化工原理第二章第一節(jié)講稿修改

1、2022-5-18第第第第第第 二二二二二二章章章章章章 流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械第第第第第第 一一一一一一 節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié) 液體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械液體輸送機(jī)械 2-1-1 離心泵離心泵離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型 離心泵的基本方程式離心泵的基本方程式 離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線線 離心泵性能的改變離心泵性能的改變 離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度度離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)2-1-2 其他類型的泵其他類

2、型的泵2022-5-18流體輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械：向流體作功以提高流體機(jī)械能的裝置向流體作功以提高流體機(jī)械能的裝置。 輸送液體的機(jī)械通稱為泵； 例如：離心泵離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵和漩渦泵。 輸送氣體的機(jī)械按不同的工況分別稱為: 通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵。 本章的目的：本章的目的： 結(jié)合化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，討論各種流體輸送機(jī)械的操作原操作原理、基本構(gòu)造與性能理、基本構(gòu)造與性能，合理地選擇其類型、決定規(guī)格、計(jì)選擇其類型、決定規(guī)格、計(jì)算功率消耗、正確安排在管路系統(tǒng)中的位置等算功率消耗、正確安排在管路系統(tǒng)中的位置等2022-5-182-1-12-1-12-1-1離心泵離心泵離心泵離心泵離心泵離心泵一

3、離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型一離心泵的操作原理、構(gòu)造與類型 1、操作原理操作原理 由若干個(gè)彎曲的葉片組成的葉輪葉輪置于具有蝸殼通道的泵泵殼殼之內(nèi)。 葉輪葉輪緊固于泵軸泵軸上 泵軸與電機(jī)電機(jī)相連， 可由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 2022-5-18 吸入口位于泵殼中央與吸入管路相連，并在吸入管底部裝 一止逆閥。 泵殼的側(cè)邊為排出口，與排出管路相連，裝有調(diào)節(jié)閥。離心泵的工作過(guò)程離心泵的工作過(guò)程： 開泵前，先在泵內(nèi)灌滿要輸送的液體。 開泵后，泵軸帶動(dòng)葉輪一起高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力。液體在 此作用下，從葉輪中心被拋向葉輪外周，壓力增高壓力增高，并以 很高的速度（15-25 m/s）流入泵殼。 2022-5-18 在蝸

4、形泵殼中由于流道的不斷擴(kuò)大，液體的流速減慢流速減慢，使 大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。最后液體以較高的靜壓強(qiáng)從排以較高的靜壓強(qiáng)從排 出口流入排出管道。出口流入排出管道。 泵內(nèi)的液體被拋出后，葉輪的中心形成了真空，在液面壓 強(qiáng)（大氣壓）與泵內(nèi)壓力（負(fù)壓）的壓差作用下，液體便 經(jīng)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，填補(bǔ)了被排除液體的位置。 離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)葉輪依靠高速旋轉(zhuǎn)葉輪所產(chǎn)生的離心力，所產(chǎn)生的離心力，因此稱為離心泵。 2022-5-182022-5-18 氣氣 縛縛 離心泵啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，如果泵殼內(nèi)存在空氣泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力很小離心力很小，葉

5、輪中心處產(chǎn)生的低壓不足以造成吸上液體所需要的真空度不足以造成吸上液體所需要的真空度，這樣，離心泵就無(wú)法工作，這種現(xiàn)象稱作“氣縛氣縛”。 為了使啟動(dòng)前泵內(nèi)充滿液體，在吸入管道底部裝一止止逆閥逆閥。此外，在離心泵的出口管路上也裝一調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥，用于開停車和調(diào)節(jié)流量。2022-5-182022-5-182 2、基本部件和構(gòu)造、基本部件和構(gòu)造1 1）葉輪）葉輪a)葉輪的作用 將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體, ,使液體的動(dòng)能有所提高。 b)葉輪的分類 根據(jù)結(jié)構(gòu)閉式葉輪開式葉輪 半閉式葉輪 葉片的內(nèi)側(cè)帶有前后蓋板前后蓋板，適于輸送干凈流體，效率較高。沒(méi)有前后蓋板沒(méi)有前后蓋板，適合輸送含有

