化工原理第02章課件-

2.1概述目的：給流體加入機械能2.1.1管路特性流體對輸送機械的能量要求從1至2截面第2章流體輸送機械2.1概述第2章流體輸送機械高度湍流，K與流量無關(guān)2.1.2管路特性的影響因素阻力部分：①管徑d②管長l、le或ζ③勢能增加部分：①位差Δz②壓差Δp③密度ρ=

化工原理第02章課件-過程分析法及其在泵流管路問題上的應(yīng)用過程分解法當(dāng)一個過程由若干個子過程綜合而成，各個過程之間無交互影響或影響微弱而可忽略，則對子過程分別研究解決，然后通過一定的原則或方法加以綜合，可使整個過程得到簡化并解決。泵流管路問題的解決方案應(yīng)用過程分解法，將整個問題分解為泵特性和管路特性，分別加以研究，然后通過供需平衡的原則加以解決。

過程分析法及其在泵流管路問題上的應(yīng)用2.1.3流體輸送機械分類按作用原理分：動力式(葉輪式)：離心式，軸流式；容積式(正位移式)：往復(fù)式，旋轉(zhuǎn)式；其它類型：噴射式，流體作用式等。按流體可壓縮性分：液體輸送機械：統(tǒng)稱為泵；氣體輸送機械：通風(fēng)機鼓風(fēng)機壓縮機真空泵2.1.3流體輸送機械分類流體輸送機械的主要技術(shù)指標(biāo)壓頭H——揚程，即提供給單位重量流體的能量，單位m

風(fēng)壓，即提供給單位體積流體的能量，單位Pa流量qv——規(guī)定的輸送量，單位m3/h，m3/s。效率η——選擇輸送機械必須考慮的指標(biāo)。（本章的主線）流體輸送機械的主要技術(shù)指標(biāo)2.2離心泵2.2.1離心泵的工作原理2.2.1.1主要構(gòu)件(錄像)葉輪：迫使液體高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場中心加入低勢能、低動能液體外緣輸出高勢能、高動能液體蝸殼：流道逐漸擴大，將動能部分轉(zhuǎn)化成勢能2.2離心泵化工原理第02章課件-2.2.1.2等角速度旋轉(zhuǎn)運動的流體能量關(guān)系假定：①理想流體，定態(tài)流動②葉片無限薄，無限多

,,得或2.2.1.2等角速度旋轉(zhuǎn)運動的流體能量關(guān)系化工原理第02章課件-2.2.1.3理論壓頭以靜止系考察：勢能，動能c絕對速度總機械能變化通常，泵設(shè)計點(額定流量下)α1=90°流量或

2.2.1.3理論壓頭2.2.1.4理論壓頭的影響因素

(1)葉片彎角β2和流量qV2.2.1.4理論壓頭的影響因素化工原理第02章課件-(2)葉輪轉(zhuǎn)速n

u2=nπD2

如果qV∝n，那么HT∝n2

(3)液體密度不出現(xiàn)

Δp∝ρgHT,氣縛現(xiàn)象(錄像)

灌泵——吸入管裝單向閥，泵啟動前:灌泵排氣當(dāng)H一定，則當(dāng)泵啟動時，泵內(nèi)充滿空氣，造成泵吸入口的真空度太小無法吸入液體。這種現(xiàn)象稱為“氣縛”現(xiàn)象。(2)葉輪轉(zhuǎn)速n2.2.2離心泵的特性曲線（1）泵的有效壓頭泵內(nèi)損失：容積損失:部分流體漏回入口處水力損失:μ≠0,葉片數(shù)目有限機械損失:軸承、軸封的摩擦（2）泵的有效功率

Pe=ρgqVHe

Pa基本上隨流量qV單調(diào)上升泵啟動時關(guān)出口閥（3）泵的效率2.2.2離心泵的特性曲線容積損失：根據(jù)需要可選用不同類型的葉輪水力損失：流體的粘性而產(chǎn)生的阻力損失（主要部分）機械損失：軸與軸封，葉輪與流體間磨擦。

容積損失：泵的特性曲線測定(錄像)d吸=38mm,d出=25mm,測得水流量qV=5×10-4m3/s,p壓=0.2MPa,p真=27kPa。求：He=?泵的特性曲線測定(錄像)解：由泵進、出口列方程解：由泵進、出口列方程（4）特性曲線的影響因素①密度:

ρ對He~qV,η~qV無影響;對Pa~qV有影響②黏度:

μ對He~qV,η~qV，Pa~qV都有影響③轉(zhuǎn)速:

