《离心泵new》PPT课件

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1、 流 体 输 送 机 械 问 题 的 提 出 2122222111 22 fe hugzpwugzp 机 械 功 是 如 何 被 加 入 到 体 系 中 的 ？是 什 么 样 的 输 送 机 械 ？其 原 理 、 结 构 是 怎 么 样 的 ？如 何 选 用 流 体 输 送 机 械 ？ 学 习 本 章 的 基 本 要 求 具 体 的 要 求 如 下 ：（ 1） 了 解 流 体 输 送 设 备 在 化 工 生 产 中 的 地 位 ，应 用 及 分 类 ； （ 2） 掌 握 离 心 泵 的 基 本 结 构 、 工 作 原 理 、 主 要 特性 参 数 、 特 性 曲 线 及 其 应 用 、 流 体

2、 调 节 、 串 并 联 特性 、 泵 的 安 装 、 操 作 注 意 事 项 及 选 型 等 ； （ 3） 简 单 了 解 往 复 泵 的 工 作 原 理 、 特 性 、 流 量 调节 方 法 、 安 装 要 点 及 适 应 范 围 等 ； 流 体 输 送 设 备 ： 对 流 体 做 功 以 完 成 输 送 任 务 的 机 械或 设 备 。 流 体 输 送 设 备 是 化 工 厂 和 其 它 领 域 所 最常 用 的 机 械 设 备 。生 产 上 对 流 体 输 送 的 要 求 ：输 送 的 流 体 流 量 和 压 头 各 不 相 同 ；流 体 种 类 繁 多 、 性 质 千 差 万 别 ；

3、温 度 、 压 力 等 操 作 条 件 也 有 较 大 的 差 别 。v为 液 体 提 供 能 量 的 输 送 设 备 称 为 泵 。v为 气 体 提 供 能 量 的 输 送 设 备 则 按 不 同 情况 分 别 称 为 机 或 泵 ， 按 不 同 情 况 一 般 分 别称 为 通 风 机 、 鼓 风 机 、 压 缩 机 和 真 空 泵 2.1概 述 流 体 输 送 机 械 分 类气 体 输 送 和 压 缩 机 械 ： 离 心 通 风 机 、 鼓 风 机 与 压 缩 机 旋 转 鼓 风 机 与 压 缩 机 往 复 压 缩 机 真 空 泵液 体 输 送 设 备 ：离 心 泵往 复 泵其 它 类

4、型 泵 2.1.1离 心 泵 （ Centrifugal Pumps） 1. 离 心 泵 的 结 构 2 工 作 原 理 3 操 作 蜗 壳叶 轮附 属 装 置 ： 轴 封 、 底阀 、 滤 网 、 调 节 阀 、平 衡 孔 (平 衡 管 )、 排气 孔 。 离 心 泵 结 构 主 要 部 件1) 叶 轮 ： 作 用 是 将 原 动 机 的 机 械 能 传 给 液体 ， 使 液 体 的 静 压 能 和 动 能 均 有 所 提 高 。 2) 泵 壳 （ 蜗 壳 ） ： 作 用 是 汇 集 内 叶 轮 抛 出的 液 体 ， 同 时 将 高 速 液 体 的 部 分 动 能 转 化为 静 压 能 。

5、原 因 是 壳 形 状 为 蜗 壳 形 ， 流 道截 面 逐 渐 增 大 ， u， p。 3) 轴 封 装 置 ： 泵 轴 与 泵 壳 之 间 的 密 封 称 为轴 封 。 作 用 是 防 止 高 压 液 体 从 泵 壳 内 沿 轴的 四 周 漏 出 ， 或 者 外 界 空 气 以 相 反 方 向 漏入 泵 壳 内 。 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 。 (a) 后 盖 板平 衡 孔单 吸 式 双 吸 式 2工 作 原 理离 心

6、 力动 能 原 动 机 轴 叶 轮 旋 转静 压 能 (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 离 心 泵 操 作 启 动 前 ， 须 灌 液 ， 即 向 壳 体 内 灌 满 被 输送 的 液 体 。 防 止 气 缚 现 象 。 关 闭 出 口 阀 后 启 动 电 机 逐 渐 开 大 阀 门 用

7、 出 口 阀 门 调 节 流 量 停 泵 ： 要 先 关 闭 出 口 阀 后 在 停 机 ， 这 样可 避 免 排 出 管 内 的 水 柱 倒 冲 泵 壳 内 叶 轮 ，叶 片 ， 以 延 长 泵 的 使 用 寿 命 。 气 缚 现 象 气 缚 现 象 ： 不 灌 液 ， 则 泵 体 内 存 有 空 气 ，由 于 空 气 液 ， 所 以 产 生 的 离 心 力 很小 ， 因 而 叶 轮 中 心 处 所 形 成 的 低 压 不 足 以将 贮 槽 内 的 液 体 吸 入 泵 内 ， 达 不 到 输 液 目的 。 说 明 ： 离 心 泵 无 自 吸 能 力 ， 启 动 前 必 须 将 泵 体 内 充