6、固體顆粒的液體懸浮物。只有后蓋板后蓋板，可用于輸送漿料或含固體懸浮物的液體，效率較低。2022-5-182022-5-18按吸液方式 單吸式葉輪 雙吸式葉輪液體只能從葉輪一側(cè)被吸入，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。相當(dāng)于兩個(gè)沒(méi)有蓋板的單吸式葉輪背靠背并在了一起，可以從兩可以從兩側(cè)吸入液體側(cè)吸入液體，具有較大的吸液能力，而且可以較好的消除軸向推力。 2022-5-182022-5-182 2）泵殼）泵殼 A. 泵殼的作用 匯集液體，作導(dǎo)出液體的通道；匯集液體，作導(dǎo)出液體的通道； 使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。使液體的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。 B. 導(dǎo)葉輪 為了減少液體直接進(jìn)入蝸殼時(shí)的碰撞

7、，在葉輪與泵殼之間有時(shí)還裝有一個(gè)固定不動(dòng)的帶有葉片的圓盤，稱為導(dǎo)導(dǎo)葉輪。葉輪。導(dǎo)葉輪上的葉片的彎曲方向與葉輪上葉片的彎曲方向相反相反，其彎曲角度正好與液體從葉輪流出的方向相適應(yīng)，引導(dǎo)液體在泵殼的通道內(nèi)平緩的改變方向，使能使能量損失減小，使動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換更為有效。量損失減小，使動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換更為有效。 2022-5-182022-5-183 3）軸封裝置）軸封裝置A 軸封的作用 為了防止高壓液體從泵殼內(nèi)沿軸的四周而漏出，或者外界空氣漏入泵殼內(nèi)。B 軸封的分類 軸封裝置 填料密封： 機(jī)械密封： 主要由填料函殼、軟填料和填料壓蓋組成，普通離心泵采用這種密封。 主要由裝在泵軸上隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)動(dòng)

8、環(huán)和固定于泵殼上的靜環(huán)靜環(huán)組成，兩個(gè)環(huán)形端面由彈簧的彈力互相貼緊而作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到密封作用。 端面密封2022-5-182022-5-182022-5-182022-5-182022-5-183 3、離心泵的分類、離心泵的分類1 1）按照軸上葉輪數(shù)目的多少）按照軸上葉輪數(shù)目的多少 單級(jí)泵 多級(jí)泵 軸上只有一個(gè)葉輪一個(gè)葉輪的離心泵，適用于出口壓力不太大的情況；軸上不止一個(gè)葉輪不止一個(gè)葉輪的離心泵 ，可以達(dá)到較高的壓頭。離心泵的級(jí)數(shù)就是指軸上的葉輪數(shù)級(jí)數(shù)就是指軸上的葉輪數(shù)，我國(guó)生產(chǎn)的多級(jí)離心泵一般為2 29 9級(jí)級(jí)。 2 2）按葉輪上吸入口的數(shù)目）按葉輪上吸入口的數(shù)目單吸泵 雙吸泵 葉輪上只有一個(gè)

9、吸入口一個(gè)吸入口，適用于輸送量不大的情況。葉輪上有兩個(gè)吸入口兩個(gè)吸入口，適用于輸送量很大的情況。 2022-5-182022-5-182022-5-183 3）按離心泵的不同用途）按離心泵的不同用途 水泵水泵 輸送清水和物性與水相近、無(wú)腐蝕性且雜質(zhì)很清水和物性與水相近、無(wú)腐蝕性且雜質(zhì)很少的液體少的液體的泵, （B型） 耐腐蝕泵耐腐蝕泵 接觸液體的部件（葉輪、泵體）用耐腐蝕材料耐腐蝕材料制成。要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件容易更換、維修方便、密封可靠、用于耐腐蝕泵的材料有：鑄鐵、高硅鐵、各種合金鋼、塑料、玻璃等。（F型）油泵 輸送石油產(chǎn)品石油產(chǎn)品的泵 ，要求密封完善。（Y 型）雜質(zhì)泵 輸送含有固體顆粒的懸

10、浮液、稠厚的漿液含有固體顆粒的懸浮液、稠厚的漿液等的泵 ，又細(xì)分為污水泵、砂泵、泥漿泵等 。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在構(gòu)造上是葉輪流道寬、葉片數(shù)目少。2022-5-182022-5-18二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式二、離心泵的基本方程式 1 1、離心泵基本方程式的導(dǎo)出、離心泵基本方程式的導(dǎo)出 假設(shè)如下理想情況假設(shè)如下理想情況： 1）泵葉輪的葉片數(shù)目為無(wú)限多個(gè)葉片數(shù)目為無(wú)限多個(gè)，也就是說(shuō)葉片的厚度 為無(wú)限薄，液體質(zhì)點(diǎn)沿葉片彎曲表面流動(dòng)，不發(fā)生任 何環(huán)流現(xiàn)象。 2）輸送的是理想液體理想液體，流動(dòng)中無(wú)流動(dòng)阻力無(wú)流動(dòng)