當(dāng)n變化<20%時，比例定律：如果則有

化工原理第02章課件-液體黏度對特性曲線的影響泵廠是用20度清水標(biāo)定泵的。如液體黏度發(fā)生變化，特性曲線也將發(fā)生變化。從右圖可見，黏度上升揚程（壓頭）下降；效率下降；所需功率上升。所以在選泵的時候要對特性曲線進行修正。具體方法可查有關(guān)手冊。液體黏度對特性曲線的影響2.2.3離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作2.2.3.1工作點工程處理方法：過程分解法2.2.3離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作2.2.3.2

流量調(diào)節(jié)(1)出口閥開度優(yōu)點：調(diào)節(jié)簡便、靈活缺點：能耗(2)改變轉(zhuǎn)速n節(jié)能，但不方便新老泵特性曲線關(guān)系時，∴(等效率點)

2.2.3.2流量調(diào)節(jié)例1已知：充分湍流，λ=常數(shù)，現(xiàn)將離心水泵由輸水改為輸送CCl4,ρ=1630kg/m3求：①當(dāng)p1=p2時,qV

,H

,η

,p出

,Pe

;②當(dāng)p1<p2時，qV

,H

,η

,p出

,Pe

。例1已知：充分湍流，解：①管路特性不變,工作點不變,qV不變,H不變,η不變。由點3至2排能量方程化工原理第02章課件-②管路特性曲線下移，因↓，圖解思維qV↑，H↓，η不定

②管路特性曲線下移，例2圖示管路輸送液體,泵轉(zhuǎn)速n=2900r/min時，泵特性曲線為He=40-0.1qV2(He單位為m,qV單位為m3/h)流量為10m3/h,現(xiàn)欲采用降低轉(zhuǎn)速的辦法使流量減少30%(流動處于阻力平方區(qū))。求：轉(zhuǎn)速n’應(yīng)降至多少？例2圖示管路輸送液體,解：管路H=12+KqV2原工作點A:

qV=10m3/hH=(40-0.1)×102=30m代入管路方程

新工作點B:qV’=7m3/h;H’=12+0.18×72=20.82m將,同時代入泵特性方程H=40-0.1qV2得新泵特性方程解：管路H=12+KqV2將B點qV’=7m3/h;H’=20.82m代入得

n’=0.8018×2900=2325r/min易犯錯誤：解：=2030r/min對工作點的含義毫無認(rèn)識。將B點qV’=7m3/h;H’=20.82m代入2.2.3.3組合操作(1)串聯(lián)組合同樣流量下，兩泵壓頭相加

H單=φ(qV)，H串=2φ(qV)

例如：H單=20-2qV2

H串=40-4qV2

工作點

H’≠2H2.2.3.3組合操作(2)并聯(lián)組合同樣壓頭下，兩泵流量相加

H單=φ(qV)，例如：H單=20-2qV2H并=20-0.5qV2

工作點

qV’≠2qV(2)并聯(lián)組合如圖：串聯(lián)并聯(lián)可見串聯(lián)后壓頭并不是原來的兩倍；同樣并聯(lián)后流量也不是原來的兩倍；并且串并聯(lián)的數(shù)量越多，增幅越小。如圖：(3)組合方式的選擇當(dāng)時，必須串聯(lián)(3)組合方式的選擇本次講課習(xí)題：第二章1,2,3，4，5本次講課習(xí)題：離心泵

返回離心泵氣縛現(xiàn)象

返回氣縛現(xiàn)象泵的測定

返回泵的測定2.2.4離心泵的安裝高度2.2.4.1汽蝕現(xiàn)象(錄像)葉輪入口K處壓強最低，Hg太大時，pK≤pV,液體汽化，形成汽泡，受壓縮后潰滅。后果：葉輪受沖擊而出現(xiàn)剝落；泵軸振動強烈，甚至振斷。2.2.4離心泵的安裝高度

在研究中，曾測得汽蝕時水擊的頻率達每秒25000次，局部壓強30MPa。在連續(xù)壓力波的作用下，葉輪金屬表面出現(xiàn)一個個凹坑，產(chǎn)生嚴(yán)重的點蝕。泵的零件在這樣大的周期性作用力下，將引起泵的振動。汽蝕的主要危害是：1）泵的性能突然下降。泵發(fā)生汽蝕時，葉輪與液體間的能量傳遞受到干擾，流道受氣泡堵塞，流動損失增大，揚程突然下降，嚴(yán)重時泵中流動中斷，泵不能工作；2）泵產(chǎn)生嚴(yán)重的振動和噪音；3）泵的過流部件的表面受到機械性質(zhì)的破壞（主要的），及化學(xué)性質(zhì)的破壞（次要的）。在研究中，曾測得汽蝕時水擊的頻率達2.2.4.2汽蝕余量NPSH由1至K：pK=pV,發(fā)生汽蝕,這時p1最小,定義臨界汽蝕余量(NPSH)c由0至K：pK=pV時2.2.4.2汽蝕余量NPSH規(guī)定必需汽蝕余量

