第一章 流體力學(xué)基礎(chǔ)(10)

第一章流體力學(xué)基礎(chǔ)流體的輸送：根據(jù)生產(chǎn)要求，往往要將這些流體按照生產(chǎn)程序從一個設(shè)備輸送到另一個設(shè)備，從而完成流體輸送的任務(wù)，實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化。壓強、流速和流量的測量：以便更好的掌握生產(chǎn)狀況。為強化過程提供適宜的流動條件：除了流體輸送外，化工生產(chǎn)中的傳熱、傳質(zhì)過程以及化學(xué)反應(yīng)大都是在流體流動下進行的，以便降低傳遞阻力，減小設(shè)備尺寸。流體流動狀態(tài)對這些單元操作有較大影響。研究流體的意義流體的壓縮性和膨脹性可壓縮流體：流體的體積如果隨壓力及溫度變化，則稱為可壓縮流體。不可壓縮流體：流體的體積如果不隨壓力及溫度變化，這種流體稱為不可壓縮流體。

實際上流體都是可壓縮的，一般把液體當(dāng)作不可壓縮流體；氣體應(yīng)當(dāng)屬于可壓縮流體。但是，如果壓力或溫度變化率很小時，通常也可以當(dāng)作不可壓縮流體處理。

幾個基本概念穩(wěn)定流動（定態(tài)流動）如：流速

定態(tài)：u=f(x,y,z)桶內(nèi)液面維持不變，放水。非定態(tài)：u=f(x,y,z,t)桶內(nèi)液面變化，放水。連續(xù)生產(chǎn)過程中的流體流動，多視為穩(wěn)定流動，在開工或停工階段，則可能屬于不穩(wěn)定流動。生產(chǎn)過程以穩(wěn)定流動為主。穩(wěn)定流動：流體在流動時，在任一點上的流速、壓力等有關(guān)物理參數(shù)僅隨位置變化而不隨時間改變。

設(shè)想有兩塊面積很大而相距很近的平板，其間充滿液體，如圖所示：uFu=0

令下塊板保持不動，上板以F力向右推動。此平行于平板的切向力使平板以速度u做勻速運動，兩板間的液體于是分成無數(shù)薄層而運動。緊貼于上板的流體層以同一速度u流動，而以下各層速度逐漸降低，緊貼于下板表面的一薄層速度為零。1.1牛頓流體及其粘度1.1.1牛頓內(nèi)摩擦定律運動著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層間的作用力，稱為流體的內(nèi)摩擦力，是流體粘性的表現(xiàn)，又稱為粘滯力或粘性摩擦力。流體流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為粘性。流體粘性越大，其流動性越小。流體流動時的內(nèi)摩擦是流體阻力產(chǎn)生的依據(jù)?！ｎD內(nèi)摩擦定律比例系數(shù)，它的值隨流體的不同而不同，流體的粘性愈大，其值愈大，稱為粘性系數(shù)或動力粘度，簡稱粘度。實驗證明，對大多數(shù)流體，切應(yīng)力τ服從牛頓內(nèi)摩擦定律uFu=0速度分布不是直線規(guī)律時SI單位制和物理單位制粘度單位的換算關(guān)系為：在物理單位制中：P，泊1.1.2粘度的單位在SI制中：運動粘度m2/s牛頓型流體和非流動流體1）凡遵循牛頓粘性定義的流體稱為牛頓型流體；否則為非流動型流體。牛頓型流體，如水、空氣等；2)非流動型流體，如某些高分子溶液、懸浮液、泥漿和血液等。3)本書所涉及的流體多為牛頓型流體。1）完全沒有粘性稱為理想流體；2)具有粘性的流體稱為粘性流體；3）自然界中不存在真正的理想流體。1.1.3理想流體※流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)主要研究流體流體靜止時其內(nèi)部壓強變化的規(guī)律。用描述這一規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式，稱為流體靜力學(xué)基本方程式。先介紹有關(guān)概念。流體靜力學(xué)（補充內(nèi)容）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)=1.013×105

