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1、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 （2-1） J/N or m （2-3） 4 令 方程 变为 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 5 对于通风机的气
2、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， 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： 结构简单，重量轻，投资费用低。 运行可靠，操作效率高，日常操作费用低。 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
3、械的分类 8 流体输送机械的分类 通风机 鼓风机 压缩机 真空泵 按输送流体 的状态分类 输送液体 输送气体 泵 9 流体输送机械的分类 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 10 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 11 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 12 一离心泵的工作原理 图2-1 离心泵装置简图 泵壳 叶轮 吸入口 排出口 泵轴 13 二离
4、心泵的基本结构 1离心泵的叶轮 闭式 半闭式 开式 图2-2离心泵的叶轮 14 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 15 2离心泵的泵壳和导轮 图2-4 泵壳和导轮 二离心泵的基本结构 导轮 16 3. 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 17 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
5、泵的基本方程式 18 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。 19 2、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 20 二离心泵基本方程的表达式 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 21 简化为： 二离心泵基本方程的表达式 离心泵基本方程式 22 三离心泵理论压头影响因素分析 （1）叶轮转速和直
6、径 直径D2转速n 23 （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 24 三离心泵理论压头影响因素分析 25 对后弯叶片，静压头的提高大于动压头的提 高，其净结果是获得较高的有效压头。为获得较 高的能量利用率，提高离心泵的经济指标，应采 用后弯叶片。 三离心泵理论压头影响因素分析 26 （3）理论流量 三离心泵理论压头影响因素分析 对于后弯叶片，B0，HT随qT的增加而降低。 27 图2-7 HT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 （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HTqT、Hq关系曲线 31 练 习 题 目 思考题 作业题: 1 1 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?
