第2章流体输送.

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1、西安工业大学北方信息工程学院机电信息系 任文轩 第第2 2章章 流体输送流体输送概概 述述一、流体输送的作用一、流体输送的作用 化工生产过程中，从原料的输入到成品的输出，每一道工序都在一定的流动状态下进行，流体输送机械为流体的流动提供能量。连续流动连续流动的各种物的各种物料或产品料或产品 由低处送至高处由低处送至高处 由低压送至高压设备由低压送至高压设备 克服管道阻力克服管道阻力 二、流体输送机械分类二、流体输送机械分类1. 1. 按输送流体分类按输送流体分类通风机通风机鼓风机鼓风机压缩机压缩机真空泵真空泵输送液体输送液体离心泵离心泵输送气体输送气体输送固体输送固体 气力输送气力输送泵的分类泵

2、的分类概概 述述二、流体输送机械分类二、流体输送机械分类2. 2. 按工作原理分类按工作原理分类概概 述述离心式离心式离心力作用于流体（离心泵）离心力作用于流体（离心泵）正位移式正位移式机械力推动流体（往复泵）机械力推动流体（往复泵）离心离心-位移式位移式离心力和机械力同时作用（旋涡泵）离心力和机械力同时作用（旋涡泵）泵的分类泵的分类2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.1 2.1.1 离心泵的构造及原理离心泵的构造及原理一、一、 离心泵的构造离心泵的构造 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

3、广，且购置费用和操作费均较低。因其具有典型性而重点加以介绍。2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.1 2.1.1 离心泵的构造及原理离心泵的构造及原理一、一、 离心泵的构造离心泵的构造吸入口吸入口排出管排出管泵轴泵轴轴封轴封泵壳泵壳叶轮叶轮2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.1 2.1.1 离心泵的构造及原理离心泵的构造及原理一、一、 离心泵的构造离心泵的构造(a) 闭式(b) 半闭式(c) 开式 叶轮是离心泵的叶轮是离心泵的关键关键部件部件，是流体获得机械能，是流体获得机械能的主要部件，的主要部件，作用是作用是将电将电动机的机械能传给液体，动机的机械能传给液体，

4、使液体的能量有所提高。使液体的能量有所提高。 叶轮转速一般可达叶轮转速一般可达1200120036003600转转/min/min。 离心泵的叶片一般为离心泵的叶片一般为后弯型（甩水型），叶片后弯型（甩水型），叶片数目较少，通常数目较少，通常4-64-6片。片。1. 叶轮2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.1 2.1.1 离心泵的构造及原理离心泵的构造及原理一、一、 离心泵的构造离心泵的构造2. 泵壳 从叶轮中抛出的流体从叶轮中抛出的流体汇集汇集到泵壳到泵壳中，泵壳是蜗壳形的中，泵壳是蜗壳形的, ,故其流道不断故其流道不断地扩大，高速的液体在泵壳中将大部地扩大，高速的液体在泵壳

5、中将大部份的份的动能动能转化为转化为静压能静压能，从而避免高，从而避免高速流体在泵体及管路内巨大的流动阻速流体在泵体及管路内巨大的流动阻力损失。因此泵壳不仅是液体的力损失。因此泵壳不仅是液体的汇集汇集器器，而且还是一个，而且还是一个能量转换装置能量转换装置。 2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.1 2.1.1 离心泵的构造及原理离心泵的构造及原理一、一、 离心泵的构造离心泵的构造3. 轴封装置 为保证安装在泵轴上的叶轮能够高速旋转，叶轮为保证安装在泵轴上的叶轮能够高速旋转，叶轮轴与泵体间必定要有间隙，因此，叶轮四周的高压流轴与泵体间必定要有间隙，因此，叶轮四周的高压流体会向外体

