第二章 流體輸送機(jī)械10

1、第二章 流體輸送機(jī)械 Fluid-moving Machinery 本章學(xué)習(xí)指導(dǎo) 1 1 本章學(xué)習(xí)的目的本章學(xué)習(xí)的目的 本章是流體力學(xué)原理的具體應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)掌握工業(yè)上本章是流體力學(xué)原理的具體應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)掌握工業(yè)上 最常用的流體輸送機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及操作特性，最常用的流體輸送機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及操作特性， 以便根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，合理地選擇和正確地使用輸送以便根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，合理地選擇和正確地使用輸送 機(jī)械，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠、安全的運(yùn)行。機(jī)械，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠、安全的運(yùn)行。 2 2 本章應(yīng)掌握的內(nèi)容本章應(yīng)掌握的內(nèi)容 本章應(yīng)重點(diǎn)掌握離心泵的工作原理、操作特性及其選型本章應(yīng)重點(diǎn)

2、掌握離心泵的工作原理、操作特性及其選型。 3 3 本章學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題本章學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題 在學(xué)習(xí)過程中，加深對(duì)流體力學(xué)原理的理解，并從工程在學(xué)習(xí)過程中，加深對(duì)流體力學(xué)原理的理解，并從工程 應(yīng)用的角度出發(fā)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、安全地實(shí)現(xiàn)流體輸送。應(yīng)用的角度出發(fā)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、安全地實(shí)現(xiàn)流體輸送。 概述 1、 定義：流體輸送機(jī)械是指為流體提供機(jī)械能的機(jī)械設(shè)定義：流體輸送機(jī)械是指為流體提供機(jī)械能的機(jī)械設(shè) 備備 。 泵、壓縮機(jī)等泵、壓縮機(jī)等 2 2、流體輸送機(jī)械分類、流體輸送機(jī)械分類 ： 介質(zhì)：液體介質(zhì)：液體泵泵 氣體氣體風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī) 工作原理：工作原理： 動(dòng)力式（葉片式）：動(dòng)力式（葉

3、片式）：借助于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使流體獲得能借助于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使流體獲得能 量。包括量。包括離心式離心式、軸流式、旋渦泵輸送機(jī)械、軸流式、旋渦泵輸送機(jī)械 正位移式（容積式）：正位移式（容積式）：利用工作室容積周期性的變化，把利用工作室容積周期性的變化，把 能量傳遞給液體、使液體的壓力增加。包括能量傳遞給液體、使液體的壓力增加。包括往復(fù)式往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn) 式輸送機(jī)械式輸送機(jī)械 流體作用式：流體作用式：依靠能量轉(zhuǎn)換原理以實(shí)現(xiàn)輸送流體任務(wù)。如依靠能量轉(zhuǎn)換原理以實(shí)現(xiàn)輸送流體任務(wù)。如 噴射泵、酸蛋等。噴射泵、酸蛋等。 一、離心泵的構(gòu)造和工作原理離心泵的構(gòu)造和工作原理 包括葉輪和泵軸的括葉輪和泵軸的旋轉(zhuǎn)部

4、件旋轉(zhuǎn)部件 由泵殼、填料函和軸承組成的由泵殼、填料函和軸承組成的靜止部件靜止部件 離心泵由兩個(gè)主要部分構(gòu)成：離心泵由兩個(gè)主要部分構(gòu)成： （一）離心泵主要部件（一）離心泵主要部件 第一節(jié)第一節(jié) 離離 心心 泵泵 離心泵的外觀 1、泵殼泵殼 通常制成如同蝸殼狀的漸開線形，越接近液體的出口，通常制成如同蝸殼狀的漸開線形，越接近液體的出口， 流道截面積越大流道截面積越大 。不僅是匯集流出液體的部件，而且是。不僅是匯集流出液體的部件，而且是 一個(gè)轉(zhuǎn)能裝置。一個(gè)轉(zhuǎn)能裝置。液體入口中心 出口切線 導(dǎo)輪：導(dǎo)輪葉片的彎曲方向與葉輪上葉片的彎曲方向相導(dǎo)輪：導(dǎo)輪葉片的彎曲方向與葉輪上葉片的彎曲方向相 反，引導(dǎo)液體在

5、泵殼的通道內(nèi)平緩地改變流動(dòng)方向，使反，引導(dǎo)液體在泵殼的通道內(nèi)平緩地改變流動(dòng)方向，使 機(jī)械能損耗減少機(jī)械能損耗減少。 2、葉輪、葉輪 離心泵的心臟部件，一般有離心泵的心臟部件，一般有26片后彎葉片（葉片的彎曲方片后彎葉片（葉片的彎曲方 向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反）。葉片后彎便于液體進(jìn)入泵體與向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反）。葉片后彎便于液體進(jìn)入泵體與 葉輪外緣間的流道。葉輪外緣間的流道。 葉輪結(jié)構(gòu)分類：閉式、開式、半開式三種。葉輪結(jié)構(gòu)分類：閉式、開式、半開式三種。 開式、半開式不易堵塞，用于輸送含固體顆粒的懸開式、半開式不易堵塞，用于輸送含固體顆粒的懸 浮液、料漿等，但易產(chǎn)生倒流，效率低。浮液、料漿等，但易

6、產(chǎn)生倒流，效率低。 閉式一般設(shè)有平衡孔閉式一般設(shè)有平衡孔 平衡孔：葉輪的后蓋板上鉆有小孔，把后蓋板前后的平衡孔：葉輪的后蓋板上鉆有小孔，把后蓋板前后的 空間連通起來，稱平衡孔?？臻g連通起來，稱平衡孔。 吸液方式分類：?jiǎn)挝?、雙吸式。吸液方式分類：?jiǎn)挝?、雙吸式。 葉輪數(shù)目分類：?jiǎn)渭?jí)式、多級(jí)式葉輪數(shù)目分類：?jiǎn)渭?jí)式、多級(jí)式 一般一般2-92-9級(jí)，多可達(dá)級(jí)，多可達(dá)1212級(jí)級(jí) 葉輪 葉片（+蓋板） 泵軸：垂直葉輪面，泵軸：垂直葉輪面，葉輪中心葉輪中心 3 3、軸封裝置、軸封裝置 為確保泵軸帶動(dòng)葉輪自由旋轉(zhuǎn)，泵軸與泵為確保泵軸帶動(dòng)葉輪自由旋轉(zhuǎn)，泵軸與泵 體之間具有一定的間隙，為防止高壓液體沿軸外體之

7、間具有一定的間隙，為防止高壓液體沿軸外 瀉，或防止外部空氣滲入泵內(nèi)，必須設(shè)置密封裝瀉，或防止外部空氣滲入泵內(nèi)，必須設(shè)置密封裝 置，稱軸封裝置。置，稱軸封裝置。 填料密封裝置填料密封裝置 機(jī)械密封裝置機(jī)械密封裝置 離心泵裝置簡(jiǎn)圖離心泵裝置簡(jiǎn)圖 底底閥閥 泵泵軸軸 葉葉輪輪 壓壓出出導(dǎo)導(dǎo)管管 泵泵殼殼 吸吸入入導(dǎo)導(dǎo)管管 (二)、離心泵的工作原理 原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)軸軸葉輪，旋轉(zhuǎn)葉輪，旋轉(zhuǎn) （1）排液過程：排液過程： 離心力離心力 葉片間液體葉片間液體 中心中心外圍外圍 液體被做功液體被做功動(dòng)能動(dòng)能 高速離開葉輪，進(jìn)入高速離開葉輪，進(jìn)入 排出管路排出管路 泵體：液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換泵體：液體的匯集與能量