Pa=10.33mH2O=760mmHg1基本概念※壓力可以有不同的計量基準(zhǔn)。絕對壓力：以絕對真空(即零大氣壓)為基準(zhǔn)。表壓：以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽榛鶞?zhǔn)。它與絕對壓力的關(guān)系，可用下式表示：表壓＝絕對壓力－大氣壓力真空度：當(dāng)被測流體的絕對壓力小于大氣壓時，其低于大氣壓的數(shù)值，即：真空度＝大氣壓力－絕對壓力注意：此處的大氣壓力均應(yīng)指當(dāng)?shù)卮髿鈮?。在本章中如不加說明時均可按標(biāo)準(zhǔn)大氣壓計算。壓強的表示方法※

圖絕對壓力、表壓和真空度的關(guān)系（a）測定壓力>大氣壓（b）測定壓力<大氣壓絕對壓力測定壓力表壓大氣壓當(dāng)時當(dāng)?shù)卮髿鈮海ū韷簽榱悖┙^對壓力為零真空度絕對壓力測定壓力（a）（b）注意書寫時要標(biāo)注表壓或真空度例如：釜內(nèi)壓強為

2×103

Pa(表)，2kPa(真空度)※

流體靜力學(xué)基本方程式是用于描述靜止流體內(nèi)部的壓力沿著高度變化的數(shù)學(xué)表達式。對于不可壓縮流體，密度不隨壓力變化，其靜力學(xué)基本方程可用下述方法推導(dǎo)。2流體靜力學(xué)基本方程式在垂直方向上作用于液柱的力有：下底面所受之向上總壓力為p2A；上底面所受之向下總壓力為p1A；整個液柱之重力G＝ρgA(Z1-Z2)。p0p1p2Gz2z1上兩式即為液體靜力學(xué)基本方程式.p2＝p1＋ρg(Z1-Z2)p2＝p0＋ρgh

如果將液柱的上底面取在液面上，設(shè)液面上方的壓力為p0，液柱Z1-Z2＝h，則上式可改寫為在靜止液體中，上述三力之合力應(yīng)為零，即：p2A－p1A－ρgA(Z1-Z2)＝0p0p1p2Gz2z1由上式可知：

當(dāng)液面上方的壓力一定時，在靜止液體內(nèi)任一點壓力的大小，與液體本身的密度和該點距液面的深度有關(guān)。因此，在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi)，處于同一水平面上的各點的壓力都相等。此壓力相等的水平面，稱為等壓面。當(dāng)液面的上方壓力p0有變化時，必將引起液體內(nèi)部各點壓力發(fā)生同樣大小的變化。p2＝p0＋ρgh可改寫為

由上式可知，壓力或壓力差的大小可用液柱高度表示。例：圖中開口的容器內(nèi)盛有油和水，油層高度h1=0.7m,密度水層高度h2=0.6m，密度為1）判斷下列兩關(guān)系是否成立PA＝PA’，PB＝P’B。2）計算玻璃管內(nèi)水的高度h。解：（1）判斷題給兩關(guān)系是否成立∵A，A’在靜止的連通著的同一種液體的同一水平面上因B，B’雖在同一水平面上，但不是連通著的同一種液體，即截面B-B’不是等壓面，故（2）計算水在玻璃管內(nèi)的高度hPA和PA’又分別可用流體靜力學(xué)方程表示設(shè)大氣壓為Pa指示劑的選擇

指示液密度ρ0，被測流體密度為ρ，圖中a、b兩點的壓力是相等的，因為這兩點都在同一種靜止液體（指示液）的同一水平面上。通過這個關(guān)系，便可求出p1－p2的值。3流體靜力學(xué)基本方程式應(yīng)用

在過程生產(chǎn)中，有些儀表是以靜力學(xué)基本方程式為理論依據(jù)的。

一、壓強與壓強差測量

1U型管液柱壓差計@指示液必須與被測流體不互容；@不起化學(xué)反應(yīng)；@大于被測流體的密度。指示液隨被測流體的不同而不同。常用指示液：汞、四氯化碳、水、液體石蠟等。

