流体输送机械

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1、对流体做功以完成输送任务的机械称作对流体做功以完成输送任务的机械称作流体输送机械流体输送机械。输送液体的机械统称为输送液体的机械统称为泵泵（离心泵、往复泵、齿轮泵、管道泵）。（离心泵、往复泵、齿轮泵、管道泵）。输送气体的机械统称为输送气体的机械统称为风机风机（通风机、彭风机、压缩机、真空泵）。（通风机、彭风机、压缩机、真空泵）。 可以看出，泵向流体提供的能量用可以看出，泵向流体提供的能量用于于2.1 2.1 概述概述 将流体由将流体由1位输送至位输送至2位，需外加的能量为位，需外加的能量为H，列方程得：列方程得：一、一、输送输送流体所需的能量（管路特性曲线）流体所需的能量（管路特性曲线）提高流

2、体的势能、提高流体的势能、一般动能提高很小可以忽略。一般动能提高很小可以忽略。克服阻力克服阻力，升高流体位置升高流体位置、提高流体压强提高流体压强、式式中：中：单位重量流体的单位重量流体的势能差势能差（2-1）上式上式整理得：整理得：一般情况下速度头可略一般情况下速度头可略（2-2）管路阻力损失由管路和速度大小而定管路阻力损失由管路和速度大小而定：（2-3）K值由管路特性决定，进入阻力平方区后与流量无关。值由管路特性决定，进入阻力平方区后与流量无关。此式此式称为称为管路特性曲线方程管路特性曲线方程 (2-4)二、压头和流量是流体输送机械的主要技术指标二、压头和流量是流体输送机械的主要技术指标

3、管路特性曲线方程如图中管路特性曲线方程如图中的曲线，称管路特性曲线的曲线，称管路特性曲线2 输送机械向单位重量流体提供的能量称为该机输送机械向单位重量流体提供的能量称为该机械的械的压头或扬程压头或扬程低阻低阻高阻高阻讨论中心问题：讨论中心问题：流量与压头之间的关系流量与压头之间的关系三、流体输送机械分类三、流体输送机械分类动力式（叶轮式）：离心泵、轴流式等动力式（叶轮式）：离心泵、轴流式等容积式（正位移式）：往复泵、旋转式等容积式（正位移式）：往复泵、旋转式等其它类型：喷射式等其它类型：喷射式等2.2 2.2 离心泵离心泵本章重点：本章重点：工作原理、特性曲线、流量调节工作原理、特性曲线、流量

4、调节、安装高度安装高度依靠活塞或转子的挤压作用使流体升压排出依靠活塞或转子的挤压作用使流体升压排出2.2.1 2.2.1 工作原理与结构工作原理与结构蜗壳蜗壳作为泵的外壳，汇集作为泵的外壳，汇集 液体，它本身又是一液体，它本身又是一 个能量转换装置，将个能量转换装置，将 部分动能转为压强能。部分动能转为压强能。叶轮叶轮是离心泵对液体作功是离心泵对液体作功 的部件。将泵的机械的部件。将泵的机械 能传给液体，提高液能传给液体，提高液 体的动能和压强能。体的动能和压强能。一、一、离心泵离心泵的的主要构件主要构件敞式（开式）敞式（开式）：输送含有固体颗粒的悬浮液，效率低：输送含有固体颗粒的悬浮液，效率

5、低叶轮有三种形式：叶轮有三种形式：蔽式蔽式：输送清液，效率高，但不易清洗：输送清液，效率高，但不易清洗半蔽式半蔽式：输送含有固体颗粒的悬浮液，效率低：输送含有固体颗粒的悬浮液，效率低工作原理工作原理惯性离心力惯性离心力向边缘运动向边缘运动中间形成真空中间形成真空吸入液体吸入液体 排出液体排出液体惯性离心力的大小与流体密度成正比。惯性离心力的大小与流体密度成正比。 离心泵工作时，液体在与叶轮一起作圆周运动离心泵工作时，液体在与叶轮一起作圆周运动的同时，又从叶轮中心向外缘运动。的同时，又从叶轮中心向外缘运动。二、液体在叶片间的运动二、液体在叶片间的运动流体在叶片间流动时，由流体在叶片间流动时，由速

6、度三角形知：速度三角形知：如如不计叶片厚度，离心泵的流量为：不计叶片厚度，离心泵的流量为：（2-7）（2-8）因流道外缘较内缘因流道外缘较内缘宽，故宽，故w290 ctg 20 则则qVHb）叶片后弯叶片后弯 20 则则qVH压头与流量的关系压头与流量的关系 前前弯弯叶片产生的压头叶片产生的压头最高，但主要以最高，但主要以动能动能形式形式存在，在转化为势能时能存在，在转化为势能时能耗较大。耗较大。 后弯叶片后弯叶片能量利用率能量利用率高，高，离心泵一般采用后者离心泵一般采用后者，2=2530。如图所示：如图所示：实际压头只能由实验测定，而不能用理论推导。实际压头只能由实验测定，而不能用理论推导