8、的轉(zhuǎn)換 （2 2） 吸液過程：吸液過程： 葉輪中心處形成真空葉輪中心處形成真空 泵入口內(nèi)外形成壓差泵入口內(nèi)外形成壓差 液體進(jìn)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)液體進(jìn)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi) 葉輪不停轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪不停轉(zhuǎn)動(dòng)， 泵不斷的吸液泵不斷的吸液 和排液和排液 離心泵：依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪所產(chǎn)生的離心力 來輸送液體。 （3 3）“氣縛氣縛”現(xiàn)象：現(xiàn)象： 泵殼內(nèi)存在氣體而導(dǎo)致吸不上液的現(xiàn)象。泵殼內(nèi)存在氣體而導(dǎo)致吸不上液的現(xiàn)象。 由于空氣密度小，葉輪旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力小，在葉輪中心由于空氣密度小，葉輪旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力小，在葉輪中心 區(qū)形成的低壓不足以將液體吸入泵內(nèi)。雖然離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)但區(qū)形成的低壓不足以將液體吸入泵內(nèi)。雖然離心

9、泵在運(yùn)轉(zhuǎn)但 不能輸送液體。不能輸送液體。 離心泵啟動(dòng)前，必須使泵內(nèi)充滿液體。離心泵啟動(dòng)前，必須使泵內(nèi)充滿液體。 離心泵停機(jī)前，須先關(guān)閉出口閥放可停機(jī)，離心泵停機(jī)前，須先關(guān)閉出口閥放可停機(jī)， 防止出口高壓流體倒灌。防止出口高壓流體倒灌。 二、離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭二、離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭 （一）、壓頭的意義 泵向單位重量液體提供的機(jī)械能，稱為壓頭或揚(yáng)程。泵向單位重量液體提供的機(jī)械能，稱為壓頭或揚(yáng)程。 用用“H”“H”表示表示 fe h g u g p zh 2 2 泵的壓頭主要用于使液體升高、靜壓頭增大以泵的壓頭主要用于使液體升高、靜壓頭增大以 及克服流動(dòng)過程中的壓頭損失。及克服流動(dòng)過

10、程中的壓頭損失。 （二）離心泵的理論壓頭（二）離心泵的理論壓頭 假設(shè)：葉片的數(shù)目無限多，葉片的厚度無限薄，從而可以葉片的數(shù)目無限多，葉片的厚度無限薄，從而可以 認(rèn)為液體完全沿著葉片的彎曲表面流動(dòng)，無任何環(huán)流現(xiàn)象；認(rèn)為液體完全沿著葉片的彎曲表面流動(dòng)，無任何環(huán)流現(xiàn)象； 液體是理想流體，無摩擦阻力損失。在葉輪的進(jìn)、液體是理想流體，無摩擦阻力損失。在葉輪的進(jìn)、 出口截面例機(jī)械能衡算式。出口截面例機(jī)械能衡算式。 離心泵的壓頭與構(gòu)造、尺寸、葉輪的轉(zhuǎn)速、流量有關(guān)。離心泵的壓頭與構(gòu)造、尺寸、葉輪的轉(zhuǎn)速、流量有關(guān)。 理論壓頭：離心泵可能達(dá)到的最大壓頭。理論壓頭：離心泵可能達(dá)到的最大壓頭。 H 表示表示 葉輪進(jìn)口

11、與出口之間伯努利方程葉輪進(jìn)口與出口之間伯努利方程： g cc g pp H 2 2 1 2 212 靜壓頭增加原因：靜壓頭增加原因： （1）液體在葉輪內(nèi)受到離心力的作用，接受了外功）液體在葉輪內(nèi)受到離心力的作用，接受了外功。 1kg液體接受的外功為：液體接受的外功為： 22 )( 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 uurr rdrdrF r r r r c 液體進(jìn)入與離開葉輪時(shí)的速度液體進(jìn)入與離開葉輪時(shí)的速度 1、理論壓頭基本方程推導(dǎo)： (2) 液體通過通道時(shí)，速度逐漸變小，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能液體通過通道時(shí)，速度逐漸變小，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能 。 每千克液體靜壓能增

12、加的量等于其動(dòng)能減少的量。每千克液體靜壓能增加的量等于其動(dòng)能減少的量。 2 2 2 2 1 即為：即為： 所以：所以： gg uupp 22 2 2 2 1 2 1 2 212 g cc gg uu H 222 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 222 2 2 2 2 2 2 111 2 1 2 1 2 1 cos2 cos2 ucuc ucuc 化簡(jiǎn)后：化簡(jiǎn)后： g ucuc H 111222 coscos 在離心泵設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭，一般使在離心泵設(shè)計(jì)中，為提高理論壓頭，一般使 0 1 90 （液體徑向進(jìn)入葉片間通道）（液體徑向進(jìn)入葉片間通道） g uc g uc H u

13、 22222 cos 1 22 1 22 smc r c smc u c 在徑向上的分速度。絕對(duì)速度 。在周邊方向上的分速度絕對(duì)速度 2 cos 22 c u c g cuu g uc H ru )cot( 222222 2 cot 1 2 2 2 2 b Q r g H 離心泵基本方程離心泵基本方程 r葉輪半徑葉輪半徑；葉輪旋轉(zhuǎn)角速度葉輪旋轉(zhuǎn)角速度；Q泵的體積流泵的體積流 量量；b2葉片周邊寬度葉片周邊寬度； 葉片裝置角。葉片裝置角。 2 理論壓頭和流量關(guān)系：理論壓頭和流量關(guān)系： r cbrcbrQ 2222222 2sin2 表示離心泵的表示離心泵的理論壓頭與理論流量，葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑、葉

14、輪理論壓頭與理論流量，葉輪的轉(zhuǎn)速和直徑、葉輪 的幾何形狀的幾何形狀間的關(guān)系間的關(guān)系。 2、離心泵基本方程式的討論 （1 1）裝置角）裝置角： 當(dāng)裝置角當(dāng)裝置角9090，葉片前彎，壓頭隨流量的增大而提高。，葉片前彎，壓頭隨流量的增大而提高。 當(dāng)裝置角當(dāng)裝置角=90=90，葉片徑向，壓頭不隨流量而變化。，葉片徑向，壓頭不隨流量而變化。 當(dāng)裝置角當(dāng)裝置角 90 20 20 1010-5 -5 m m2 2/s /s 時(shí)，離心泵的性能則需時(shí)，離心泵的性能則需 進(jìn)行換算。一般查取修正系數(shù)。進(jìn)行換算。一般查取修正系數(shù)。 轉(zhuǎn)速變化特性曲線變化，轉(zhuǎn)速變化特性曲線變化， 在轉(zhuǎn)速變化小于在轉(zhuǎn)速變化小于20%20%

15、范圍內(nèi)范圍內(nèi) 1 1、轉(zhuǎn)速的影響、轉(zhuǎn)速的影響比例定律比例定律 2 1 2 1 n n Q Q 2 2 1 2 1 )( n n H H 3 2 1 2 1 )( n n N N （三）轉(zhuǎn)速與葉輪尺寸對(duì)離心泵特性的影響（三）轉(zhuǎn)速與葉輪尺寸對(duì)離心泵特性的影響 泵的揚(yáng)程、流量、效率和軸功率會(huì)隨轉(zhuǎn)速而變。取近似關(guān)系泵的揚(yáng)程、流量、效率和軸功率會(huì)隨轉(zhuǎn)速而變。取近似關(guān)系 功率；時(shí)泵的流量、揚(yáng)程、軸轉(zhuǎn)速為、 1111 nNHQ 功率；時(shí)泵的流量、揚(yáng)程、軸轉(zhuǎn)速為、 2222 nNHQ 2 2、葉輪直徑的影響、葉輪直徑的影響切割定律切割定律 2 2 D D Q Q 2 2 2 )( D D H H 3 2 2