11、阻力。 2022-5-18在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪當(dāng)中，液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)包括： 液體隨葉輪旋轉(zhuǎn)液體隨葉輪旋轉(zhuǎn) ； 經(jīng)葉輪流道向外流動(dòng)。經(jīng)葉輪流道向外流動(dòng)。 液體與葉輪一起旋轉(zhuǎn)的速度u1或u2方向與所處圓周的切線方向一致，大小為： 60211nru60222nru2022-5-18 液體沿葉片表面運(yùn)動(dòng)的速度液體沿葉片表面運(yùn)動(dòng)的速度w1、w2，方向?yàn)橐后w質(zhì)點(diǎn)所處葉片的切線方向，大小與液體的流量、流道的形狀等有關(guān) cpHHHgCCgPP2212212單位重量液體由點(diǎn)1到點(diǎn)2獲得的機(jī)械能為: 單位重量理想液體，通過(guò)無(wú)數(shù)葉片的旋轉(zhuǎn)，獲得的能量稱作理論壓頭理論壓頭，用H H表示。 兩個(gè)速度的合成速度合成速度就是液體

12、質(zhì)點(diǎn)在點(diǎn)1或點(diǎn)2處相對(duì)于相對(duì)于靜止的殼體的速度靜止的殼體的速度，稱為絕對(duì)速度絕對(duì)速度，用c1、c2來(lái)表示。2022-5-18HC: 液體經(jīng)葉輪后動(dòng)能的增加 HP: 液體經(jīng)葉輪后靜壓能的增加；靜壓能增加項(xiàng)HP主要由于兩方面的因素促成：1）液體在葉輪內(nèi)接受離心力所作的外功液體在葉輪內(nèi)接受離心力所作的外功，單位質(zhì)量液體所 接受的外功可以表示為： 2221222122222121uu)rr(drrFdrrrrr2）葉輪中相鄰的兩葉片構(gòu)成自中心向外沿逐漸擴(kuò)大的液體 流道，液體通過(guò)時(shí)部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，這部分靜 壓能的增加可表示為： 22221ww 2022-5-18單位重量流體經(jīng)葉輪后的靜壓能增加為:

13、gwwguuHP2222212122 gccgwwguuH222212222212122（a）根據(jù)余弦定理，上述速度之間的關(guān)系可表示為： 1112121212cosucucw2222222222cosucucw2022-5-18代入（a）式，并整理可得到：gcucuH/ )coscos(111222(b)一般離心泵的設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭，使1=90，即cos1=0gcuH/cos222離心泵的基本方程式離心泵理論壓頭的表達(dá)式 2022-5-18理論壓頭與理論流量QT關(guān)系 流量可表示為葉輪出口處的徑向速度與出口截面積的乘積sin2222cbrQT從點(diǎn)2處的速度三角形可以得出222222sinc

14、osctgcuc代入 H=u2c2cos2/g )sin(22222ctgcugu)2(1222222brctgQuugT222221ctggbQ)r(gTH離心泵基本方程式 表示離心泵的理論壓頭與理論流量，葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑、葉輪的幾何形狀間的關(guān)系。2022-5-18對(duì)于某個(gè)離心泵（即其2、2、b2固定），當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，理論壓頭與理論流量之間呈線形關(guān)系，可表示為：TBQAH 2 2、離心泵基本方程式的討論、離心泵基本方程式的討論 1 1）離心泵的理論壓頭與葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑的關(guān)系）離心泵的理論壓頭與葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑的關(guān)系 當(dāng)葉片幾何尺寸（b2，2）與理論流量一定時(shí)，離心泵的理論壓頭隨葉輪的轉(zhuǎn)速或

15、直徑的增加而加大。2 2）離心泵的理論壓頭與葉片幾何形狀的關(guān)系）離心泵的理論壓頭與葉片幾何形狀的關(guān)系 根據(jù)葉片出口端傾角2的大小,葉片形狀可分為三種: 2022-5-18a）后彎葉片(20 。泵的理論壓頭隨流量Q的增大而減小 2022-5-18b）徑向葉片（2=90。，圖a），ctg2=0 。泵的理論壓頭不隨流量QT而變化。c）前彎葉片(290。，圖c)，ctg20 。泵的理論壓頭隨理論流量QT的增大而增大。 前彎葉片產(chǎn)生的理論壓頭最高，這類葉片是最佳形式的葉片嗎？NO 2022-5-18H靜壓頭的增加：gwwguu2222212122動(dòng)壓頭的增加：g2cc2122 前彎葉片，動(dòng)能的提高大于靜

