流體的流動(dòng)6節(jié)

主講：趙曉華第2章流體的流動(dòng)過(guò)程和輸送機(jī)械流體靜力學(xué)基本方程式1流體流動(dòng)基本規(guī)律2流體流動(dòng)阻力3管路計(jì)算4流速和流量的測(cè)量5流體輸送機(jī)械6

概述流體輸送設(shè)備作用對(duì)流體作功以完成輸送任務(wù)二.分類泵根據(jù)輸送流體的不同通風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)真空泵離心式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式根據(jù)工作原理

一.離心泵

二.往復(fù)壓縮機(jī)離心泵優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，便于調(diào)節(jié)和自控；流量均勻，效率較高；流量和壓頭適用范圍廣；適用于輸送腐蝕性或含有懸浮物的液體。一.離心泵1.離心泵的工作原理和主要部件⑴離心泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介組裝⑵離心泵的工作原理

利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，使液體在離心力的作用下自葉輪中心被拋向外周并獲得能量，最終體現(xiàn)在液體靜壓能的增加，從而使液體克服流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力及外壓而被輸送。討論：為什么離心泵啟動(dòng)前需要“灌泵”？

因泵殼內(nèi)存在氣體而導(dǎo)致吸不上液的現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象。安裝底閥及濾網(wǎng)的作用？底閥的作用：為了避免每次啟動(dòng)離心泵時(shí)都需要灌液，防止啟動(dòng)前灌入的液體從泵內(nèi)流出，一般會(huì)在吸入管路的端部安裝一個(gè)單向底閥。濾網(wǎng)的作用：阻擋液體中的固體顆粒被吸入堵塞管道和泵殼。⑶離心泵的主要部件旋轉(zhuǎn)：葉輪、泵軸靜止：泵殼、填料函和軸承最主要：葉輪、泵殼和軸封裝置。①葉輪作用：離心泵的核心部件。高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將機(jī)械能傳給液體，使液體的靜壓能和動(dòng)能均有所提高。結(jié)構(gòu)：通常由6~12片的后彎葉片組成。開(kāi)式：沒(méi)有前后蓋板,由葉片和輪轂組成半閉式：只有后蓋板閉式：葉片兩側(cè)帶有前后蓋板機(jī)械結(jié)構(gòu)軸向推動(dòng)力

閉式或半閉式葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，部分高壓液體漏入葉輪后側(cè)，導(dǎo)致后蓋板與泵殼之間空腔液體的壓強(qiáng)較吸入口側(cè)高，產(chǎn)生了指向葉輪吸入口側(cè)的軸向推動(dòng)力，該力使葉輪向吸入口處竄動(dòng)，引起葉輪與泵殼接觸處的磨損。消除方法：葉輪后蓋板上鉆一些小孔---平衡孔。這樣會(huì)降低泵的效率。②泵殼（蝸殼）作用：匯集由葉輪拋出的液體，且使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能。導(dǎo)輪③軸封裝置（泵軸與泵殼間的密封）作用：防止泵內(nèi)高壓液體沿間隙（泵殼與軸之間的空隙）漏出，或因葉輪中心處的負(fù)壓而使外界空氣沿相反方向漏入泵內(nèi)。常用：填料密封：普通離心泵采用，由填料函殼、軟填料和填料壓蓋構(gòu)成。機(jī)械密封：輸送酸、堿及易燃易爆等特殊液體，由裝在泵軸上的動(dòng)環(huán)和固定在泵殼上的靜環(huán)組成。2.離心泵的主要性能參數(shù)⑴流量qv：離心泵在單位時(shí)間內(nèi)排送到管路系統(tǒng)中的液體體積。l/s,m3/h

與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速，管路特性有關(guān)⑵壓頭H(揚(yáng)程)：離心泵對(duì)單位重量的液體所提供的有效能量。m

與泵的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速及流量有關(guān)；

一般由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。揚(yáng)程并不等于泵的升舉高度,在實(shí)際工作中應(yīng)加以區(qū)分⑶效率η：反映能量損失。能量損失主要包括以下幾項(xiàng)：容積損失η

V，由泵的泄漏造成的；機(jī)械損失η

m，由機(jī)械摩擦造成的；水力損失η

h，由黏性引起的摩擦阻力及局部阻力等造成的。

與泵的類型、尺寸、制造精密程度、液體的流量和性質(zhì)等有關(guān)⑷軸功率N：泵軸所需要的功率。W或kW有效功率Ne指液體從葉輪獲得的能量。N:WQ:m3/s或N:kWQ:m3/s3.離心泵的特性曲線(一定轉(zhuǎn)速下,常壓20℃清水為工質(zhì)測(cè)定的)⑴H~qv曲線:qv

,H,

qv很小時(shí)可能例外啟動(dòng)離心泵時(shí),應(yīng)關(guān)閉出口閥門(mén)⑵N~qv曲線:

qv,N

⑶~qv曲線:qv,max

，

qv,

泵的銘牌～與max對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)(最佳工況參數(shù))選型時(shí)maxH~qvη~qvN~qvH,N,ηqv4.離心泵的安裝高度⑴離心泵的氣蝕現(xiàn)象泵的安裝高度受兩方面因素的影響：當(dāng)?shù)卮髿鈮狠斔蜏囟认乱后w的飽和蒸氣壓當(dāng)p1≤pv，液體在葉輪中心氣化氣泡流向高壓區(qū)在高壓作用下氣泡凝結(jié)或破裂局部真空周圍液體高速?zèng)_向原氣泡中心產(chǎn)生很大的沖擊力撞擊葉片或泵殼隨液體