16、)( D D N N 在葉輪直徑變 化小于20% 當(dāng)泵的葉輪直 徑和其他尺寸 均發(fā)生變化 2 2 2 )( D D H H 3 2 2 )( D D Q Q 5 2 2 )( D D N N 葉輪直徑變化，有兩種情況：葉輪直徑變化，有兩種情況： 1 1）某一尺寸的葉輪外周經(jīng)過切削而使）某一尺寸的葉輪外周經(jīng)過切削而使D D2 2變小，變小，b b2 2/D/D2 2變大。變大。 2 2）同一系列兩種尺寸不同的泵，其幾何形狀完全相似，即）同一系列兩種尺寸不同的泵，其幾何形狀完全相似，即 b b2 2/D/D2 2保持不變。保持不變。 例：用清水測(cè)定某離心泵的特性曲線，實(shí)驗(yàn)裝置如附圖所示。當(dāng)用清水測(cè)

17、定某離心泵的特性曲線，實(shí)驗(yàn)裝置如附圖所示。當(dāng) 調(diào)節(jié)出口閥使管路流量為調(diào)節(jié)出口閥使管路流量為25m25m3 3/h/h時(shí)，泵出口處壓力表讀數(shù)為時(shí)，泵出口處壓力表讀數(shù)為 0.28MPa0.28MPa（表壓），泵入口處真空表讀數(shù)為（表壓），泵入口處真空表讀數(shù)為0.025MPa0.025MPa，測(cè)得泵的軸，測(cè)得泵的軸 功率為功率為3.35kW3.35kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速為，電機(jī)轉(zhuǎn)速為29002900轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分，真空表與壓力表測(cè)壓截面分，真空表與壓力表測(cè)壓截面 的垂直距離為的垂直距離為0.5m0.5m。試由該組實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)確定出與泵的特性曲線。試由該組實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)確定出與泵的特性曲線 相關(guān)的其它性能參數(shù)。相

18、關(guān)的其它性能參數(shù)。 1z 2z 真 空 表 壓 力 表 解：與泵的特性曲線相關(guān)的性能參 數(shù)有泵的轉(zhuǎn)速n、流量Q、壓頭H、軸 功率N和效率。其中流量和軸功率已 由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)出，壓頭和效率則需進(jìn) 行計(jì)算。 以真空表和壓力表兩測(cè)點(diǎn)為1，2截 面，對(duì)單位重量流體列柏努力方程 22 21 21 21 1 2 2 f pp uu H Hzz gg 6 21 21 2 0.28 0.02510 0.531.6mH O 1000 9.81 pp H zz g %2 .64 35. 3 15. 2 N Ne kW15. 2W2150 3600 81. 91000256 .31 HQgN e 把數(shù)據(jù)代入，得 在工

19、作流量下泵的有效功率為 泵軸功率為 五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象與安裝高度 （一）（一） 離心泵的吸上高度（安裝高度離心泵的吸上高度（安裝高度） 指液面至泵吸入口中心處的垂直距離，以指液面至泵吸入口中心處的垂直距離，以Zs表示。表示。 esf ees s h g u g pp z , 2 2 若若P Ps s為大氣壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)PaPa，則表示為：，則表示為： esf eea s h g u g pp z , 2 2 可知：可知： zs越大，將液體壓入離心泵內(nèi)，泵入口處的壓強(qiáng)越大，將液體壓入離心泵內(nèi)，泵入口處的壓強(qiáng)Pe越小。越小。 若若Pe=0，離心泵的吸上高度為極限高度，離心泵的吸上高度為極限高度。

20、 g p z a s max, 可知： 當(dāng)液面壓強(qiáng)為當(dāng)液面壓強(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、輸送液體為水時(shí)，離心泵的極限標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、輸送液體為水時(shí)，離心泵的極限 吸上高度為吸上高度為10.33米。由此可見，泵的吸上高度必須控制在一米。由此可見，泵的吸上高度必須控制在一 定范圍內(nèi)。定范圍內(nèi)。 ( (二二) ) 氣蝕現(xiàn)象和安裝高度氣蝕現(xiàn)象和安裝高度 離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液體在泵內(nèi)壓強(qiáng)的變化如圖所示：離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液體在泵內(nèi)壓強(qiáng)的變化如圖所示： pKpv(t)，pv(t)被輸液溫度被輸液溫度t時(shí)的飽和蒸汽壓，則液體發(fā)時(shí)的飽和蒸汽壓，則液體發(fā) 生汽化產(chǎn)生汽泡，汽泡隨同液體從低壓區(qū)流向高壓區(qū)，在生汽化產(chǎn)生汽泡，汽泡隨同液體

21、從低壓區(qū)流向高壓區(qū)，在 高壓的作用下迅速凝聚或汽泡破裂，與此同時(shí)，汽泡周圍高壓的作用下迅速凝聚或汽泡破裂，與此同時(shí)，汽泡周圍 的液體會(huì)以極高的速度沖向原汽泡所占據(jù)的空間，在沖擊的液體會(huì)以極高的速度沖向原汽泡所占據(jù)的空間，在沖擊 點(diǎn)處可形成高達(dá)幾萬點(diǎn)處可形成高達(dá)幾萬kpa的壓強(qiáng)，沖擊頻率可高達(dá)每秒幾萬的壓強(qiáng)，沖擊頻率可高達(dá)每秒幾萬 次之多，若當(dāng)汽泡的凝聚發(fā)生在葉片表面附近時(shí)，眾多液次之多，若當(dāng)汽泡的凝聚發(fā)生在葉片表面附近時(shí)，眾多液 體質(zhì)點(diǎn)猶如細(xì)小的高頻水錘撞擊葉片，侵蝕葉片和葉輪，體質(zhì)點(diǎn)猶如細(xì)小的高頻水錘撞擊葉片，侵蝕葉片和葉輪， 這種現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。 現(xiàn)象：汽蝕現(xiàn)象發(fā)生

22、時(shí)，泵體振動(dòng)，發(fā)出噪音，泵的流量、現(xiàn)象：汽蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，泵體振動(dòng)，發(fā)出噪音，泵的流量、 揚(yáng)程、效率急劇下降揚(yáng)程、效率急劇下降 ，嚴(yán)重時(shí)甚至吸不上液體，嚴(yán)重時(shí)甚至吸不上液體 防止措施：把離心泵安裝在恰當(dāng)?shù)母叨任恢蒙希_保泵內(nèi)防止措施：把離心泵安裝在恰當(dāng)?shù)母叨任恢蒙?，確保泵內(nèi) 壓強(qiáng)最低點(diǎn)處的靜壓超過工作溫度下被輸送液體的飽和蒸壓強(qiáng)最低點(diǎn)處的靜壓超過工作溫度下被輸送液體的飽和蒸 汽壓。汽壓。 1、汽蝕余量汽蝕余量 g p g u g p h vee 2 2 h 愈大，愈能防止出現(xiàn)汽蝕愈大，愈能防止出現(xiàn)汽蝕。 2、最小最小汽蝕余量汽蝕余量 g p g u g p h ve e 2 2 min, min