16、壓能的提高。 由于液體的流速過(guò)大，在動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能的實(shí)際過(guò)程中，會(huì)有大量機(jī)械能損失，使泵的效率降低。 一般都采用后彎葉片 2022-5-18 3 3、實(shí)際壓頭、實(shí)際壓頭 離心泵的實(shí)際壓頭與理論壓頭有較大的差異，原因在于流體在通過(guò)泵的過(guò)程中存在著壓頭損失，它主要包括：1）葉片間的環(huán)流 2）流體的阻力損失 3）沖擊損失 理論壓頭、實(shí)際壓頭及各種壓頭損失與流量的關(guān)系為2022-5-182022-5-18 公式中并不包含流體密度這個(gè)參數(shù)，表明離心泵的理論壓頭與液體密度無(wú)關(guān)。 對(duì)同一臺(tái)離心泵，只要轉(zhuǎn)速恒定，不論輸送何種液體，都可提供相同的理論壓頭。H222221ctggbQ)r(gT4、液體密度、液體

17、密度2022-5-18三離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線三離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線三離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線三離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線三離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線三離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線 1 1、離心泵的性能參數(shù)、離心泵的性能參數(shù) 1 1）離心泵的流量）離心泵的流量 指離心泵在單位時(shí)間里排到管路系統(tǒng)的液體體積，一般用Q表示，單位為m3/h。又稱為泵的送液能力 。2 2）離心泵的壓頭）離心泵的壓頭 泵對(duì)單位重量的液體所提供的有效能量，以H表示，單位為m。又稱為泵的揚(yáng)程。2022-5-18離心泵的壓頭取決于： 泵的結(jié)構(gòu)（葉輪的直徑、葉片的彎曲情況等） 轉(zhuǎn)速 n 流量 Q

18、， 如何確定轉(zhuǎn)速一定時(shí)，泵的壓頭與流量之間的關(guān)系呢？ 實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)測(cè)定2022-5-183 3）離心泵的效率）離心泵的效率 離心泵輸送液體時(shí)，通過(guò)電機(jī)的葉輪將電機(jī)的能量傳給液體。在這個(gè)過(guò)程中，不可避免的會(huì)有能量損失，也就是說(shuō)泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)所做的功不能全部都為液體所獲得，通常用效率來(lái)反映能量損失。這些能量損失包括：容積損失:即泄漏造成的損失； 水力損失：由于液體流經(jīng)葉片、蝸殼的沿程阻力，流道面積和方向變化的局部阻力，以及葉輪通道中的環(huán)流和漩渦等因素造成的能量損失；機(jī)械損失：由于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪表面與液體之間摩擦，泵軸在軸承、軸封等處的機(jī)械摩擦造成的能量損失。2022-5-18 泵的效率反應(yīng)了這三項(xiàng)能量損

19、失的總和，又稱為總效率 離心泵的效率與泵的大小、類型、制造精密程度和所輸送液體的性質(zhì)有關(guān) 小型泵效率為5070，而大型泵可達(dá)90。2022-5-184 4）軸功率及有效功率）軸功率及有效功率軸功率： 電機(jī)輸入離心泵的功率,用N表示，單位為J/S,W或kW有效功率：排送到管道的液體從葉輪獲得的功率，用NeNe表示 軸功率和有效功率之間的關(guān)系為 ：/eNN 有效功率可表達(dá)為 gQHNe軸功率可直接利用效率計(jì)算kW/QH/gQHN1022022-5-182 2、離心泵的特性曲線、離心泵的特性曲線 離心泵的H H、 、N N 都與離心泵的Q Q有關(guān)，它們之間的關(guān)系由確定離心泵壓頭的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)測(cè)出

20、的一組關(guān)系曲線： H HQ Q 、Q Q 、 N NQ Q 離心泵的特性曲線 注意：特性曲線隨轉(zhuǎn)速而變。 各種型號(hào)的離心泵都有本身獨(dú)自的特性曲線，但形狀基本相似，具有共同的特點(diǎn) 2022-5-182022-5-181）HQ曲線曲線：表示泵的壓頭與流量的關(guān)系，離心泵的壓頭普遍是隨流量的增大而下降（流量很小時(shí)可能有例外）2 2）N NQ Q曲線：曲線：表示泵的軸功率與流量的關(guān)系，離心泵的軸功率隨流量的增加而上升，流量為零時(shí)軸功率最小。 離心泵啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉出口閥，使啟動(dòng)電流最小，以保護(hù)電機(jī)。3 3）Q Q曲線：曲線：表示泵的效率與流量的關(guān)系，隨著流量的增大，泵的效率將上升并達(dá)到一個(gè)最大值，以后流量