8、 满 液 体 。 2.1.2离 心 力 场 中 流 体 的 修 正 压 强 的 分 布 规 律 ZdzYdyXdxdp gdzdrrdp 2 1. 参 照 系 惯 性 系 ： 牛 顿 运 动 定 律 适 用 的 参 照 系 。 非 惯 性 系 ： 牛 顿 运 动 定 律 不 适 用 的 参 照 系 ， 除考 虑 物 体 间 相 互 作 用 力 ， 还 要 考 虑 惯 性 力 。2. 流 体 作 回 旋 运 动 时 流 场 中 修 正 压 强 的 分 布 规 律 z h r1 r2 r 据 流 体 静 力 学 微 分 式 ：在 离 心 力 场 中 ：X=r2 , Y=0 , Z =- g 流 体

9、 作 回 旋 运 动 时 流 场 中 修 正 压 强 的 分 布 规 律 结 论 ： r越 大 ， pm越 大 ； r越 小 ， pm越 小 圆 筒 内 侧 属 于 低 能 位 ， 外 侧 属 于 高 能 位 2 212212 vvpp mm constrgzp 2 22 积 分 得例 2-1， 见 书 62页 略离 心 泵 叶 轮 高 速 旋 转 时 ， 叶 轮 内沿 产 生 低 压 ， 外 沿 产 生 高 压 2-2离 心 泵 操 作 性 能 的 基 本 方 程 2.2.1 速 度 三 角 形 圆 周 速 度 叶 轮 带 动 流 体 作 回 旋 运 动 的 速 度 u 相 对 速 度 液

10、体 通 过 叶 轮 时 相 对 叶 片 的 速 度 w 绝 对 速 度 流 体 质 点 相 对 地 球 的 速 度 ， 即 圆 周速 度 与 相 对 速 度 的 合 成 c 2 2 22 2 2 2 2 22 cosw c u c u 2 2 21 1 1 1 1 12 cosw c u cu ucw wc crcu u 2.2.1速 度 三 角 形 其 中 c2可 分 解 为 两 个 分 量 : u2 w2 c2 2 2 c2rc2u c2 r =c2 sin 2 c2u =c2cos 2 c2u =u2 w2 cos 2 c2 r =w2 sin 2 = V/(2r2b2) w2 2.2.

11、2欧 拉 方 程 假 设 ： 叶 轮 内 叶 片 的 数目 为 无 穷 多 ， 即 叶片 的 厚 度 为 无 限 薄 ，从 而 可 以 认 为 液 体质 点 完 全 沿 着 叶 片的 形 状 而 运 动 ， 即液 体 质 点 的 运 动 轨迹 与 叶 片 的 外 形 相重 合 。 输 送 的 是 理 想 液体 ， 由 此 在 叶 轮 内的 流 动 阻 力 可 忽 略 。 离 心 泵 理 想 压 头 方 程 的 推 导 c2w2 u2cu2cr222 w1 c1u 1L2R2 R1L1 离 心 泵 的 基 本 方 程 的 讨 论 2T22222T ctgVbr2g uguH 欧 拉 方 程 叶

12、轮 外 沿 的 圆 周 速 度 叶 轮 半 径 叶 轮 外 径 厚 度 离 角TT BVAH 离 心 泵 的 理 论 特 性曲 线 。 1） HT与 叶 轮 的 转 速 及 叶 轮 的 直 径 D2有 关2T22222T ctgVbr2g uguH n HT u2 D2 HT 2） HT与 叶 片 的 几 何 形 状 有 关 gu22 前 弯 叶 片 : 902 180,ctg2 0 后 弯 叶 片 : 02 0 径 向 叶 片 : 2=90,ctg2 =0 2T22222T ctgVbr2g uguH HT HT HT= 2 2 u2 c2w2 2 u2c2w22 2 u2 c2w2 2(a

13、) (b) (c) v前 弯 叶 片 ， 动 压 头 的 提 高 大 于 静 压 头 的 提 高 ,冲击 损 失 大 。v后 弯 叶 片 ， 静 压 头 的 提 高 大 于 动 压 头 的 提 高 ， 其净 结 果 是 获 得 较 高 的 有 效 压 头 ， 冲 击 损 失 小 。 9090Vcba 2 90 2 = 2HT和 V关 系 曲 线HT 3） 理 论 流 量 与 理 论 压 头 的 关 系 上 式 表 达 了 一 定 转 速 下 指 定 离 心 泵 （ b2、D2、 2及 一 定 ） 的 理 论 压 头 与 理 论 流 量 的 关系 。 这 个 关 系 是 离 心 泵 的 主 要