23、 發(fā)生汽蝕時(shí)的(有效)汽蝕余量 用實(shí)驗(yàn)測(cè)定用實(shí)驗(yàn)測(cè)定 3 3、允許汽蝕余量（必需汽蝕余量）允許汽蝕余量（必需汽蝕余量） 比最小汽蝕余量大比最小汽蝕余量大0.30.3米米 3 . 0 min hh 允允許許 允許安裝高度允許安裝高度 允允許許允允許許 heshf g p g p z vs s )( , 討論討論: : （1 1）汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：）汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因： 安裝高度太高；安裝高度太高； 被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過高；被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過高； 吸入管路阻力或壓頭損失太高。吸入管路阻力或壓頭損失太高。 實(shí)際安裝高度應(yīng)低于上述值實(shí)際安裝高度應(yīng)低于上述值,一般減去一般

24、減去(0.5-1)米米 泵的吸入管路而言，宜短而粗，盡量不裝閥門和泵的吸入管路而言，宜短而粗，盡量不裝閥門和 少裝管件少裝管件,少拐彎少拐彎,調(diào)節(jié)閥門應(yīng)安裝在排出管路上。調(diào)節(jié)閥門應(yīng)安裝在排出管路上。 (2) 吸入管路的壓頭損失吸入管路的壓頭損失 , ZS值值 ，反之亦然。，反之亦然。 （3）若）若ZS值為負(fù)，泵應(yīng)裝在液面下方。值為負(fù)，泵應(yīng)裝在液面下方。 輸送飽和蒸汽壓高的液體往往屬于這種情況輸送飽和蒸汽壓高的液體往往屬于這種情況 （4 4） ZS大小與大小與Q Q有關(guān)。有關(guān)。 Q Q ，則，則ZS ，保險(xiǎn)保險(xiǎn) 。 用可能的最大用可能的最大Q Q計(jì)算計(jì)算Z ZS S 五、離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)

25、 （一）管路特性曲線（一）管路特性曲線 通過某一特定管路的流量與所需壓頭之間的關(guān)系，稱管路通過某一特定管路的流量與所需壓頭之間的關(guān)系，稱管路 特性方程。特性方程。 fe h g u g p zh 2 2 2 52 2 )( 8 () 2 )(Q d lel g g u d lel h f 令： g P ZA f h g u B 2 2 2 BQAhe -管路特性曲線方程管路特性曲線方程 （二）（二） 工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié) 所謂離心泵的工作點(diǎn)是指離心泵的性能曲所謂離心泵的工作點(diǎn)是指離心泵的性能曲 線（線（HQ曲線）與管路特性曲線的交點(diǎn)，曲線）與管路特性曲線的交點(diǎn)， 即在即在HeQ坐標(biāo)

26、上，分別描點(diǎn)作出兩曲線坐標(biāo)上，分別描點(diǎn)作出兩曲線 的交點(diǎn)的交點(diǎn)M點(diǎn)。點(diǎn)。 1、工作點(diǎn)、工作點(diǎn) 離心泵在特定的管路系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)離心泵在特定的管路系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 所提供的揚(yáng)程和流量恰好等同于管路所提供的揚(yáng)程和流量恰好等同于管路 所需的揚(yáng)程和流量。所需的揚(yáng)程和流量。 2 流量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)方法：1、改變管路特性曲線、改變管路特性曲線 2、改變泵的特性曲線、改變泵的特性曲線 （1）調(diào)節(jié)閥門）調(diào)節(jié)閥門 閥門調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)：閥門調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)：改變管路特性曲線。關(guān)小閥門，改變管路特性曲線。關(guān)小閥門， 認(rèn)為增大管路阻力，認(rèn)為增大管路阻力，B增大，曲線變陡，流量減小。增大，曲線變陡，流量減小。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、

27、靈活。操作簡(jiǎn)便、靈活。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：閥門關(guān)小時(shí)，管路中阻力增大，能量損失增加，并可閥門關(guān)小時(shí)，管路中阻力增大，能量損失增加，并可 能時(shí)泵不在最高效率區(qū)域中工作。故此種調(diào)節(jié)方法多用于流能時(shí)泵不在最高效率區(qū)域中工作。故此種調(diào)節(jié)方法多用于流 量調(diào)節(jié)幅度不大，而經(jīng)常需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合。量調(diào)節(jié)幅度不大，而經(jīng)常需要調(diào)節(jié)的場(chǎng)合。 （2）改變泵的轉(zhuǎn)速或切割葉輪）改變泵的轉(zhuǎn)速或切割葉輪 用這種方法調(diào)節(jié)流量在用這種方法調(diào)節(jié)流量在 一定范圍內(nèi)可保持泵在一定范圍內(nèi)可保持泵在 高效率區(qū)域中工作，能高效率區(qū)域中工作，能 量利用較經(jīng)濟(jì)。但不方量利用較經(jīng)濟(jì)。但不方 便，需用變速裝置，故便，需用變速裝置，故 應(yīng)用不廣。應(yīng)用不廣。

28、大中型泵應(yīng)優(yōu)先考慮大中型泵應(yīng)優(yōu)先考慮 六、離心泵的類型與選擇 （一）離心泵的類型（一）離心泵的類型 水泵 耐腐蝕泵 油泵 雜質(zhì)泵 雙吸式 單吸式 單級(jí)泵 多級(jí)泵 按輸送液體的性質(zhì)按輸送液體的性質(zhì) 按葉輪吸入方式按葉輪吸入方式 按葉輪數(shù)目按葉輪數(shù)目 （1 1）清水泵）清水泵 單級(jí)單吸式，系列代號(hào)為單級(jí)單吸式，系列代號(hào)為“IS”IS”。 需要的揚(yáng)程較高，則可選需要的揚(yáng)程較高，則可選D D系列多級(jí)離心泵。系列多級(jí)離心泵。 雙吸式離心泵，其系列代號(hào)為雙吸式離心泵，其系列代號(hào)為“Sh” Sh” 。 IS50-32-200IS50-32-200 葉輪外徑葉輪外徑 排出口直徑排出口直徑 吸入口直徑吸入口直徑

29、 型號(hào)型號(hào) （2 2）耐腐蝕泵）耐腐蝕泵 當(dāng)輸送酸、堿等腐蝕性液體時(shí)應(yīng)采用耐腐蝕當(dāng)輸送酸、堿等腐蝕性液體時(shí)應(yīng)采用耐腐蝕 泵。耐腐蝕泵所有與液體介質(zhì)接觸的部件都采用泵。耐腐蝕泵所有與液體介質(zhì)接觸的部件都采用 耐腐蝕材料制作。耐腐蝕材料制作?！癋 F”表示表示 25FB-16A 吸入口直徑吸入口直徑 型號(hào)型號(hào) 所用材料所用材料 揚(yáng)程揚(yáng)程 葉輪切割序號(hào)葉輪切割序號(hào) 灰口鑄鐵“H”， 高硅鑄鐵“G”， 鉻鎳合金鋼“B”， （3 3）油泵）油泵 輸送石油產(chǎn)品等低沸點(diǎn)料液的泵。代號(hào)輸送石油產(chǎn)品等低沸點(diǎn)料液的泵。代號(hào)“Y Y” ” 。 因易燃易爆，要求是密封完善。熱油需水夾套。因易燃易爆，要求是密封完善。熱

30、油需水夾套。 （4 4）雜質(zhì)泵）雜質(zhì)泵 輸送含有固體顆粒的懸浮液、稠厚的漿液的泵。輸送含有固體顆粒的懸浮液、稠厚的漿液的泵。 代號(hào)代號(hào)“P P”，污水泵（，污水泵（PWPW）、砂泵（）、砂泵（PSPS）、泥漿泵）、泥漿泵 （PNPN） 要求：不易堵塞、耐磨、易拆洗要求：不易堵塞、耐磨、易拆洗 特點(diǎn)：葉輪流道寬，葉片數(shù)目少。特點(diǎn)：葉輪流道寬，葉片數(shù)目少。 （1 1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭 液體的輸送量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量在一定液體的輸送量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量在一定 范圍內(nèi)波動(dòng)，范圍內(nèi)波動(dòng)，選泵時(shí)應(yīng)按最大流量考慮。選泵時(shí)應(yīng)按最大流量考慮。根據(jù)輸送系根