(NPSH)r=(NPSH)c+Δ,進泵樣本，與流量有關(guān)實際汽蝕余量須比(NPSH)r大0.5m以上，最大允許安裝高度[Hg]為實際安裝高度Hg<[Hg]即可。另：①吸入管徑常大于壓出管徑；②吸入管不裝調(diào)節(jié)閥。規(guī)定必需汽蝕余量再沸器循環(huán)泵再沸器循環(huán)泵例1圖示兩槽間要安裝一臺離心泵，常壓下輸送20℃水，流量qV=45m3/h,現(xiàn)有一臺清水泵,在此流量下He=32.6m，(NPSH)r=3m,已算得Hf吸入=1m，Hf壓出(閥全開)=6m。試問：這臺泵是否可用？例1圖示兩槽間要安裝一臺離心泵，解：應(yīng)當(dāng)滿足①安裝高度②揚程①

=10.33-0.24-1-3.5=5.59m>Hg=3m②兩槽液面之間列管路方程

H=ΔZ+ΣHf=20+1+6=27m<32.6m該泵可以用，在使用中用閥門調(diào)去多余的能量。

解：應(yīng)當(dāng)滿足①安裝高度②揚程2.2.5離心泵的類型與選用2.2.5.1類型(1)清水泵——單級、多級、雙吸(2)耐腐蝕泵——用耐腐蝕材料(3)油泵——密封良好(4)液下泵——轉(zhuǎn)軸特別長(5)屏蔽泵——無密封、無泄漏2.2.5.2選用(1)根據(jù)泵的工作條件，如腐蝕性、潛水等確定泵的類型；(2)根據(jù)管路所需的qV，H，確定泵的型號。2.2.5離心泵的類型與選用選用泵型號最方便的圖—型譜圖選用泵型號最方便的圖—型譜圖查qV=10m3/h,He=30m,可選50-32-160,n=2900rpm

或65-40-315,n=1450rpm查qV=10m3/h,He=30m,2.3往復(fù)泵(錄像)2.3.1主要構(gòu)件：泵缸、活塞、活門2.3.2工作原理：直接提供壓強能(動畫)2.3往復(fù)泵(錄像)2.3.3流量特點：（1）正位移特性:流量由泵決定,

與管路特性無關(guān)。（2）流量:qV=ALnηV

A泵缸截面,L活塞行程,

n轉(zhuǎn)速,ηV容積效率。（3）不均勻性:

加氣室,雙動,多缸。2.3.3流量特點：（4）流量調(diào)節(jié)①旁路閥②改變轉(zhuǎn)速和行程2.3.4揚程在電機功率范圍內(nèi)，由管路特性決定2.3.5操作一般無氣縛，能自吸2.3.6安裝不裝出口調(diào)節(jié)閥也有汽蝕問題（4）流量調(diào)節(jié)2.4其它化工用泵2.4.1非正位移泵2.4.1.1軸流泵2.4.1.2旋渦泵2.4其它化工用泵2.4.2正位移泵隔膜泵計量泵2.4.2正位移泵隔膜泵計量泵2.4.2正位移泵齒輪泵螺桿泵2.4.2正位移泵齒輪泵螺桿泵化工原理第02章課件-2.5氣體輸送機械2.5.1氣體輸送特點（1）流量：ρ液≈1000ρ氣，當(dāng)質(zhì)量流量相同時，qV氣≈1000qV液；（2）經(jīng)濟流速：水1~3m/s；空氣15~25m/s

u氣≈10u液，動能項大；（3）管徑，qm相同時，

u↑10倍,ρ↓倍,d↑10倍2.5氣體輸送機械2.5.2氣體輸送機械分類按結(jié)構(gòu)分：離心式例：離心風(fēng)機往復(fù)式往復(fù)式壓縮機旋轉(zhuǎn)式羅茨風(fēng)機流體作用式噴射泵一般按進出口壓強差分：通風(fēng)機：出口壓強≤15kPa(表)

鼓風(fēng)機：出口壓強15kPa~0.3MPa(表)

壓縮機：出口壓強>0.3MPa(表)