下圖所示是倒U型管壓差計。該壓差計是利用被測量液體本身作為指示液的。壓力差p1－p2可根據(jù)液柱高度差R進行計算。

例1-4如附圖所示，常溫水在管道中流過。為測定a、b兩點的壓力差，安裝一U型壓差計，試計算a、b兩點的壓力差為若干？已知水與汞的密度分別為1000kg/m3及13600kg/m3。解取管道截面a、b處壓力分別為pa與pb。根據(jù)連續(xù)、靜止的同一液體內(nèi)同一水平面上各點壓力相等的原理，則

p1＇＝p1

（a）p1＇＝pa－xρH2Ogp1=RρHgg+p2=RρHgg+p2＇=RρHgg+pb－（R＋x）ρH2Og根據(jù)式（a）pa－pb＝xρH2Og＋RρHgg－（R＋x）ρH2Og＝RρHgg－RρH2Og＝0.1×(13600-1000)×9.81=1.24×104Pa說明：圖中平衡器的小室2中所裝的液體與容器里的液體相同。平衡器里的液面高度維持在容器液面容許到達的最大高度處。容器里的液面高度可根據(jù)壓差計的讀數(shù)R求得。液面越高，讀數(shù)越小。當(dāng)液面達到最大高度時，壓差計的讀數(shù)為零。1—容器；2—平衡器的小室；

3—U形管壓差計二、液面測定

為了安全起見，實際安裝時管子插入液面下的深度應(yīng)比上式計算值略低。

作用：控制設(shè)備內(nèi)氣壓不超過規(guī)定的數(shù)值，當(dāng)設(shè)備內(nèi)壓力超過規(guī)定值時，氣體就從液封管排出，以確保設(shè)備操作的安全。

若設(shè)備要求壓力不超過P1（表壓），按靜力學(xué)基本方程式，則水封管插入液面下的深度h為三、確定液封高度1.2.2穩(wěn)定流動體系的能量平衡一.穩(wěn)定流動熱力體系的概念熱量交換物質(zhì)交換功交換二.穩(wěn)定流動體系的能量平衡設(shè)一定時間內(nèi)進出體系的流體質(zhì)量為m（1）位能mgZ（2）動能

mu2（3）內(nèi)能E=me（4）壓力能（流動功）mP/ρ

（5）外功W=mw（6）熱量

Q=mq12

對于定態(tài)流動系統(tǒng)：∑輸入能量=∑輸出能量E1+P1V1+mgZ1+mu12+Q+W=E2+P2V2+mgZ2+mu221212對于單位質(zhì)量流體e1+P1v1+gZ1+u12+q+w=e2+P2v2+gZ2+u221212外界加給體系的熱量和功全部用于流體焓、位能和動能的增加。q+w=△h+g△Z+△u212h為單位質(zhì)量流體所具有的焓穩(wěn)定流動的總能量方程式（1）通過換熱器的流動q+w=△h+g△Z+△u212外界對體系的加熱量等于流體焓值的增量總能量方程的應(yīng)用（2）通過噴嘴的流動q+w=△h+g△Z+△u21212流體流過收縮噴嘴時獲得的動能等于流體韓志的增加（3）通過節(jié)流閥的流動q+w=△h+g△Z+△u212流體截流前后的焓值不變1.2.3不可壓縮理想流體的穩(wěn)定流動與柏努力方程位壓頭靜壓頭動壓頭e1+P1v1+gZ1+u12+q+w=e2+P2v2+gZ2+u2212121kg1N1m3※※※選取截面注意問題1.2.4不可壓縮實際流體的穩(wěn)定流動摩擦損失（水頭損失）輸送設(shè)備的壓頭（揚程）※本節(jié)主要內(nèi)容：不可壓縮流體的運動規(guī)律層流和紊流能量損失的原因和計算方法沿程阻力和局部阻力系數(shù)的計算公式及圖表1.3管中流動1.3.1管中穩(wěn)定流動連續(xù)性方程2.質(zhì)量流量

G

（kg/s）

單位時間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的質(zhì)量，稱為質(zhì)量流量。3.體積流量與質(zhì)量流量之間的關(guān)系為：G=ρQ1.

體積流量

Q（m3/s）單位時間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的體積，稱為體積流量。4.平均速度

一般以管道截面積除體積流量所得的值，來表示流體在管道中的速度。此種速度稱為平均速度，簡稱流速。

u＝Q/A=G/(ρA)u＝Q/A=G/(ρA)211′2′G1G2G1=ρ1u1A1G2=ρ2u2A2對于穩(wěn)定流動：G1=G2ρ1u1A1=ρ2u2A2穩(wěn)定流動時的連續(xù)性方程即對于不可壓縮流體u1A1=u2A2對于圓形管道※1.3.2雷諾實驗與雷諾數(shù)

