流体输送设备简介课件.ppt

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1、第 2 章 流体输送设备,主要内容：1.离心泵的结构、原理 2.离心泵的特性曲线 3.离心泵的调节、组合和安装 4.往复泵的工作原理，特性曲线、操作要点 5.通风机的原理、特性曲线,2.1 概述,说明：由管路系统本身决定,反映全管路系统的能量需求特性 压头和流量是流体输送机械的主要指标,影响管路特性曲线的因素,影响K：,影响 A：,流体输送设备（通用机械）：,液体输送设备 泵；气体输送设备 通风机、鼓风机、压缩机或真空泵；,作用：向系统输入能量，补充所需机械能；用于流体的输送或加压。,根据泵的工作原理和结构分类,泵,蜗壳（外壳）；叶轮：敞式,半蔽式,蔽式 单吸式、双吸式。附属装置：底阀、滤网、

2、调节阀、平衡孔(平衡管)、排气孔、轴封。,2.2 离心泵2.2.1 离心泵的基本结构，工作原理及性能参数(1)离心泵的结构 主要结构：,(2)工作原理(a)排出阶段 叶轮旋转(产生离心力，使液体获得能量）流体流入涡壳(动能静压能)流向输出管路。,(b)吸入阶段 液体自叶轮中心甩向外缘 叶轮中心形成低压区 贮槽液面与泵入口形成压差液体吸入泵内。,气缚现象：泵内未充满液体，气体密度低，产生离心力小，在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。,说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。,离心泵结构示意图,(c)主要部件作用,泵壳：动能静压能，提高液体压力,能量转换装置。,叶轮：把原动机(电机)

3、的机械能，传递给液体，提高液体的 动能和静压能。叶轮形式：叶轮由612片叶片组成。按叶片两侧有无盖板:敞式、半蔽式、蔽式。,叶轮的类型,按吸液方式：单吸式、双吸式。,蔽式叶轮：适用于输送清洁液体敞式和半蔽式叶轮：流道不易堵塞，适用于输送含有固体颗粒的液体悬浮液，效率低。,单吸式：结构简单，液体从叶轮一侧被吸入。双吸式：吸液能力大，基本上消除轴向推力。,单吸式与双吸式叶轮,(3)离心泵的性能参数,小型泵效率，5070%；大型泵效率，90%左右。,功率：,有效功率Pe：,轴功率Pa：,效率：,压头(扬程)H：,流量 qV：,2.2.2 离心泵的基本方程,(1)液体在叶轮中的运动及其简化假设 简化假

4、设（a）叶片数目无限多，且无限薄，严格将流体限定在叶轮流道内；（b）流体为理想流体，无能量损失；,液体质点的运动 圆周运动液体随叶轮一起旋转，圆周速度为u；切向运动相对于叶轮的运动，相对速度w；合成运动流体相对于壳体的运动，绝对速度c。,液体质点在叶轮内的运动情况,各速度之间相互关系：,几何参数 叶片安装角相对速度w与圆周速度u反向延长线间的夹角。夹角绝对速度c和圆周速度u间的夹角。,（2）离心泵基本方程的推导,列叶轮进、出口截面机械能衡算式，则有：,（a）离心力产生的压头Hc,离心力：,而,所以,此离心力产生的压头变化为：,代入dFc，整理得：,离心力作功,因此，离心力所产生的压头为：,离心

5、泵设计中，一般使1=90o，则cos1=0，故有：,（b）流道变化引起的压头增高Hp,离心泵基本方程,离心泵基本方程,（3）离心泵基本方程的讨论,离心泵理论流量qv,T对理论压头HT的影响,叶轮的转速和直径 qv、b2、2一定，D2、n HT,泵理论压头与叶片弯曲方向的关系 叶片形式：径向，前弯，后弯,径向叶片：,后弯叶片：,前弯叶片：,2.2.3 离心泵的效率和实际压头 实际压头 理论压头,原因：泵内各种能量损失,说明：为获得较高的效率，常用后弯叶片。,前弯叶片：压力头小于动压头，冲击损失大。后弯叶片：压力头大于动压头，冲击损失小。,水力损失 摩擦损失：与流量平方成正比。冲击损失：与安装角，

6、导向装置有关,在设计状态下为零,在非设计状态下与流量的平方成正比。环流损失：与叶片数目和形状等有关,几乎与流量无关。水力效率H,容积损失 原因：高压区向低压区泄漏，减少方法：采用蔽式叶轮等。容积效率:,(1)离心泵的效率,泵内液体的泄漏,机械损失 原因：旋转叶轮盘面与液体间的摩擦和轴承机械摩擦 机械效率M,(2)离心泵的实际压头,2.2.4 离心泵的特性曲线（1）离心泵的特性曲线,说明：（a）由厂家提供 标准测定条件：常压、20清水为工质；（b）曲线与叶轮转数有关，故图中应标明转数。,离心泵典型的特性曲线,离心泵典型的特性曲线,（c）He-qv曲线选泵时常用，qv，He；,离心泵典型的特性曲线

