大学课件-化工原理-第2章输送1.PPT

2.1 概述,第 2 章 流体输送设备,作用：向系统输入能量，补充所需机械能。 用于流体的输送或加压。,流体输送设备： 液体输送设备-泵； 气体输送设备-通风机、鼓风机、 压缩机、真空泵。,根据泵的工作原理和结构分类：,2.2 离心泵 2.2.1 离心泵的基本结构、工作原理及性能参数,蜗壳（外壳） 叶轮：敞式, 半蔽式, 蔽式 单吸式、双吸式 附属装置：底阀、滤网、调节阀、平衡孔(平衡管)排气孔、轴封。,(1) 离心泵的主要结构,(2) 工作原理 a) 排出阶段 灌泵(单向阀) 叶轮旋转(离心力，液体获得能量）流体高速流入涡壳(动能静压能) 流向输出管路,b) 吸入阶段 液体排出，使叶轮中心形成低压，液面与泵入口形成压差，将液体吸入泵内。,气缚：泵内未充满液体，气体产生离心力小，难以形成负压，不能吸上液体。,结论：离心泵无自吸能力，必须灌泵。,电机提供原动力叶轮旋转产生离心力 液体获得能量(静压能为主） 在泵入口形成真空，吸入液体,c) 主要部件作用,泵壳：动能静压能，提高液体压力, 能量转换装置,叶轮：把原动机(电机)的机械能，传递给液体，提高液体的动能和静压能 叶轮由6-12片叶片组成。,叶轮按叶片两侧有无盖板分为： 敞式、半蔽式和蔽式叶轮。,叶轮按吸入方式分：单吸式及双吸式,单吸式,双吸式,(3) 离心泵的性能参数 压头(扬程)- 流量 -qV 功率- 有效功率Pe 轴功率P 效率,小型泵效率，5070%；大型泵效率，90%。,2.2.2 离心泵的基本方程式,(1) 液体在叶轮中的运动及简化假设 简化假设 （a）叶片数目无限多，且无限薄，严格将流体限定在叶轮流道内，沿着叶片的形状流动而无倒流或撞击。 （b）流体为理想流体，无能量损失。, 液体质点的运动 圆周运动-液体随叶轮一起旋转，圆周速度为u； 切向运动-相对于叶轮的运动，相对速度w； 合成运动-流体相对于壳体的运动，绝对速度c。, 几何参数： 叶片安装角相对速度w与圆周速度u反向延长线间的夹角。 绝对速度c和圆周速度u间的夹角。,cu=Ccos=u- Cr ctg,速度三角形：,C的径向分量：Cr=Csin C的圆周分量： Cu=Ccos,（2）离心泵的基本方程推导 列叶轮进、出口截面机械能衡算式,（a） 离心力产生的压头Hc,（b） 流道扩大引起的压头增高Hp,选用适当的安装角度，或采取入口导流措施使得1=90o，得离心泵基本方程,（3）影响理论压头的因素, 离心泵理论流量qvT对理论压头H的影响,叶片安装角 叶片形式：径向，前弯，后弯 径向叶片： 后弯叶片： 前弯叶片：,为获得较高的效率，常用后弯叶片。,前弯叶片：压力头小于动压头，冲击损失大。 后弯叶片：压力头大于动压头，冲击损失小。,2.2.3 离心泵的效率和实际压头 实际压头 < 理论压头 原因：,泵内各种能量损失,（1）水力损失 摩擦损失：与流量平方成正比 冲击损失：安装角，导向装置 环流损失：叶片数目和形状 水力效率H,（2）容积损失 原因：高压区向低压区泄漏 减少方法： 容积效率,（3）机械损失 机械效率M,采用蔽式叶轮,泵内能量损失：,离心泵的实际压头 当叶片为无限多时，其理论压头H为最大，H-q直线。若叶片为有限多时，压头将下降。 H-q 环流损失hc冲击损失hs摩擦损失hf容积损失hQ,2.2.4 离心泵的特性曲线及其测定 （1）离心泵的特性曲线,厂家提供 测定条件：常压、20清水为工质； 曲线与叶轮转数有关(图中应标明转数）；,H - qV 曲线 P - qV 曲线 - qV 曲线,封闭启动(关出口阀启动） 目的：防止电机过载。,-qV 曲线 设计点：最高效率点 高效区范围,H-qV 曲线 选泵时常用，qV，H；,P- qV 曲线,（2）离心泵性能曲线实验测定 测定原理, 测定数据 数据： 操作： 计算 H、：,不同流量下的压力差,调节泵的出口阀, 绘制特性曲线,（3）离心泵特性曲线的影响因素 物性参数影响 （a）密度对泵特性曲线的影响 H-qV 曲线： -qV 曲线： P-qV 曲线：,结论：流体密度变化时，应校正 P- qV 曲线。,（b）粘度对泵特性曲线的影响 定性分析： 定量计算： 实验曲线：,经验公式由实验确定。,书P107 图2.2.14、2.2.15, 叶轮直径和转数对特性曲线的影响 （a）叶轮外径D 车削定律,适用：叶轮切削量小于10%-20% 原因：保证运动相似，几何相似 （b）叶轮转数 比例定律,要求：叶轮转数变化不超过20%,作业：P156 1、2、3,