7、。实际压头实际压头理论压头的原因：理论压头的原因： 因叶片不是无限多，液体因叶片不是无限多，液体不能严格按理想轨迹运动，不能严格按理想轨迹运动，形成环流，消耗能量。它只形成环流，消耗能量。它只与叶片数、流体物性有关，与叶片数、流体物性有关，与流量无关。此项原因使压与流量无关。此项原因使压头线成为图中头线成为图中b线。线。流量偏离设计点，液体进入流道产生冲击，流量偏离设计点，液体进入流道产生冲击，存在能耗。实际压头线成为存在能耗。实际压头线成为d线线。离心泵的实际压头离心泵的实际压头（1）叶片间的环流：）叶片间的环流：（2）阻力损失：）阻力损失：与速度与速度(或流量或流量)平方成正比，压头线成为

8、平方成正比，压头线成为c线线（3）冲击损失：）冲击损失：七、液体密度的影响七、液体密度的影响 离心泵启动时要将泵内注满液体，这一操作称为离心泵启动时要将泵内注满液体，这一操作称为“灌泵灌泵”，否则壳内有空气，因气体密度小，离心力，否则壳内有空气，因气体密度小，离心力小，在叶轮中心处形成的真空度不足以将液体吸入泵小，在叶轮中心处形成的真空度不足以将液体吸入泵内，此种现象称为内，此种现象称为气缚气缚。由由中可知，中可知，理论压头与密度理论压头与密度无关无关操作时要注意：操作时要注意：又叫送液又叫送液能力，单位时间内泵输送的液体体积；能力，单位时间内泵输送的液体体积；m3/s（理论压头）：理论压头）

9、：2.2.2 2.2.2 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线一、离心泵的性能参数一、离心泵的性能参数有效压头（扬程）有效压头（扬程）He：单位重量流体自泵处净获得的能量；单位重量流体自泵处净获得的能量；m影响因素：影响因素：叶轮直径、叶片形状、转速、流量叶轮直径、叶片形状、转速、流量流量流量 qV：qV=2r2b2c2sin2由电机输入离心泵的功率；由电机输入离心泵的功率；W有效功率与轴功率之比。有效功率与轴功率之比。轴功率轴功率Pa：Pa=M有效功率有效功率Pe ： 单位时间内液体从泵处获得的能量；单位时间内液体从泵处获得的能量；W效率效率：qV先先后后二、离心泵的特性曲线二、离心泵的特性曲线

10、 一台特定的离心泵，根据实验测定，可得三条一台特定的离心泵，根据实验测定，可得三条特性曲线：特性曲线：qVHeqVPa 故启动泵时，应先关闭出口阀再启动，以减小故启动泵时，应先关闭出口阀再启动，以减小启动功率启动功率qVHeqVPa qVqV效率最高时的性能参量效率最高时的性能参量是该泵铭牌上所标注的是该泵铭牌上所标注的HT（1 1） 曲线曲线（2） 曲线曲线（3） 曲线曲线例例2-1：离心泵特性曲线的测定离心泵特性曲线的测定 右图为右图为测定离心泵特性曲线的测定离心泵特性曲线的实验装置，实验中实验装置，实验中已测出如下一组数据：已测出如下一组数据：泵出口处压强表读数泵出口处压强表读数 ； 泵

11、进口处真空度读数泵进口处真空度读数 ； 泵的流量泵的流量 ； 泵轴的扭矩泵轴的扭矩M=9.8Nm；转速转速n=2900r/min；吸入管直径吸入管直径d1=80mm，压出管直径压出管直径d2=60mm;两测压点间垂直距离两测压点间垂直距离(z2-z1)=80mm。实验介质为实验介质为20的水。的水。试计算在此流量下泵的压头、轴功率和总效率。试计算在此流量下泵的压头、轴功率和总效率。解：解：（1）泵的压头）泵的压头在截面在截面1与与2间列机械能衡算式，即间列机械能衡算式，即其中：其中： Z2-Z1=0.08m两测压口间的两测压口间的管路很短，其间流动阻力可忽略不计，管路很短，其间流动阻力可忽略不

12、计，即即Hf=0。故泵的压头为：故泵的压头为：（2）泵的轴功率）泵的轴功率（3）泵的效率）泵的效率离心泵启动时，必须离心泵启动时，必须先打开出口阀，向泵内注入先打开出口阀，向泵内注入先打开出口阀，向泵内注入先打开出口阀，向泵内注入液体，液体，液体，液体，注意注意： 以减小以减小启动电流，防止电机过载。启动电流，防止电机过载。避免高避免高压流体倒流，冲击叶轮。压流体倒流，冲击叶轮。然后慢慢打开出口阀。然后慢慢打开出口阀。以防气缚以防气缚。 关闭出口阀后再启动，关闭出口阀后再启动， 停泵时，停泵时，应先关出口阀，再停电机，应先关出口阀，再停电机，离心泵在启动及关闭时的操作离心泵在启动及关闭时的操作

