流体输送设备.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：①由管路系统本身决定,②反映全管路系统的能量需求特性③压头和流量是流体输送机械的主要指标ab管路特性曲线qVH④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离心泵漩涡泵混流泵轴流泵往复泵转子泵

2、齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑片泵喷射泵、空气升液泵、电磁泵单吸泵、双吸泵单级泵、多级崩蜗壳式泵、分段式泵立式泵、卧式泵屏蔽泵、磁力驱动泵高速泵单级泵、多级泵离心漩涡泵电动泵蒸汽泵柱塞泵隔膜泵计量泵叶片式泵容积式泵(正位移式)其他类型泵泵蜗壳（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、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

3、。(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)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6～12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(a)后盖板平衡孔单吸式双吸式按吸液方式：单吸式、双吸式。蔽式叶轮：

4、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，50~70%；大型泵效率，90%左右。③功率：有效功率Pe：轴功率Pa：④效率η：①压头(扬程)H：②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①简化假设（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；②液体质点的运动圆周运动——液体随叶轮一起

5、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。βωαucwβωαucwwcαβcrcuu液体质点在叶轮内的运动情况各速度之间相互关系：③几何参数叶片安装角β——相对速度w与圆周速度u反向延长线间的夹角。夹角α——绝对速度c和圆周速度u间的夹角。离心泵理想压头方程的推导c2w2u2cu2cr2α2β2w1c1u1ωL2R2R1L1（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

6、力作功因此，离心力所产生的压头为：离心泵设计中，一般使α1=90o，则cosα1=0，故有：wcαβcrcuu（b）流道变化引起的压头增高Hp——离心泵基本方程wcαβcrcuu——离心泵基本方程（3）离心泵基本方程的讨论①离心泵理论流量qv,T对理论压头HT的影响②叶轮的转速和直径qv、b2、β2一定，D2↑、n↑→HT↑③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β2α2u2c2w2α2u2c2w2β2α2u2c2w2β2(a)(b)(c)叶片弯曲方向及其速度三角形径向叶片：后弯叶片：前弯叶片：2.2.3离心泵的效率和实际

7、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。9090qV,Tcbaβ2＞90β2=β2＜H∞和qV,T关系曲线H∞①水力损失摩擦损失：与流量平方成正比。冲击损失：与安装角，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ηH②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③机械损失原因：旋转叶轮

8、盘面与液体间的摩擦和轴承机械摩擦机械效率ηM(2)离心泵的实际压头离心泵理论压头与实际压头qV,T,qV2.2.4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