雷諾實驗裝置1-小瓶；2-細(xì)管；3-水箱；4-水平玻璃管；5-閥門；6-溢流裝置Re=(du

)/

流動型態(tài)的判據(jù)–––雷諾數(shù)實驗證明：流體在管內(nèi)流動時層流Re≤

2000紊流Re>4000過渡流2000<Re≤4000※※1.3.3水力直徑（當(dāng)量直徑）對于非圓形管道，可用水力直徑dH代替管道直徑ddH=4A/SS:流體與固體接觸周長（流道截面上潤濕周邊長度）※1.3.4圓管中的層流由壓力差產(chǎn)生的推力

流體層間內(nèi)摩擦力

（管壁處r＝R時，u＝0）積分可得速度分布方程

注意適用范圍

哈根-泊肅葉定律取半徑r處寬度為dr的微小環(huán)形面積，可得流量為（1-17）1.3.4.21.3.4.4沿程損失（1）壓強損失由哈根-泊肅葉定律得用平均速度計算的壓強損失為等徑直管中（2）水頭損失摩擦損失（水頭損失）輸送設(shè)備的壓頭（揚程）表示為其中層流沿程阻力系數(shù)（達西公式）對于等徑管路※※1.3.5圓管中的紊流1.3.5.1粘性底層（層流底層）、水力光滑管與水力粗糙管脈動現(xiàn)象----與層流的本質(zhì)區(qū)別質(zhì)點的概念※絕對粗糙度Δ：管壁凸出部分的平均高度層流底層的厚度δ與流體的粘度μ成正比，與速度u成反比，與沿程阻力系數(shù)λ有關(guān)。（隨雷諾數(shù)Re的增大而減小）當(dāng)δ>Δ時稱為水力光滑管當(dāng)δ<Δ時稱為水力粗糙管水力光滑與水力粗糙同幾何上的光滑與粗糙有區(qū)別相對粗糙度：Δ/d※層流底層的厚度較小，但它在紊流中的作用卻不能忽視。見圖1-91.3.6管路中的沿程阻力無論是層流還是紊流同樣應(yīng)用達西公式計算沿程阻力所以，確定沿程阻力的關(guān)鍵是確定阻力系數(shù)λ（1）層流區(qū)Re≤2000

（2）臨界區(qū)2000<Re≤4000

1.3.5.3湍流的速度分布（3）光滑管紊流區(qū)當(dāng)Re>4000

時（4）過渡區(qū)（5）粗糙管紊流區(qū)完全紊流區(qū)中λ與Re無關(guān)，又稱為平方阻力區(qū)4.7管路中的局部阻力計算方法有阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法1.阻力系數(shù)法：將局部阻力損失折合成管中平均速度表示的動壓頭的倍數(shù)2.當(dāng)量長度法：將局部阻力損失折合成具有相同直徑、長度為當(dāng)量長度le的沿程阻力損失。總水頭損失=沿程損失+局部損失ρ1u1A1=ρ2u2A2dH=4A/S穩(wěn)定流動時的連續(xù)性方程u1A1=u2A2沿程局部沿程局部1.4管路計算與流量測量4.1管路計算連續(xù)性方程：柏努利方程:

阻力計算式：u1A1=u2A2=Q二、計算的主要內(nèi)容：1.已知管徑，管長，管件和閥門，計算功率2.已知管長，管件和閥門，求輸送量3.已知管長，管件和閥門，求直徑

后兩種情況存在著共同的問題，即流速u或管徑d為未知，因此不能計算Re，則無法判斷流體的流型，故不能確定摩擦系數(shù)λ。在工程計算中常采用試差法或其它方法來求解。一、特點

（1）流體通過各管段的質(zhì)量流量不變，對于不可壓縮流體，則體積流量也不變。

不可壓縮流體Q1,d1Q3,d3Q2,d2(2)整個管路的總能量損失等于各段能量損失之和。無分支（等徑或異徑串聯(lián)）5.1.1簡單管路計算用泵將貯槽(通大氣)中的稀堿液送到蒸發(fā)器中進行濃縮，如附圖所示。泵的進口管為φ89×3.5mm的鋼管，堿液在進口管的流速為1.5m/s，泵的出口管為φ76×2.5mm的鋼管。貯槽中堿液的液面距蒸發(fā)器入口處的垂直距離為7m，堿液經(jīng)管路系統(tǒng)的能量損失為40J/kg，蒸發(fā)器內(nèi)堿液蒸發(fā)壓力保持在0.2kgf/cm2（表壓），堿液的密度為1100kg/m3。試計算所需的外加能量?；鶞?zhǔn)式中，z1=0，z2=7；p1=(表壓)，p2=0.2kgf/cm2×9.8×104=19600Pa，u1