13、：三、转速对特性曲线的影响三、转速对特性曲线的影响 生产厂商提供的泵特性参数是在一定条件下测得生产厂商提供的泵特性参数是在一定条件下测得的。当条件改变时，特性参数也会发生变化。的。当条件改变时，特性参数也会发生变化。若转速变化不大（若转速变化不大（20%以内），则可作以下假设：以内），则可作以下假设：（1）转速改变前后，液体离开叶轮处的）转速改变前后，液体离开叶轮处的速度三角形相似速度三角形相似（2）不同转速下离心泵的）不同转速下离心泵的效率相同效率相同。离心泵的离心泵的比例定律比例定律：（转数变化需在：（转数变化需在20%以内）以内）对压头、流量和效率对压头、流量和效率无影响无影响：压压头：

14、头：流量：流量：功率：功率：（1 1）液体密度的影响）液体密度的影响： Pa对功率有影响，二者成对功率有影响，二者成正比正比。（2 2）粘度的影响）粘度的影响：否则，对各参数有影响否则，对各参数有影响He、qV 、Pa四、液体物性对离心泵性能的影响四、液体物性对离心泵性能的影响20水水时，不考，不考虑影响影响，Pe、 由由泵的特性曲线泵的特性曲线和和管路特性曲线管路特性曲线共同决定。共同决定。2.2.3 2.2.3 离心泵的流量调节与组合操离心泵的流量调节与组合操作作一、离心泵的工作点一、离心泵的工作点 在管路系统中工作的泵，其扬程和流量必然与管在管路系统中工作的泵，其扬程和流量必然与管路所需

15、要的压头和流量相等。路所需要的压头和流量相等。泵特性曲线和管路特性泵特性曲线和管路特性曲线的交点，曲线的交点，就是离心泵在管路系统中的就是离心泵在管路系统中的工作点工作点。 离心泵只能在工作点工作。离心泵只能在工作点工作。联立求解联立求解即得管路特性曲线和泵特性曲线的交点。即得管路特性曲线和泵特性曲线的交点。管路特性方程：管路特性方程：泵的泵的特性方程：特性方程：工作点的确定方法：工作点的确定方法：（1）绘图法）绘图法 在已有泵特性曲线的基础在已有泵特性曲线的基础上，根据管路特性方程描点绘上，根据管路特性方程描点绘制管路特性曲线，两线交点即制管路特性曲线，两线交点即为所求。为所求。（2）解析法

16、：）解析法：注：两方程中注：两方程中qv的单位要统一的单位要统一二、流量调节二、流量调节 流量调节的实质是流量调节的实质是调整泵的工作点调整泵的工作点。改变泵的特。改变泵的特性曲线或改变管路的特性曲线均可达到调节流量的性曲线或改变管路的特性曲线均可达到调节流量的目的。目的。常见的调节方法如下：常见的调节方法如下：（1）阀门调节阀门调节实质：实质：改变管路的特性曲线；改变管路的特性曲线；特点：特点：操作简单；操作简单；泵特性曲线不变。泵特性曲线不变。增加阻力损失；增加阻力损失；损失在阀门损失在阀门上的能量上的能量效率变低。效率变低。例例 用某离心泵将地面敞口水池的水输进塔内。水用某离心泵将地面敞

17、口水池的水输进塔内。水的升扬高度（指水池水面至塔内进水管口间的垂直的升扬高度（指水池水面至塔内进水管口间的垂直高度差）为高度差）为8.0m，塔内压强为，塔内压强为22.56kPa（表压），（表压），已知阀全开时管路总阻力可以已知阀全开时管路总阻力可以0.042qV2表示。该泵的表示。该泵的特性曲线方程为特性曲线方程为He=13.7-0.0083qV2m（以上两处的（以上两处的qV的单位皆为的单位皆为m3/h）。）。试问：试问： （1）阀全开时，最大流量是多少？）阀全开时，最大流量是多少？（2）若要求流量为）若要求流量为7.2m3/h，拟用关小阀门办法解，拟用关小阀门办法解决，已知该泵在决，已知

18、该泵在qV=7.2m3/h时的效率时的效率=0.42，试问因关小因关小阀门而消耗的而消耗的轴功率功率为多少？水温多少？水温20。解：（解：（1）阀全开时，依管路特性曲线）阀全开时，依管路特性曲线泵的特性曲线：泵的特性曲线： He=13.7-0.0083qV2工作点：工作点：He=H联立联立解得：解得：qVmax =8.22 m3/h（2）阀关小，使流量为）阀关小，使流量为7.2m3/h泵提供的扬程：泵提供的扬程： He=13.7-0.0083qV2 =13.7-0.0083（7.2）2=13.3m若按阀全开计，管路需要的压头：若按阀全开计，管路需要的压头：因阀关小而消耗的压头：因阀关小而消耗的