21、再增大，效率便下降。2022-5-18 離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點(diǎn)。離心泵在與最高效率點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的流量及壓頭下工作最為經(jīng)濟(jì)。 與最高效率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的Q、H、N值稱為最佳工況參數(shù)。離心泵的銘牌上標(biāo)明的就是指該泵在運(yùn)行時(shí)最高效率點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)。 注意：在選用離心泵時(shí)，應(yīng)使離心泵在該點(diǎn)附近工作。一般要求操作時(shí)的效率應(yīng)不低于最高效率的92%。2022-5-18四、離心泵性能的改變四、離心泵性能的改變四、離心泵性能的改變四、離心泵性能的改變四、離心泵性能的改變四、離心泵性能的改變 1、液體性質(zhì)的影響液體性質(zhì)的影響 1 1）液體密度的影響）液體密度的影響 sin2222cbrQT離心泵的流量 與液體密度無(wú)

22、關(guān)。 離心泵的壓頭 gcuH/cos222與液體的密度無(wú)關(guān) HQ曲線不因輸送的液體的密度不同而變曲線不因輸送的液體的密度不同而變 。泵的效率泵的效率不隨輸送液體的密度而變。不隨輸送液體的密度而變。 /gQHN 離心泵的軸功率與輸送液體密度有關(guān)離心泵的軸功率與輸送液體密度有關(guān) 。2022-5-182 2）粘度的影響）粘度的影響 當(dāng)輸送的液體粘度大于常溫清水的粘度時(shí)，泵的壓頭減小泵的流量減小泵的效率下降泵的軸功率增大 泵的特性曲線發(fā)生改變，選泵時(shí)應(yīng)根據(jù)原特性曲線進(jìn)行修正當(dāng)液體的運(yùn)動(dòng)粘度小于20cst（厘池）時(shí)，如汽油、柴油、煤油等粘度的影響可不進(jìn)行修正。2022-5-182 2、轉(zhuǎn)速對(duì)離心泵特性的

23、影響、轉(zhuǎn)速對(duì)離心泵特性的影響 當(dāng)液體的粘度不大且泵的效率不變時(shí)，泵的流量、壓頭、軸功率與轉(zhuǎn)速的近似關(guān)系可表示為：nnQQ2)(nnHH3)(nnNN比例定律 2022-5-183、葉輪直徑的影響 對(duì)同一型號(hào)的泵，可換用直徑較小的葉輪，而其它尺寸不變，這種現(xiàn)象稱為葉輪的切割。某一尺寸的葉輪外周經(jīng)過(guò)切削而使D2變小，b2/D2變大。若切削使直徑D2減小的幅度在20%以內(nèi)，效率可視為不變，并且切削前、后葉輪出口的截面積也可認(rèn)為大致相等, 此時(shí)有： 22DDQQ222)(DDHH322)(DDNN-切割定律 2022-5-18五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度五、離心

24、泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許吸上高度 1 1、氣蝕現(xiàn)象、氣蝕現(xiàn)象 氣蝕產(chǎn)生的條件葉片入口附近K處的壓強(qiáng)PK等于或小于輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓 2022-5-18氣蝕產(chǎn)生的后果： 氣蝕發(fā)生時(shí)產(chǎn)生噪音和震動(dòng)，葉輪局部在巨大沖擊的反復(fù)作用下，表面出現(xiàn)斑痕及裂紋，甚至呈海棉狀逐漸脫落 液體流量明顯下降，同時(shí)壓頭、效率也大幅度降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)輸不出液體。2 2、離心泵的允許吸上高度、離心泵的允許吸上高度 離心泵的允許吸上高度又稱為允許安裝高度，指泵的吸入口與吸入貯槽液面間可允許達(dá)到的最大垂直距離，以Hg表示。20

25、22-5-182022-5-18貯槽液面0-0與入口處1-1兩截面間列柏努利方程1021102fHgugPPHg若貯槽上方與大氣相通，則P0即為大氣壓強(qiáng)Pa 102112faHgugPPHg2022-5-182 2、離心泵的允許吸上真空度、離心泵的允許吸上真空度 g/pPH1aS注意：H HS S 單位是壓強(qiáng)的單位，通常以m m液柱來(lái)表示。在水泵的性能表里一般把它的單位寫成m m（實(shí)際上應(yīng)為mH2O）。離心泵的允許吸上真空度 定義式將 gpPHaS/1代入102112faHgugPPHg得10212fSHguHHg允許吸上高度的計(jì)算式允許吸上高度的計(jì)算式2022-5-18HS值越大，表示該泵在

