化工原理課件：流體輸送

2.2離心泵〔centrifugalpump〕場2.2.1主要構(gòu)件按吸入方式分：單吸式雙吸式導(dǎo)輪：葉輪與泵殼之間固定不動而帶有葉片的圓盤軸封裝置：泵軸和泵殼之間的密封2.2.2離心泵的理論壓頭和實際壓頭壓頭的意義：壓頭：輸送機(jī)械向單位重量流體提供的能量，（揚程）m流量：單位時間內(nèi)泵所輸出的液體體積，m3/h,m3/sHe～1.液體在泵內(nèi)的流動即液體質(zhì)點嚴(yán)格沿葉片外表而流動，在同一圓周上所有液體質(zhì)點的所有物理量都各自相等。假定：①葉片無限薄，無限多②理想流體，定態(tài)流動對某個離心泵（其β2，A2固定），當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時：“氣縛現(xiàn)象〞5.泵的實際壓頭6.有效功率〔W〕7.效率：有效功率與軸功率之比，即8.泵內(nèi)的能量損失容積損失高壓液體泄漏到低壓處，b.水力損失液體內(nèi)摩擦及液體與泵殼的碰撞，Hec.機(jī)械損失軸與軸承，軸封的摩擦軸功率：電機(jī)提供給泵軸的功率，W2.2.3離心泵的特性曲線1.泵的主要性能參數(shù)：，He，η，Pa，2.泵的特性曲線：He～η～Pa～離心泵特性曲線測定裝置及流程3.特性曲線的影響因素①

密度的影響a.

b.

由知，Pa∝ρ，否那么軸功率不能與有效功率同步，∴效率與密度無關(guān)，η～qV不變Pa～qV曲線有變。假設(shè)：液體離開葉輪處的速度三角形相似；效率相同④葉輪直徑直徑變化不大＜5%，轉(zhuǎn)速不變時——切割定律2.2.4離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)K：由管路特性決定，一般為高度湍流，與流量無關(guān)1.管路特性曲線管路特性的影響因素圖解法解析法注意：1.要準(zhǔn)確求出管路特性曲線的常數(shù)2.兩方程的流量單位要一致〔影響到K的值〕2.工作點閥關(guān)小3.流量調(diào)節(jié)②改變轉(zhuǎn)速n或切削葉輪節(jié)能，但不方便4.組合操作假設(shè)單泵的特性曲線為：那么串聯(lián)時的特性曲線為：并聯(lián)時的特性曲線為：2.2.5離心泵的汽蝕現(xiàn)象和安裝高度〔cavitation〕思考題：分析如下幾種情況下，哪一種情況更容易發(fā)生汽蝕？〔1〕夏季與冬季；〔2〕流量大與小〔3〕泵安裝的高與低；〔4〕吸入管路的長與短；〔5〕吸入液面的高與低2.汽蝕余量(Netpositivesuctionhead〕3.最大安裝高度Hg,max與最大允許安裝高度[Hg]確定[Hg]時應(yīng)注意：樣本中給出的〔NPSH)r是用20°清水測得，假設(shè)實際操作條件與上述不符，一般也不需校正，因為當(dāng)流量一定且進(jìn)入阻力平方區(qū)時(NPSH)c只與泵的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。(NPSH)r與流量有關(guān)，流量大那么(NPSH)c大，因此必須注意[Hg]使用最大額定流量進(jìn)行計算。離心泵安裝時，應(yīng)注意選用較大的吸入管路，減少吸入管路的彎頭、閥門等管件，以減少吸入管路的阻力損失。當(dāng)液體輸送溫度較高或液體沸點較低時，可能出現(xiàn)[Hg]為負(fù)的情況，此時應(yīng)將離心泵安裝于貯槽液面以下。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——軸封要求不高⑤屏蔽泵——無密封、無泄漏2.2.6離心泵的類型與選用1.類型②耐腐蝕泵——用耐腐蝕材料2.2.6離心泵的類型與選用③油泵——密封良好2.2.6離心泵的類型與選用④液下泵——軸封要求不高2.2.6離心泵的類型與選用假設(shè)有幾種型號都滿足，選工作點下效率最高、軸功率最小者。2.2.6離心泵的類型與選用2.3往復(fù)泵工作原理通過活塞的往復(fù)運動向液體直接提供壓強(qiáng)能容積式泵也叫正位移泵，是指依靠容積變化原理來工作的泵，即借助物體周期性的位移來增加或減少工作容積，從而獲得能量的泵。