真空泵：生成負(fù)壓，進口<0.1MPa,出口0.1MPa2.5.2氣體輸送機械分類2.5.3通風(fēng)機2.5.3.1常用類型軸流式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機2.5.3通風(fēng)機2.5.3.2離心式通風(fēng)機(錄像)原理與離心泵相同，不同之處：(1)風(fēng)壓pT∝ρ(2)動能在總機械能中所占比重明顯2.5.3.2離心式通風(fēng)機(錄像)2.5.3.3特性曲線參數(shù)：風(fēng)量qV,風(fēng)壓pT,pS,

功率P,效率η出廠標(biāo)準(zhǔn)：0.1MPa,20℃空氣,ρ=1.2kg/m3以入口狀態(tài)為基準(zhǔn)：①qV②ρ③pT使用中注意換算2.5.3.3特性曲線例1某離心風(fēng)機銘牌給出全壓1.8×103Pa,現(xiàn)用于輸送ρ’=1.5kg/m3的氣體。求：PT’=?解：例1某離心風(fēng)機銘牌給出全壓2.5.4

鼓風(fēng)機羅茨風(fēng)機(錄像)注意：①正位移特性②溫度過高會使轉(zhuǎn)子卡住2.5.4鼓風(fēng)機2.5.5壓縮機

往復(fù)式壓縮機(錄像)

原理與往復(fù)泵相同。余隙容積：當(dāng)壓縮比達到上限時,VB=VC,撞缸,流量為零主要指標(biāo)：①生產(chǎn)能力qV,

以吸入常溫常壓空氣測定②排出壓強p2,2.5.5壓縮機化工原理第02章課件-注意：空氣的γ＝1.4（(γ-1)/γ=0.286），石油氣的γ=1.2（(γ-1)/γ=0.167）。設(shè)計時壓縮機輸送石油氣，但空氣試車或用氮氣置換是壓縮機可能超溫。壓縮機的兩個問題：1）從上式可見，壓縮比大，溫升也大，使工作環(huán)境惡化；2）壓縮比大，余隙的影響也大，使效率降低。解決方法：采用多級壓縮，中級冷卻。注意：空氣的γ＝1.4（(γ-1)/γ=0.286）離心壓縮機：工作原理與離心鼓風(fēng)機同，也稱透平壓縮機。與往復(fù)式壓縮機相比，其優(yōu)點是，體積小、重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、調(diào)節(jié)容易、維修方便、流量大而均勻、壓縮氣無油污染。出口壓強一般在25～30MPa。由于轉(zhuǎn)速高，一般在10000/min左右，制造要求特別高，另流量偏離額定值效率降低。離心壓縮機：工作原理與離心鼓風(fēng)機同，也稱透平壓縮機。與往2.5.6真空泵目的：獲得和維持負(fù)壓主要性能參數(shù)：(1)極限真空：能達到的穩(wěn)定的最低壓強，用絕對壓強表示(2)抽氣速率：以吸入口狀態(tài)為基準(zhǔn)，m3/h真空泵抽的是什么？2.5.6真空泵真空泵抽①漏入系統(tǒng)的空氣；②系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的不凝性氣體；③部分物料(占有一定的分壓)。

選真空泵時注意：①抽氣速率要大于漏氣速率;②被帶走的物料量的多少。真空泵抽真空泵種類實際前面講的氣體輸送機械只要把進氣口接在需要負(fù)壓的設(shè)備上，進行排氣即可。對于幾十Pa到上千Pa的真空度，普通通風(fēng)機和鼓風(fēng)機就可；絕對壓20kPa以下的，需要專用的真空泵；0.1Pa以下的超高真空需應(yīng)用擴散、吸附原理的專用設(shè)備。1）往復(fù)式真空泵原理：同往復(fù)式壓縮機，但壓縮比很大。吸入排出活門更加輕巧。2）水環(huán)真空泵原理：偏心的葉輪在轉(zhuǎn)動時，使葉片間的容積發(fā)生變化進行抽氣。吸氣中允許有液體，是濕式真空泵。水起密封作用，也起冷卻作用，因此要不斷補水。水環(huán)真空泵可作鼓風(fēng)機用，出口表壓<0.1MPa。真空泵種類3）液環(huán)真空泵原理：外殼橢圓型，爪型葉輪，有兩個工作腔，也是利用爪型葉片間的容積變化吸氣。也可用作壓縮機，出口表壓0.5~0.6MPa。由于液體被甩向內(nèi)壁，輸送氣體與內(nèi)壁不接觸，使制造輸送腐蝕氣體的液環(huán)真空泵成本下降。