6、会向外漏液漏液。为了防止漏液，需要有密封装置，这。为了防止漏液，需要有密封装置，这种种泵轴与泵壳之间的密封泵轴与泵壳之间的密封称为称为轴封。轴封。密封方式密封方式填料密封填料密封适用于一般液体适用于一般液体机械密封机械密封适用于有腐蚀性易燃、易爆液体适用于有腐蚀性易燃、易爆液体2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.1 2.1.1 离心泵的构造及原理离心泵的构造及原理二、二、 离心泵的工作原理离心泵的工作原理 思考：思考：1.1.哪种叶轮效率最高？哪种叶轮效率最高？ 2. 2.为何要把高速流体转化为高压流体呢？为何要把高速流体转化为高压流体呢？ 3. 3.为何开泵前要先将液体充满泵

7、壳？为何开泵前要先将液体充满泵壳？2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.1 2.1.1 离心泵的构造及原理离心泵的构造及原理二、二、 离心泵的工作原理离心泵的工作原理 如果泵壳和管道内存有气体，由于空气密度远小于液体，叶轮旋转带动空气产生的离心力就小，泵壳内真空度小，泵入口处静压差小导致无法吸入液体流入泵内。这种泵内存气导致离心泵不能输送液体的现象称为“气缚现象”。2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.2 2.1.2 离心泵参数与特性曲线离心泵参数与特性曲线如何选用一台合适的离心泵？ 为了正确的选择和使用离心泵，需要了解离心泵的性能。离心泵的性能参数及相互之间的关系

8、是选泵和使用的依据。 离心泵的主要性能参数有流量、压头、效率、轴功率等。它们之间的关系常用特性曲线来表示。 特性曲线是在一定的转速下，用20清水在常压下实验测得的。2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.2 2.1.2 离心泵参数与特性曲线离心泵参数与特性曲线1. 流量流量2. 2. 扬程扬程H H：一、一、 离心泵的性能参数离心泵的性能参数 离心泵的流量指单位时间泵所输送的流体体积，一般用qv表示，单位m3 s-1或m3 h-1。 离心泵的流量与泵的尺寸、结构和转速有关。 扬程也称泵压头，指单位重量(1N)流体流经泵获得的能量，一般用H表示，单位J/N或者m(液柱)。 离心泵的扬

9、程与叶轮的几何尺寸、转速有关，即加大叶轮直径和提高转速均可提高泵的压头。2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.2 2.1.2 离心泵参数与特性曲线离心泵参数与特性曲线3. 泵的轴功率泵的轴功率4. 有效功率有效功率5. 效率效率一、一、 离心泵的性能参数离心泵的性能参数 指泵轴所需的功率，即电动机提供个泵轴的机械功率，常用P表示，单位W。 轴功率与电动机的功率有关，可以有电流表和电压表读书计算。P=IU。 由于离心泵在实际运转中存在各种能量损失，泵的实际功率小于理论值，因此把流体从泵获得的有效能量成为有效功率，常用Pe表示，单位W。 反映泵中能量损失大小的参数称为效率。即泵的有效

10、功率与轴功率之比，常用 表示。2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.2 2.1.2 离心泵参数与特性曲线离心泵参数与特性曲线二、二、 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 每台泵的性能参数都不同，为了使用方便，一般通过实验将这些参数绘成H-qv、P-qv、 -qv 曲线，统称为离心泵的特性曲线。2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.2 2.1.2 离心泵参数与特性曲线离心泵参数与特性曲线二、二、 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.2 2.1.2 离心泵参数与特性曲线离心泵参数与特性曲线二、二、 离心泵的特性曲线离心泵的特

11、性曲线上图中，对真空泵和压力表之间的液体列伯努利方程得：fhgugpzHgugpz2222212211则：guugpphHvM221220泵的扬程计算公式(2-1)2.1 2.1 离心泵及其计算离心泵及其计算2.1.2 2.1.2 离心泵参数与特性曲线离心泵参数与特性曲线二、二、 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 对于泵的有效功率Pe，假设泵对流体实际提供的能量为We，即每千克流体泵提供We焦耳的能量。gHqPve 单位时间t里，泵输送的流体质量为：)(kgtqv 则在单位时间t里，泵需要提供的能量为：)(JtqWev 而功率是单位时间提供的能量，所以：)()()(WWeqstJtWeqPvv