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1、流体输送机械 流体输送机械 1 1 掌握离心泵的工作原理 掌握离心泵的工作原理 掌握离心泵的使用及工作点的调节 掌握离心泵的使用及工作点的调节 掌握离心泵的选型 掌握离心泵的选型 了解其他输送机械的结构及工作原理 了解其他输送机械的结构及工作原理 第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械流体输送机械 流体输送机械 2 2 按输送流体的类型分类： 按输送流体的类型分类： 泵、风机泵、风机； ； 按工作原理分类按工作原理分类： ： 动力式（动力式（离心泵和离心风机离心泵和离心风机）； ）； 容积式（容积式（正位移式正位移式，如往复泵）； ，如往复泵）； 喷射式（喷射式（喷射泵喷射泵）流体输送机械
2、流体输送机械 3 3 水泵水泵 输送输送清水和物性与水相近、无腐蚀性且杂质很 清水和物性与水相近、无腐蚀性且杂质很 少的液体少的液体的泵, （的泵, （B型B型） 耐腐蚀泵耐腐蚀泵 接触液体的部件（叶轮、泵体）用接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀材料耐腐蚀材料制 制 成。要求：结构简单、零件容易更换、维修方便 成。要求：结构简单、零件容易更换、维修方便 、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高 、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高 硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（F型F型） 油泵油泵 输送输送石油产品石油产品的泵 ，要求密封完善。（的泵 ，要求密封
3、完善。（Y 型Y 型） 杂质泵杂质泵 输送输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵 ， 等的泵 ， 又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要求不易堵塞 又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要求不易堵塞 、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、叶片数 、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、叶片数 目少。目少。 按离心泵的不同用途分类按离心泵的不同用途分类:流体输送机械 流体输送机械 4 4 一、离心泵的结构和工作原理一、离心泵的结构和工作原理 1、结构： 、结构： 主要由叶轮和泵壳构成。主要由叶轮和泵壳构成。 1平衡孔平衡孔 2后盖板后盖板流体输送机械 流体输送机械 5
4、 5流体输送机械 流体输送机械 6 6 ?叶轮的结构及工作特点：叶片的弯曲方向及作用（图）；叶轮的结构及工作特点：叶片的弯曲方向及作用（图）；流体输送机械 流体输送机械 7 7流体输送机械 流体输送机械 8 8 ?泵壳的形状及工作特点： 泵壳的形状及工作特点： 螺壳形状、不同能量形式的转化（图）。螺壳形状、不同能量形式的转化（图）。流体输送机械 流体输送机械 9 9流体输送机械 流体输送机械 10 10 2、工作原理（以离心泵为例）： 、工作原理（以离心泵为例）： ? 前提条件： 前提条件： 一定安装高度下的泵壳内充满液体，且运行无泄漏。 一定安装高度下的泵壳内充满液体，且运行无泄漏。 （什么
