流體輸送PPT課件

1、 離心泵（centrifugal pump）是生產(chǎn)中最常用的液體輸送機械2.1A 離心泵的工作原理離心泵的工作原理 泵由一組彎曲葉片組成的葉輪1置于泵殼2內(nèi)葉輪被緊固在泵軸3上 泵殼中央的吸入口4與吸入管路5連接 排出口8與排出管路9相連接第1頁/共52頁2.1B 離心泵的主要部件離心泵的主要部件1.葉輪葉輪 通常有開式、半開式和閉式 2.泵殼泵殼 呈蝸牛殼形，有時在葉輪和泵殼之間 安裝一個導(dǎo)輪。3. 軸封裝置軸封裝置 填料密封，機械密封3導(dǎo)輪1泵殼2葉輪第2頁/共52頁2.2A 離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù)1. .流量流量qv泵在單位時間內(nèi)排出的液體體積, m3/s2.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速

2、n泵軸單位時間轉(zhuǎn)動周數(shù)，r/s, r/min3.揚程揚程 H泵給予單位重量（1N）液體的能量，m (即J/N)(m)Hgugpzw/gHf22/ghHff液體流經(jīng)泵的壓頭損失，m 第3頁/共52頁4.功率功率軸功率P 指由原動機傳給泵軸的功率，單位W有效功率Pe單位時間流體經(jīng)泵得到的能量(W)meqwPw =Hg qm = qv5.效率效率=Pe / PP = Pe /這些性能參數(shù)間是相互影響的Pe=qvHg (W)第4頁/共52頁2.2B 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 性能參數(shù)間的關(guān)系繪成曲線稱為離心泵的特性曲線（Characteristic curves） 離心泵的特性曲線一般指在轉(zhuǎn)速

3、 n 一定時三條曲線： HqvP qvqvqv曲線有最高點第5頁/共52頁習(xí)題1（p.78） 求離心泵的壓頭H吸入管d1 = 350mm,吸入口pvm = 29.3kPa,排出管d2 = 310mm，排出口pg = 350kPa，兩表間垂直距離350mm,流量540m3/h解1.56m/s0.350.785540/360021u1.99m/s0.310.785540/360022u9.8121.561.999.819993793000.352222gugpzHp = pg + pvm = 350+29.3 = 379.3 kPa=39.1m第6頁/共52頁2.3A 離心泵的安裝高度離心泵的安裝

4、高度 離心泵吸入口中心到貯液面的垂直高度Hg 防止汽蝕的產(chǎn)生，要求p1pv ,使泵Hg受限。 汽蝕：當p1pv,液體沸騰汽化，又被壓縮，V ,液體質(zhì)點急劇補位沖擊對泵葉片的損傷 求Hg 常用兩法：通過允許吸上真空高度Hs汽蝕余量h第7頁/共52頁1.允許吸上真空高度允許吸上真空高度HsgppHas10-0和1-1間伯努利方程：fgHgugpHgp22110fH液體經(jīng)吸入管的壓頭損失，mfgHgugpgpH22110fsgHguHH221 離心泵的Hs值由制造廠在樣本或說明書中給出第8頁/共52頁如環(huán)境非標準大氣壓,液體非溫度20水,Hs應(yīng)校正： 24010.HHHHvass大氣壓頭飽和蒸汽壓頭

5、2.汽蝕余量汽蝕余量h 泵入口處液體的靜壓頭與動壓頭之和超過其飽和蒸汽壓頭的某一最小指定值gp)gugp(hv2211fvgHhgpgpH0fgHgugpgpH22110第9頁/共52頁2.3B 離心泵的工作點離心泵的工作點1.管路特性曲線管路特性曲線(m)HgugpzHf22令gpzA 02gu2fHAHgu)dll(Hef22令528dllgBe2vBqAHudqv2424dquv2528vef)qdll(gH第10頁/共52頁2. 離心泵的工作點離心泵的工作點 將離心泵的特性曲線II和管路特性曲線I繪制在同一壓頭-流量坐標圖上 兩曲線相交點M, 是離心泵在該管路中的工作點（duty po

6、int） 若工作點所對應(yīng)效率在最高效率區(qū)，則該工作點是適宜的3. 流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié) 可以采用流量調(diào)節(jié)改變管路特性曲線,或者改變泵的特性曲線, 改變泵的工作點M,使工作點處于高效率區(qū)。第11頁/共52頁習(xí)題5（p.78）離心泵的安裝高度 2B31型，流量20m3/h,吸入管壓頭損失1.5m,動壓頭可忽略，允許吸上真空高度7.2m,（1）pa = 98.1kPa,輸送20清水；（2）pa = 98.1kPa,輸送60清水；（3）在拉薩（海拔3658m）,輸送20清水解fsgHguHH221 0.2410vassHHHH（1）Ha =10m, Hv = 0.24m6.3m1.57.2fsgHHH(2

7、) 查60水，pv = 19.9kPa第12頁/共52頁5.41m0.242.037.20.24vssHHH3.91m1.55.41fsgHHH(3)66.1kPae101.32938.31436589.810.029RTMgh0aepp6.75m9.819981066.13gpHaa3.95m106.757.210HHHass2.45m1.53.95fsgHHH2.03m9.819981019.93gpHvv第13頁/共52頁 例 某離心泵qv = 280L/min, H = 18m,問該泵能否將密度1060kg/m3的液體以流量15m3/h從敞口槽送到高8.5m,表壓300kPa的設(shè)備中.