4）旋片真空泵原理：偏心轉(zhuǎn)子的旋片緊貼內(nèi)壁，轉(zhuǎn)動時使容積發(fā)生變化吸氣?？蛇_到較高的真空度，絕對壓為0.67Pa。旋片真空泵的主要部件浸沒在真空油中，為密封各部件的間隙，充填余隙和潤滑部件。屬于干式真空泵。3）液環(huán)真空泵5）噴射真空泵原理：利用壓強能與速度能的轉(zhuǎn)換造成真空。工作流體為蒸汽或水。單級蒸汽噴射真空泵僅能達到90%的真空度，工業(yè)上最多的五級蒸汽噴射泵，可達到絕對壓1.3Pa。優(yōu)點：工作壓強范圍光、抽氣量大、結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強（可抽含顆粒、腐蝕性、易燃易爆氣體）。缺點：效率低，10～25％，不能用于輸送。5）噴射真空泵流體輸送機械的安全問題現(xiàn)象：燒保險絲、燒電機、毀壞設(shè)備認(rèn)識三點：①P~qV曲線的趨勢；②正位移特性；③密度ρ的大小(以入口狀態(tài)為基準(zhǔn))。實例：①某研究生用羅茨風(fēng)機做小風(fēng)量實驗時，保險絲老是燒，換銅絲后，電機燒了；②用旋渦泵輸水，啟動前關(guān)閉出口閥，結(jié)果啟動時總是燒保險絲;③用真空泵時，將真空泵入口接了大氣，開了一會兒電機燒了。流體輸送機械的安全問題本次講課習(xí)題：第二章7~12本次講課習(xí)題：汽蝕現(xiàn)象

返回汽蝕現(xiàn)象往復(fù)泵

返回往復(fù)泵往復(fù)泵工作原理

返回往復(fù)泵工作原理離心風(fēng)機

返回離心風(fēng)機羅茨風(fēng)機

返回羅茨風(fēng)機往復(fù)式壓縮機

返回往復(fù)式壓縮機2.1概述目的：給流體加入機械能2.1.1管路特性流體對輸送機械的能量要求從1至2截面第2章流體輸送機械2.1概述第2章流體輸送機械高度湍流，K與流量無關(guān)2.1.2管路特性的影響因素阻力部分：①管徑d②管長l、le或ζ③勢能增加部分：①位差Δz②壓差Δp③密度ρ=

化工原理第02章課件-過程分析法及其在泵流管路問題上的應(yīng)用過程分解法當(dāng)一個過程由若干個子過程綜合而成，各個過程之間無交互影響或影響微弱而可忽略，則對子過程分別研究解決，然后通過一定的原則或方法加以綜合，可使整個過程得到簡化并解決。泵流管路問題的解決方案應(yīng)用過程分解法，將整個問題分解為泵特性和管路特性，分別加以研究，然后通過供需平衡的原則加以解決。

過程分析法及其在泵流管路問題上的應(yīng)用2.1.3流體輸送機械分類按作用原理分：動力式(葉輪式)：離心式，軸流式；容積式(正位移式)：往復(fù)式，旋轉(zhuǎn)式；其它類型：噴射式，流體作用式等。按流體可壓縮性分：液體輸送機械：統(tǒng)稱為泵；氣體輸送機械：通風(fēng)機鼓風(fēng)機壓縮機真空泵2.1.3流體輸送機械分類流體輸送機械的主要技術(shù)指標(biāo)壓頭H——揚程，即提供給單位重量流體的能量，單位m

風(fēng)壓，即提供給單位體積流體的能量，單位Pa流量qv——規(guī)定的輸送量，單位m3/h，m3/s。效率η——選擇輸送機械必須考慮的指標(biāo)。（本章的主線）流體輸送機械的主要技術(shù)指標(biāo)2.2離心泵2.2.1離心泵的工作原理2.2.1.1主要構(gòu)件(錄像)葉輪：迫使液體高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場中心加入低勢能、低動能液體外緣輸出高勢能、高動能液體蝸殼：流道逐漸擴大，將動能部分轉(zhuǎn)化成勢能2.2離心泵化工原理第02章課件-2.2.1.2等角速度旋轉(zhuǎn)運動的流體能量關(guān)系假定：①理想流體，定態(tài)流動②葉片無限薄，無限多

,,得或2.2.1.2等角速度旋轉(zhuǎn)運動的流體能量關(guān)系化工原理第02章課件-2.2.1.3理論壓頭以靜止系考察：勢能，動能c絕對速度總機械能變化通常，泵設(shè)計點(額定流量下)α1=90°流量或

