化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2

化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿22024/3/26化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿22.離心泵特性曲線(xiàn)的測(cè)定離心泵的特性曲線(xiàn)是在一定轉(zhuǎn)速下用20℃的清水為工作介質(zhì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。五、離心泵的特性曲線(xiàn)（Characteristiccurves）化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2以真空表和壓力表兩測(cè)點(diǎn)為1，2截面列柏努力方程，有五、離心泵的特性曲線(xiàn)（Characteristiccurves）化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2對(duì)應(yīng)的泵的效率為對(duì)應(yīng)的泵的有效功率為調(diào)節(jié)流量，并重復(fù)以上的測(cè)量和計(jì)算，則可得到不同流量下的特性參數(shù)，繪制特性曲線(xiàn)。五、離心泵的特性曲線(xiàn)（Characteristiccurves）化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿23.特性曲線(xiàn)的影響因素(1)液體密度的影響離心泵的理論流量和理論壓頭與液體密度無(wú)關(guān)，離心泵的軸功率則隨液體密度的增加而增加。(2)液體粘度的影響液體粘度的改變將直接改變其在離心泵內(nèi)的能量損失，因此，H—Q、N—Q、

—Q曲線(xiàn)都將隨之而變。液體運(yùn)動(dòng)粘度<2010-6m2/s時(shí)影響不大，超過(guò)此值則應(yīng)進(jìn)行換算。課本p107上給出了不同條件下通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的換算系數(shù)。化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2(3)葉輪轉(zhuǎn)速的影響當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)速的改變不大時(shí)（<20%）：3.特性曲線(xiàn)的影響因素比例定律化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿23.特性曲線(xiàn)的影響因素在同一轉(zhuǎn)速下，如葉輪直徑的切割幅度不大時(shí)，泵的效率不變，則泵的流量、揚(yáng)程和軸功率與葉輪直徑的近似關(guān)系為:(4)葉輪直徑的影響切割定律化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度由離心泵的工作原理可知，從整個(gè)吸入管路到泵的吸入口，液體的壓強(qiáng)是不斷降低的。化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿21.汽蝕現(xiàn)象當(dāng)泵內(nèi)某點(diǎn)的壓強(qiáng)低至液體飽和蒸汽壓時(shí)部分液體將汽化，產(chǎn)生的汽泡被液流帶入葉輪內(nèi)壓力較高處再凝聚。由于凝聚點(diǎn)處產(chǎn)生瞬間真空，造成周?chē)后w高速?zèng)_擊該點(diǎn)，產(chǎn)生劇烈的水擊。瞬間壓力可高達(dá)數(shù)十個(gè)MPa，眾多的水擊點(diǎn)上水擊頻率可高達(dá)數(shù)十kHz，且水擊能量瞬時(shí)轉(zhuǎn)化為熱量，水擊點(diǎn)局部瞬時(shí)溫度可達(dá)230℃以上。癥狀：噪聲大、泵體振動(dòng)，流量、壓頭、效率都明顯下降。后果：高頻沖擊加之高溫腐蝕同時(shí)作用使葉片表面產(chǎn)生一個(gè)個(gè)凹穴，嚴(yán)重時(shí)成海綿狀而迅速破壞。防止措施：把離心泵安裝在恰當(dāng)?shù)母叨任恢蒙?，確保泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)處的靜壓超過(guò)工作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓。六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿22.安裝高度離心泵的安裝高度不是任意的，而是要受到氣蝕現(xiàn)象的限制。反映這一限制的因素，從泵本身的吸上性能考慮，常采用兩種指標(biāo)來(lái)表示，即離心泵的允許吸上真空高度和允許氣蝕余量。(1)允許吸上真空高度和允許安裝高度允許吸上真空高度由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，也可從泵樣本中查得。六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2假定離心泵在可允許的最高位置上操作，以貯液槽液面為基準(zhǔn)水平面，列貯液槽液面0-0與泵入口處截面1-1間的柏努利方程式，可得六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度允許的安裝高度化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度Hs的校正泵樣本中所給出的Hs，是在大氣壓力為10.33mH2O下，以20℃水(此時(shí)水的飽和蒸氣壓為0.24mH20)為介質(zhì)測(cè)定的數(shù)值。如果泵的操作條件與上述實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，則應(yīng)把泵樣本中給出的Hs值換算成操作條件下的值，即化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度(2)實(shí)際安裝高度為確保離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，泵的實(shí)際安裝高度還應(yīng)比計(jì)算的允許安裝高度Hg低0.5～1.Om?；ぴ碇v稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度例2：用一臺(tái)離心泵在海拔高度400m處輸送40℃的水，從泵樣本中查得該泵的允許吸上真空高度Hs=7.0m，若吸入管的壓頭損失約為1mH2O,泵入口處的動(dòng)壓頭為0.2mH2O。試確定該離心泵的安裝高度。已知海拔高度400m處的大氣壓力為9.85mH2O?；ぴ碇v稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度解：泵的實(shí)際安裝高度為4.86-0.5=4.36m。化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度(3)允許氣蝕余量和允許安裝高度定義:為防止氣蝕現(xiàn)象，泵入口處液體的靜壓頭與動(dòng)壓頭之和必須大于液體在操作條件下飽和蒸氣壓頭的某一最小允許值，以△h表示,即化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度允許氣蝕余量是反映離心泵汽蝕性能的重要參數(shù)，主要與泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和輸送的流量有關(guān)。離心泵的允許氣蝕余量，也是由泵的生產(chǎn)部門(mén)按輸送20℃清水通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。當(dāng)輸送其它液體時(shí)，同樣需要進(jìn)行校正。由于校正系數(shù)的值一般小于1，因此也可以不進(jìn)行校正，而把高出的數(shù)值作為防止氣蝕現(xiàn)象所外加的安全系數(shù)。化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度泵的實(shí)際安裝高度還應(yīng)比計(jì)算的允許安裝高度Hg低0.5～1.Om。泵的允許安裝高度化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度例題：用一臺(tái)離心油泵從貯槽向反應(yīng)器輸送液態(tài)異丁烷，從泵樣本中查得在輸送流量下該泵的允許氣蝕余量△h＝3.5m。貯罐內(nèi)液面上方的壓力為6.52×l05Pa。異丁烷在輸送溫度下的飽和蒸氣壓為6.38×l05Pa，密度為530kg/m3。吸入管路的壓頭損失為1.2m。試問(wèn)，當(dāng)泵的入口處位于貯罐內(nèi)液面以下1.5m時(shí)，該泵能否正常操作?；ぴ碇v稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度解：允許安裝高度為已知泵的實(shí)際安裝高度為-1.5m大于計(jì)算結(jié)果。說(shuō)明泵在輸送異丁烷過(guò)程中會(huì)發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，不能確保泵的正常操作。將泵的安裝高度降至-2.0-0.5＝-2.5m才能確保其正常操作?；ぴ碇v稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2查取允許吸上真空高度（允許汽蝕余量