14、特 性 。TT BVAH HT V 4） 液 体 密 度 222222 2 ctgVbrg uguH TT 离 心 泵 的 理 论 压 头 与 液 体 密 度 无 关离 心 泵 进 出 口 的 压 强 差 却 与 液 体 密 度 成 正 比 。 2.3离 心 泵 的 性 能 曲 线2.3.2离 心 泵 的 主 要 性 能 参 数 1.流 量 V(Q):单 位 时 间 内 泵 输 送 的 液 体 体积 ,m3/s。 V取 决 于 泵 的 结 构 ， 尺 寸 (叶 轮 直 径与 叶 片 的 宽 度 )和 转 速 。 2.扬 程 He(压 头 ):泵 对 单 位 重 量 的 液 体 所 提供 的 有

15、 效 能 量 ， 若 在 泵 的 吸 入 口 和 排 出 口 分别 装 上 真 空 表 和 压 力 表 并 取 2-2截 面 作 计 算则 : 12212212 2 zzguugppHe 2.3.2离 心 泵 的 主 要 性 能 参 数 3. 有 效 功 率 : 液 体 流 过 泵 实 际 所 得 到 的 功 率 ，用 N e表 示 N e=(g V)He 4. 轴 功 率 : 原 动 机 (电 动 机 、 蒸 汽 透 平 等 )传给 泵 轴 的 功 率 , 用 N a表 示 5.效 率 :泵 轴 通 过 叶 轮 传 给 液 体 能 量 的 过 程中 的 能 量 损 失 。 =N e/Na 水

16、 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 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 : 理 论 流 量实 际 流 量 /V 泵 内 液 体 的 泄 漏 2.3.3 离 心 泵 各 项 效 率 分

17、析 机 械 损 失原 因 ： 摩 擦 损 失机 械 效 率 M MVH 离 心 泵 总 效 率 ：(2)离 心 泵 的 实 际 压 头 2.3.4离 心 泵 的 性 能 曲 线 1.实 际 的 He V线 实 际 上 叶 轮 上 的 叶 片 数 目 是 有 限 的 6 12片 ，叶 片 间 的 流 道 较 宽 ， 这 样 叶 片 对 液 体 流 速 的 约 束就 减 小 了 ， 使 He有 所 降 低 。 液 体 在 叶 片 间 流 道 内 流 动 时 存 在 轴 向 涡 流 ， 其直 接 影 响 速 度 ， 导 致 泵 的 压 头 降 低 . 液 体 具 有 粘 性 。 泵 内 由 有 各

18、种 泄 漏 现 象 ， 实 际 的 V小 于 V T。 所 以 ， 实 际 的 He V线 应 在 HT VT线 的 下 方 , 实 际 的 He V曲 线 由 实 验 测 定 。 2.离 心 泵 的 特 性 曲 线 当 泵 转 速 n一 定 时 ， 由 实 验 可 测 得 H V， NaV， V， 这 三 条 曲 线 称 为 性 能 曲 线 ， 由 泵制 造 厂 提 供 。 供 泵 的 用 户 使 用 。 泵 厂 以 20 清水 作 为 工 质 作 实 验 测 定 性 能 曲 线 。 离 心 泵 典 型 的 特 性 曲 线 He V Na离 心 泵 的 特 性 曲 线 ） He V， VHe

19、， 抛 物 线 He=A BV2 ） Na V， VNa， 当 V=0， Na最 小 ） V， V 后 ， 存 在 一 最 高 效 率 点 ，此 点 称 为 设 计 点 。 V与 max对 应 的 H， V， Na值 称为 最 佳 工 况 参 数 ， 也 是 铭 牌 所 标 值 。 泵 的 高 效 率区 =92 max， 这 一 区 域 定 为 泵 的 运 转 范 围 。HeNa 3.影 响 离 心 泵 性 能 的 因 素 分 析 和 性 能 换 算 (1).密 度 的 影 响 泵 的 效 率 也 不 随 而 改 变 ， 所 以 He V与 V曲 线 保 持 不 变 。 变 Na也 变 . (

20、2).粘 度 的 影 响 Na 电 机 功 率 He V Na (3)离 心 泵 的 转 速 对 特 性 曲 线 的 影 响 比 例 定 律 ：2 21 1V nV n 22 21 1( )eeH nH n 32 21 1( )aaN nN n转 速 20 ， 不 变(4)离 心 泵 的 直 径 对 特 性 曲 线 的 影 响 2 21 1V DV D 22 21 1( )eeH DH D 32 21 1( )aaN DN D 切 割 定 律 ： 例 题 1 在 实 验 装 置 上 ， 用 20 的 清 水 于98.1kPa的 条 件 下 测 定 离 心 泵 的性 能 参 数 。 泵 的 吸