5、是离心泵的（什么是离心泵的气缚现象气缚现象？有何危害？如何消除？） ？有何危害？如何消除？） ? 运行过程：依靠叶轮中液体作离心运动产生的压差吸入液 运行过程：依靠叶轮中液体作离心运动产生的压差吸入液 体，且液体在泵壳内存在能量形式的转换，使流体获得以 体，且液体在泵壳内存在能量形式的转换，使流体获得以 静压能为主的机械能。 静压能为主的机械能。 ? 系统的特点：吸入管径比压出管径大，一般安装底阀。系统的特点：吸入管径比压出管径大，一般安装底阀。流体输送机械 流体输送机械 11 11 二、离心泵的主要性能参数和特性曲线： 二、离心泵的主要性能参数和特性曲线： ? 离心泵性能参数 离心泵性能参数
6、 流量流量q v ： L/S 或或 m 3 /h 与泵的结构，尺寸与泵的结构，尺寸(主要为叶轮直 主要为叶轮直 径和宽度径和宽度)及转速等有关。 及转速等有关。 压头压头 H （扬程）：（扬程）：J/N=m 与泵的结构与泵的结构(如叶片的弯曲 如叶片的弯曲 情况，叶轮直径等情况，叶轮直径等)、转速及流量等因素有关。、转速及流量等因素有关。流体输送机械 流体输送机械 12 12 功率功率 轴功率轴功率P：电机传给泵轴的功率，电机传给泵轴的功率， W、kW 有效功率有效功率Pe：液体从叶轮获得的能量液体从叶轮获得的能量, W、kW Ne=HQg= HQ /102 KW 效率效率 =(Pe/P)10
7、0%1 容积损失 容积损失 机械损失 机械损失 水力损失 水力损失 离心泵的效率与泵的类型、尺寸，制造精密程度、液体的 离心泵的效率与泵的类型、尺寸，制造精密程度、液体的 流量和性质等有关。一般流量和性质等有关。一般小型离心泵的效率为小型离心泵的效率为5070， ， 大型泵可高达大型泵可高达90。流体输送机械 流体输送机械 13 13 ?离心泵的主要性能参数和特性曲线 离心泵的主要性能参数和特性曲线 注意：在离心泵的铭牌上标明的主要性能参数是以注意：在离心泵的铭牌上标明的主要性能参数是以20清水作实验清水作实验在 在 最高效率条件下最高效率条件下测得的数值。测得的数值。流体输送机械 流体输送机
8、械 14 14 ?离心泵特性曲线的换算： 离心泵特性曲线的换算： ?密度的变化： 密度的变化： 流体密度的变化仅对泵的轴功率影响； 流体密度的变化仅对泵的轴功率影响； ?粘度的变化： 粘度的变化： 流体粘度增加，流体在泵内的能量损失增大，泵的压头、 流体粘度增加，流体在泵内的能量损失增大，泵的压头、 流量、效率都下降，而轴功率增加。流量、效率都下降，而轴功率增加。 = = / / g Q H g Q H N N e e流体输送机械 流体输送机械 15 15 ?转速变化： 转速变化： 转速变化量在转速变化量在20以内，泵的特性参数满足以内，泵的特性参数满足比例定律 比例定律 ?叶轮直径变化： 叶
9、轮直径变化： 切割量在切割量在10以内，泵的特性参数满足以内，泵的特性参数满足切割定律切割定律 3 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 = = = n n N N n n H H n n Q Q e e 3 2 2 2 2 2 2 2 = = = D D N N D D H H D D Q Q e e流体输送机械 流体输送机械 16 16 三、离心泵的工作点及其调节：三、离心泵的工作点及其调节： 1、离心泵的工作点： 、离心泵的工作点： ?离心泵的特性方程：离心泵的特性方程： H e mnq v 2 ?管路的特性方程：管路的特性方程： H e H 0 +kq v 2 ?设计或选
10、型时应使离心泵的工作点处在设计或选型时应使离心泵的工作点处在最高效率区最高效率区。流体输送机械 流体输送机械 17 17 2、 (工作点工作点) 流量调节： 流量调节： 改变管路特性曲线 改变管路特性曲线 方法方法：调节出口管路上的阀门开度：调节出口管路上的阀门开度； ； 特点特点：调节方便：调节方便、流量连续，但阀门开度小时因阻力大存 、流量连续，但阀门开度小时因阻力大存 在较大的能量损失在较大的能量损失； ； 适用场合适用场合：流量调节范围不大的一般场合：流量调节范围不大的一般场合。流体输送机械 流体输送机械 18 18 改变泵的特性曲线 改变泵的特性曲线 方法方法：改变泵的转速或切割叶轮