19、压头：因阀关小而损耗的轴功率：因阀关小而损耗的轴功率：（2）转速调节转速调节实质：实质： 改变泵的特性曲线；改变泵的特性曲线；管路特性曲线不变管路特性曲线不变。特点：特点： 不增加管路阻力；且可保持在高效率区工作不增加管路阻力；且可保持在高效率区工作设备投资较大；有时不方便设备投资较大；有时不方便三、并联泵的合成特性曲线三、并联泵的合成特性曲线合成曲线的画法：合成曲线的画法：流量加倍，扬程不变流量加倍，扬程不变并联泵并联泵的工作点：的工作点：合成曲线与管路曲线的交点合成曲线与管路曲线的交点并联泵的并联泵的特点特点：HeqVH单单qV单单H并并qV并并CCDqv单单qv并并2qv单单四、四、 串

20、联泵的合成特性曲线串联泵的合成特性曲线合成曲线的画法：合成曲线的画法： 流量不变，扬程加倍流量不变，扬程加倍串联泵串联泵的工作点：的工作点： 合成曲线与管路特性曲线的交点合成曲线与管路特性曲线的交点串联泵的串联泵的特点特点：流量增大，扬程增大，但流量增大，扬程增大，但H单单H串串2H单单HeqVqV单单H单单CCqV串串H串串D五、组合方式的选择五、组合方式的选择管路管路阻力大阻力大，采用，采用串联串联； 管路管路阻力小阻力小，采用，采用并联并联。HeqV单泵单泵串联串联并联并联DCCC增大扬程：增大扬程：采用串联。采用串联。增大流量：增大流量：视管路阻力对串、并联效果的影响而定。视管路阻力对

21、串、并联效果的影响而定。2.2.42.2.4离心泵的安装高度离心泵的安装高度一、一、汽蚀现象汽蚀现象 叶轮入口处压强低于被输送流体饱和蒸汽压时，叶轮入口处压强低于被输送流体饱和蒸汽压时，液体发生气化。气泡在高压区凝结或破裂，高频、高液体发生气化。气泡在高压区凝结或破裂，高频、高压冲击叶轮及泵体，使之出现斑疤、裂缝、蜂窝状损压冲击叶轮及泵体，使之出现斑疤、裂缝、蜂窝状损坏。这种现象称作坏。这种现象称作汽蚀汽蚀。输送流体温度高输送流体温度高产生原因：产生原因：安装过高安装过高当地大气压低当地大气压低 离心泵发生汽蚀时，泵体震动离心泵发生汽蚀时，泵体震动并伴有噪音，扬程、流量、效率均并伴有噪音，扬程

22、、流量、效率均明显下降，严重时会吸不上液体。明显下降，严重时会吸不上液体。二、临界汽蚀余量二、临界汽蚀余量(NPSH)c与必需汽蚀余量与必需汽蚀余量(NPSH)r 如图，泵入口处压强为如图，泵入口处压强为p1，叶轮入口处压强为叶轮入口处压强为pK，在两截面间列机械能衡算式：在两截面间列机械能衡算式：当当p1低时低时pK亦低，亦低，发生汽蚀时，发生汽蚀时， pK=pv，此时，此时， p1=p1,min，此时上式可写成：此时上式可写成：饱和蒸气压饱和蒸气压（2-30）或或 上式表明，发生汽蚀时，泵入口处的机械能比上式表明，发生汽蚀时，泵入口处的机械能比液体汽化时的势能超出值。此超出值称为离心泵的液

23、体汽化时的势能超出值。此超出值称为离心泵的临界汽蚀余量，以临界汽蚀余量，以(NPSH)c表示。表示。(NPSH)c 为为使泵使泵正常运转，泵入口处的压强正常运转，泵入口处的压强p1必须高于必须高于p1,min ，即实际汽蚀余量（装置汽蚀余量）：即实际汽蚀余量（装置汽蚀余量）：（2-32） 临界汽蚀余量临界汽蚀余量(NPSH)c与泵的结构有关，是泵的与泵的结构有关，是泵的一个抗汽蚀性能参数。由厂家实验测定。一个抗汽蚀性能参数。由厂家实验测定。 必必需需汽蚀余量（样本中查到的值）汽蚀余量（样本中查到的值） (NPSH)r等于等于(NPSH)c加上一定的安全量。加上一定的安全量。 安装时采用的汽蚀余

24、量安装时采用的汽蚀余量实际汽蚀余量实际汽蚀余量NPSH 应比样本中查到的值大于应比样本中查到的值大于0.5m以上。以上。注意：注意：NPSH：安装值安装值 （= (NPSH)r+0.5）(NPSH)c：临界值临界值(NPSH)r：样本给定值样本给定值 （必（必需需汽蚀余量）汽蚀余量） 当当p1= p1,min ，pK=pV时发生汽蚀，此时时发生汽蚀，此时极限高度称为最大安装高度极限高度称为最大安装高度Hg,max（2-33）三、最大允许安装高度三、最大允许安装高度Hg泵安装高度要合造，避免发生汽蚀。泵安装高度要合造，避免发生汽蚀。最大允许安装高度最大允许安装高度Hg（2-34）2.2.5 2.

