2.1 流体输送机械概述解析

1第二章流体输送机械通过本章学习，掌握化工中常用流体输送机械的基本结构、工作原理和操作特性，能够根据生产工艺要求和流体特性，合理地选择和正确操作流体输送机械，并使之在高效下安全可靠运行。学习目的与要求2第二章流体输送机械2.1概述2.1.1流体输送机械的作用3一、管路系统对流体输送机械的能量要求─管路特性方程管路对流体输送机械的能量要求由伯努利方程计算。对于液体，采用以单位重量（1N）流体为基准的伯努利方程式22efpuHZHgg（2-1）J/Norm22eflluHdg（2-3）4pKZg248ellBddg令22efpuHZHgg方程变为2eeHKBq一、管路系统对流体输送机械的能量要求─管路特性方程管路特性方程忽略5对于通风机的气体输送系统，在风机进出口截面间采用以单位体积（1m3）为基准的伯努利方程式，22TfuHgZpgHJ/m3或Pa（2-6）位风压(一般可忽略)静风压动风压一、管路系统对流体输送机械的能量要求─管路特性方程6流体输送机械除满足工艺上对流量和压头（对气体为风压与风量）两项主要技术指标要求外，还应满足如下要求：①结构简单，重量轻，投资费用低。②运行可靠，操作效率高，日常操作费用低。③能适应被输送流体的特性，如黏度、可燃性、毒性、腐蚀性、爆炸性、含固体杂质等。二．管路系统对输送机械的其它性能要求7第二章流体输送机械2.1概述2.1.1流体输送机械的作用2.1.2流体输送机械的分类8流体输送机械的分类按输送流体的状态分类输送液体：泵按工作原理分类动力式（叶轮式）容积式（正位移式）流体作用式输送气体：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵9第二章流体输送机械2.2离心泵2.2.1离心泵的工作原理和基本结构10离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体输送机械。其突出特点是结构简单、体积小、流量均匀、调节控制方便、故障少、寿命长、适用范围广（包括流量、压头和介质性质）、购置费和操作费用均较低。一．离心泵的工作原理11一．离心泵的工作原理泵壳叶轮吸入口排出口泵轴离心泵的工作原理071213NOTE：在开车前应预先灌泵，运转过程中也要防止空气漏入。为便于泵内充满液体,吸入管底部安装有单向底阀。如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。当离心泵启动时，若泵内存在空气，就会形成叶轮空转，这种现象称为“气缚”。14二．离心泵的基本结构1．离心泵的叶轮——供能装置闭式半闭式开式图2-2离心泵的叶轮15单吸式双吸式图2-3离心泵的吸液方式吸液方式二．离心泵的基本结构平衡孔162．离心泵的泵壳和导轮——集液和转能部件二．离心泵的基本结构导轮导轮引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,减少能量损失,提高能量转换效率.173.离心泵的轴封装置泵轴与泵壳之间的密封称为轴封，其作用是防止泵内高压液体从间隙漏出，或避免外界空气进入泵内。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两大类。后者适用于要求密封较高的场合，如酸、碱、易燃、易爆及有毒液体的输送。二．离心泵的基本结构18第二章流体输送机械2.2离心泵2.2.1离心泵的工作原理和基本结构2.2.2离心泵的基本方程式19一．液体质点在叶轮中的流动1、简化假设(1)叶轮为具有无限薄、无限多叶片的理想叶轮，流体质点将完全沿着叶片表面而流动，流体无旋涡、无冲击损失；(2)被输送的是理想液体，液体在叶轮内流动不存在流动阻力；(3)泵内为定态流动过程。202、速度三角形图2-5液体在离心泵中流动的速度三角形一．液体质点在叶轮中的流动流动角与的大小与叶片的形状有关。21二．离心泵基本方程的表达式222222211221222TuuccHggg表明离心泵的静压头由液体作旋转运动的圆周速度和径向的相对速度转换而获得。离心泵基本方程式22简化为：222222TTuuctgHggDbqTTHABq二．离心泵基本方程的表达式离心泵基本方程式23三．离心泵理论压头影响因素分析（1）叶轮转速和直径直径D2转速n222222TTuuctgHqggDb2260DnuTH24（2）叶片的几何形状图2-6叶片形状及出口速度三角形三．离心泵理论压头影响因素分析25后弯叶片290°2ctg0THgu22径向叶片2=90°2ctg=0TH=gu22前弯叶片290°2ctg0THgu22三．离心泵理论压头影响因素分析222222TTuuctgHqggDb26（3）理论流量三．离心泵理论压头影响因素分析TTHABq对于后弯叶片，B0，HT∞随qT的增加而降低。27图2-7HT∞与qT的关系曲线三．离心泵理论压头影响因素分析28（4）液体密度离心泵的理论压头与液体密度无关。但是，在同一压头下，离心泵进出口的压力差却与液体密度成正比。三．离心泵理论压头影响因素分析29四．离心泵实际压头、流量关系曲线的实验测定2aHAGq（2-17）离心泵特性方程式实际的流量压头关系由实验测定。30四．离心泵实际压头、流量关系曲线的实验测定图2-8离心泵的HT∞～qT、H～q关系曲线31练习题目思考题作业题:11．离心泵的主要有哪几部分组成，工作原理是什么？2.什么是气缚？如何防止?3.叶片形状与离心泵理论压头之间有什么关系？为什么要采用后弯叶片？4.为提高离心泵的静压能，能采取哪些措施?