容積式泵分為往復(fù)式和轉(zhuǎn)動式容積泵。2.3.2類型按作用方式分：單動泵雙動泵按動力來源：電動往復(fù)泵——通過減速箱和曲柄連桿與泵相連汽動往復(fù)泵—泵的活塞和蒸汽機(jī)的活塞共同連在一根活塞桿上注：往復(fù)泵具有自吸能力，啟動前無需灌泵；但有“汽蝕現(xiàn)象〞，安裝高度受限制?！菜休斔鸵后w的泵〕2.3.3流量特點流量理論上〔時〕由泵缸尺寸、活塞沖程和泵缸數(shù)決定，與管路特性無關(guān)2.實際流量單動泵雙動泵A,a——活塞、活塞桿的截面積——容積效率n——轉(zhuǎn)速3.流量不均勻提高流量均勻性的方法：〔1)采用雙動、多缸往復(fù)泵〔2〕安裝空氣室三缸單動2.3.4往復(fù)泵的特性曲線與工作點正位移特性流量調(diào)節(jié)方法〔1)旁路調(diào)節(jié)功率損失：用于流量變化較小的經(jīng)常性調(diào)節(jié)〔2)改變轉(zhuǎn)速和活塞行程特點：流量固定〔小〕而均勻，壓頭高、效率高，輸送高粘度液體時的效果比離心泵好，但不宜輸送腐蝕性液體和含固體顆粒的懸浮液。操作要點：先翻開旁路閥、出口閥、進(jìn)口閥、放空閥，再啟動電機(jī)，關(guān)放空閥，通過調(diào)節(jié)旁路閥使流量滿足要求。嚴(yán)禁在超壓、超轉(zhuǎn)速及排空狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。2.4其他化工用泵2.4.1非正位移泵1、軸流泵2、漩渦泵軸流泵軸流泵葉片的扭角隨半徑增大而增大，因而液體沿半徑方向角速度不等，顯然，兩者在圓周方向存在相對運動，即液體以相對速度逆旋轉(zhuǎn)方向?qū)θ~片作繞流運動。在葉輪兩側(cè)形成壓差，產(chǎn)生輸送液體所需要的壓頭。適用于大流量、低壓頭的場合。旋渦泵也稱渦流泵，由泵殼和葉輪組成，葉輪是一個圓盤，四周銑有凹槽而構(gòu)成葉片成輻射狀排列，葉片數(shù)目可多達(dá)幾十片,葉輪旋轉(zhuǎn)過程中泵內(nèi)液體隨之旋轉(zhuǎn)，且在徑向環(huán)隙的作用下屢次進(jìn)入葉片并獲得能量。2.漩渦泵旋渦泵適用于要求輸送量小、壓頭高而粘度不大的液體。液體在葉片與引水道之間的反復(fù)迂回是靠離心力的作用，故旋渦泵在開動前也要灌滿液體。旋渦泵在啟動泵時，出口閥必須全開。輸送液體不能含有固體顆粒。2.4.2正位移泵隔膜泵計量泵齒輪泵螺桿泵

隔膜泵隔膜泵實際上就是一種往復(fù)泵，系借彈性薄膜將活塞與被輸送的液體隔開，這樣在輸送腐蝕性液體或懸浮液時，可使活塞和缸體免受腐蝕和磨損。

隔膜泵的隔膜選用彈性金屬薄片或耐腐蝕橡皮制成?；钪耐鶑?fù)運動迫使隔膜交替向兩側(cè)彎曲，使輸送的液體吸入和排出。計量泵〔或稱比例泵〕也是往復(fù)泵的一種。有些反響器要求輸入的液體量十分準(zhǔn)確，而又便于調(diào)整；有時又要求兩種或兩種以上的液體按嚴(yán)格的流量比例送入。利用往復(fù)泵流量固定的特點，計量泵能夠相當(dāng)好地滿足這些要求，但它們多數(shù)是小流量的。2.計量泵泵殼內(nèi)有兩個齒輪，一個是靠電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，稱為主動輪，另一個是靠與主動輪相嚙合而轉(zhuǎn)動，稱為從動輪。在泵的吸入口，兩個齒輪的齒向兩側(cè)撥開，形成低壓區(qū)，液體吸入。齒輪旋轉(zhuǎn)時，液體封閉于齒穴和泵殼體之間，被強(qiáng)行壓向排出端。在排出端兩齒輪的齒互相合攏，形成高壓區(qū)將液體排出。齒輪泵可以產(chǎn)生較高的壓頭，但流量較小。用于輸送粘稠的液體，不能輸送含固體顆粒的懸浮液。3.齒輪泵4.螺桿泵螺桿泵屬容積式轉(zhuǎn)子泵。運轉(zhuǎn)時，螺桿一邊旋轉(zhuǎn)一邊嚙合，液體便被一個或幾個螺桿上的螺旋槽帶動，沿軸向排出。

螺桿泵的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)