8、管路763.5mm, l+le = 124m,=0.03。解/sm104.67/6010280(1)333vq泵H = 18m/sm104.1715/3600(2)33vq統(tǒng)管路系1.12m/s0.0690.785104.1723/Aquv第14頁/共52頁1.12m/s0.0690.785104.1723/Aquv3.45m9.8121.120.0691240.03222gudlHffHgugpZH223.459.821.129.810603000008.5240.9mH兩者qv相近，但泵H遠小于管路系統(tǒng)所需H ， 不能完成第15頁/共52頁2-5 2-5 往復(fù)泵往復(fù)泵2.5A 2.5A 往

9、復(fù)泵的工作原理2.5B 2.5B 往復(fù)泵的輸液量和流量調(diào)節(jié)2-62-6 旋轉(zhuǎn)泵旋轉(zhuǎn)泵 除離心泵外，其他類型的泵：往復(fù)泵和旋轉(zhuǎn)泵都屬正位移泵，流量只與活塞和轉(zhuǎn)子的位移有關(guān)第16頁/共52頁2.5A 往復(fù)泵的工作原理往復(fù)泵的工作原理 往復(fù)泵（reciprocating pump）主要由泵缸1,活塞或柱塞2，吸入閥3，排出閥4等所組成 當活塞自左至右移動時，工作室容積增大，形成低壓,吸入管內(nèi)液體推開吸入閥進入工作室 當活塞由右至左移動時，吸入閥受壓而關(guān)閉，排出閥被高壓液體推開，缸內(nèi)液體被壓入排出管路。第17頁/共52頁往復(fù)泵有多種形式壓頭較高的液體輸送用柱塞泵柱塞泵輸送腐蝕性強的液體用隔膜泵隔膜泵2

10、柱塞5隔膜第18頁/共52頁2.5B 往復(fù)泵的輸液量和流量調(diào)節(jié)往復(fù)泵的輸液量和流量調(diào)節(jié)1. 往復(fù)泵的輸液量往復(fù)泵的輸液量單缸單動往復(fù)泵的理論平均流量：sndAsnqvt24單缸雙動：)sndD(a)snA(qvt22242三柱塞往復(fù)泵：qvt=3Asn實際平均輸出液量：vtvvqq s沖程，m第19頁/共52頁2.往復(fù)泵的特性曲線往復(fù)泵的特性曲線理論上往復(fù)泵流量qv與壓頭H無關(guān) 象往復(fù)泵這類泵，流量只與活塞的位移有關(guān)而與管路無關(guān)；而其揚程只與管路情況有關(guān)而與流量無關(guān)：此即為正位移泵其特性曲線：qvt與H無關(guān)qv當H較大而稍有3.流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)(1)改變s和n(2)安回流支路第20頁/共52頁

11、2-62-6 旋轉(zhuǎn)泵旋轉(zhuǎn)泵 旋轉(zhuǎn)泵（rotary pump） 依靠泵體內(nèi)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作用而吸入和排出液體旋轉(zhuǎn)泵也屬于正位移泵羅茨泵滑板泵 齒輪泵螺桿泵第21頁/共52頁氣體輸送機械可按其終壓分成四類1.通風(fēng)機終壓 p2 15kPa (表壓) , 壓縮比 p2 /p1=11.152.鼓風(fēng)機終壓 p2:15300kPa (表壓)， p2 /p1300kPa (表壓)，p2 / p144. 真空泵使 p1 p2，一般 p2 = pa通風(fēng)機和鼓風(fēng)機通稱為風(fēng)機第22頁/共52頁2.7A 通風(fēng)機通風(fēng)機 食品工業(yè)中常用的通風(fēng)機（fan）有軸流式和離心 式兩類。廣泛使用離心式通風(fēng)機（centrifugal fa

12、n）。按風(fēng)壓大小分：（1）低壓離心通風(fēng)機 風(fēng)壓 1kPa ( 表壓)（2）中壓離心通風(fēng)機 風(fēng)壓為13kPa (表壓)（3）高壓離心通風(fēng)機 風(fēng)壓為315kPa (表壓)1. 離心式通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)和工作原理離心式通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)類似離心泵，主要由葉輪、機殼和機座組成第23頁/共52頁2.離心式通風(fēng)機的性能參數(shù)離心式通風(fēng)機的性能參數(shù)(1) 風(fēng)量 qv 以吸入狀態(tài)計的體積流量，常用m3/h(2) 風(fēng)壓全風(fēng)壓wptfthuu)p(p)zg(zp221221212(Pa)（z2-z1）較小,hf也可忽略pt= (p2-p1)+u22/2 (Pa)式中，p2 -p1= pst 稱靜風(fēng)壓u22/2 =