31、據(jù)輸送系 統(tǒng)管路的安排，用柏努力方程計(jì)算在統(tǒng)管路的安排，用柏努力方程計(jì)算在最大流量下管路最大流量下管路 所需的壓頭所需的壓頭(1.05-1.1)(1.05-1.1)倍。倍。 （2 2）選擇泵的類型與型號(hào)）選擇泵的類型與型號(hào) 首先應(yīng)根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，首先應(yīng)根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型， 然后按已確定的流量然后按已確定的流量Q Qe e和壓頭和壓頭HeHe從泵的樣本或產(chǎn)品目從泵的樣本或產(chǎn)品目 錄中選出合適的型號(hào)。錄中選出合適的型號(hào)。 （3 3）核算泵的軸功率）核算泵的軸功率 , 102 QH NkW （二）離心泵的選擇（二）離心泵的選擇 若輸送液體的密度大于水的

32、密度時(shí)，可按若輸送液體的密度大于水的密度時(shí)，可按 核算泵的軸功率。核算泵的軸功率。 （三）離心泵的安裝與運(yùn)轉(zhuǎn)（三）離心泵的安裝與運(yùn)轉(zhuǎn) 1、安裝高度必須低于允許值，防止發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。同時(shí)，、安裝高度必須低于允許值，防止發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。同時(shí)， 應(yīng)盡量降低吸入管路的阻力。應(yīng)盡量降低吸入管路的阻力。 2、泵出口處要設(shè)置止逆閥，防止突然停泵時(shí)、泵出口處要設(shè)置止逆閥，防止突然停泵時(shí) 流體倒流，破壞流體倒流，破壞 泵體。泵體。 3、啟動(dòng)前泵內(nèi)要充滿液體，防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。、啟動(dòng)前泵內(nèi)要充滿液體，防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。 4、啟動(dòng)時(shí)應(yīng)關(guān)閉出口閥，電極運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，再打開出口閥調(diào)節(jié)、啟動(dòng)時(shí)應(yīng)關(guān)閉出口閥，電極運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，再

33、打開出口閥調(diào)節(jié) 流量，停泵時(shí)先關(guān)出口閥。流量，停泵時(shí)先關(guān)出口閥。 5、關(guān)泵的步驟關(guān)泵的步驟 關(guān)泵時(shí)，一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機(jī)。 6、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)注意有無不正常噪音，觀察真空表是否正常，定、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)注意有無不正常噪音，觀察真空表是否正常，定 期檢查軸是否發(fā)熱、泄露等。期檢查軸是否發(fā)熱、泄露等。 第二節(jié)第二節(jié) 其它類型的泵其它類型的泵 （一）、往復(fù)泵（一）、往復(fù)泵 往復(fù)泵是一種容積式 泵，它依靠作往復(fù)運(yùn) 動(dòng)的活塞依次開啟吸 入閥和排出閥從而吸 入和排出液體。 一、容積式泵（正位移泵）一、容積式泵（正位移泵） 1、作用原理及主要部件作用原理及主要部件 主要部件：主要部件：泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥、

34、排出閥泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥、排出閥 工作原理工作原理 ：活塞向右移動(dòng)活塞向右移動(dòng)泵缸容積泵缸容積 泵體壓力泵體壓力 排出閥門關(guān)閥，吸入閥打開排出閥門關(guān)閥，吸入閥打開液體吸入液體吸入 活塞向左移動(dòng)活塞向左移動(dòng)泵缸容積泵缸容積泵體壓力泵體壓力排出閥門打排出閥門打 開，吸入閥關(guān)閉開，吸入閥關(guān)閉液體排出液體排出 2 2、流量不均勻性、流量不均勻性 單動(dòng)泵由于吸入閥和排出閥均在活塞一側(cè)，吸液時(shí)不能排單動(dòng)泵由于吸入閥和排出閥均在活塞一側(cè)，吸液時(shí)不能排 液，排液時(shí)不能吸液，液，排液時(shí)不能吸液，所以泵排液不連續(xù)，不均勻。所以泵排液不連續(xù)，不均勻。 為了改善往復(fù)泵的排液情況，可采用為了改善往復(fù)泵的排液情況

35、，可采用雙動(dòng)泵或三雙動(dòng)泵或三 聯(lián)泵。聯(lián)泵。 設(shè)置設(shè)置空氣室空氣室, ,對(duì)液流的波動(dòng)可以起緩沖作用。對(duì)液流的波動(dòng)可以起緩沖作用。 3 3、往復(fù)泵的特點(diǎn)、往復(fù)泵的特點(diǎn) （1 1）流量?jī)H與泵本身的尺寸及活塞的往復(fù)次數(shù)有關(guān)，而與泵）流量?jī)H與泵本身的尺寸及活塞的往復(fù)次數(shù)有關(guān)，而與泵 的揚(yáng)程無關(guān)。的揚(yáng)程無關(guān)。 （2 2）壓頭與泵本身的尺寸無關(guān)，只要泵的機(jī)械強(qiáng)度及電動(dòng)機(jī)）壓頭與泵本身的尺寸無關(guān)，只要泵的機(jī)械強(qiáng)度及電動(dòng)機(jī) 功率允許，要多大壓頭，往復(fù)泵可供多大壓頭。功率允許，要多大壓頭，往復(fù)泵可供多大壓頭。 （與離心泵 不同） （3 3）安裝高度有一定限制。有自吸能力，啟動(dòng)泵前無需灌泵。）安裝高度有一定限制。有

36、自吸能力，啟動(dòng)泵前無需灌泵。 （與離心泵不同） （4 4）啟動(dòng)前，必須先將出口閥打開，否則，因液體排不出去）啟動(dòng)前，必須先將出口閥打開，否則，因液體排不出去 而急劇升高，造成事故。（而急劇升高，造成事故。（容積式泵特點(diǎn)容積式泵特點(diǎn)） （5 5）采用支路調(diào)節(jié)流量。）采用支路調(diào)節(jié)流量。（與離心泵不同）（與離心泵不同）改變轉(zhuǎn)速、改變改變轉(zhuǎn)速、改變 活塞行程?；钊谐?。 4 4、往復(fù)泵的應(yīng)用、往復(fù)泵的應(yīng)用 （1 1）所需壓頭較高的流量不大的管路。）所需壓頭較高的流量不大的管路。 （2 2）可用于輸送黏度很大的液體。）可用于輸送黏度很大的液體。 （3 3）不宜輸送腐蝕性液體和固體顆粒的懸浮液。）不宜輸送

37、腐蝕性液體和固體顆粒的懸浮液。 ( (二二) ) 隔膜泵隔膜泵 1 1、 工作原理工作原理: : 往復(fù)泵的一種往復(fù)泵的一種, ,用彈性薄膜將泵分成用彈性薄膜將泵分成 不連通的兩個(gè)部分。吸入活門、壓出不連通的兩個(gè)部分。吸入活門、壓出 活門、活柱、隔膜?；铋T、活柱、隔膜。 2 2、流量調(diào)節(jié)：、流量調(diào)節(jié)： 調(diào)整活柱往復(fù)頻率或旁路調(diào)整活柱往復(fù)頻率或旁路 3 3、應(yīng)用場(chǎng)合、應(yīng)用場(chǎng)合: :腐蝕性的液體、固體懸浮液腐蝕性的液體、固體懸浮液 （三）計(jì)量泵（比例泵）（三）計(jì)量泵（比例泵） （1 1） 工作原理工作原理: : 往復(fù)泵的一種往復(fù)泵的一種 （2 2） 流量調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié): : 調(diào)整偏心度調(diào)整偏心度柱塞沖

