阀门，使启动功率最小，以保护电机。
n一定
H
~ qV
H ~ qV P ~ qV
P
qV
流体输送机械
13
➢ η-Q曲线：开始泵的效率随流量的增大而增大，达到一最大值后，又 随流量的增加而下降。这说明离心泵在一定转速下有一最高效率点， 该点称为离心泵的设计点(额定点)。一般离心泵出厂时铭牌上标注的 性能参数均为最高效率点下之值。高效率区通常为最高效率的92％左 右的区域。
离心泵装置简图
流体输送机械
5
叶轮 作用 ：将原动机的能量传给液体，使液体静压能
及动能都有所提高——给能装置 按结构分为：
开式
半开（闭）式
流体输送机械
闭式
6
泵壳 作用：汇集叶轮甩出的液体；
实现动能到静压能的转换——转能装置； 减少能量损失。
流体输送机械
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2、工作原理（以离心泵为例）
➢ 条件：一定安装高度下的泵壳内充满液体，且运行无泄漏。 ➢ 运行过程：依靠叶轮中液体作离心运动产生的压差吸入液体，