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1、第二章流体输送设备Transportation Equipment,2,概述 Introduction 第一节 离心泵 centrifugal pump 第二节 其他类型泵 other pump,目录(Contents),3,2.流体输送设备分类：,输送液体泵,输送气体通风机、鼓风机、压缩机及真空泵,1.流体输送设备作用：,低压 高压,低处 高处,近处 远处,按流体类型,按作用原理：,离心式、往复式、旋转式,流体物性不同,操作条件各异,（容积式,正位移式）,（动力式）,概 述(Introduction),4,第一节 离心泵 Centrifugal pump,一、离心泵的工作原理,内容提要,二、
2、离心泵的主要部件,三、离心泵的主要性能参数与特性曲线,四、离心泵性能的改变与换算,五、离心泵的气蚀现象与允许安装高度,六、离心泵的工作点与调节,七、离心泵的类型与选择,5,1.基本结构,固定的泵壳,旋转的叶轮,一、离心泵的工作原理,6,2. 工作过程,叶轮中部低压,液体吸入,灌泵,叶轮高 速旋转,离心作用,静压能和动能,叶轮 外缘,流道扩大,动能,静压能,液体排出,排液过程,吸液过程,泵壳,7,8,3.气缚现象：,装设底阀 (单向阀)(止逆阀),9,10,二、离心泵的主要部件,11,1.叶轮(impeller),作用传递能量,结构前弯叶片、后弯叶片、径向叶片,类型,开式、半闭式和闭式,单吸式和
3、双吸式,吸入方式,12,返回,13,双吸式：,吸液量大,无轴向推力,双吸,单吸,14,2.泵壳 汇集液体，转能装置,4.轴封：,作用防止漏液,类型填料或机械(高)密封,3.导轮：,未装导轮,装导轮,15,1.主要性能参数,2B31型离心泵铭牌上标注的参数,(1)流量(Q):单位时间由泵排入管路的液体体积，m3/s,Q与泵的结构、尺寸、转速等有关,实际流量还与管路特性有关。,三、离心泵的主要性能参数与特性曲线,16,(2)扬程或压头(H):供给1N液体的有效机械能，m,H与泵的结构、转速和流量有关。,扬程与升举高度的区别：,升举高度,17,(4)轴功率(N):泵轴所需的功率，W,(3)有效功率(
4、Ne):液体由泵获得的能量，W,18,能量损失：,容积损失 漏液；,机械损失 机械摩擦；,水力损失 液体摩擦及局部阻力；,(5)效率():,19,(1)HQ线: Q,H,(3)Q线: Q,先后,(2)NQ线: Q, N,Q=0N=Nmin,Q=0H0,最高点 设计点,2.离心泵的特性曲线,实验测定,20,离心泵的特性曲线测试装置,21,例2-1：吸入管内径100mm,排出管内径80mm,两测压口间垂直距离为0.5m。转速2900r/min,以20oC清水为介质测得流量为15L/s;泵出口 表压为2.55105Pa,入口真空度 为2.67104Pa;电动机输入功率 6.2kW,泵由电动机直接带动
5、, 电动机效率93%。求泵的压头, 轴功率和效率。,解：,(1)求H,22,Z2-Z1=0.5m,p1=-2.67104Pa(表)，,d1=0.1m，d2=0.08m，,p2=2.55105Pa(表),23,(2)求N,N= N输入电机传,(3)求,=6.20.93100%=5.77kW,24,四、离心泵性能的改变与换算,物 性,密度,粘度,泵,转速 变化20%,叶轮直径 变化20%,无关,无关,无关,近似不变,近似不变,25,操作温度下,液 体的饱和蒸汽压,五、离心泵的气蚀现象与允许安装高度,气化,气泡,叶轮中部 (低压区),叶轮外缘 (高压区),气泡 破裂,冲击叶轮,泵损害,1.离心泵的气
6、蚀现象(cavitation),26,2.泵的允许安装高度,27,(1)允许吸上真空度( )：,允许吸上真空度,28, Hs 越大，泵抗“气蚀” 性越好，Hg越高。 为提高泵的允许安装高度，应尽量减小 及 的值。,29, Hs与泵结构，流量， 物性，大气压有关。,30,Hs为10mH2O（9.81104Pa），20清水测定的允许吸上真空度,31,注意： 泵工作点处的大气压与海拔高度有关。海拔高度越高，大气压就越低，泵的允许吸上真空度Hs就越小。 液体的饱和蒸气压Pv与温度T有关。T越高，Pv就越高，Hs就越小。,32,(2)气蚀余量( net positive suction head)：,对
7、敞口贮槽,33,与泵的结构和尺寸有关。, 越高，泵抗“气蚀” 的性能越差，Hg越低,Q,34,若 ,则用 替代 ；,一般,注意：,35,(3)防止气蚀的措施,泵安装在液面以下,对易汽化的液体，提高,36,例2-2：用离心油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷。贮罐内液面恒定,其上方绝压为6.65kgf/cm2。泵在贮罐液面下1.5m处,吸入管路的压头损失为l.6m。异丁烷在输送条件下密度为530kg/m3,饱和蒸气压为6.5kgf/cm2。已知输送流量下泵的允许气蚀余量为3.5m。试确定该泵能否正常操作。,解：,37,1.管路特性曲线(characteristic curve),六、离心泵的工作点与