h）校正計(jì)算出允許安裝高度實(shí)際安裝高度應(yīng)小于Hg。六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度總結(jié)①安裝高度的計(jì)算：化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2②減少吸入管路的阻力，可提高泵的安裝高度。故離心泵的入口管徑都大于出口管徑。六、離心泵的汽蝕現(xiàn)象與泵的安裝高度③液體溫度越高，飽和蒸汽壓pv就越高，允許安裝高度則越低。在輸送較高溫度的液體時(shí)尤其要注意安裝高度?；ぴ碇v稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2當(dāng)離心泵在某一定的管路系統(tǒng)中工作時(shí)，其壓頭和流量不僅與離心泵本身的性能有關(guān)，而且還與管路的特性(指流量、管徑、管長(zhǎng)和管件、端點(diǎn)條件等)有關(guān)。七、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)1.管路特性曲線(xiàn)當(dāng)離心泵安裝在特定的管路中工作時(shí)，在一定的流量Q下，管路需要泵提供的壓頭He，可以通過(guò)列截面1-1與截面2-2間的柏努利方程式求得，即化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2七、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)一般，取又當(dāng)管路端點(diǎn)條件和液體一定時(shí)，A為定值，與流量無(wú)關(guān)。令化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2當(dāng)管路情況一定，湍流時(shí)摩擦系數(shù)變化很小，可視為常數(shù)，則B也為定值，與流量無(wú)關(guān)。則七、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)管路特性曲線(xiàn)方程式化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2七、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)2.離心泵的工作點(diǎn)當(dāng)工作點(diǎn)P正好落在泵的高效區(qū)時(shí)，說(shuō)明對(duì)該管路系統(tǒng)所選擇的離心泵是適宜的?；ぴ碇v稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2七、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)例題：如圖所示，將20℃的清水從貯水池輸送到高位槽。已知高位槽內(nèi)水面高于貯水池水面13m。高位槽及貯水池中水面恒定不變，且均與大氣連通。輸送管為的鋼管，總長(zhǎng)度(包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)為200米?，F(xiàn)擬選用4B20型水泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為2900r／min時(shí)，其特性曲線(xiàn)如下圖所示。試分別求泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的流量、軸功率及效率。在本題情況下，摩擦系數(shù)可取0.02化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2七、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)解：管路特性曲線(xiàn)可以通過(guò)列截面1-1與截面2-2間的柏努利方程式求得，即化工原理講稿第2章流體輸送機(jī)械講稿2七、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)在離心泵的特性曲線(xiàn)圖上作出管路的特性曲線(xiàn)，得到離心泵的工作點(diǎn)P從圖上可以看出：泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的流量Q=98m3/hN=6.7kWη=77%?；ぴ碇v稿第2章流體輸送機(jī)械講稿23.離心泵的流量調(diào)節(jié)(1)改變管路特性曲線(xiàn)（如改變閥門(mén)開(kāi)度）七、離心泵的工作點(diǎn)與