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1、第二部分,液体输送机械,本章的基本要求：,了解流体输送设备的作用原理、简单结构、主要性能参数、选型的依据及使用注意事项。要求能根据生产任务的要求和管路特性选择合适的输送设备，并能正确安装使用。 （1）了解流体输送设备在生产中的应用及分类； （2）掌握离心泵的基本结构、工作原理、主要特性参数、特性曲线及其应用、流量调节、串并联特性、泵的安装、操作注意事项及选型； （3）了解往复泵、漩涡泵等的工作原理、特性、流量调节方法、安装要点及适应范围等。,本章重、难点,离心泵的基本结构与工作原理 主要性能参数 特性曲线与工作点,第一节 概 述,为流体提供能量的机械称为流体输送机械。输送液体的机械通称为泵，输
2、送气体的机械通称为风机或压缩机。 化工厂中常用的液体输送机械，按其工作原理可分为四类：离心式、往复式、旋转式及流体动力式。 本章重点介绍离心泵。,（二）、离心泵的基本结构,1、叶轮其作用是将原动机的机械能传给液体，使液体增加静压能和动能。 叶轮分为开式、半开式、闭式三种 。,（二）、离心泵的基本结构,2、泵壳是离心泵的外壳，它包围旋转的叶轮，其形状呈蜗牛壳形，泵壳的作用是汇集由叶轮抛出的液体，并将其动能转换为静压能，使液体以较高的静压能出去，是离心泵的转能装置 3、轴封装置其作用是防止泵壳内液体沿轴漏出，或外界空气漏入泵壳内。常用的轴封装置有填料密封和机械密封,（二）、离心泵的主要性能参数,1
3、、流量Q泵的流量是指单位时间内泵能输送的液体量，以体积流量计。 2、压头（扬程）H是指单位重量液体流经泵后所获得的能量，单位米液柱 3、轴功率N是指单位时间内由电机供给离心泵的能量，而单位时间内液体从泵获得的能量称为有效功率，以Ne表示。有效功率可以根据泵的压头的流量来计算，Ne=gHQ。 4、效率液体从泵得到的功率（有效功率Ne）与泵从电机得到的功率（轴功率N）之比，称为效率。=Ne/N,（三）、离心泵的特性曲线,离心泵特性曲线可由实验测定（如图） 实验步骤如下： （1）测定开始时， 先将出口阀关闭。 （2）然后逐渐开启 阀门，改变其流量， 测得一系列的流量Q， 及其相应的压头H 和轴功率N
4、。,（三）、离心泵的特性曲线,将HQ、NQ及Q曲线绘制在同一张坐标纸上，即为一定型号离心泵在一定转数下的特性曲线。 1、HQ曲线 2、NQ曲线 3、Q曲线 效率最高点称为额定 点，离心泵铭牌上标 注的即为该点的额定 参数,（三）、离心泵的特性曲线,若输送条件相差较大时，应从以下四个方面来考虑修正： 液体的粘度 液体的密度 叶轮直径变化 叶轮转速变化,（四）、离心泵的工作点与流量调节,1、离心泵的工作点 （1）管路特性曲线 由柏努利方程式推导出H =A + BQe2 ， 此式表明了流体流经管路时压头H随流量Qe变化的关系。根据此方程式作出的曲线，称为管路特性曲线 （2）将离心泵特性曲线中的扬程随
5、流量变化的曲线与管路特性曲线画在同一张图上，则两条曲线有一个交点，此交点就称为离心泵的工作点,（四）、离心泵的工作点与流量调节,2、离心泵的流量调节 （1）改变管路特性曲线改变阀门开度 优点：操作简单、灵活 缺点：阀门关小时，阀门阻力增大，能耗增加，可能使泵偏离高效区工作。 此法多用于流量调节幅度不大且经常需要调节的场合。,（四）、离心泵的工作点与流量调节,（2）改变离心泵特性曲线 改变转速 改变叶轮直径 优点：在一定范围内可保持泵在高效区域中工作，不增加阀门阻力。 缺点：使用不方便，需用变速器等装置，投资增加。 一般只有在调节幅度大时才使用此法。,（四）、离心泵的工作点与流量调节,3、离心泵
6、的组合操作 （1）并联操作,（四）、离心泵的工作点与流量调节,（2）串联操作,（3）组合方式的选择 若管路两端的（Z+P/g）大于泵所能提供的最大压头，则必须用串联,（五）离心泵的安装高度和汽蚀现象,1、离心泵的允许安装高度Hg是指离心泵吸入口与贮槽液面间所允许达到的最大垂直距离。 允许安装高度Hg 可通过柏努利利 方程式确定 Hg = （P大- P1）/g - u21/2g - Hf（0-1）,（1）当u21/2g、 Hf（0-1）、P大一定时，泵入口处压强越低P1，则Hg可以越大， 即泵可安装得离贮槽液面越高 （2）当泵入口处压强低到绝对零压（即P1=0）时，忽略动压头u21/2g和能量损