7、,（d）Pa-qV 曲线,qv,Pa,思考题：应在什么情况下启动离心泵？为什么？,启动离心泵时，应关闭泵出口阀门，以减小启动电流，保护电机；同时也避免出口管线的水力冲击。,离心泵典型的特性曲线,（e）-qV 曲线,选用离心泵，尽可能在高效区内工作。,高效区范围：,离心泵最高效率点称为设计点，设计点对应的流量、压头和轴功率称为额定流量、额定压头和额定轴功率，标注在泵的铭牌上。,（2）液体物性对离心泵特性曲线的影响 密度对泵特性曲线的影响,说明：流体密度变化时，应校正 Pa-qV 曲线。,粘度对泵特性曲线的影响,定量计算：经验公式由实验确定。,定性分析：,实验曲线：,适用：叶轮切削量小于10%-2

8、0%,在叶轮直径变化不大（不超过1020%），近似认为叶轮出口的速度三角形及泵的效率基本不变的前提下，根据,（3）叶轮直径对特性曲线的影响,（5）叶轮转数对特性曲线的影响 同一台离心泵，转速改变，特性曲线也发生变化。若转速改变后，叶轮出口速度三角形、泵的效率近似保持不变，则有：,适用：叶轮转数变化不超过20%,比例定律：,2.2.5 离心泵在管路中的工况（1）管路特性与泵的工作点 管路特性：流体流经管路系统时，需要的压头和流量之间的关系。反映管路对泵的要求。离心泵的工作点：泵工作时的 qV、He、Pa、,说明：泵工作点受到泵性能、管路特性制约,管路特性-管路特性曲线。,泵性能-离心泵特性曲线，

9、,离心泵的工作点 即管路、泵特性曲线交点。,2）作图法分别在图上作出泵的特性曲线和管路特性曲线，读出交点坐标。,1）公式计算,3）离心泵性能曲线实验测定,测定原理,测定数据,数据：不同流量下的泵进、出口处压强、轴功率,绘制特性曲线,计算 H、：,（2）离心泵的流量调节 实质：对工作点的调整；方法：改变泵或管路特性曲线。,节流调节（阀门调节）方法：改变泵出口阀门开度,实质：改变管路特性曲线(阀门上阻力损失变化)，泵特性曲线不变。节流，多消耗在阀门上能量:,优点：迅速方便,连续调节；,代价：阀门阻力损失；,适用：流量调节幅度不大，须经常调节的地方。,泵出口阀：两套(手动阀和自动阀),思考题：应在什

10、么情况下停泵？为什么？,调节离心泵转速或改变叶轮直径,实质：改变泵特性曲线，管路特性不变。,适用：流量变化幅度大的场合。,优点：不因调节流量而损失能量。,某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.（转/min），其特性曲线方程为。当泵的出口阀全开时，管路特性曲线方程为，式中qV的单位为m3/h，H及He的单位均为m。求：（1）阀全开时，泵的输水量为多少？（2）要求所需供水量为上述供水量的75%时：若采用出口阀调节，则节流损失的压头为多少m水柱？,解：（1）,qV,qV,(2)采用调节出口阀门的方法,泵特性曲线方程,管路特性曲线方程,泵合成特性曲线改变 在相同压头下，流量加倍。,(1)并联操作

11、泵型号相同，吸入管路相同，出口阀开度相同。,管路特性曲线不变,2.2.7 离心泵的组合运转工况分析 组合方式：并联和串联。目的：提高泵输出的流量或压头。,并联泵的工作点*并联泵总流量和总压头；*流量增加不到单泵的两倍；原因：管路存在阻力损失。,并联泵效率 等于单泵在qV,单时的工作效率。,思考题：是否并联的泵越多越好？为什么？,泵的合成特性曲线改变 相同流量下，压头加倍。,(2)串联操作 泵型号相同，首尾相连。,管路合成特性曲线不变,串联泵的工作点*串联泵的总流量和总压头；*压头增加不到单泵的两倍。,串联泵效率 等于单泵在qV,单时的工作效率。,(3)两种组合方式的比较及选择 截距A He单m

12、ax,应采用串联操作原因：并联泵压头不够大。,串、并联都满足时，应根据管路特性选择 对于低阻管路(B较小)，宜采用并联操作；对于高阻管路(B较大)，宜采用串联操作；,(4)组合泵的流量调节 方法：同单泵；注意：确定组合泵的工作点时，应使用泵的合成特性曲线和管路特性曲线。,2.2.6 离心泵的汽蚀现象和安装高度(1)离心泵的汽蚀现象 汽蚀现象（空蚀）,吸入管段:无外加机械能，液体靠势能差，吸入离心泵。,至泵内压力最低点K处，若,泵汽蚀时的特征 泵体振动、噪声大；泵流量、压头、效率都显著下降。主要危害 造成叶片损坏，离心泵不能正常操作。汽蚀发生的位置 叶轮内压力最低处(叶轮内缘,叶片背面 K处)。