8、调节,38,(管路特性方程),39,HeQe,与管路布局,操作条件有关, 与泵性能无关,说明:,管路的特性曲线,H (m),Q (m3/h),HeQe,40,工作点,2.工作点,H-泵在Q下所能提供的压头,He- 在Qe下，管路系统要求泵提供的压头,工作点 需要与可能的结合,Q=Qe, H=He,工作点：,说明供求一致,41,3.离心泵的流量调节：,(1)调节阀门改变管路特性曲线,阀门关小：,开大：,优点:可连续调节流量；,缺点:阀门关小,流阻增大， 操作费高。,HeQe,当改变管路特性曲线时， 工作点沿泵的特性曲线移动。,42,转速增大：,减小：,改变叶轮直径,(2)调节泵的特性曲线,HQ,
9、改变转速,当改变泵的特性曲线时， 工作点沿管路特性曲线移动。,43,例2-3： 某管路安装一台水泵，其特性曲线如图所示。将水池中的水送至高度为10m，表压为9.81104Pa 的密闭容器内，管内流量为16.7L/s，试求管路特性曲线(为定值)及输送每千克水所需要的能量； 若将阀门关小，使管内流量减小25，管路特性曲线有何变化？此时输送每千克水所需要的能量为多少？,44,解:,求管路特性曲线：,由泵特性曲线知：,当Q16.7L/s时,泵的扬程H=50m, 此时He=50m,45,管路的特性曲线为,关小阀门后,46,管路的特性曲线为,由泵特性曲线知：,当Q12.5L/s时, 泵的扬程H=57m,
10、此时He=57m,47,(1)并联：,相同的管路特性曲线,单台泵的特性曲线相同,合成特性曲线,合成特性曲线,并联后的实际工作点a点,a,管路曲线越陡，流量增加得越小,4.离心泵的组合操作,48,(2)串联：,合成特性曲线,合成特性曲线,串联后的实际工作点a点,管路曲线越平缓，扬程 增加得越小,a,49,(3)串并联的选择：,须用串联,若,50,低阻管路(管路特性曲线较为平坦),宜用并联,宜用串联,A,B,A,B,高阻管路(管路特性曲线较为陡峭),若,51,离心泵,输液性质,水泵,耐腐蚀泵,油泵,杂质泵,吸液方式,单吸泵,双吸泵,叶轮数目,单级泵,多级泵,压头高低,低压泵,中压泵,高压泵,(H2
11、0m水柱),(H50m水柱),(H=2050m水柱),1.离心泵的类型,七、离心泵的类型与选择,52,（1）清水泵性质与水相似的液体,IS型(原B型)单级单吸悬臂式,53,H：5-125m，Q：6.3-400,54,D型多级泵,压头较高,H：14-351m， Q：10.8-850,55,流量较大,S型(原Sh型)双吸泵,H：9-140m， Q：120-12500,56,(2)耐腐蚀泵(F型)酸、碱液等,与被输送流体接触的材料全是耐腐蚀材料 密封要求高，一般采用机械密封。,H灰口铸铁浓硫酸,B铬镍合金钢弱腐蚀性液体,M铬镍钼钛合金钢浓硝酸,100-泵吸入口径（mm） F-单吸单级悬臂式耐腐蚀离心
12、泵。 B-泵与输送介质接触过流部分为不锈钢1Cr18Ni9Ti制造。 37-泵设计点扬程值（m） A-叶轮外径第一次切割。,100FB-37A,57,(3)油泵(Y型)石油产品,轴封严格、冷却良好,100Y-1202,吸入口直径,mm,单吸油泵,单级扬程,级数,YS双吸油泵,58,(4)杂质泵(P型)悬浮液和稠浆液,叶片少、流道宽(开式或半闭式),PN型泥浆泵实物图,59,2.离心泵的选择,液体性质,泵的类型,确定流量(Qe)和压头(He),确定泵的型号，列出主要性能参数,核算轴功率,60,61,安装高度Hg 防气蚀；,启动前灌液防气缚；,启动前关闭出口阀N=Nmin；,停泵前关闭出口阀防倒冲
13、；,冬天停泵应排尽液体防冻裂。,泵的安装和操作,62,第一节小结,一.离心泵的主要性能参数:Q、H、N、，特性曲线，,二.离心泵的允许安装高度,三.管路特性方程和工作点,四.离心泵的选型,63,一.往复泵(reciprocating pump),(1)单动泵：,结构,原理,吸液,排液,排液量不均匀,第二节 其他类型泵,64,(2)双动泵：,65,(3)三联泵,排液较均匀,66,排液能力：,流 量,活塞截面积,活塞往复次数,活塞冲程 m,( ),位移,(4)特点：,单动泵,67,活塞杆的截面积,双动泵,活塞杆的直径,68,压头：,吸上高度有限制,取决于,原动机功率,装置机械强度,有自吸能力(无需
14、灌液),69,流量调节：,改变往复速率或冲程；,回(旁)路调节,能损大。,不可关闭出口阀启动,适用于小流量、高压头、高粘度流体,不适于腐蚀性流体、悬浮液,70,二.计量泵(比例泵metering pump)：,精确调控流量,71,米顿罗计量泵,蠕动计量泵,72,柱塞式计量泵,73,隔膜泵,74,-正位移泵，流量调节同往复泵,齿轮泵,较高压头、高粘度液体,三、旋转泵(转子泵rotary pump)：,75,76,罗茨泵 中等压头，黏稠物料输送,77,螺杆泵,高压头、高粘度液体,78,四、旋涡泵(turbine pump)：,小流量、高压头,低粘度,依靠离心力,启动前需灌泵,启动时全开出口阀,79,80,离心泵：结构简单，流量大且均匀，易调节，可输送腐蚀性和含悬浮物的液体，但扬程小，无自吸能力，效率60-80% 往复泵：扬程高，流量固定，效率70-93%，但结构复杂，流量不大 旋转泵：流量均匀稳定，扬程高，效率60-90%，适于输送黏度大的清洁液体，但流量小，制造精度要求高,第二节小结,81,第三节气体输送设备,水环真空泵,82,旋片式真空泵,8
