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1、流体输送设备,第六讲,目录,7、流体输送设备 7.1离心泵的构造及工作原理,用来输送流体并向流体提供能量的机械设备称 为流体输送设备。其中用于输送液体的设备多称为 泵；而输送气体的设备则称为鼓风机或压缩机。,7、流体输送设备,7.1、离心泵的构造及工作原理,（一） 离心泵的主要部件和工作原理 1离心泵的构造和主要部件 （1）叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，由 6-12 片的叶片组成，构成了数目相同的液体通道。按有无盖板分为开式、闭式和半开式。,1离心泵的构造和主要部件（了解） （1）叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，由 6-12 片 的叶片组成，构成了数目相同的液体通道。按有无 盖板分为开式、闭式和
2、半开式。,开式适用于输送含有较多固体的悬浮液或浆状、 糊状物料。半开式适用于输送含有固体颗粒和杂质的流体。闭式适用于输送洁净的流体，扬程高。,（2）泵壳：泵体的外壳，在叶轮四周形成一个截 面积逐渐扩大的蜗牛形通道。此外，泵壳还设有与 叶轮所在平面垂直的入口和切线出口。 （3）泵轴：位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直 的一根轴。它由电机带动旋转，以带动叶轮旋转。,2离心泵的工作原理（重点）,（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做 功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围。 当流体到达叶轮外周时，流速非常高。,（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液 体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的
3、方向流动，使 流体的动能转化为静压能，减小能量损失。所以泵 壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换 装置。,（3）液体吸入原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶 轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中 心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸 上 。,什么叫气缚？如果离心泵在启动前壳内充满的是气体，则启动后 叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空 度，这样槽内液体便不能被吸上这一现象称为气缚。,3 气缚现象（难点、重点）,怎样防止气缚现象的发生 离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌 满，这一步操作称为灌泵。 为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内， 在泵吸入管路的入口处装有
4、止逆阀（底阀）；如果 泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。 不用于输送因抽吸而沸腾汽化的低沸点液体或高 温液体。,4离心泵的主要性能参数 （叶轮）转速n：1000-3000rmin-1；2900rmin-1 最常见。 流量qV：以体积流量表示的泵的输液能力，与叶轮 结构、尺寸和转速有关。 压头（扬程）He：泵给单位重量流体提供的机械能 。与流量、叶轮结构、尺寸和转速有关。扬程不是升 举高度。,（4）功率 （A）有效功率Pe：离心泵在单位时间内对流体做的功（B）轴功率P：单位时间内由电机输入离心泵的能量。 （5）效率不能 100%地传给液体，因此离心泵都有一个效率的 问题，它反映了泵对外加能
5、量的利用程度。,HeqV曲线、PqV曲线和 qV曲线。离心泵的特 性曲线一般由离心泵的生产厂家提供，标绘于泵产品 说明书中，其测定条件一般是 20清水，转速也固定。,5.离心泵的特性曲线, HeqV从特性曲线中可以看出，随着流量的增加，泵 的压头是下降的，即流量越大，泵给单位重量流体 提供的机械能越小。但是，这一规律对流量很小的 情况可能不适用。,PqV轴功率随着流量的增加而上升，所以大流量输送 一定对应着大的配套电机。离心泵应在关闭出口阀的 情况下启动，这样可以使电机的启动电流最小。, qV泵的效率先随着流量的增加而上升，达到一最 大值后便下降，根据生产任务选泵时，应使泵在最 高效率点附近工
6、作，其范围内的效率一般不低于最 高效率点的 92%。离心泵的铭牌上标有一组性能参 数，它们都是与最高效率点对应的性能参数。,6.离心泵的安装高度,离心泵的安装高度是指被输送的流体所在贮槽的 液面到离心泵入口处的垂直距离，即下图中的Hg。思考：在安装离心泵时，安装高度是否可以无限制 的高，还是受到某种条件的制约？,安装高度（重点）,对如图所示的入口管线，在 0-0 和11间列柏努利 方程，可得：式中为泵入口压强，u0=0，u1为入口流速。,称为允许吸上真空高度(allowablesuctlift )。泵的允许吸上真空高度可用实验测定。产品说明书 中的 值，是在9.81104pa下输送20清水时
7、的测定结果。,（2）气蚀现象 产生气蚀现象的原因 对于确定的管路，当被输送流体也一定时，若增 加泵的安装高度Hg,则入口管线的压头损失也增加。 在贮槽液面上方 压力一定的情况下，叶轮中心 1 处 的压力必然下降。当下降至被输送流体在操作温度下 的饱和蒸汽压时，则将在泵内产生：气蚀现象。,气蚀现象的表现 被输送流体在叶轮中心处发生汽化，产生大量气泡 气泡在由叶中心向周边运动时，由于压力增加而急 剧凝结，产生局部真空，周围液体以很高的流速冲向 真空区域； 当气泡的冷凝发生在叶片表面附近时，众多液滴犹 如细小的高频水锤撞击叶片。,离心泵在汽蚀状态下工作 泵体振动并发出噪音； 压头、流量大幅度下降，严
8、重时不能输送液体； 时间长以后，在水锤冲击和液体中微量溶解氧对 金属化学腐蚀的双重作用下，叶片表面出现斑痕和 裂缝，甚至呈海绵状逐渐脱落。,（3）泵的最大安装高度在一定流量下，泵的安装位置越高，泵入口 处压强越低，叶轮入口处的压强将更低。当泵的安 装位置达到某一极限高度时，则入口处的压强等于 此时液体的饱和蒸气压时，气蚀现象遂将发生。此 极限高度称为泵的最大高度。,例题分析,某工段领到一台离心泵，泵的铭牌上标着：流量 qv=20m3h-1，扬程 为30.8米水柱，转速n = 2900 转/分，允许吸上真空高度为7.2m，泵的流量和扬 程均符合要求，若已知管路的全部阻力为 1.8 米水 柱，当时当地大气压为 736 毫米汞柱，试计算： (1) 输送 20的水时泵的安装高度为多少？ (2) 输送 90水时泵的安装高度又为多少？思考：若压强大于或小于9.81104pa时情况如何？,下次预习要点,3.1热传导,谢谢各位同学！,