26、一定操作條件下抗氣蝕性能好，安裝高度Hg越高。 HS與泵的結(jié)構(gòu)、流量、被輸送液體的物理性質(zhì)及當(dāng)?shù)卮髿鈮旱纫蛩赜嘘P(guān)。通常由泵的制造工廠試驗(yàn)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)在大氣壓為10mH2O（9.81Pa）下,以20清水為介質(zhì)進(jìn)行的。 HS隨Q增大而減小2022-5-18確定離心泵安裝高度時(shí)應(yīng)使用泵最大流量下的HS進(jìn)行計(jì)算若輸送其它液體，且操作條件與上述實(shí)驗(yàn)條件不符時(shí)，需對(duì)HS進(jìn)行校正。 100024010819103.P)H(HHvaSS3 3、氣蝕余量、氣蝕余量 為防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生，在離心泵入口處液柱的靜壓頭 gp1與動(dòng)壓頭 gu221之和必需大于液體在操作溫度下的飽和蒸汽壓頭 gpv的一個(gè)最小值。 2022-

27、5-18gpgugphv2211氣蝕余量定義式h 與與Hg 的關(guān)系的關(guān)系當(dāng)葉輪入口附近(k-k)最小壓強(qiáng)等于液體的飽和蒸汽壓pv 時(shí)，泵入口處壓強(qiáng)(1-1)必等于某確定的最小值p1。 在1-1和k-k間列柏努利方程： kfkvHgugpgugp1221122kfkHguh1222022-5-18當(dāng)流量一定且流體流動(dòng)為阻力平方區(qū)時(shí)，氣蝕余量?jī)H與泵的結(jié)構(gòu)和尺寸有關(guān)，是泵抗氣蝕性能參數(shù)。將 gpgugphv2211代入 kfgHgugppH121102100fvgHhgpgpH允許吸上高度的計(jì)算式允許吸上高度的計(jì)算式離心泵的氣蝕余量 h值也是由生產(chǎn)泵的工廠通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的h隨Q增大而增大計(jì)算允許安裝高

28、度時(shí)應(yīng)取高流量下的h值。圖2022-5-18泵性能表上所列的h值也是按輸送20的清水測(cè)定的，當(dāng)輸送其它液體時(shí)應(yīng)乘以校正系數(shù)予以校正，但因一般校正系數(shù)小于1，故把它作為外加的安全系數(shù)，不再校正。4 4、離心泵的實(shí)際安裝高度、離心泵的實(shí)際安裝高度 離心泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)小于允許安裝高度，一般比允許值小0.51m。 mHHgg) 15 . 0(實(shí)2022-5-18注意：注意：1）離心泵的允許吸上真空度和允許氣蝕余量值是與其流量有關(guān)的，大流量下h較大而HS較小，因此，必須注意使用最大額定流量值進(jìn)行計(jì)算。2）離心泵安裝時(shí)，應(yīng)注意選用較大的吸入管路，減少吸入管路的彎頭、閥門等管件，以減少吸入管路的阻力。3

29、）當(dāng)液體輸送溫度較高或液體沸點(diǎn)較低時(shí)，可能出現(xiàn)允許安裝高度為負(fù)值的情況，此時(shí)，應(yīng)將離心泵安裝于貯槽液面以下，使液體利用位差自流入泵內(nèi)。2022-5-18六、六、六、六、六、六、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) 1、管路特性曲線與泵的工作點(diǎn)管路特性曲線與泵的工作點(diǎn) 1 1）管路特性曲線）管路特性曲線 管路特性曲線 流體通過(guò)某特定管路時(shí)所需的壓頭與液體流量的關(guān)系曲線。 在截面1-1與 2-2 間列柏努利方程式，并以1-1截面為基準(zhǔn)水平面，則液體流過(guò)管路所需的壓頭為：2022-5-18fe

30、HgugpzH22Kgpz式中：022gu上式簡(jiǎn)化為 feHKH)21()4)(220gdQdllHcef而Bgddllce4201)(令2022-5-182BQKHe管路的特性 方程2 2）離心泵的工作點(diǎn)）離心泵的工作點(diǎn) 離心泵的特性曲線與管路的特性曲線的交點(diǎn)M，就是離心泵在管路中的工作點(diǎn)。 在特定管路中輸送液體時(shí)，管路所需的壓頭隨所輸送液體流量Q Q的平方而變 2022-5-18 M點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量Qe和壓頭He表示離心泵在該特定管路中實(shí)際輸送的流量和提供的壓頭。2 2、離心泵的流量調(diào)節(jié)、離心泵的流量調(diào)節(jié)1 1）改變出口閥開度改變出口閥開度 改變管路特性曲線改變管路特性曲線 閥門關(guān)小時(shí)： 管