2.2.1.3理論壓頭2.2.1.4理論壓頭的影響因素

(1)葉片彎角β2和流量qV2.2.1.4理論壓頭的影響因素化工原理第02章課件-(2)葉輪轉(zhuǎn)速n

u2=nπD2

如果qV∝n，那么HT∝n2

(3)液體密度不出現(xiàn)

Δp∝ρgHT,氣縛現(xiàn)象(錄像)

灌泵——吸入管裝單向閥，泵啟動前:灌泵排氣當(dāng)H一定，則當(dāng)泵啟動時，泵內(nèi)充滿空氣，造成泵吸入口的真空度太小無法吸入液體。這種現(xiàn)象稱為“氣縛”現(xiàn)象。(2)葉輪轉(zhuǎn)速n2.2.2離心泵的特性曲線（1）泵的有效壓頭泵內(nèi)損失：容積損失:部分流體漏回入口處水力損失:μ≠0,葉片數(shù)目有限機械損失:軸承、軸封的摩擦（2）泵的有效功率

Pe=ρgqVHe

Pa基本上隨流量qV單調(diào)上升泵啟動時關(guān)出口閥（3）泵的效率2.2.2離心泵的特性曲線容積損失：根據(jù)需要可選用不同類型的葉輪水力損失：流體的粘性而產(chǎn)生的阻力損失（主要部分）機械損失：軸與軸封，葉輪與流體間磨擦。

容積損失：泵的特性曲線測定(錄像)d吸=38mm,d出=25mm,測得水流量qV=5×10-4m3/s,p壓=0.2MPa,p真=27kPa。求：He=?泵的特性曲線測定(錄像)解：由泵進、出口列方程解：由泵進、出口列方程（4）特性曲線的影響因素①密度:

ρ對He~qV,η~qV無影響;對Pa~qV有影響②黏度:

μ對He~qV,η~qV，Pa~qV都有影響③轉(zhuǎn)速:

當(dāng)n變化<20%時，比例定律：如果則有

化工原理第02章課件-液體黏度對特性曲線的影響泵廠是用20度清水標(biāo)定泵的。如液體黏度發(fā)生變化，特性曲線也將發(fā)生變化。從右圖可見，黏度上升揚程（壓頭）下降；效率下降；所需功率上升。所以在選泵的時候要對特性曲線進行修正。具體方法可查有關(guān)手冊。液體黏度對特性曲線的影響2.2.3離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作2.2.3.1工作點工程處理方法：過程分解法2.2.3離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作2.2.3.2

流量調(diào)節(jié)(1)出口閥開度優(yōu)點：調(diào)節(jié)簡便、靈活缺點：能耗(2)改變轉(zhuǎn)速n節(jié)能，但不方便新老泵特性曲線關(guān)系時，∴(等效率點)

2.2.3.2流量調(diào)節(jié)例1已知：充分湍流，λ=常數(shù)，現(xiàn)將離心水泵由輸水改為輸送CCl4,ρ=1630kg/m3求：①當(dāng)p1=p2時,qV

,H

,η

,p出

,Pe

;②當(dāng)p1<p2時，qV

,H

,η

,p出

,Pe

。例1已知：充分湍流，解：①管路特性不變,工作點不變,qV不變,H不變,η不變。由點3至2排能量方程化工原理第02章課件-②管路特性曲線下移，因↓，圖解思維qV↑，H↓，η不定

②管路特性曲線下移，例2圖示管路輸送液體,泵轉(zhuǎn)速n=2900r/min時，泵特性曲線為He=40-0.1qV2(He單位為m,qV單位為m3/h)流量為10m3/h,現(xiàn)欲采用降低轉(zhuǎn)速的辦法使流量減少30%(流動處于阻力平方區(qū))。求：轉(zhuǎn)速n’應(yīng)降至多少？例2圖示管路輸送液體,解：管路H=12+KqV2原工作點A:

qV=10m3/hH=(40-0.1)×102=30m代入管路方程

新工作點B:qV’=7m3/h;H’=12+0.18×72=20.82m將,同時代入泵特性方程H=40-0.1qV2得新泵特性方程解：管路H=12+KqV2將B點qV’=7m3/h;H’=20.82m代入得

n’=0.8018×2900=2325r/min易犯錯誤：解：=2030r/min對工作點的含義毫無認(rèn)識。將B點qV’=7m3/h;H’=20.82m代入2.2.3.3組合操作(1)串聯(lián)組合同樣流量下，兩泵壓頭相加

H單=φ(qV)，H串=2φ(qV)