25、2.5 离心泵的类型与选离心泵的类型与选用用一、离心泵的种类一、离心泵的种类按液体性质：按液体性质： 清水泵（清水泵（IS）、）、耐腐蚀泵（耐腐蚀泵（F）、）、油油泵（泵（Y）、杂质杂质泵（泵（P）按吸入方式：按吸入方式：单吸泵、双吸泵单吸泵、双吸泵按叶轮数量：按叶轮数量：单级泵、单级泵、多级泵多级泵按安装方式：按安装方式：立式、卧式、液下泵、管道泵立式、卧式、液下泵、管道泵IS50-32-125例例泵入口直径泵入口直径泵出口直径泵出口直径泵叶轮外径泵叶轮外径（2）根据具体管路对泵提出的）根据具体管路对泵提出的流量流量和和压头压头（可比要求（可比要求值稍大一点）查泵样本（或值稍大一点）查泵样本

26、（或图图），确定泵的具体型），确定泵的具体型号。号。二、离心泵的选用二、离心泵的选用（1）根据被输送流体的性质和操作条件确定泵的类型；）根据被输送流体的性质和操作条件确定泵的类型；在样本中可同时获得在样本中可同时获得Pa、(NPSH)r等数据。等数据。当几种型号的泵同时满足要求时，要选在工作当几种型号的泵同时满足要求时，要选在工作点的点的效率最高效率最高的泵。的泵。2.3.1 2.3.1 往复泵的作用原理和类型往复泵的作用原理和类型 活塞在外力推动下作往复运动，改变泵缸内容积和活塞在外力推动下作往复运动，改变泵缸内容积和压强，交替打开和关闭吸入、压出阀门，达到输送液压强，交替打开和关闭吸入、压

27、出阀门，达到输送液体的目的。是以体的目的。是以压强能压强能的形式向液体提供能量。的形式向液体提供能量。 电动往复泵电动往复泵 汽动往复泵汽动往复泵 单动往复泵单动往复泵 双动往复泵双动往复泵2.3 2.3 往复泵往复泵一、一、作用作用原理原理二、类型二、类型2.3.2 2.3.2 往复泵的流量调节往复泵的流量调节 往复泵的流量与往复频率、活塞面积、行程（冲往复泵的流量与往复频率、活塞面积、行程（冲程）、泵缸数有关，程）、泵缸数有关，流量不均匀流量不均匀是它的严重缺点。是它的严重缺点。提高流量均匀性的方法：提高流量均匀性的方法：（1）采用多缸）采用多缸（2）装置空气室）装置空气室 利用气体的压缩

28、或膨胀利用气体的压缩或膨胀来贮存或放出部分液体来贮存或放出部分液体这种特性称这种特性称正位移特性正位移特性。往复泵的特性往复泵的特性：流量与泵内活塞扫过的体积有关，与管路无关；流量与泵内活塞扫过的体积有关，与管路无关；压头只由管路特性决定。压头只由管路特性决定。具有这种特性的泵称正位移泵。具有这种特性的泵称正位移泵。正位移特性正位移特性正位移泵不需灌泵，但存在气蚀现象正位移泵不需灌泵，但存在气蚀现象往复泵流量调节方法往复泵流量调节方法2、改变曲柄转速和活塞行程改变曲柄转速和活塞行程1、旁路调节旁路调节注意：注意：不能用出口阀门来调节流量不能用出口阀门来调节流量叶轮旋转时，流体从吸入至推出过程中

29、多次进入叶轮旋转时，流体从吸入至推出过程中多次进入叶轮并获得能量。效率很低，一般为叶轮并获得能量。效率很低，一般为20%50%。旋涡泵旋涡泵注意：注意： 启动时打开出口阀；旁路阀调节流量启动时打开出口阀；旁路阀调节流量2.4 2.4 其他化工用泵其他化工用泵2.4.1 2.4.1 非正位移非正位移泵泵2.4.2 2.4.2 正位移泵正位移泵隔膜泵隔膜泵计量泵（比例泵）计量泵（比例泵） 齿轮泵齿轮泵(外啮合式外啮合式)齿轮泵齿轮泵(内啮合式内啮合式)2.5 2.5 气体输送机械气体输送机械（4）真空泵：用于减压，出口压强为）真空泵：用于减压，出口压强为0.1MPa，其压缩，其压缩 比由真空度决定

30、。比由真空度决定。（3）压缩机：出口压强（表压）为）压缩机：出口压强（表压）为0.3MPa以上，压缩以上，压缩 比大于比大于4；（2）鼓风机：出口压强（表压）为）鼓风机：出口压强（表压）为15kPa0.3MPa， 压缩比小于压缩比小于4；（1）通风机：出口压强（表压）不大于）通风机：出口压强（表压）不大于15kPa，压缩压缩 比为比为11.15；气体输送机械的分类（按进、出口压差或气体输送机械的分类（按进、出口压差或压缩比压缩比分）：分）：在一定的质量流量下，所需的压头大；在一定的质量流量下，所需的压头大；特点：特点：当流量较大时，气体输送设备较液体输送设备庞大。当流量较大时，气体输送设备较液