38、程變化柱塞沖程變化 流量調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。流量調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。 （3 3） 應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合: :輸送量或配比要求非常精確輸送量或配比要求非常精確 場(chǎng)合。場(chǎng)合。 原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞的往柱塞的往 復(fù)運(yùn)動(dòng)復(fù)運(yùn)動(dòng) （四）齒輪泵（四）齒輪泵 1 1、工作原理、工作原理: : 2 2、流量調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié): : 3 3、應(yīng)用場(chǎng)合、應(yīng)用場(chǎng)合: : 旋轉(zhuǎn)泵的一種，有兩個(gè)相互嚙旋轉(zhuǎn)泵的一種，有兩個(gè)相互嚙 合的齒輪，相反旋轉(zhuǎn)，形成高合的齒輪，相反旋轉(zhuǎn)，形成高 壓和低壓區(qū)排液和吸液壓和低壓區(qū)排液和吸液 轉(zhuǎn)速或旁路轉(zhuǎn)速或旁路 高壓頭、小流量。粘稠以至膏狀物。高壓頭、小流量。粘稠以至膏狀物。 不宜輸送含

39、有固體顆粒的懸浮液。不宜輸送含有固體顆粒的懸浮液。 （五）螺桿泵（五）螺桿泵 1 1、工作原理、工作原理: : 齒輪泵相似，由泵殼和一根或兩齒輪泵相似，由泵殼和一根或兩 根以上的螺桿構(gòu)成。利用兩根相根以上的螺桿構(gòu)成。利用兩根相 互嚙合的螺桿來排送液體?；Ш系穆輻U來排送液體。 2 2、流量調(diào)節(jié)：、流量調(diào)節(jié)：轉(zhuǎn)速或旁路轉(zhuǎn)速或旁路 3、應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合: : 高揚(yáng)程下粘稠性液體，含有顆粒高揚(yáng)程下粘稠性液體，含有顆粒 的懸浮液。的懸浮液。 二、其他葉片式泵（非正位移泵）二、其他葉片式泵（非正位移泵） （一）旋渦泵（一）旋渦泵 1、結(jié)構(gòu) 2 2、工作原理：、工作原理： 是一種特殊類型的離心泵，葉輪是一

40、個(gè)圓盤，四周銑是一種特殊類型的離心泵，葉輪是一個(gè)圓盤，四周銑 有凹槽，成輻射狀排列。葉輪在泵殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其間有引有凹槽，成輻射狀排列。葉輪在泵殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其間有引 水道。吸入管接頭和排出管接頭之間為間壁，間壁與葉水道。吸入管接頭和排出管接頭之間為間壁，間壁與葉 輪只有很小的縫隙，用來分隔吸腔和排出腔。泵內(nèi)液體輪只有很小的縫隙，用來分隔吸腔和排出腔。泵內(nèi)液體 在隨葉輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，又在引水道與各葉片間作漩渦形在隨葉輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，又在引水道與各葉片間作漩渦形 運(yùn)動(dòng)。因而，被葉片拍擊多次，獲得較多的能量。運(yùn)動(dòng)。因而，被葉片拍擊多次，獲得較多的能量。 （1 1）啟動(dòng)前要灌液。）啟動(dòng)前要灌液。 （2 2）壓頭

41、和功率隨流量增加下降較快。因此啟動(dòng)時(shí)應(yīng)打）壓頭和功率隨流量增加下降較快。因此啟動(dòng)時(shí)應(yīng)打 開出口閥，改變流量時(shí)，旁路調(diào)節(jié)比安裝調(diào)節(jié)閥經(jīng)濟(jì)。開出口閥，改變流量時(shí)，旁路調(diào)節(jié)比安裝調(diào)節(jié)閥經(jīng)濟(jì)。 （離心泵不同）（離心泵不同） （3 3）在葉輪直徑和轉(zhuǎn)速相同的條件下，旋渦泵的壓頭比）在葉輪直徑和轉(zhuǎn)速相同的條件下，旋渦泵的壓頭比 離心泵高出離心泵高出2 2- -4 4倍，適用于高壓頭、小流量、低黏度的的倍，適用于高壓頭、小流量、低黏度的的 場(chǎng)合。場(chǎng)合。 （4 4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，且可采用各種耐腐蝕的材料）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，且可采用各種耐腐蝕的材料 制造。制造。 （5 5）輸送液體的粘度不宜過大，否則泵

42、的壓頭和效率都）輸送液體的粘度不宜過大，否則泵的壓頭和效率都 將大幅度下降。輸送液體不能含有固體顆粒將大幅度下降。輸送液體不能含有固體顆粒。 3 3、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： （二）、軸流泵（二）、軸流泵 1 1、工作原理、工作原理: : 葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)軸頭與泵殼組成。使葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)軸頭與泵殼組成。使 液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹芟蜻\(yùn)動(dòng)，液體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹芟蜻\(yùn)動(dòng)， 把動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。把?dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋?2 2、流量調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)：一般不設(shè)出口閥，改變轉(zhuǎn)速或改變一般不設(shè)出口閥，改變轉(zhuǎn)速或改變 葉片安裝角度或旁路。葉片安裝角度或旁路。 3、應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合: : 大流量、低揚(yáng)程的液體輸送。流大流量、低揚(yáng)程的液體輸送

43、。流 量越小，所需功率越大。量越小，所需功率越大。 三、各類泵在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用三、各類泵在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 2 2、往復(fù)泵的優(yōu)點(diǎn)：壓頭高，送液量固定，有自吸能力，效率、往復(fù)泵的優(yōu)點(diǎn)：壓頭高，送液量固定，有自吸能力，效率 較高。勻易于調(diào)節(jié)，能輸送腐蝕性、喊懸浮物的液體。缺點(diǎn)較高。勻易于調(diào)節(jié)，能輸送腐蝕性、喊懸浮物的液體。缺點(diǎn) 是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需傳動(dòng)裝置，一般不能輸送腐蝕性和含固體顆是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需傳動(dòng)裝置，一般不能輸送腐蝕性和含固體顆 粒的液體，只適宜高壓頭、中等流量的場(chǎng)合。粒的液體，只適宜高壓頭、中等流量的場(chǎng)合。 1 1、離心泵應(yīng)用最廣。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，能與電機(jī)直接相連，、離心泵應(yīng)用最廣。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

44、，緊湊，能與電機(jī)直接相連， 對(duì)地基的要求不高，流量均勻易于調(diào)節(jié)，能輸送腐蝕性、喊對(duì)地基的要求不高，流量均勻易于調(diào)節(jié)，能輸送腐蝕性、喊 懸浮物的液體。缺點(diǎn)是壓頭較低效率較低、沒有自吸能力。懸浮物的液體。缺點(diǎn)是壓頭較低效率較低、沒有自吸能力。 3 3、旋轉(zhuǎn)泵用于小流量、高壓頭的場(chǎng)合。特別適用于高粘度流、旋轉(zhuǎn)泵用于小流量、高壓頭的場(chǎng)合。特別適用于高粘度流 體。體。 第三節(jié)第三節(jié) 氣體輸送機(jī)械氣體輸送機(jī)械 按終壓或壓縮比分類：按終壓或壓縮比分類： 1 1、通風(fēng)機(jī)：、通風(fēng)機(jī)： 排氣壓力不大于排氣壓力不大于15KPa15KPa，壓縮比，壓縮比1-1.151-1.15 2 2、鼓風(fēng)機(jī)：、鼓風(fēng)機(jī)： 排氣壓力不

