化工原理天大柴誠(chéng)敬06定

1、1第二章 流體輸送機(jī)械 通過本章學(xué)習(xí)，掌握化工中常用流體輸送機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和操作特性，能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和流體特性，合理地選擇和正確操作流體輸送機(jī)械，并使之在高效下安全可靠運(yùn)行。學(xué)習(xí)目的與要求2第二章 流體輸送機(jī)械2.1 概述2.1.1 流體輸送機(jī)械的作用3一、管路系統(tǒng)對(duì)流體輸送機(jī)械的能量要求管路特性方程管路對(duì)流體輸送機(jī)械的能量要求由伯努利方程計(jì)算。對(duì)于液體，采用以單位重量（1N）流體為基準(zhǔn)的伯努利方程式22efpuHZHgg （2-1） J/N or m22eflluHdg（2-3） 4pKZg 248ellBdd g令22efpuHZHgg 方程變?yōu)?eeHKBq一、管路系統(tǒng)對(duì)

2、流體輸送機(jī)械的能量要求管路特性方程管路特性方程5對(duì)于通風(fēng)機(jī)的氣體輸送系統(tǒng)，在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口截面間采用以單位體積（1m3）為基準(zhǔn)的伯努利方程式， 22TfuHg ZpgH J/m3或Pa （2-6） 位風(fēng)壓(一般可忽略）靜風(fēng)壓動(dòng)風(fēng)壓一、管路系統(tǒng)對(duì)流體輸送機(jī)械的能量要求管路特性方程6流體輸送機(jī)械除滿足工藝上對(duì)流量和壓頭（對(duì)氣體為風(fēng)壓與風(fēng)量）兩項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)要求外，還應(yīng)滿足如下要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，投資費(fèi)用低。運(yùn)行可靠，操作效率高，日常操作費(fèi)用低。能適應(yīng)被輸送流體的特性，如黏度、可燃性、毒性、腐蝕性、爆炸性、含固體雜質(zhì)等。二管路系統(tǒng)對(duì)輸送機(jī)械的其它性能要求7第二章 流體輸送機(jī)械2.1 概述2.1.1

3、流體輸送機(jī)械的作用2.1.2 流體輸送機(jī)械的分類 8流體輸送機(jī)械的分類 通風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)真空泵按輸送流體的狀態(tài)分類輸送液體輸送氣體泵9流體輸送機(jī)械的分類 按工作原理分類動(dòng)力式（葉輪式）容積式（正位移式）流體作用式10第二章 流體輸送機(jī)械2.2 離心泵2.2.1 離心泵的工作原理和基本結(jié)構(gòu)11 離心泵是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的液體輸送機(jī)械。其突出特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、流量均勻、調(diào)節(jié)控制方便、故障少、壽命長(zhǎng)、適用范圍廣（包括流量、壓頭和介質(zhì)性質(zhì)）、購(gòu)置費(fèi)和操作費(fèi)用均較低。一離心泵的工作原理12一離心泵的工作原理圖2-1 離心泵裝置簡(jiǎn)圖 泵殼葉輪吸入口排出口泵軸離心泵的工作原理離心泵的工作原理0

4、7 氣縛軸封13二離心泵的基本結(jié)構(gòu)1離心泵的葉輪閉式半閉式開式 圖2-2離心泵的葉輪14單吸式雙吸式 圖2-3 離心泵的吸液方式吸液方式 二離心泵的基本結(jié)構(gòu)平衡孔152離心泵的泵殼和導(dǎo)輪圖2-4 泵殼和導(dǎo)輪 二離心泵的基本結(jié)構(gòu)導(dǎo)輪163. 離心泵的軸封裝置 泵軸與泵殼之間的密封稱為軸封，其作用是防止泵內(nèi)高壓液體從間隙漏出，或避免外界空氣進(jìn)入泵內(nèi)。 常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩大類。后者適用于要求密封較高的場(chǎng)合，如酸、堿、易燃、易爆及有毒液體的輸送。 二離心泵的基本結(jié)構(gòu)17第二章 流體輸送機(jī)械2.2 離心泵2.2.1 離心泵的工作原理和基本結(jié)構(gòu)2.2.2 離心泵的基本方程式18一液體質(zhì)點(diǎn)

5、在葉輪中的流動(dòng)1、簡(jiǎn)化假設(shè)(1) 葉輪為具有無限薄、無限多葉片的理想葉輪，流體質(zhì)點(diǎn)將完全沿著葉片表面而流動(dòng)，流體無旋渦、無沖擊損失；(2) 被輸送的是理想液體，液體在葉輪內(nèi)流動(dòng)不存在流動(dòng)阻力；(3) 泵內(nèi)為定態(tài)流動(dòng)過程。19 2、速度三角形圖2-5 液體在離心泵中流動(dòng)的速度三角形一液體質(zhì)點(diǎn)在葉輪中的流動(dòng)20二離心泵基本方程的表達(dá)式222222211221222TuuccHggg表明離心泵的靜壓頭由液體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓周速度和徑向的相對(duì)速度轉(zhuǎn)換而獲得。離心泵基本方程式21簡(jiǎn)化為：222222TTuu ctgHgg D bqTTHABq二離心泵基本方程的表達(dá)式離心泵基本方程式22三離心泵理論壓頭影響

6、因素分析（1）葉輪轉(zhuǎn)速和直徑 直徑D2轉(zhuǎn)速n222222TTuu ctgHqgg D b2260D nuTH23（2）葉片的幾何形狀 圖2-6 葉片形狀及出口速度三角形三離心泵理論壓頭影響因素分析24三離心泵理論壓頭影響因素分析222222TTuu ctgHqgg D b25 對(duì)后彎葉片，靜壓頭的提高大于動(dòng)壓頭的提高，其凈結(jié)果是獲得較高的有效壓頭。為獲得較高的能量利用率，提高離心泵的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，應(yīng)采用后彎葉片。 三離心泵理論壓頭影響因素分析26（3）理論流量 三離心泵理論壓頭影響因素分析TTHABq對(duì)于后彎葉片，B0，HT隨qT的增加而降低。 27圖2-7 HT與qT的關(guān)系曲線 三離心泵理論壓頭影響因素分析28（4）液體密度 離心泵的理論壓頭與液體密度無關(guān)。但是，在同一壓頭下，離心泵進(jìn)出口的壓力差卻與液體密度成正比。三離心泵理論壓頭影響因素分析29