11、直径； ：改变泵的转速或切割叶轮直径； 特点特点：能量利用率高，：能量利用率高，但成本高、但成本高、调节范围小且损坏设备； 调节范围小且损坏设备； 适用场合适用场合：实际生产较少使用（提供一种思路）。：实际生产较少使用（提供一种思路）。流体输送机械 流体输送机械 19 19 改变泵的特性曲线还可以通过多台泵的串、并联来实现。 改变泵的特性曲线还可以通过多台泵的串、并联来实现。 泵的并联 泵的并联 相同型号的两台泵并联后工作点的流量并不是单台的两倍； 相同型号的两台泵并联后工作点的流量并不是单台的两倍； 特性曲线平坦的泵适宜并联使用；特性曲线平坦的泵适宜并联使用；流体输送机械 流体输送机械 20
12、 20 泵的串联 泵的串联 相同型号的两台泵串联后工 相同型号的两台泵串联后工 作点的扬程并不是单台的两 作点的扬程并不是单台的两 倍； 倍； 特性曲线陡峭的泵适宜串联 特性曲线陡峭的泵适宜串联 使用； 使用； 多台泵串联使用时，最后一 多台泵串联使用时，最后一 台泵所受的压力必须符合该 台泵所受的压力必须符合该 泵的使用条件。泵的使用条件。流体输送机械 流体输送机械 21 21流体输送机械 流体输送机械 22 22 四、离心泵的汽蚀现象与安装高度：四、离心泵的汽蚀现象与安装高度： 1、什么是离心泵的、什么是离心泵的汽蚀现象汽蚀现象？有何危害？如何消除？有何危害？如何消除？ 2、如何计算离心泵
13、的安装高度？ 、如何计算离心泵的安装高度？ 在池液面和泵的叶轮入口截面间 在池液面和泵的叶轮入口截面间 进行机械能衡算：进行机械能衡算： Hg：泵的安装高度 ：泵的安装高度 （轴心距离池液面的垂直落差）（轴心距离池液面的垂直落差） 1 0 2 1 0 1 2 = f g H g u H g P g P 流体输送机械 流体输送机械 23 23 ?汽蚀余量法汽蚀余量法 g P g u g P h v a + = ) 2 ( 2 1 1 有效汽蚀余量有效汽蚀余量h a 1 0 0 max = f r v g H h g P P H 必需汽蚀余量必需汽蚀余量h r h a 不汽蚀 不汽蚀 离心泵的最大
14、安装高度 离心泵的最大安装高度 允许汽蚀余量允许汽蚀余量h=h r +0.3 离心泵的最大允许安装高度离心泵的最大允许安装高度 1 0 0 = f v g H h g P P H 允许流体输送机械 流体输送机械 24 24 h 允 允 跟流量有关，在计算跟流量有关，在计算h 允 允 时，必须按使用过程中可 时，必须按使用过程中可 能达到的最大流量进行计算。 能达到的最大流量进行计算。 当被输送液体的温度较高，饱和蒸汽压比较大时其当被输送液体的温度较高，饱和蒸汽压比较大时其h 允 允 较低，通常可采取下列措施来提高其较低，通常可采取下列措施来提高其H g允 允 值以避免汽蚀现象的 值以避免汽蚀现
15、象的 发生：发生： (1)尽量减小吸入管的阻力损失，如选用较大的吸入管 尽量减小吸入管的阻力损失，如选用较大的吸入管 径；泵的安装尽量靠近液源；缩短管道长度，减少不必要的管 径；泵的安装尽量靠近液源；缩短管道长度，减少不必要的管 件和阀门等。件和阀门等。 (2)将泵安装在贮液池液面以下，使液体自动灌入泵体内。将泵安装在贮液池液面以下，使液体自动灌入泵体内。流体输送机械 流体输送机械 25 25 例 21 今某车间有一台离心水泵，铭牌上标着流量为 468m 3 /h，扬程为 38.5m，转数为 2900 转/分，允许吸上真空高度为 6m。现流量和扬程均符合要求，且已知吸入管路的全 部阻力损失和动压头之和约为 2.5mH2O。泵位于吸液面以上 2m 处。试确定：(1)车间位 于海平面、输送水温为 20时，泵的允许几何安装高度；(2)车间位于海拔 1000m 的高原 处， 输送水温为 80时， 泵的允许几何安装高度；(3)在以上两种情况下泵能否正常工作。 解：(1)查附录得海拔 0m 处大气压为 10.33mH2O，输送水温为 20，操