31、体输送设备庞大。结构与离心泵有相似之处。结构与离心泵有相似之处。2.5.1 2.5.1 通风机通风机离心式通风机离心式通风机（2）风压风压（全压）：（全压）：1、性能参数、性能参数（1）风量风量（流量）：（流量）：单位时间排出的气体体积，单位时间排出的气体体积，以进口处气体状态计以进口处气体状态计。qV ：m3/h、m3/s 单位体积的气体经过风机所获得的能量，单位单位体积的气体经过风机所获得的能量，单位为（为（N/m2），），与压强相同（所以称为风压）。与压强相同（所以称为风压）。pTJ/m3=N/m2=Pa对风机的进出口作能量衡算：对风机的进出口作能量衡算： 忽略风机进口、出口气体密度的变

32、忽略风机进口、出口气体密度的变化及阻力损失：化及阻力损失： 气体密度小，位能项可忽略；气体密度小，位能项可忽略；u1从大气中吸入，可从大气中吸入，可取取u1=0，上式，上式成为：成为：式式中：中： Ps 静风压静风压Pk动动风压风压得：得：2、特性曲线、特性曲线试验介质：试验介质：（2-36）压强为压强为0.1MPa、温度为、温度为20的空气的空气样本值样本值3、风机的选用：、风机的选用：（1）依生产要求计算出全风压和风量，再换算为）依生产要求计算出全风压和风量，再换算为特特定条件定条件下的全风压（出厂样本值）。下的全风压（出厂样本值）。20空气密度，空气密度，1.2（kg/m3）被输送气体密

33、度被输送气体密度实际值实际值（2）以风机进口处状态表示风量）以风机进口处状态表示风量qv；（3）根据）根据pT 、 qv查产品样本确定风机型号。查产品样本确定风机型号。（2-37）2.5.3 2.5.3 往复式压缩机往复式压缩机1、构造、构造要求：阀门灵活，附有冷却装置要求：阀门灵活，附有冷却装置2、工作原理工作原理膨胀膨胀：吸气吸气： BCAB压缩压缩： CD排气排气： DAP不变不变P不变不变练习题练习题一、填空题一、填空题1. 影响离心泵理论流量的因素影响离心泵理论流量的因素有有 和和 。叶轮结构叶轮结构叶轮转速叶轮转速3. 离心泵的扬程是指单位离心泵的扬程是指单位流体经过泵后流体经过泵

34、后 的增加值，其单位为的增加值，其单位为 。重量重量机械能机械能J/N 或或 m4. 离心泵的性能曲线通常包括离心泵的性能曲线通常包括曲线、曲线、 和和曲线。这些曲线表示在一定曲线。这些曲线表示在一定下，输下，输送某种特定的液体时泵的性能。送某种特定的液体时泵的性能。He-qvPa-qv-qv转速转速2. 离心离心泵的工作点是的工作点是曲曲线与与 曲曲线 的交点。的交点。管路特性管路特性泵泵特性特性6.离心泵输送系统，若只增加升举高度，流量离心泵输送系统，若只增加升举高度，流量 ；只增加电机转速只增加电机转速 ，流量，流量 ；只增加吸入液面压力，；只增加吸入液面压力，流量流量 ；只降低泵安装高

35、度，流量；只降低泵安装高度，流量 ； 不变不变7.7.离心泵在两敞口容器间输液，在同一管路中，输离心泵在两敞口容器间输液，在同一管路中，输送送=1200kg/m3的液体的液体( (该溶液的其它性质与水相同），该溶液的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量与输送水相比，离心泵的流量 ，扬程，扬程 ,效效率率 ，轴功率轴功率 ，泵出口压力泵出口压力 。 不变不变不变不变变大变大变大变大不变不变5. 调节离心泵流量可采用的方法调节离心泵流量可采用的方法 ， ， 。调出口出口阀改变转速改变转速泵的泵的串并联串并联8. . 离心泵性能曲线测定装置中，一般应在泵进口处离心泵性能曲线测定装置中，一般

36、应在泵进口处安安 ，泵出口处安，泵出口处安 和和 。在。在 出口处，出口处， 必须安在必须安在 之前，在出口之前，在出口 管路上还应安装测量管路上还应安装测量 的仪表的仪表( (或相应装置或相应装置) )。真空表真空表压力表压力表调节阀调节阀压力表压力表调节阀调节阀流量流量10.用泵为高位水槽送水，若管路出口阀开大，泵扬程用泵为高位水槽送水，若管路出口阀开大，泵扬程 , 管路总压头损失管路总压头损失 ,泵入口真空度泵入口真空度 , 泵出口泵出口压力压力 . 9. 离心泵随电机转速下降，水流量离心泵随电机转速下降，水流量 ，泵入口泵入口处绝对压力处绝对压力 ，真空表读数，真空表读数 ，出口处压力