例如：H單=20-2qV2

H串=40-4qV2

工作點

H’≠2H2.2.3.3組合操作(2)并聯(lián)組合同樣壓頭下，兩泵流量相加

H單=φ(qV)，例如：H單=20-2qV2H并=20-0.5qV2

工作點

qV’≠2qV(2)并聯(lián)組合如圖：串聯(lián)并聯(lián)可見串聯(lián)后壓頭并不是原來的兩倍；同樣并聯(lián)后流量也不是原來的兩倍；并且串并聯(lián)的數(shù)量越多，增幅越小。如圖：(3)組合方式的選擇當(dāng)時，必須串聯(lián)(3)組合方式的選擇本次講課習(xí)題：第二章1,2,3，4，5本次講課習(xí)題：離心泵

返回離心泵氣縛現(xiàn)象

返回氣縛現(xiàn)象泵的測定

返回泵的測定2.2.4離心泵的安裝高度2.2.4.1汽蝕現(xiàn)象(錄像)葉輪入口K處壓強最低，Hg太大時，pK≤pV,液體汽化，形成汽泡，受壓縮后潰滅。后果：葉輪受沖擊而出現(xiàn)剝落；泵軸振動強烈，甚至振斷。2.2.4離心泵的安裝高度

在研究中，曾測得汽蝕時水擊的頻率達每秒25000次，局部壓強30MPa。在連續(xù)壓力波的作用下，葉輪金屬表面出現(xiàn)一個個凹坑，產(chǎn)生嚴(yán)重的點蝕。泵的零件在這樣大的周期性作用力下，將引起泵的振動。汽蝕的主要危害是：1）泵的性能突然下降。泵發(fā)生汽蝕時，葉輪與液體間的能量傳遞受到干擾，流道受氣泡堵塞，流動損失增大，揚程突然下降，嚴(yán)重時泵中流動中斷，泵不能工作；2）泵產(chǎn)生嚴(yán)重的振動和噪音；3）泵的過流部件的表面受到機械性質(zhì)的破壞（主要的），及化學(xué)性質(zhì)的破壞（次要的）。在研究中，曾測得汽蝕時水擊的頻率達2.2.4.2汽蝕余量NPSH由1至K：pK=pV,發(fā)生汽蝕,這時p1最小,定義臨界汽蝕余量(NPSH)c由0至K：pK=pV時2.2.4.2汽蝕余量NPSH規(guī)定必需汽蝕余量

(NPSH)r=(NPSH)c+Δ,進泵樣本，與流量有關(guān)實際汽蝕余量須比(NPSH)r大0.5m以上，最大允許安裝高度[Hg]為實際安裝高度Hg<[Hg]即可。另：①吸入管徑常大于壓出管徑；②吸入管不裝調(diào)節(jié)閥。規(guī)定必需汽蝕余量再沸器循環(huán)泵再沸器循環(huán)泵例1圖示兩槽間要安裝一臺離心泵，常壓下輸送20℃水，流量qV=45m3/h,現(xiàn)有一臺清水泵,在此流量下He=32.6m，(NPSH)r=3m,已算得Hf吸入=1m，Hf壓出(閥全開)=6m。試問：這臺泵是否可用？例1圖示兩槽間要安裝一臺離心泵，解：應(yīng)當(dāng)滿足①安裝高度②揚程①

=10.33-0.24-1-3.5=5.59m>Hg=3m②兩槽液面之間列管路方程

H=ΔZ+ΣHf=20+1+6=27m<32.6m該泵可以用，在使用中用閥門調(diào)去多余的能量。

解：應(yīng)當(dāng)滿足①安裝高度②揚程2.2.5離心泵的類型與選用2.2.5.1類型(1)清水泵——單級、多級、雙吸(2)耐腐蝕泵——用耐腐蝕材料(3)油泵——密封良好(4)液下泵——轉(zhuǎn)軸特別長(5)屏蔽泵——無密封、無泄漏2.2.5.2選用(1)根據(jù)泵的工作條件，如腐蝕性、潛水等確定泵的類型；(2)根據(jù)管路所需的qV，H，確定泵的型號。2.2.5離心泵的類型與選用選用泵型號最方便的圖—型譜圖選用泵型號最方便的圖—型譜圖查qV=10m3/h,He=30m,可選50-32-160,n=2900rpm

或65-40-315,n=1450rpm查qV=10m3/h,He=30m,2.3往復(fù)泵(錄像)2.3.1主要構(gòu)件：泵缸、活塞、活門2.3.2工作原理：直接提供壓強能(動畫)2.3往復(fù)泵(錄像)2.3.3流量特點：（1）正位移特性:流量由泵決定,