45、大于排氣壓力不大于15-300KPa15-300KPa，壓縮比小于，壓縮比小于4 4 3 3、壓縮機(jī)：、壓縮機(jī)： 排氣壓力大于排氣壓力大于300KPa300KPa，壓縮比大于，壓縮比大于4 4 4 4、真空泵：、真空泵： 排氣壓力為大氣壓，壓縮比很大，根據(jù)排氣壓力為大氣壓，壓縮比很大，根據(jù) 真空度而定。真空度而定。 應(yīng)用：應(yīng)用： 1、氣體輸送、氣體輸送2 2、產(chǎn)生高壓氣體、產(chǎn)生高壓氣體3 3、產(chǎn)生真空、產(chǎn)生真空 按結(jié)構(gòu)與工作原理按結(jié)構(gòu)與工作原理 離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式和流體作用式 一、離心式風(fēng)機(jī)一、離心式風(fēng)機(jī) （一）離心式通風(fēng)機(jī)（一）離心式通風(fēng)機(jī) 1 1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)與離心泵相似。機(jī)殼也是蝸殼

46、形，殼斷面有兩種結(jié)構(gòu)與離心泵相似。機(jī)殼也是蝸殼形，殼斷面有兩種 方形：低，中壓方形：低，中壓 圓形：高壓圓形：高壓 葉片的數(shù)目較多且長(zhǎng)度較短，低壓的葉片是平直的，與軸葉片的數(shù)目較多且長(zhǎng)度較短，低壓的葉片是平直的，與軸 心成輻射狀安裝，中、高壓的葉片是彎曲的。心成輻射狀安裝，中、高壓的葉片是彎曲的。 離心通風(fēng)機(jī)及葉輪 1機(jī)殼; 2葉輪; 3吸入口; 4排出口 2 2離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線 1 1）性能參數(shù)：）性能參數(shù)：風(fēng)量風(fēng)量Q Q m m3 3/s/s，風(fēng)壓，風(fēng)壓P Pt t，軸功率，軸功率N N和效率和效率 (1)(1) 風(fēng)量風(fēng)量Q Q：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)氣體通

47、過進(jìn)風(fēng)口的體積流量。以：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)氣體通過進(jìn)風(fēng)口的體積流量。以 風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)，進(jìn)口狀態(tài)計(jì)，m m3 3/s/s。 (2)(2) 風(fēng)壓風(fēng)壓P Pt t ：?jiǎn)挝惑w積氣體通過風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量， ：?jiǎn)挝惑w積氣體通過風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量， J/mJ/m3 3=Pa=Pa，習(xí)慣上以，習(xí)慣上以mmHmmH2 2O O表示。表示。 與結(jié)構(gòu)，葉輪尺寸，與結(jié)構(gòu)，葉輪尺寸，n n及進(jìn)氣密度及進(jìn)氣密度有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。 f bcbc bct h g uu g pp zzH 2 )( )( 22 在風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口之間寫柏努利方程：在風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口之間寫柏努利方程： gHp tt f bc bcbct

48、 h uu ppzzgp 2 )( )()( 22 簡(jiǎn)化上式簡(jiǎn)化上式 gzz bc )( 忽略忽略 損失忽略損失忽略 截面截面B在進(jìn)口外側(cè)在進(jìn)口外側(cè) 0, 0 bb pu dyst c ct pp u pp 2 2 選擇風(fēng)機(jī)，需將全風(fēng)壓換成標(biāo)定風(fēng)壓。選擇風(fēng)機(jī)，需將全風(fēng)壓換成標(biāo)定風(fēng)壓。 2 . 1 to t p p 靜分壓靜分壓 動(dòng)分壓動(dòng)分壓 全風(fēng)壓全風(fēng)壓 （3 3）、軸功率和效率）、軸功率和效率 kw pQ N t 注意單位 2) 特性曲線：（標(biāo)定工質(zhì)特性曲線：（標(biāo)定工質(zhì)2020，760mmHg760mmHg的空氣，的空氣， air air=1.2kg/m =1.2kg/m3 3） 3 3、離

49、心式通風(fēng)機(jī)的選型、離心式通風(fēng)機(jī)的選型 a a、根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型、根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型 b b、確定所求的風(fēng)量和全風(fēng)壓。風(fēng)量根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)來定；全風(fēng)、確定所求的風(fēng)量和全風(fēng)壓。風(fēng)量根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)來定；全風(fēng) 壓按柏努利方程來求，但要按標(biāo)準(zhǔn)狀況校正。壓按柏努利方程來求，但要按標(biāo)準(zhǔn)狀況校正。 根據(jù)按入口狀態(tài)計(jì)的風(fēng)量和校正后的全風(fēng)壓在產(chǎn)品系列表中查根據(jù)按入口狀態(tài)計(jì)的風(fēng)量和校正后的全風(fēng)壓在產(chǎn)品系列表中查 找合適的型號(hào)。找合適的型號(hào)。 （二）離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)（二）離心鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī) 1 1、離心鼓風(fēng)機(jī)（又稱透平鼓風(fēng)機(jī)）、離心鼓風(fēng)機(jī)（又稱透平鼓風(fēng)機(jī)） 送氣量大，單級(jí)出口表壓

50、在送氣量大，單級(jí)出口表壓在30KPa30KPa，多級(jí)出口風(fēng)壓可達(dá)，多級(jí)出口風(fēng)壓可達(dá) 300KPa300KPa，不需冷卻裝置。，不需冷卻裝置。 選型方法與離心通風(fēng)相同選型方法與離心通風(fēng)相同 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：離心式鼓風(fēng)機(jī)的外形與離心泵相似，內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：離心式鼓風(fēng)機(jī)的外形與離心泵相似，內(nèi)部 結(jié)構(gòu)也有許多相同之處。蝸殼形通道亦為圓形；外殼結(jié)構(gòu)也有許多相同之處。蝸殼形通道亦為圓形；外殼 直徑與寬度之比較大；葉輪上葉片數(shù)目較多；轉(zhuǎn)速較直徑與寬度之比較大；葉輪上葉片數(shù)目較多；轉(zhuǎn)速較 高；葉輪外周都裝有導(dǎo)輪。高；葉輪外周都裝有導(dǎo)輪。 79 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子：主軸、多級(jí)葉輪、軸套及平衡元件主軸、多級(jí)葉輪、軸套及平衡元件 定

51、子：氣缸和隔板定子：氣缸和隔板 2 2、離心式壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī) 2 2工作原理工作原理 氣體氣體葉輪中心葉輪中心 離心力做功離心力做功高速到達(dá)外圍高速到達(dá)外圍 擴(kuò)壓器降速、增壓擴(kuò)壓器降速、增壓下一級(jí)葉輪中心下一級(jí)葉輪中心 增壓多次，高壓離開增壓多次，高壓離開 彎道，回流器彎道，回流器 3 3、離心壓縮機(jī)的特點(diǎn)：、離心壓縮機(jī)的特點(diǎn)： 是葉輪級(jí)數(shù)多，通常在是葉輪級(jí)數(shù)多，通常在1010級(jí)以上，葉輪轉(zhuǎn)速高。由于級(jí)以上，葉輪轉(zhuǎn)速高。由于 壓縮比高，氣體體積縮小很多，溫度升高大。因此壓壓縮比高，氣體體積縮小很多，溫度升高大。因此壓 縮機(jī)都分成幾段，在各段之間設(shè)有中間冷卻器。縮機(jī)都分成幾段，在各段之間設(shè)