37、，出口处压力表读数表读数_。 . 离心泵的作用主要是为被输送的液体提供（离心泵的作用主要是为被输送的液体提供（ ） A 位能位能 B 静压能静压能 C 动能动能 D 势能势能. 离心泵启动时需关闭出口阀，这是为了防止（）离心泵启动时需关闭出口阀，这是为了防止（） A 气缚发生气缚发生 B 汽蚀发生汽蚀发生 C 泵不能工作泵不能工作 D 启动功率过大启动功率过大二、选择题二、选择题1. 1. 离心泵漏入大量空气后将发生离心泵漏入大量空气后将发生( )( )A A汽化现象，汽化现象， B B气浮现象，气浮现象，C C汽蚀现象，汽蚀现象， D D气缚现象气缚现象DBD. . 离心泵的轴功率离心泵的轴

38、功率( )( )A A流量流量qv=0时最大；时最大；B B扬程扬程H He e最大时最大；最大时最大；C C流量流量qv=0时最小；时最小；D D设计点处最小设计点处最小 . 在测定离心泵性能曲线时，错误地将压力表安装在测定离心泵性能曲线时，错误地将压力表安装 在调节阀之后，则压力表读数将（在调节阀之后，则压力表读数将（ ）A A 随真空表读数的增大而减小，随真空表读数的增大而减小，B B随流量的增大而减小，随流量的增大而减小，C C随泵实际的扬程的增大而增大，随泵实际的扬程的增大而增大，D D随流量的增大而增大随流量的增大而增大. 离心泵的调节阀开大时，则离心泵的调节阀开大时，则( )(

39、)A A 吸入管路的阻力损失不变；吸入管路的阻力损失不变；B B 泵出口的压力减小；泵出口的压力减小；C C 泵入口处真空度减小；泵入口处真空度减小；D D 泵工作点的扬程升高泵工作点的扬程升高.在原管路不变的情况下由一台泵供水改为两台泵在原管路不变的情况下由一台泵供水改为两台泵（型号相同）并联管路供水，则管路流量（）（型号相同）并联管路供水，则管路流量（） A 不变不变 B 为原流量的为原流量的2倍倍 C 小于原流量的小于原流量的2倍倍 D 为原流量的为原流量的4倍倍. 泵的入口装有阀门，关小阀门（）泵的入口装有阀门，关小阀门（）A 流量不变流量不变 ，出现汽蚀，出现汽蚀 B 流量减小，出现

40、汽蚀流量减小，出现汽蚀 C 流量减小，出现气缚流量减小，出现气缚 D 流量减小，不一定汽蚀流量减小，不一定汽蚀. “离心泵启动时应全关出口阀离心泵启动时应全关出口阀”，“离心泵关闭离心泵关闭 时应先全关出口阀时应先全关出口阀”，则，则( ) ( ) A A这两种说法都不对；这两种说法都不对； B B这两种说法都对；这两种说法都对； C C第一种说法不对；第一种说法不对； D D第二种说法不对。第二种说法不对。1 、离心泵流量调节方法有哪几种？其实质是什么？、离心泵流量调节方法有哪几种？其实质是什么？与正位移泵有什么不同？与正位移泵有什么不同？ 答：答： 离心泵：离心泵：阀门调节：改变管路特性曲

41、线的斜率阀门调节：改变管路特性曲线的斜率转速调节：转速调节： 改变泵的特性曲线位置改变泵的特性曲线位置泵的泵的串并联：组合方式，组合后泵的特性曲线串并联：组合方式，组合后泵的特性曲线 不同于原泵的特性曲线不同于原泵的特性曲线 正位移泵：不允许用改变出口阀的开度来调节流量正位移泵：不允许用改变出口阀的开度来调节流量三、简答题三、简答题2、 在图在图2的管路中，开大阀门后流量加大，管路总的管路中，开大阀门后流量加大，管路总阻力损失如何变化？吸入管路和排出管路的阻力阻力损失如何变化？吸入管路和排出管路的阻力损失如何变化？（增大、减小、不变）损失如何变化？（增大、减小、不变） 由管路特性曲线可知：由管

42、路特性曲线可知：开大阀门开大阀门总阻减小。总阻减小。 吸入管流量加大，速度加大，吸入管流量加大，速度加大，阻力损失增大阻力损失增大。解：解： 排出管的直管阻力损失增大，但阀门的阻力损排出管的直管阻力损失增大，但阀门的阻力损失减小，较难确定排出管路阻力损失的大小。失减小，较难确定排出管路阻力损失的大小。应从总阻力损失分析问题。应从总阻力损失分析问题。可知排出管路可知排出管路阻力损失减小阻力损失减小。 由于速度增加导致直管阻力增加，同时，阀门由于速度增加导致直管阻力增加，同时，阀门开大后局部阻力损失减小，两者正好相互抵消。开大后局部阻力损失减小，两者正好相互抵消。3. 如图如图3所示，当开大阀门后