0,u2=u1(d2/d1)2=1.5((89-2×3.5)/(76-2×2.5))2=2.0m/s代入上式，得W=128.41J/kg解：解題要求規(guī)范化(1)選取截面連續(xù)流體；兩截面均應(yīng)與流動方向相垂直。用柏努利方程式解題時的注意事項：(2)確定基準(zhǔn)面

基準(zhǔn)面是用以衡量位能大小的基準(zhǔn)。強調(diào)：只要在連續(xù)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，任意兩個截面均可選用。不過，為了計算方便，截面常取在輸送系統(tǒng)的起點和終點的相應(yīng)截面，因為起點和終點的已知條件多。(3)壓力

柏努利方程式中的壓力p1與p2只能同時使用表壓或絕對壓力，不能混合使用。(4)外加能量

外加能量W在上游一側(cè)為正，能量損失在下游一側(cè)為正。應(yīng)用式(1-32)計算所求得的外加能量W是對每kg流體而言的。若要計算的軸功率，需將W乘以質(zhì)量流量，再除以效率。從高位槽向塔內(nèi)加料。高位槽和塔內(nèi)的壓力均為大氣壓。要求料液在管內(nèi)以0.5m/s的速度流動。設(shè)料液在管內(nèi)壓頭損失為1.2m（不包括出口壓頭損失），試求高位槽的液面應(yīng)該比塔入口處高出多少米？110022解：選取高位槽的液面作為1-1截面，選在管出口處內(nèi)側(cè)為2-2截面，以0-0截面為基準(zhǔn)面，在兩截面間列柏努利方程，則有式中p1=p2=0（表壓）

u1=0（高位槽截面與管截面相差很大，故高位槽截面的流速與管內(nèi)流速相比，其值很小可以忽略不計）u2=1.5m/sΣhf=1.2mz1-z2=xx=1.2m

計算結(jié)果表明，動能項數(shù)值很小，流體位能主要用于克服管路阻力。1、測速管（皮托管）2、孔板流量計3、文丘里流量計4、轉(zhuǎn)子流量計第七節(jié)流量的測定1測速管u1R當(dāng)被測的流體為氣體時，上式可化簡為注：測速管測得的是流體的點速度。21RA1A0A2縮脈：流體截面的最小處。2孔板流量計

忽略流體從截面1-1流動至孔口0-0的阻力損失，根據(jù)柏努利方程有：

考慮到兩取壓口之間有阻力損失，將上式右邊加一校正系數(shù)CD孔流系數(shù)若采用正U型管壓差計測量壓差，則：

u01102233縮脈

R孔板流量計流量系數(shù)

C0與哪些因素有關(guān)？

C0主要取決于管道流動的Re1和面積比m

、測壓方式、孔口形狀、加工光潔度、孔板厚度和管壁粗糙度也對C0有影響。對以上情況都規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)孔板，C0=f(Re1,m)，其關(guān)系由實驗測定。

如圖所示為標(biāo)準(zhǔn)孔板（角接法）的C0曲線，此圖為單對數(shù)坐標(biāo)圖。安裝及優(yōu)缺點（1）安裝在穩(wěn)定流段，上游l>10d，下游l>5d；（2）結(jié)構(gòu)簡單，制造與安裝方便；（3）能量損失較大。3文丘里管將測量管段制成如圖所示的漸縮漸擴管，避免了突然縮小和突然擴大，阻力損失大大降低。這種管稱為文丘里管。在距文丘里管開始收縮處之前至少1/2管徑處設(shè)為上游取壓口，下游取壓口通常設(shè)在文氏喉（最小截面）附近，兩取壓口連接U壓差計，就構(gòu)成文丘里流量計。

孔板流量計和文丘里流量計均是恒截面變壓差（變阻力）流量計。變阻力流量計是人為設(shè)置一阻力構(gòu)件（如孔板），造成局部阻力（壓降），利用能量守恒原理及連續(xù)性方程關(guān)聯(lián)此壓降與流速乃至流量的關(guān)系。下面介紹另一種恒壓差變截面的流量計——轉(zhuǎn)子流量計。4轉(zhuǎn)子流量計一、結(jié)構(gòu)與原理組成：錐形玻璃管和轉(zhuǎn)子原理：轉(zhuǎn)子上下的壓差與轉(zhuǎn)子的凈重力（重力與浮力之差）相等。第六節(jié)液體輸送設(shè)備

