《化工原理》多媒體課件化學(xué)化工學(xué)院第2章流體輸送設(shè)備2.1離心泵

離心泵

往復(fù)泵

輸送流體—泵

旋轉(zhuǎn)泵

計(jì)量泵流體輸送設(shè)備

旋渦泵

通風(fēng)機(jī)

輸送氣體—風(fēng)機(jī)

鼓風(fēng)機(jī)

壓縮機(jī)整理ppt

升高壓力（靜壓能增加）向流體作功以提高其機(jī)械能的裝置升高位置（位能增加）克服沿途阻力整理ppt2.1離心泵2.1.1離心泵工作原理和主要部件2.1.2離心泵的基本方程式2.1.3離心泵的主要性能參數(shù)和特性曲線2.1.4離心泵的氣蝕現(xiàn)象和允許安裝高度2.1.5離心泵的工作點(diǎn)和流量調(diào)節(jié)2.1.6離心泵的類型、選擇和使用整理ppt2.1.1離心泵工作原理和主要部件

1.工作原理

開動(dòng)前----灌滿液體----開動(dòng)后—葉輪旋轉(zhuǎn)----產(chǎn)生離心力----液體由葉輪中心拋向外周----壓力增加----以15～25m/s高速流入泵殼----殼內(nèi)減速----動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能----排出----進(jìn)入排出管路。

氣縛---離心泵啟動(dòng)時(shí),如果泵內(nèi)存有空氣,由于氣體密度很低,因而葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)的液體吸入泵內(nèi),雖啟動(dòng)離心泵也不能輸送液體。

灌泵與底閥、濾網(wǎng)、調(diào)節(jié)閥。整理ppt

2.主要部件

（1）葉輪開式心臟部件—葉輪半開式閉式平衡孔—葉輪后蓋板上鉆有小孔，以把后蓋板前后的空間連通起來(lái)。整理ppt

（2）泵殼-蝸殼（能量轉(zhuǎn)化裝置）整理ppt

離心泵主要由葉輪和泵殼組成。泵殼內(nèi)必須先充滿液體，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，把液體甩向葉輪外緣。高速度產(chǎn)生高動(dòng)能。由于泵殼通道，設(shè)計(jì)成逐漸擴(kuò)大的形狀，高速流體逐漸減速。由動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴簭?qiáng)能，表現(xiàn)為具有高壓的液體。整理ppt

（3）軸封裝置整理ppt離心泵原理的動(dòng)畫

整理ppt2.1.2離心泵的基本方程式1-1和2-2截面列柏努利方程1.壓頭的定義整理ppt2.理論壓頭

理論壓頭—在理想情況下離心泵可能達(dá)到的最大壓頭。

HT∞=f(Q)≡f（泵結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)速、Q）假設(shè)①葉輪無(wú)厚度，數(shù)目無(wú)限多（無(wú)倒流記錄）；

②理想液體（液體無(wú)粘度，無(wú)阻力損失）。整理pptC1點(diǎn)1的絕對(duì)速度沿葉片切線方向運(yùn)動(dòng)ω1，圓周速度u1與旋轉(zhuǎn)圓周相切．C2點(diǎn)2的絕對(duì)速度沿葉片切線方向運(yùn)動(dòng)ω２；

圓周速度u２與旋轉(zhuǎn)圓周相切．流動(dòng)角β：相對(duì)速度與圓周速度反方向延線的夾角．α表示絕對(duì)速度與圓周速度兩矢量之間的夾角．α及β的大小與葉片的形狀有關(guān)．速度三角形中各速度間的數(shù)量關(guān)系滿足余弦定理．葉片的形狀影響液體在泵內(nèi)的流動(dòng)情況以及離心泵的性能.整理ppt3.離心泵基本方程式的推導(dǎo)葉片進(jìn)口與出口之間應(yīng)用柏努利方程整理ppt整理ppt整理ppt離心泵基本方程式的討論：（1）流量整理ppt（2）HT∞與β2之間的關(guān)系整理ppt（3）β2的選擇整理ppt（4）理論流量整理ppt（5）液體的密度