13、 pd 稱動風(fēng)壓pt= pst+ pd第24頁/共52頁(3)功率有效功率 Pe= pt qv (W)(4)效率 =Pe /P2.7B 鼓風(fēng)機鼓風(fēng)機1.離心鼓風(fēng)機單級離心鼓風(fēng)機 pt30kPa需風(fēng)壓較高，采多級鼓風(fēng)機（幾個葉輪串聯(lián)）2.旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機pt80kPa 羅茨鼓風(fēng)機 結(jié)構(gòu)原理與羅茨泵相似，橢圓形機殼內(nèi)裝有兩個轉(zhuǎn)子。定n時，qv與pt無關(guān)。第25頁/共52頁2-8 往復(fù)壓縮機的工作原理往復(fù)壓縮機的工作原理 2.8A 理想壓縮循環(huán)2.8B 有余隙壓縮循環(huán)2-9 往復(fù)壓縮機的性能往復(fù)壓縮機的性能2.9A 往復(fù)壓縮機的主要性能參數(shù)2.9B 多級壓縮 壓縮機( compressor)是應(yīng)用較廣的氣

14、體輸送機械之一第26頁/共52頁2.8A 理想壓縮循環(huán)理想壓縮循環(huán)理想壓縮循環(huán)假設(shè)：理想氣體，無阻力損失，無泄漏，無余隙理想壓縮循環(huán)四步構(gòu)成：吸氣、壓縮、排氣 和瞬時降壓pVp14123p2.吸氣過程 (41) WI = -p1V1. 壓縮過程 (12）21VVIIpdVW第27頁/共52頁（1）壓縮是等溫過程 如果可逆211121VVlnVpVVnRTlnWII（2） 壓縮是絕熱過程kkkVpVpconstpV2211或或k-氣體的絕熱指數(shù)，vpcck )VpV(pkWII112211（3）壓縮是多變過程mmmVpVpconstpV2211或或m-氣體的多變指數(shù) 1 m100, 氣體為黏性態(tài)

15、；當100X/Y 1/3, 氣體為過渡態(tài)；當 X/Y 1/3, 氣體為分子態(tài)。(1)低壓氣體的狀態(tài)(2)低壓氣體流動區(qū)域的劃分設(shè)：管道是直徑為D的圓管442DDLLD/AVDDAVYX444諾森數(shù)D1/3 100分子流 中間流 粘性流第41頁/共52頁2.真空導(dǎo)管中氣體的流量（1）體積流量 qv qv=Au (m3/s)（2）分子流量 N N=qvn (s-1)（3）通流量 qv qv=qvp3.流導(dǎo)C三種流量的關(guān)系式：qv= qv p = qvnkT = N kT穩(wěn)定流動：N = qv1n1 = qv2n2N = C（n1-n2） (s-1)或 /CnnN121類似于歐姆定律RUUI21C

16、導(dǎo)管的流導(dǎo), m3/s1/C 導(dǎo)管的流阻第42頁/共52頁qv= C ( p1- p2 )對于長徑比L/D 20的圓長管，層流時，pC)pC(ppAupqqvv21232DLup 而22324DLuCpuDpLDC1284N = C（n1-n2）第43頁/共52頁4.抽速泵的抽速 Sp ，單位為m3/s SpCpppS導(dǎo)管流導(dǎo)為C,容器抽速S = ?qv=Sp=Sppp=C( p-pp)Sppp=C p-C pp(Sp+C )Pp=C pCSC/pppp/ppSSppCSCSSpp真空技術(shù)的基本方程第44頁/共52頁 例 用流導(dǎo)40L/s的管道連以泵抽速為120L/s的真空泵使罐中氣體抽去0.

17、6m3,需時多少? 解CSCSpp4012040120S30L/st = V/S= 600/30 = 20 sSpCpppSC = 40 L/sSp = 120L/s第45頁/共52頁2-11 2-11 真空泵 2.11A 真空泵的分類和性能真空泵的分類和性能1.真空的獲得方法(1) 利用排氣的方法獲得真空(2) 利用吸氣劑獲得真空(3) 利用冷凝吸附作用獲得真空2.真空泵的分類(1)容積真空泵 回轉(zhuǎn)件或活塞在泵腔內(nèi)運動，使 工作室容積變化而抽氣(2) 射流真空泵 利用通過噴嘴的高速射流抽氣(3) 其他類型真空泵 分子篩吸附泵、鈦升華泵等第46頁/共52頁2.真空泵的性能參數(shù)(1) 抽氣速率 泵吸入口狀態(tài)的體積流量(2) 極限真空 泵吸入口達穩(wěn)定的最低壓力(3) 起始壓力 泵啟動時入口允許的最大壓力(4) 前置真空 泵能正常工作的排出口壓力2.11B 幾種常用的真空泵幾種常用的真空泵1.往復(fù)式真空泵工作原理與往復(fù)泵類似氣缸兩端連有平衡氣道，可快速使余隙氣體泄壓廣泛用于食品工業(yè)獲取粗真空，極限真空：1kPa第47頁/共52頁2.水環(huán)式真空泵 葉輪4偏心安裝，旋轉(zhuǎn)時水受離心