31、路局部阻力加大，管路特性曲線變陡，工作點(diǎn)由原來(lái)的M點(diǎn)移到M1點(diǎn)，流量由QM降到QM1； 2022-5-18當(dāng)閥門開大時(shí)： 管路局部阻力減小，管路特性曲線變得平坦一些，工作點(diǎn)由M移到M2流量加大到QM2。 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)迅速方便，流量可連續(xù)變化；缺點(diǎn)：流量阻力加大，要多消耗動(dòng)力，不經(jīng)濟(jì)。 2 2）改變泵的轉(zhuǎn)速）改變泵的轉(zhuǎn)速改變泵的特性曲線改變泵的特性曲線若把泵的轉(zhuǎn)速提高到n n1 1：則HQ線上移，工作點(diǎn)由M移至M1 ，流量由QM 加大到QM1；2022-5-18 若把泵的轉(zhuǎn)速降至n n2 2：則HQ線下移，工作點(diǎn)移至M2,流量減小到QM2 優(yōu)點(diǎn)：流量隨轉(zhuǎn)速下降而減小，動(dòng)力消耗也相應(yīng)降低；缺點(diǎn)：需要

32、變速裝置或價(jià)格昂貴的變速電動(dòng)機(jī)，難以做到流量連續(xù)調(diào)節(jié)，化工生產(chǎn)中很少采用。 2022-5-183 3、離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)、離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)1 1）串聯(lián)組合泵的特性曲線）串聯(lián)組合泵的特性曲線 兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵串聯(lián)組合，在同樣的流量下，其提供的壓頭是單臺(tái)泵的兩倍 。2022-5-182 2）并聯(lián)組合泵的特性曲線）并聯(lián)組合泵的特性曲線 兩臺(tái)相同型號(hào)的離心泵并聯(lián)，若其各自有相同的吸入管路，則在相同的壓頭下，并聯(lián)泵的流量為單泵的兩倍。 2022-5-183 3）離心泵組合方式的選擇）離心泵組合方式的選擇 對(duì)于低阻輸送管路a，并聯(lián)組合泵流量的增大幅度大于串聯(lián)組合泵；對(duì)于高阻輸送管路b，串聯(lián)組合泵的流

33、量增大幅度大于并聯(lián)組合泵。低阻輸送管路-并聯(lián)優(yōu)于串聯(lián)；高阻輸送管路-串聯(lián)優(yōu)于并聯(lián)。2022-5-18七、離心泵的選用、安裝與操作七、離心泵的選用、安裝與操作七、離心泵的選用、安裝與操作七、離心泵的選用、安裝與操作七、離心泵的選用、安裝與操作七、離心泵的選用、安裝與操作 1 1、離心泵的選擇、離心泵的選擇 1）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭：）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭：一般情況下液體的輸送量是生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定的，如果流量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，選泵時(shí)按最大流量考慮，然后，根據(jù)輸送系統(tǒng)管路的安排，用柏努利方程計(jì)算出在最大流量下管路所需壓頭。 2）選擇泵的類型與型號(hào)：選擇泵的類型與型號(hào)：首先根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和

34、操作條件確定泵的類型，按已確定的流量和壓頭從泵樣本或產(chǎn)品目錄中選出適合的型號(hào)。2022-5-18若是沒(méi)有一個(gè)型號(hào)的H、Q與所要求的剛好相符，則在鄰近型號(hào)中選用H和Q都稍大的一個(gè)；若有幾個(gè)型號(hào)的H和Q都能滿足要求，那么除了考慮那一個(gè)型號(hào)的H和Q外，還應(yīng)考慮效率在此條件下是否比較大。 3)3)核算軸功率核算軸功率: :若輸送液體的密度大于水的密度時(shí)，按 /gQHN 來(lái)計(jì)算泵的軸功率。 2 2、離心泵的安裝和使用、離心泵的安裝和使用 1 1）泵的安裝高度）泵的安裝高度 為了保證不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象或泵吸不上液體，泵的實(shí)際安裝2022-5-18高度必須低于理論上計(jì)算的最大安裝高度，同時(shí)，應(yīng)盡量降低吸入管路的