由離心泵的基本方程式可知,離心泵的理論壓頭與液體的密度無(wú)關(guān)。（6）離心泵的實(shí)際壓頭和實(shí)際流量

①葉片間的環(huán)流損失

壓頭損失

②阻力損失

③沖擊損失

整理ppt2.1.3離心泵的主要性能系數(shù)與特性曲線

這是工廠水泵房。泵的流量多大？能將流體送到多高的位置，即泵的壓頭多少？消耗多大功率？機(jī)械效率多少？它們之間的關(guān)系如何？等等。

工廠水泵房整理ppt

泵性能實(shí)驗(yàn)原理圖。泵的流量，壓頭，功率，效率之間的關(guān)系，可以用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。在這套實(shí)驗(yàn)裝置中，水是循環(huán)的，水泵前后安裝了真空表和壓力表，還有流量計(jì)和電功率表。改變水的流量，讀得真空表，壓力表，功率表數(shù)據(jù)，即為一組數(shù)據(jù)。讀10—15組數(shù)據(jù)，就可以得到泵性能曲線。

整理ppt

這是泵性能測(cè)定裝置，它既可以測(cè)定泵性能曲線，還可以測(cè)定管道阻力系數(shù)。泵性能實(shí)驗(yàn)裝置整理ppt1.離心泵的主要性能參數(shù)

轉(zhuǎn)速n

流量Q

壓頭（揚(yáng)程）Hn一定，Q可調(diào)，H、N、η=f（Q）軸功率N銘牌上的數(shù)值是最高效率下的性能效率η

氣蝕余量整理ppt（1）壓頭（揚(yáng)程）H和流量Q實(shí)驗(yàn)測(cè)定1-1、2-2兩截面整理ppt（2）效率容積損失機(jī)械損失

水力損失整理ppt（3）軸功率N軸功率N：泵軸所需功率有效功率Ne：液體從葉輪獲得的能量，效率η：N>Ne

傳動(dòng)效率：η傳=N/N電配套電機(jī)功率N電=N/η傳

整理ppt2.離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線一般由H-Q、N-Q及η-Q三條曲線組成。(1)H－Q曲線

壓頭H，流量Q

(2)N－Q曲線

N，當(dāng)流量Q

(3)η－Q曲線

Q，η極大值Q，η

離心泵工作點(diǎn)在最高效率點(diǎn)附近工作。

整理ppt3.離心泵性能的改變和換算（1）密度的影響Q與ρ無(wú)關(guān)H－Q不變

H與ρ無(wú)關(guān)η－Q不變N與ρ成正比N-Q變化整理ppt（2）粘度的影響

粘度>，Σhf

，H，Q，η，N當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度ν<20cSt（歷沲）,2×10-5m2/s不進(jìn)行修正當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度ν>20cSt（歷沲），2×10-5m2/s用簡(jiǎn)圖修正Q’=CQQH’=CHHη’=Cηη查圖2-14與2-15求CQ、CH、Cη整理ppt（3）轉(zhuǎn)速的影響比例定律1、2、3次方Q’/Q=n’/nH’/H=（n’/n）2

N’/N=（n’/n）3整理ppt（4）葉輪直徑影響

切割定律：葉輪外周切割使D2變小，1、2、3、次方D2

減小，b2增大,Q’/Q=（D2’/D2)1D2b2=D2’b2’H’/H=(D2’/D2)2N’/N=(D2’/D2)3整理ppt2.1.4離心泵的氣蝕現(xiàn)象與允許安裝高度1.離心泵的氣蝕現(xiàn)象

吸入液體，泵入口處形成低壓，提高泵的安裝高度，導(dǎo)致泵內(nèi)壓力降低，入口處壓力降至低于或等于液體飽和蒸汽壓，液體氣化，低壓區(qū)---高壓區(qū)---氣泡凝結(jié)或破裂，產(chǎn)生頻率很高瞬時(shí)壓力很大的沖擊---氣蝕現(xiàn)象。整理ppt2.離心泵的抗氣蝕性能---氣蝕余量和允許吸上真空度