與管路特性無關(guān)。（2）流量:qV=ALnηV

A泵缸截面,L活塞行程,

n轉(zhuǎn)速,ηV容積效率。（3）不均勻性:

加氣室,雙動,多缸。2.3.3流量特點：（4）流量調(diào)節(jié)①旁路閥②改變轉(zhuǎn)速和行程2.3.4揚程在電機功率范圍內(nèi)，由管路特性決定2.3.5操作一般無氣縛，能自吸2.3.6安裝不裝出口調(diào)節(jié)閥也有汽蝕問題（4）流量調(diào)節(jié)2.4其它化工用泵2.4.1非正位移泵2.4.1.1軸流泵2.4.1.2旋渦泵2.4其它化工用泵2.4.2正位移泵隔膜泵計量泵2.4.2正位移泵隔膜泵計量泵2.4.2正位移泵齒輪泵螺桿泵2.4.2正位移泵齒輪泵螺桿泵化工原理第02章課件-2.5氣體輸送機械2.5.1氣體輸送特點（1）流量：ρ液≈1000ρ氣，當(dāng)質(zhì)量流量相同時，qV氣≈1000qV液；（2）經(jīng)濟流速：水1~3m/s；空氣15~25m/s

u氣≈10u液，動能項大；（3）管徑，qm相同時，

u↑10倍,ρ↓倍,d↑10倍2.5氣體輸送機械2.5.2氣體輸送機械分類按結(jié)構(gòu)分：離心式例：離心風(fēng)機往復(fù)式往復(fù)式壓縮機旋轉(zhuǎn)式羅茨風(fēng)機流體作用式噴射泵一般按進出口壓強差分：通風(fēng)機：出口壓強≤15kPa(表)

鼓風(fēng)機：出口壓強15kPa~0.3MPa(表)

壓縮機：出口壓強>0.3MPa(表)

真空泵：生成負(fù)壓，進口<0.1MPa,出口0.1MPa2.5.2氣體輸送機械分類2.5.3通風(fēng)機2.5.3.1常用類型軸流式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機2.5.3通風(fēng)機2.5.3.2離心式通風(fēng)機(錄像)原理與離心泵相同，不同之處：(1)風(fēng)壓pT∝ρ(2)動能在總機械能中所占比重明顯2.5.3.2離心式通風(fēng)機(錄像)2.5.3.3特性曲線參數(shù)：風(fēng)量qV,風(fēng)壓pT,pS,

功率P,效率η出廠標(biāo)準(zhǔn)：0.1MPa,20℃空氣,ρ=1.2kg/m3以入口狀態(tài)為基準(zhǔn)：①qV②ρ③pT使用中注意換算2.5.3.3特性曲線例1某離心風(fēng)機銘牌給出全壓1.8×103Pa,現(xiàn)用于輸送ρ’=1.5kg/m3的氣體。求：PT’=?解：例1某離心風(fēng)機銘牌給出全壓2.5.4

鼓風(fēng)機羅茨風(fēng)機(錄像)注意：①正位移特性②溫度過高會使轉(zhuǎn)子卡住2.5.4鼓風(fēng)機2.5.5壓縮機

往復(fù)式壓縮機(錄像)

原理與往復(fù)泵相同。余隙容積：當(dāng)壓縮比達到上限時,VB=VC,撞缸,流量為零主要指標(biāo)：①生產(chǎn)能力qV,

以吸入常溫常壓空氣測定②排出壓強p2,2.5.5壓縮機化工原理第02章課件-注意：空氣的γ＝1.4（(γ-1)/γ=0.286），石油氣的γ=1.2（(γ-1)/γ=0.167）。設(shè)計時壓縮機輸送石油氣，但空氣試車或用氮氣置換是壓縮機可能超溫。壓縮機的兩個問題：1）從上式可見，壓縮比大，溫升也大，使工作環(huán)境惡化；2）壓縮比大，余隙的影響也大，使效率降低。解決方法：采用多級壓縮，中級冷卻。注意：空氣的γ＝1.4（(γ-1)/γ=0.286）離心壓縮機：工作原理與離心鼓風(fēng)機同，也稱透平壓縮機。與往復(fù)式壓縮機相比，其優(yōu)點是，體積小、重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、調(diào)節(jié)容易、維修方便、流量大而均勻、壓縮氣無油污染。出口壓強一般在25～30MPa。由于轉(zhuǎn)速高，一般在10000/min左右，制造要求特別高，另流量偏離額定值效率降低。離心壓縮機：工作原理與離心鼓風(fēng)機同，也稱透平壓縮機。與往2.5.6真空泵目的：獲得和維持負(fù)壓主要性能參數(shù)：(1)極