52、有中間冷卻器。 優(yōu)點(diǎn)：流量大而均勻，體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，容易調(diào)優(yōu)點(diǎn)：流量大而均勻，體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，容易調(diào) 節(jié)，維護(hù)方便。節(jié)，維護(hù)方便。 二、旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)二、旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī) （一）羅茨鼓風(fēng)機(jī)（定容式鼓風(fēng)機(jī)）（一）羅茨鼓風(fēng)機(jī)（定容式鼓風(fēng)機(jī)） 兩個(gè)漸開擺線形的轉(zhuǎn)兩個(gè)漸開擺線形的轉(zhuǎn) 子、機(jī)殼子、機(jī)殼 兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反， 可使氣體從機(jī)殼一側(cè)吸，可使氣體從機(jī)殼一側(cè)吸， 從另一側(cè)排出。從另一側(cè)排出。 風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，與出口壓力無關(guān)。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，與出口壓力無關(guān)。風(fēng)機(jī)的 風(fēng)量范圍可自風(fēng)量范圍可自2-500m2-500m3 3/min/min，出口表壓可達(dá)，出口表

53、壓可達(dá) 80kPa80kPa，在，在40kPa40kPa左右效率最高。左右效率最高。 特點(diǎn)：出口應(yīng)裝穩(wěn)壓罐，并設(shè)安全閥。特點(diǎn)：出口應(yīng)裝穩(wěn)壓罐，并設(shè)安全閥。 流量調(diào)節(jié)采用旁路，出流量調(diào)節(jié)采用旁路，出 口閥不可完全關(guān)閉?？陂y不可完全關(guān)閉。 操作時(shí)，氣體溫度不能超過操作時(shí)，氣體溫度不能超過8585，否則轉(zhuǎn)子會(huì)因受，否則轉(zhuǎn)子會(huì)因受 熱臌脹而卡住。熱臌脹而卡住。 （二）液環(huán)壓縮機(jī)（納氏泵）（二）液環(huán)壓縮機(jī)（納氏泵） 橢圓外殼和旋轉(zhuǎn)葉輪組成，橢圓外殼和旋轉(zhuǎn)葉輪組成， 殼中盛有適量的液體。殼中盛有適量的液體。 液體在離心力作用下拋向殼體液體在離心力作用下拋向殼體 周邊形成橢圓形液環(huán)。橢圓形周邊形成橢圓形液環(huán)

54、。橢圓形 長(zhǎng)軸處則形成兩個(gè)月牙形空隙，長(zhǎng)軸處則形成兩個(gè)月牙形空隙， 供氣體吸入和排出。當(dāng)葉輪旋供氣體吸入和排出。當(dāng)葉輪旋 轉(zhuǎn)一周時(shí)，在液環(huán)和葉片間所轉(zhuǎn)一周時(shí)，在液環(huán)和葉片間所 形成的密閉空間逐漸變大和變形成的密閉空間逐漸變大和變 小各兩次，氣體從兩個(gè)吸氣口小各兩次，氣體從兩個(gè)吸氣口 進(jìn)入機(jī)內(nèi)，從兩個(gè)排氣口排出。進(jìn)入機(jī)內(nèi)，從兩個(gè)排氣口排出。 工作原理：工作原理： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：液環(huán)壓縮機(jī)，被壓縮的氣液環(huán)壓縮機(jī)，被壓縮的氣 體只與葉輪而不與外殼接觸，因體只與葉輪而不與外殼接觸，因 此，在輸送腐蝕件氣體時(shí)，只有此，在輸送腐蝕件氣體時(shí)，只有 葉輪需要用耐腐蝕材料制造。葉輪需要用耐腐蝕材料制造。 三、往復(fù)

55、式壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī) （一）結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu) 氣缸、活塞、吸氣閥、排氣閥氣缸、活塞、吸氣閥、排氣閥 特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1 1）有除熱裝置，以降低氣體溫度。）有除熱裝置，以降低氣體溫度。 （2 2）必須控制活塞與氣缸端蓋之間的間隙，余隙容積不能過大。）必須控制活塞與氣缸端蓋之間的間隙，余隙容積不能過大。 （3 3）氣缸必有潤(rùn)滑裝置。）氣缸必有潤(rùn)滑裝置。 （4 4）對(duì)吸入、排出閥要求更高。）對(duì)吸入、排出閥要求更高。 （二）操作原理與工作循環(huán)（二）操作原理與工作循環(huán) 1-2 壓縮階段壓縮階段 P1 P2 V1 V 2 2-3 排氣階段排氣階段 P2不變，不變， 3-4 余隙氣體膨脹階段余隙氣體膨脹階段

56、4-1 吸氣階段吸氣階段 P2不變 P2 P1 V3 V 4 V 3V2 V 1 V4 壓縮階段、排氣階段、余隙氣體膨脹階段、吸氣壓縮階段、排氣階段、余隙氣體膨脹階段、吸氣 過程組成過程組成 1-2-3-4-11-2-3-4-1 余隙系數(shù)：余隙系數(shù)： 余隙容積占活塞推進(jìn)一次所掃過容積的百分?jǐn)?shù)。余隙容積占活塞推進(jìn)一次所掃過容積的百分?jǐn)?shù)。 31 3 VV V 壓縮類型壓縮類型 等溫壓縮；絕熱壓縮；多變壓縮。等溫壓縮；絕熱壓縮；多變壓縮。 壓縮功：壓縮功： 1、等溫壓縮、等溫壓縮 1 2 11 ln p p VpWs 2、絕熱壓縮、絕熱壓縮 1 1 2 12 )( p p TT nTT 21 1)(

57、 1 1 1 2 11 p p VpW S ( (三三) ) 多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮 壓縮比大于8時(shí),應(yīng)采用多級(jí)壓縮. 1 1、多級(jí)壓縮、多級(jí)壓縮 在一個(gè)氣缸里壓縮了一次的氣體進(jìn)入中間冷卻器冷卻之在一個(gè)氣缸里壓縮了一次的氣體進(jìn)入中間冷卻器冷卻之 后再送入次一氣缸進(jìn)行壓縮，經(jīng)幾次壓縮才達(dá)到所需要后再送入次一氣缸進(jìn)行壓縮，經(jīng)幾次壓縮才達(dá)到所需要 的終壓。的終壓。 2 2、采用多級(jí)壓縮的原因：、采用多級(jí)壓縮的原因： 若所需要的壓縮比很大，實(shí)際送氣量就會(huì)很??；若所需要的壓縮比很大，實(shí)際送氣量就會(huì)很小； 壓縮終了氣體溫度過高，會(huì)引起氣缸內(nèi)潤(rùn)滑油碳化或油霧壓縮終了氣體溫度過高，會(huì)引起氣缸內(nèi)潤(rùn)滑油碳化或油霧 爆炸等問題；爆炸等問題； 機(jī)械結(jié)構(gòu)亦不合理：為了承受很高的終壓，氣缸要很厚，機(jī)械結(jié)構(gòu)亦不合理：為了承受很高的終壓，氣缸要很厚， 為了吸入初壓很低的氣體氣缸體積又必須很大。為了吸入初壓很低的氣體氣缸體積又必須很大。 （1 1）降低能耗。）降低能耗。 級(jí)數(shù)越多，總壓縮功越接近于等溫壓縮功，即最小值。級(jí)數(shù)越多，總壓縮功越接近于等溫壓縮功，即最小值。 常用的級(jí)數(shù)為常用