35、阻力。2 2）啟動(dòng)前先）啟動(dòng)前先“灌泵灌泵” 這主要是為了防止“氣縛”現(xiàn)象的發(fā)生，在泵啟動(dòng)前，向泵內(nèi)灌注液體直至泵殼頂部排氣嘴處在打開狀態(tài)下有液體冒出時(shí)為止。3 3）離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)）離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時(shí)啟動(dòng) 為了不致啟動(dòng)時(shí)電流過(guò)大而燒壞電機(jī)，泵啟動(dòng)時(shí)要將出口閥完全關(guān)閉，等電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，再逐漸打開出口閥，并調(diào)節(jié)到所需的流量。2022-5-184 4）關(guān)泵的步驟）關(guān)泵的步驟 關(guān)泵時(shí)，一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機(jī)。否則，壓出管中的高壓液體可能反沖入泵內(nèi)，造成葉輪高速反轉(zhuǎn)，使葉輪被損壞。5）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)定時(shí)檢查泵的響聲、振動(dòng)、滴漏等情況，觀察泵出口壓力表的讀數(shù)，以及軸承是否過(guò)熱等。

36、 2022-5-18水泵的系列型譜圖水泵的系列型譜圖水泵的系列型譜圖水泵的系列型譜圖水泵的系列型譜圖水泵的系列型譜圖 離心泵的綜合性能圖：離心泵的綜合性能圖：把一種或多種泵型不同規(guī)格的一把一種或多種泵型不同規(guī)格的一系列泵的系列泵的QH性能曲線工作范圍段綜合繪入一張對(duì)數(shù)坐性能曲線工作范圍段綜合繪入一張對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖內(nèi)，即成為水泵的綜合性能曲線圖（水泵的系列標(biāo)圖內(nèi)，即成為水泵的綜合性能曲線圖（水泵的系列型型譜圖譜圖）。）。 這不僅擴(kuò)大該泵的適用范圍，而且在選用水泵使需要的這不僅擴(kuò)大該泵的適用范圍，而且在選用水泵使需要的工作點(diǎn)落在該區(qū)域內(nèi)，則所選定的水泵型號(hào)是經(jīng)濟(jì)合理工作點(diǎn)落在該區(qū)域內(nèi)，則所選定的水泵型

37、號(hào)是經(jīng)濟(jì)合理的。的。 圖中每個(gè)注有型號(hào)和轉(zhuǎn)速的四邊形，代表一種泵在其葉圖中每個(gè)注有型號(hào)和轉(zhuǎn)速的四邊形，代表一種泵在其葉輪外徑允許車削范圍內(nèi)的輪外徑允許車削范圍內(nèi)的Q 一一H ，用單線者表示葉輪外，用單線者表示葉輪外徑未經(jīng)車削，圖中有三條線者，則表示該泵還有兩種葉徑未經(jīng)車削，圖中有三條線者，則表示該泵還有兩種葉輪外徑的規(guī)格輪外徑的規(guī)格2022-5-18ISISIS型單級(jí)單吸型單級(jí)單吸型單級(jí)單吸泵的綜合性能圖泵的綜合性能圖泵的綜合性能圖泵的綜合性能圖泵的綜合性能圖泵的綜合性能圖2022-5-182-1-22-1-22-1-2其他類型泵其他類型泵其他類型泵其他類型泵其他類型泵其他類型泵 一、往復(fù)泵一

38、、往復(fù)泵1 1、往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)、往復(fù)泵的結(jié)構(gòu) 及工作原理及工作原理 往復(fù)泵是一種容積式泵，它依靠作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞依次開啟吸入閥和排出閥從而吸入和排出液體。 2022-5-18泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入單向閥和排出單向閥。活塞經(jīng)傳動(dòng)和機(jī)械在外力作用下在泵缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊c單向閥之間的空隙稱為工作室。工作原理：工作原理：當(dāng)活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，工作室的容積增大，形成低壓，貯池內(nèi)的液體經(jīng)吸入閥被吸入泵缸內(nèi)，排出閥受排出管內(nèi)液體壓力作用而關(guān)閉。當(dāng)活塞移到右端時(shí)，工作室的容積最大?；钊捎蚁蜃笠苿?dòng)時(shí)，泵缸內(nèi)液體受擠壓，壓強(qiáng)增大，使吸入閥關(guān)閉而推開排出閥將液體排出，活塞移到左端時(shí)，排液完畢，完成了一個(gè)工作循環(huán)，此后開始另一個(gè)循環(huán)。2022-5-182022-5-18活塞從左端點(diǎn)到右端點(diǎn)的距離叫行程或沖程。 活塞在往復(fù)一次中，只吸入和排出液體各一次的泵，稱為單動(dòng)泵。