概

述

在食品的生產(chǎn)加工中，常常需要將液體從低處輸送到高處；從低壓送至高壓；沿管道送至較遠的地方。為達到此目的，必須對流體加入外功，以克服流體阻力及補充輸送液體時所不足的能量。泵的分類1按工作原理分葉片式泵

有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪。

如離心泵、軸流泵、渦流泵。往

復(fù)

泵

靠往復(fù)運動的活塞排擠液體。如活塞泵、柱塞泵等。旋轉(zhuǎn)式泵

靠旋轉(zhuǎn)運動的部件推擠液體。如齒輪泵、螺桿泵等。清水泵適用于粘度與水相近的、無腐蝕性、不含雜質(zhì)的流體，如離心泵。油泵適用于高粘度的流體。如齒輪泵、旋轉(zhuǎn)泵等。耐腐蝕泵雜質(zhì)泵2按用途分6.2.1離心泵離心泵的外觀工作狀況6.2葉片泵的性能參數(shù)TSWA型臥式多級泵單級：只有一個葉輪DL型立式多級泵DFW型臥式離心泵ISG型管道離心泵多級：多個葉輪，可提供更高的揚程葉輪

個數(shù)離心泵裝置簡圖吸上原理與氣縛、氣蝕現(xiàn)象葉輪中心低壓的形成—液體高速離開離心泵啟動時，若泵內(nèi)存有空氣，由于空氣密度很低，旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力小，因而葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以將儲槽內(nèi)的液體吸入泵內(nèi)，雖啟動離心泵也不能輸送液體。此種現(xiàn)象稱為氣縛，表示離心泵無自吸能力，所以必須在啟動前向殼內(nèi)灌滿液體。

離心泵工作時，在葉輪中心區(qū)域產(chǎn)生真空形成低壓而將液體吸上。如果形成的低壓很低，則離心泵的吸上能力越強，表現(xiàn)為吸上高度越高。但是，真空區(qū)壓強太低，以致于低于體的液飽和蒸汽壓，則被吸上的液體在真空區(qū)發(fā)生大量汽化產(chǎn)生氣泡。含氣泡的液體擠入高壓區(qū)后急劇凝結(jié)或破裂。因氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體就以極高的速度流向氣泡中心，瞬間產(chǎn)生了極大的局部沖擊力，造成對葉輪和泵殼的沖擊，使材料受到破壞。把泵內(nèi)氣泡的形成和破裂而使葉輪材料受到破壞的過程，稱為氣蝕。

1．離心泵的主要性能參數(shù)（1）壓頭（揚程）H：1N流體通過泵獲得的機械能。J/N,mH

z（2）流量Q，Ｌ/ｓ或m3/ｈ

泵的流量（又稱送液能力）是指單位時間內(nèi)泵所輸送的液體體積。（3）(葉輪)轉(zhuǎn)速n：1000~3000r/min；2900r/min常見（4）軸功率P：單位時間原動機輸入泵軸的能量有效功率Pe：單位時間液體獲得的能量（5）效率

：

=Pe/P

<100%泵運轉(zhuǎn)過程中存在以下三種損失：①容積損失

該損失是指葉輪出口處高壓液體因機械泄漏返回葉輪入口所造成的能量損失。在三種葉輪中，開式葉輪的容積損失較大，但在泵送含固體顆粒的懸浮液時，葉片通道不易堵塞；閉式葉輪的滲漏量較小，但在磨損后滲漏便嚴(yán)重。②水力損失該損失是由于實際流體在泵內(nèi)有限葉片作用下各種摩擦損失③機械損失該損失包括旋轉(zhuǎn)葉輪蓋板外表面與液體間的摩擦以及軸承機械摩擦所造成的能量損失。6.2.2正位移泵的主要性能參數(shù)往復(fù)泵往復(fù)泵的流量和壓頭（1）理論平均流量單動雙動（2）實際平均流量=容積效率