13、衡量泵抗汽蚀能力的参数 汽蚀余量、吸上真空高度。,(2)离心泵的汽蚀余量 汽蚀余量 列1-1(泵入口)及K-K间的机械能衡算式：,关于NPSH（Net Positive Suction Head）*泵抗汽蚀能力的参数*NPSH，则泵抗汽蚀能力。*NPSH=f(泵结构、流体种类、流量)流量，则NPSH，泵抗汽蚀能力*由泵样本提供，工程上常用。,(a)必需汽蚀余量(NPSH)r,为确保工作，标准规定：必需汽浊余量(NPSH)r=(NPSH)C+0.3 m,(b)实际汽蚀余量(NPSH)r,实际汽浊余量NPSH=（NPSH)r+0.5 m,(3)离心泵的安装高度 安装高度：泵入口与吸入液面间的垂直距

14、离。最大安装高度 zmax 在0-0，k-k 截面间列机械能衡算方程：,最大允许安装高度,储槽上方压力 p0：,液体饱和蒸汽压 pv：,泵吸入管段阻力Hf,0-1:,方法：应尽可能减小泵吸入管段阻力,（1）泵的吸入管径比排出管径大一些,（2）泵尽量靠近水流，缩短管路长度,（3）吸入管尽量少转弯。省去不必要条件。,(NPSH)r与流量有关，流量大时(NPSH)r较大，因此在计算泵的最大容许安装高度时，必须以使用过程中可能达到的最大流量进行计算,问题1：Hg能否为负值？答：可以。例如，精馏塔裙座高8-10m。,问题2：调节阀安在哪？为什么？,当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许安装高度

15、为负值的情况，此时，应将离心泵安装于贮槽液面以下，使液体利用位差自流入泵内。,问：（）泵合用否；（）若泵位于液面下.m安装合适？泵性能：qu 19.8m3 扬程 38 55%pa 3.75kw 必须汽蚀余量（NPSH）r 2.6m,解：1.与管出口外侧列方程：,u1=u2=0,z1=0,z2=5,p1=0,p2=177*103Pa(表),2.能否操作正常，需看安装高度是否合适。,即要求安在液面下1.24m才正常。故安装不合适，须向下移0.24m。,2.2.7 离心泵的类型与选用(1)离心泵的类型 按输送液体的性质或泵结构分类，用英语或汉语拼音为系列代号。,清水泵 B型：单级单吸式，系列扬程范围

16、 8 98m，流量范围：4.5360 m3/h,属常用型。D型：多级离心泵(一般29级)。系列扬程范围：14351m，流量范围：10.8850 m3/h，适用：压头高，而流量不大的场合。S 型：双吸式离心泵 系列扬程范围：9140 m；流量范围：1201250 m3/h；适用：压头要求不高，流量较大的场合。,油泵：Y型 要求密封性能好，一般具有冷却措施。流量：6.5500 m3/h 压头：60 603 m。,其它类型泵 耐腐蚀泵(F型)：密封性能好(常用机械密封)，杂质泵(P型)：不易堵，耐磨，叶轮：敞式或半闭式。屏蔽泵：机泵一体，用于输送易燃、易爆液体。液下泵(EY型)：无泄漏问题，化工常用

17、泵。,(2)离心泵的选用,原则：确定泵的类型,依据：a）输送流体的性质清水泵、油泵、耐腐蚀泵等 b）现场安装条件卧式泵、立式泵等 c）流量大小单吸泵、双吸泵等 d）扬程大小单级泵、多级泵等选择泵的具体型号 a）由管路所需压头、流量，确定泵压头、流量。工程观点：选择时，有一定生产裕度，控制在10%左右。b）抗汽蚀性能好 c）经济性好：泵的操作点应处于高效区内。校核和最终选型 效率高、汽蚀余量小、重量轻、价格低,2、离心泵的安装和使用 1）泵的安装高度 为了保证不发生气蚀现象或泵吸不上液体，泵的实际安装,高度必须低于理论上计算的最大安装高度，同时，应尽量降低吸入管路的阻力。2）启动前先“灌泵”这主