43、阻力损失如何变化？所示，当开大阀门后阻力损失如何变化？（增大、减、不变）（增大、减、不变）解：在液面和出口处列方程可知：解：在液面和出口处列方程可知： 高度不变，则高度不变，则阻力损失不变阻力损失不变。欲用离心泵将欲用离心泵将20 C的清水从蓄水池送至某密的清水从蓄水池送至某密闭设备，送水量为闭设备，送水量为45m3/h. 设水池和容器内水面设水池和容器内水面保持恒定位差保持恒定位差14m，密闭设备中水面上方压力表密闭设备中水面上方压力表读数为读数为49kPa。输水管路规格为输水管路规格为 140 4.5mm,吸吸入入管长管长20m，排出管长排出管长180m（均包括所有局部阻均包括所有局部阻力

44、当量长度在内），流动处于阻力平方区，摩擦力当量长度在内），流动处于阻力平方区，摩擦系数可取定值系数可取定值0.02。（1）试推导管路特性曲线方程；）试推导管路特性曲线方程；（2）选择适宜）选择适宜型号型号离心水泵；离心水泵；（3）计算）计算安装高度安装高度。四、计算题四、计算题现有一台离心水泵，其特性方程为：现有一台离心水泵，其特性方程为： （qV的的单位位为m3/h）欲将此泵安在上面管路中，为保证欲将此泵安在上面管路中，为保证45m3/h的输水的输水量，需关小泵的出口阀门。量，需关小泵的出口阀门。试求：（试求：（4）关小阀门后管路的）关小阀门后管路的特性曲线方程特性曲线方程； （5）关小阀门

45、后，）关小阀门后，轴功率损失轴功率损失（泵的效率为（泵的效率为70%）。）。 在如图所示中，以在如图所示中，以 1-1面为基准面，在面为基准面，在1-1和和2-2面间列机械能衡算式得：面间列机械能衡算式得：解解：（1） 求管路的特性方程：求管路的特性方程：则管路的特性曲线方程为：则管路的特性曲线方程为：back（qV的的单位位为m3/h）（2）选泵）选泵将将qV=45m3/h代入管路特性曲线方程中求压头代入管路特性曲线方程中求压头H： H=19.0+6.6110-4452=20.3m查泵样本表（查泵样本表（P293八八 IS型离心泵性能表）型离心泵性能表）具体参数：具体参数：IS80-65-1

46、60 ： n=2900r/min qV=50m3/h He=32m =0.73 Pa=5.97kW (NPSH)r=2.5mIS100-65-315： n=1450 r/min qV=50m3/h He=32m =0.63 Pa=6.92kW (NPSH)r= 2m 以上所选的离心水泵虽都能完成任务，但比较可知：以上所选的离心水泵虽都能完成任务，但比较可知： IS80-65-160效率高，应选此泵。效率高，应选此泵。backIS80-65-160 和和IS100-65-315 都符合要求。都符合要求。（3）计算安装高度）计算安装高度Hg ： 求管中水流速求管中水流速u：back 20 C水的饱

47、和蒸汽压水的饱和蒸汽压（4）求关小阀门后管路的特性方程：）求关小阀门后管路的特性方程： 泵安装在原管路时的流量泵安装在原管路时的流量上两式联立得上两式联立得 qV=75.7m3/h 流量大需关小阀门，关小阀门后的管路特性曲流量大需关小阀门，关小阀门后的管路特性曲线只有斜率发生变化。线只有斜率发生变化。如图：如图： 设关小阀门后管路特性方程为设关小阀门后管路特性方程为back根据泵特性曲线求流量为根据泵特性曲线求流量为45 m3/h时需要的压头：时需要的压头：则关阀后管路特性方程：则关阀后管路特性方程：将将qV=45 m3/h, H=24.886m代入代入 中中得到得到K值：值：压头损失：压头损

48、失：原原管路特性方程：管路特性方程：（5）轴轴功率损失功率损失（泵的效率为（泵的效率为70%）。）。新管路特性方程：新管路特性方程：轴功率损失为：轴功率损失为：小结：小结：1、管路特性曲线方程的求法与画法、管路特性曲线方程的求法与画法2、离心泵的工作原理与结构、离心泵的工作原理与结构3、叶片的三种形状及对理论压头的影响、叶片的三种形状及对理论压头的影响4、离心泵的性能参数、离心泵的性能参数5、离心泵的特性曲线及特点、离心泵的特性曲线及特点6、离心泵在启动及关闭时的注意事项、离心泵在启动及关闭时的注意事项7、离心泵特性的改变与换算、离心泵特性的改变与换算8、离心泵的工作点、离心泵的工作点9、离心泵的流量调节、离心泵的流量调节10、离心泵的组合操作、离心泵的组合操作11、气缚现象与汽蚀现象、气缚现象与汽蚀现象12、汽蚀余量、汽蚀余量13、离心泵的安装高度、离心泵的安装高度14、离心泵的选用、离心泵的选用15、往复泵的特点及流量调节、往复泵的特点及流量调节16、往复式压缩机的工作循环往复式压缩机的工作循环