葉輪局部在沖擊力的反復(fù)作用下，材料表面會(huì)產(chǎn)生疲勞甚至出現(xiàn)蝕點(diǎn)和裂縫，從而使葉輪或泵殼受到破壞，這種現(xiàn)象稱為氣蝕現(xiàn)象。氣蝕現(xiàn)象的不良影響：泵的流量、壓頭、效率均會(huì)下降；產(chǎn)生噪音影響周圍環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)泵不能正常操作；泵殼和葉輪材料遭受損壞，降低泵的使用壽命。

所以為了避免氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生,泵的安裝高度應(yīng)適當(dāng)。而適當(dāng)?shù)陌惭b高度是根據(jù)泵的抗氣蝕性能確定的。⑵離心泵的抗氣蝕性能①泵的允許吸上真空度離心泵入口處可允許達(dá)到的最大真空度。m(液柱)如圖所示，允許吸上真空度Hs’為：m液柱Hs’值越大,泵的抗氣蝕性能越好實(shí)驗(yàn)測(cè)定，條件：

10m水柱大氣壓下20℃清水為介質(zhì)測(cè)定。當(dāng)輸送條件與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，需要轉(zhuǎn)換公式：Ha：泵安裝地區(qū)的大氣壓，mH2O10：實(shí)驗(yàn)條件下的大氣壓強(qiáng)。mH2Opv：操作溫度下液體的飽和蒸汽壓，pa0.24：20℃下水的飽和蒸汽壓，mH2O②泵的氣蝕余量允許氣蝕余量NPSH(netpositivesuctionhead)

離心泵入口處的靜壓頭與動(dòng)壓頭之和超過(guò)輸送液體在操作溫度下的飽和蒸氣壓頭的最小允許值即：m臨界氣蝕余量(NPSH)c必需氣蝕余量(NPSH)r即臨界氣蝕余量(NPSH)c上加一定的安全量。⑶離心泵的允許安裝高度（允許吸上高度）泵吸入口與貯槽液面間允許達(dá)到的最大垂直距離(Hg)在0-0’與1-1’間列柏努利方程式：若貯槽上方與大氣相通(p0=pa)則：

若已知泵的允許吸上真空度Hs’()，則:

一般為安全起見(jiàn)，離心泵的實(shí)際吸上高度應(yīng)比允許的安裝高度低0.5~1m。5.離心泵的類型按輸送液體性質(zhì)的不同清水泵耐腐蝕泵油泵雜質(zhì)泵液下泵按吸入方式的不同按葉輪數(shù)目不同單級(jí)泵多級(jí)泵單吸泵雙吸泵⑴清水泵：輸送的液體是水或物理化學(xué)性質(zhì)類似于水的清潔液體。單級(jí)單吸懸臂式離心泵

IS(B)典型規(guī)格：多級(jí)離心泵

D雙吸泵

sh⑵耐腐蝕泵(F)：輸送酸、堿等腐蝕性液體。與液體的接觸部件是由耐腐蝕材料制造。多采用機(jī)械密封。⑶油泵(Y)：輸送石油產(chǎn)品。要求有良好的密封性能，以防易燃、易爆物的泄漏。⑷雜質(zhì)泵(P)：輸送懸浮液和稠的漿液。要求不易被雜質(zhì)堵塞、耐磨、容易拆洗。細(xì)分為：污水泵PW

砂泵PS

泥漿泵PN⑸液下泵(FY)：泵體安裝于液體貯槽內(nèi)，其軸封要求不高，可用于輸送化工過(guò)程中各種腐蝕性液體。6.離心泵的選用⑴確定輸送系統(tǒng)所需的流量和外加壓頭。

流量生產(chǎn)任務(wù)，外加壓頭

管路安排。

⑵選用泵的類型、型號(hào)。

①根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型；②按照已確定的流量和壓頭從泵的樣本或產(chǎn)品目錄中找出合適的型號(hào)；③所選泵提供的流量、壓頭與管路要求的流量、壓頭不完全相符時(shí)，所選泵的流量和壓頭可稍大些，但此條件下泵的效率應(yīng)較高；④泵型號(hào)選好后，列出泵的各性能指標(biāo)；⑶核算泵的軸功率。若輸送液體的密度大于水的密度時(shí)，可按核算泵的軸功率。離心泵的安裝和使用應(yīng)注意的一般問(wèn)題：泵的安裝高度必須低于允許吸上高度；離心泵啟動(dòng)前必須使泵內(nèi)灌滿所輸送液體；離心泵應(yīng)在出口閥門(mén)關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)，使其啟動(dòng)功率最??；停泵前應(yīng)先關(guān)閉出口閥門(mén)，或在泵出口管線上裝單向閥，以免壓出管路的液體倒流入泵內(nèi)使葉輪受沖擊損壞；運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)定時(shí)檢查、保養(yǎng)和潤(rùn)滑等。1.概述⑴

輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體壓送機(jī)械。⑵氣體輸送和壓縮設(shè)備在化工中應(yīng)用廣泛：輸送氣體；產(chǎn)生高壓氣體；產(chǎn)生真空；二.往復(fù)壓縮機(jī)⑶分類按出口氣體的壓強(qiáng)（終壓）或壓縮比來(lái)分：

通風(fēng)機(jī)：終壓15kPa(表)，壓縮比1至1.15；鼓風(fēng)機(jī)：終壓15～294kPa

(表)

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