18、要是为了防止“气傅”现象的发生，在泵启动前，向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止。3）离心泵应在出口阀门关闭时启动 为了不致启动时电流过大而烧坏电机，泵启动时要将出口阀完全关闭，等电机运转正常后，再逐渐打开出口阀，并调节到所需的流量。,4）关泵的步骤 关泵时，一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。否则，压出管中的高压液体可能反冲入泵内，造成叶轮高速反转，使叶轮被损坏。5）运转时应定时检查泵的响声、振动、滴露等情况，观察泵出口压力表的读数，以及轴承是否过热等。,操作运行,启动泵前：灌泵排气（防止气缚），关闭出口阀（保护电机，启动电流最小）启动后：检查是否漏夜停泵前：先关出口

19、阀门（保护叶轮）。故障：吸不上水 启动时没灌满水；底阀漏水叶轮底阀吸入管堵塞漏气（中途吸不上水，气缚）,用离心泵将江水送至高位槽。若管路条件不变，则下列参数随着江面的下降有何变化？（设泵仍能正常工作）泵的扬程H，泵的流量 管路总阻力损失hf，泵出口处压力表读数，泵入口处真空表读数。,操作性问题分析 举例,解：,工作点左移,操作性问题分析 举例,3 3,操作性问题分析 举例,练习1 图示为离心泵性能测定装置。若水槽液面上升，则qV、H、Pa、hf、p1和p2（均为读数）如何变化？,答：qV不变，H不变，Pa 不变，hf不变,离心泵的扬程是指（）(A)实际的升扬高度(B)泵的吸上高度(C)泵对单位

20、重量液体提供的有效能量(D)泵的允许安装高度当液体的密度改变时，离心泵的压头H和轴功率N的变化为（）(A)H、N均不变(B)H不变，N改变(C)H 改变，N不变(D)H、N均改变 离心泵的安装高度与（）(A)泵的结构无关(B)液体流量无关(C)吸入管路的阻力无关(D)被输送流体的密度有关,1、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。2、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影。3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它。4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力。6、付出了不一定有回报，但不付出永远没

21、有回报。7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处。9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂。10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多。11、一个人如果不能从内心去原谅别人，那他就永远不会心安理得。12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂。13、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑。14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光。15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来。16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事。19

22、、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己。20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心。21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。23、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少。25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利。26、没有热忱，世间便无进步。27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。28、青春如此华美，却在烟火在散场。29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚

23、踏实地走下去。30、只要还有明天，今天就永远是起跑线。31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美。32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以。33、只要有信心，人永远不会挫败。34、珍惜今天的美好就是为了让明天的回忆更美好。35、只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走。37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独。38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上。39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢。40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强。41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程。42、宁

24、可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己。43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。44、每天告诉自己一次：我真的很不错。45、人生最大的挑战没过于战胜自己！46、愚痴的人，一直想要别人了解他。有智慧的人，却努力的了解自己。47、现实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功。48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美好值得期待和向往。49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己。52、汗水是成功的润滑剂。53、人必须有自信，这是成功的秘密。54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标。55、

25、只有一条路不能选择那就是放弃。56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强。59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不是谁的替代品，我不知道年少轻狂，我只懂得胜者为。60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。61、宁可笑着流泪，绝不哭着后悔。62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间。63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢。64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天。65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。66、当你被压力压得

26、透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石。67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。69、不是某人使你烦恼，而是你拿某人的言行来烦恼自己。70、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他內心世界的真正财富。71、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。72、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费。73、山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌。74、时间告诉我，无理取闹的年龄过了，该懂事了。75、命运是不存在的，它不过是失败者拿来逃避现实的

27、借口。76、人总是在失去了才知道珍惜！77、要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。78、生活远没有咖啡那么苦涩，关键是喝它的人怎么品味！每个人都喜欢和向往随心所欲的生活，殊不知随心所欲根本不是生活。79、别拿自己的无知说成是别人的愚昧！80、天空的高度是鸟儿飞出来的，水无论有多深是鱼儿游出来的。81、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。82、如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我。83、我们要以今天为坐标，畅想未来几年后的自己。84、日出时，努力使每一天都开心而有意义，不为别人，为自己。85、有梦就去追，没死就别停。86、今天不为学习买单，未来就为贫穷买单。87、因为一无所有这才是拼下

28、去的理由。88、只要我还有梦，就会看到彩虹!89、你既认准这条路，又何必在意要走多久。90、尽管社会是这样的现实和残酷，但我们还是必须往下走。91、能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。92、你能够先知先觉地领导产业，后知后觉地苦苦追赶，或不知不觉地被淘汰。93、强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强。94、人生，不可能一帆风顺，有得就有失，有爱就有恨，有快乐就会有苦恼，有生就有死，生活就是这样。95、好习惯的养成，在于不受坏习惯的诱惑。96、凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的。97、如果我们一直告诫自己要开心过每一天，就是说我们并不开心。98、天气影响身体，身体决定思想，思想左右心情。99、不论你在什么时候结束，重要的是结束之后就不要悔恨。100、只要还有明天，今天就永远是起跑线。,