理論平均流量~與壓頭無關(guān)（3）往復(fù)泵的壓頭

擠壓供液，H任意高。~材料強度，密封，電機負(fù)載最終取決于管路特性（4）功率和效率計量泵隔膜泵齒輪泵齒輪泵

剖開2.8.3.5螺桿泵2工作原理旋轉(zhuǎn)泵的一種螺紋在旋轉(zhuǎn)時有推進作用單螺桿雙螺桿三螺桿6.2.3泵的特性曲線H~QP~Q

~Q廠家實驗測定

產(chǎn)品說明書

20

C清水(1)葉片式泵的特性離心泵性能特點離心泵特性曲線H~QP~Q在一定轉(zhuǎn)速下20℃的清水測得

泵在最高效率點條件下操作最為經(jīng)濟合理，但實際上泵往往不可能正好在該條件下運轉(zhuǎn)，一般只能規(guī)定一個工作范圍，稱為泵的高效率區(qū)。高效率區(qū)的效率應(yīng)不低于最高效率的92%左右。強調(diào)：泵在銘牌上所標(biāo)明的都是最高效率點下的流量，壓頭和功率。離心泵產(chǎn)品目錄和說明書上還常常注明最高效率區(qū)的流量、壓頭和功率的范圍等。泵的高效率區(qū)離心泵啟動時應(yīng)將出口閥關(guān)閉，為什么？(2)正位移泵的特性重要特性:在一定的轉(zhuǎn)數(shù)下,泵的理論流量為常數(shù).6.3離心泵的安裝高度安裝高度:問題：液面到泵入口處的垂直距離(Zs)安裝高度有無限制？ZsssaaPa由上式可見，在流速，阻力及大氣壓變化不大時要使吸上高度Zs增大，則（Pa-Ps)越大越好，即Ps越小越好。

截面a-a與s-s間令吸上真空高度最大吸上真空高度允許吸上真空高度HspHs，max<Hs，maxZsp=Hsp泵的允許安裝高度汽蝕余量與允許安裝高度

氣蝕余量：泵吸入口處單位液體所具有的超過氣化壓力能的富裕能量Hs，maxZs=Hs，maxZsp=Q

，

hf

，H

H

~Q管路&流體一定6.4管路特性

f(Q)——管路特性方程(曲線)工作點泵的特性&管路的特性工作點確定：聯(lián)解兩特性方程作圖，兩曲線交點工作點~（Q,H,N,

）

~泵的實際工作狀態(tài)離心泵的工作點泵的特性曲線管路的特性曲線——泵的H~Q與管路的H~Q曲線的交點閥門開度對工作點的影響泵轉(zhuǎn)速對工作點的影響按照終壓與壓縮比

通風(fēng)機：鼓風(fēng)機：壓縮機：真空泵：

終壓不大于14.7×103Pa

(表壓)

終壓為14.7×103~294×103Pa

，壓縮比小于4。

終壓在294×103Pa以上，壓縮比大于4。將低于大氣壓強的氣體從容器或設(shè)備內(nèi)抽至大氣中。

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

第八節(jié)氣體輸送原理與設(shè)備8-1離心式通風(fēng)機與鼓風(fēng)機1、離心式通風(fēng)機

離心式通風(fēng)機按所產(chǎn)生的風(fēng)壓不同，分為：低壓離心通風(fēng)機：中壓離心通風(fēng)機：

高壓離心通風(fēng)機：出口風(fēng)壓低于1×103Pa

(表壓)；

出口風(fēng)壓為：1×103Pa~3×103Pa(表壓)出口風(fēng)壓為：3×103Pa~15×103Pa

(表壓)1）離心式通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)

風(fēng)壓的定義，單位離心通風(fēng)機2）離心通風(fēng)機的性能參數(shù)（1）風(fēng)量：

指氣體通過進風(fēng)口的體積流率，以Q表示，單位為m3/h或m3/s。氣體的體積按進口狀態(tài)計。（2）風(fēng)壓：

指單位體積的氣體通過通風(fēng)機時所獲得的能量，單位為N/m2，與壓強單位相同，以HT表示。取決于風(fēng)機的結(jié)構(gòu)，葉輪尺寸，轉(zhuǎn)速與進入風(fēng)機的氣體的密度。

目前，還不能用理論方法精確計算離心通風(fēng)機的風(fēng)壓，而是由試驗測定。

在通風(fēng)機的進口截面1-1’和出口截面2-2’間列柏努力方程：

簡化為

（P2－P1）稱為靜風(fēng)壓，以HSt表示稱為動風(fēng)