（1）離心泵的氣蝕余量

定義:在泵入口1-1和葉輪入口k-k兩截面間列柏努利方程式整理ppt整理ppt（2）離心泵的允許吸上真空度

為避免氣蝕現(xiàn)象,泵入口處壓強(qiáng)P1應(yīng)為允許的最低絕對(duì)壓強(qiáng).習(xí)慣上常把P1表示為真空度.當(dāng)大氣壓強(qiáng)為Pa,則泵入口處最高真空度為Pa-P1.真空度以輸送液體的液柱高度計(jì)量,稱為離心泵的允許吸上真空度。整理pptHS’值越大，泵抗氣蝕性能好；Hg越大，HS’=f（泵結(jié)構(gòu)、流量、液體性質(zhì)、大氣壓強(qiáng)），HS’實(shí)驗(yàn)測(cè)定（大氣壓為10mH2O(9.81×104Pa)，20℃，清水）HS’－Q曲線，Q增加，HS’減小

，最大流量時(shí)的HS’計(jì)算安裝高度其它液體，整理ppt（3）離心泵的允許安裝高度(允許吸上高度)離心泵的允許安裝高度(允許吸上高度)是指泵的吸入口與吸入貯槽液面間允許達(dá)到的最大垂直距離,以Hg表示

0－0’與1－1’列柏努利方程式整理ppt2.1.5離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)1.管路特性與離心泵的工作點(diǎn)（1）管路特性方程式和特性曲線整理ppt（2）管路特性方程式和特性曲線①作離心泵特性曲線作管路特性曲線交點(diǎn)---工作點(diǎn)M

②泵安裝在管路中的實(shí)際壓頭、流量（He、Qe）整理ppt2.離心泵的流量調(diào)節(jié)（1）改變閥門的開度閥門開度減小，∑hf增加，Hf總壓頭增加,He－Qe曲線變陡，工作點(diǎn)由M變化到M1，QM1減小，HM1增加；

閥門開度增加，∑hf

減小，Hf總壓頭減小,He－Qe曲線變平緩，工作點(diǎn)由M變化到M2，QM2

增加，HM2減小。整理ppt（2）改變泵的轉(zhuǎn)速n

泵的轉(zhuǎn)速n提高到n1，泵的特性曲線H—Q向上移，工作點(diǎn)M變至M1，流量QM1增加，HM1增加。泵的轉(zhuǎn)速n降低至n2，泵的特性曲線H—Q向下移，工作點(diǎn)M變至M2，流量QM2降低，HM2降低。整理ppt（3）離心泵的并聯(lián)和串聯(lián)操作

離心泵的并聯(lián)操作管路特性曲線不變；離心泵的并聯(lián)后特性曲線的壓頭H不變,流量Q加倍。

離心泵的串聯(lián)操作管路特性曲線不變；離心泵的串聯(lián)后特性曲線的流量Q不變,壓頭H加倍.整理ppt2.1.6離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)1.離心泵的類型（1）清水泵(IS型、D型、Sh型)IS型水泵—單級(jí)單吸懸臂式揚(yáng)程范圍8-98m

流量４.５-360m3/h

D型—多級(jí)離心泵葉輪級(jí)數(shù)２－９級(jí)

揚(yáng)程范圍14–351m

流量4.5-360m3/h

Sh型—雙吸離心泵葉輪有兩個(gè)吸入口

揚(yáng)程范圍9–140m

流量120-12500m3/h整理ppt整理ppt（2）耐腐蝕泵（Ｆ型）

特點(diǎn)：耐腐蝕材料，密封要求高．

揚(yáng)程范圍15-105m流量2-400m3/h（3）油泵（Ｙ型）特點(diǎn)：有單吸和多吸、單級(jí)和多級(jí)（2-6級(jí)），密封要求高．

揚(yáng)程范圍60-603m流量6.25-500m3/h（4）雜質(zhì)泵（Ｐ型）

類型：污水泵ＰＷ、砂泵ＰＳ、泥漿泵ＰＮ

特點(diǎn)：葉輪流道寬、葉片數(shù)目少，常采用半閉式或開式葉輪．

要求：不易被雜質(zhì)堵塞、耐磨、容易撤洗。整理pptIS100-80-160

IS---單級(jí)單吸離心水泵；

100---泵的吸入口內(nèi)徑，mm；80---泵的排出口內(nèi)徑，mm；160---泵的葉輪直徑，mm．40FM1-26

40---泵的吸入口內(nèi)徑，mm；

F---懸臂式耐腐蝕離心泵；M---與液體接觸部件的材料代號(hào)（M表示鉻鎳錳鈦合金鋼）；

1---軸封類型代號(hào)（１代表單端