7、失Hf（0-1），则泵的安装高度：Hg = P大/g，与大气压有关 离心泵最大允许安装高度为 Zmax = P大/g=101.3*103/1000*9.81=10.33 m液柱,（五）离心泵的安装高度和汽蚀现象,2、汽蚀现象 （1）、允许吸上真空度Hs 为了防止气蚀现象的发生，必须使泵入口处的压强大于液体的饱和蒸汽压。习惯上把允许压差下的液柱高度（P0-P入）/g 称为泵的允许吸上真空度Hs允。 （2）、允许汽蚀余量h 保证不发生汽蚀现象的最小值，称为临界(允许)汽蚀余量(NPSH)c， (NPSH)c = h允 = hmix= u21/2g + （P1/g）mix- Pv/g。,（五）离心泵
8、的安装高度和汽蚀现象,3、泵的安装 （1）计算的泵的安装高度，在实际安装中要低0.51米 即Z实 =Z计 -（0.51） （2）若计算出来的Z为负值，则表示泵要安装在贮槽液面以下，此时泵的吸入方式称为注入式。输油的泵一般多为注入式。 （3）泵厂生产的油泵进出口均朝上，同时为了减少吸入管阻力损失，吸入管的管径都比排出管大，泵应尽可能靠近液源，缩短吸入管的长度，少拐弯，减少不必要的管件、阀门。,（六）、离心泵的类型和选用,1、常用离心泵及型号介绍 （1）水泵用于输送清水及物理、化学性质类似于水的清洁液体 （2）油泵（Y）用于输送石油产品 （3）耐腐蚀泵（F）用于输送酸、碱等腐蚀性的液体 （4）杂质
9、泵（P）用于输送悬浮液及稠厚的浆液,（六）、离心泵的类型和选用,2、离心泵选择的步骤 （1）根据所输送的液体的理化性质及操作条件，首先确定泵的类型 （2）根据生产任务规定的最大流量定Q和机械能衡算式，由管路情况确定最大流量下的管路所需压头He；如缺少最大流量值时，常取正常流量的1.1-1.15倍作为额定流量； （3）根据最大的Qmax和He，根据系列型谱图确定泵的型号（交点落在扇形面内所对应的型号）。所选泵的Q和He应稍大于所需的Q和He；若有几种型号都能满足要求，则选择效率最高的泵。,（六）、离心泵的类型和选用,3、离心泵的安装与运转 （1）安装时要低于计算值 （2）管路应尽可能地短而直，管
10、子直径还不得小于吸入口的直径，若采用较大直径的管路，应注意变径处不能存在气体，否则会造成气缚现象。 （3）准备启动泵前要检查泵的安装是否可靠，地脚螺栓是否牢固，若泵放置较久，还要盘车，检查泵是否能正常转动。 （4）检查正常后，启动泵前要灌泵，直到泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出为止。,（六）、离心泵的类型和选用,（5）启动时要关闭出口阀，等电机正常后再开出口阀调节流量至高效区。 （6）停车时，要先关闭出口阀，再停电机，否则压出管中的高压液体可能性反冲入泵内，造成叶轮高速反转，以致损坏。 （7）在运转过程中，为了保证密封可靠和使轴不致于过度磨损，要经常检查密封的泄漏情况，还应注意检查有无不
11、正常噪音，压力表是否正常，要定期检查轴承是否过热等。 （8）若停车时间较长，应将泵内及管路内的液体放空以免锈蚀和冬天冻结。,二、其他类型的泵,往复泵 1、工作原理和主要部件 往复泵有自吸作用,往复泵,2、往复泵的输液量 往复泵靠活塞在泵缸左右两端间作往复运动而吸入和压出液体。活塞在两端点间移动的距离称为冲程。 活塞往复一次的容积排量，叫冲程容积。 3、往复泵的工作点 往复泵的工作点仍是泵特性曲线和管路特性曲线的交点 其压头只取决于管路系统的实际需要而与流量无关，可见，对于往复泵只要泵的机械强度及原动机功率允许，管路系统需要多高的压头即可提供多高的压头,往复泵的流量调节,往复泵的流量调节通常由三种方法： 改变冲程调节法 单位时间内活塞往复的次数调节法 旁路调节法： 一般常采用安装回流支路或称为旁路的办法进行调节 必须注意的是排出阀和支路阀不可同时关闭,