21、入 管 内 径 为80mm， 排 出 管 内 径 为 50mm。实 验 测 得 一 组 数 据 为 ： 泵 入 口 处真 空 度 为 72.0kPa， 泵 出 口 处 表压 强 为 253kPa， 两 测 压 表 之 间 的垂 直 距 离 为 0.4m， 流 量 为19.0m3/h， 电 动 机 功 率 为 2.3kw，泵 由 电 动 机 直 接 带 动 ， 电 动 机 传动 效 率 为 93%,泵 的 转 速 为2900r/min。 试 求 该 泵 在 操 作 条件 下 的 压 头 、 轴 功 率 和 效 率 ， 并列 出 泵 的 性 能 参 数 。 p1 p2 例 题 1 解 ： (1)

22、泵 的 压 头 在 泵 入 口 的 真 空 表 和 泵 出口 压 强 表 两 截 面 之 间 列 柏 努利 方 程 式 ， 在 忽 略 两 测 压 口之 间 流 动 阻 力 下 ， 可 得 测 量泵 压 头 的 一 般 表 达 式 为 : fe HgugpzH 2 2 guugppH e 24.0 212212 其 中 ： p1,g=-72KPa , p2,g=253KPap1 p2 mHe 45.3481.92 05.169.281.91000 10723524.0 223 ）（ smdVu /05.1)08.0(14.3 4194 2211 smdduu /69.2508005.1 222

23、112 补 例 1泵 的 轴 功 率 kwNa 139.293.03.2 泵 的 有 效 功 率 wgVHeNe 178445.3436001981.91000 泵 的 效 率 834.021391784 NaNe 泵 的 性 能 参 数 为 ： 转 速 n为 2900r/min， 流 量 V为19m3/h， 压 头 He为 34.45m， 轴 功 率 Na为 2.139kw， 效率 为 83.4%。 2.4离 心 泵 的 操 作 2.4.1离 心 泵 的 工 作 点 1.管 路 特 性 曲 线 fe HgugpzH 2 2 2KVgpzHe 42 252 2 88 gd Vd llgd Vl

24、lH eef 20 KVHHe 它 表 明 管 路中 流 体 的 流量 与 所 需 补加 能 量 的 关系 管 路 特 性 曲 线 的 影 响 因 素 阻 力 部 分 ： (1)管 径 (2)管 长 l 、 le 或 (3)相 对 粗 造 度 He V fH 的 增 加 V He 位 差 增 加 势 能 增 加 部 分 (1)位 差 (2)压 差 (3) 密 度 2.工 作 点 作 图 法 ： 离 心 泵 的 性 能 曲 线 （ H V曲 线 ）与 管 路 特 性 曲 线 的 交 点 ， 即 在 H V坐 标 上 ，分 别 描 点 作 出 两 曲 线 得 交 点 M点 。 计 算 法 ： 泵

25、的 性 能 曲 线 方 程 He=A BV2 管 路 特 性 曲 线 方 程 He=H0 K V2 两 式 联 立 求 解 He V 工 作 点 M 2.4.2流 量 调 节 1.单 台 泵 的 调 节 调 节 管 路 特 性 曲 线 ： 如 改 变 出 口 阀 的 开度 调 节 泵 的 性 能 曲 线 ： 改 变 泵 的 转 速 或 叶轮 直 径 2.比 较 He1 He V V1 He2 V2 V3He3 He1 He2 V2 V3He3 He V V1 比 较 比 较 ， 两 种 流 量 调 节 措 施 可 知 ： ） 用 阀 门 调 节 流 量 快 速 方 便 ， 且 流 量 可 以

26、连 续变 化 ， 化 工 生 产 中 应 用 最 广 。 其 缺 点 是 阀 门 关 小时 ， 流 动 阻 力 增 加 ， 要 额 外 消 耗 一 部 分 功 率 ， 且使 泵 在 低 效 率 点 工 作 ， 经 济 上 不 合 理 。 ） 第 二 种 方 法 在 泵 给 出 的 流 量 压 头 不 满 足 输 送压 头 时 ， 可 以 换 叶 轮 (一 般 泵 出 厂 时 均 带 另 一 不 同直 径 的 叶 轮 )或 改 变 转 速 来 调 节 。 不 额 外 增 加 流 动阻 力 ， 变 化 前 后 泵 的 效 率 几 乎 不 变 ， 能 量 利 用 经济 。 当 调 节 不 方 便 ，

27、 且 变 速 装 置 或 变 速 电 动 机 价格 贵 ， 一 般 只 有 在 调 节 幅 度 大 ， 时 间 又 长 的 季 节性 调 节 中 才 使 用 。 例 2 3(P71) 题 意 见 P72 解 ： 阀 全 开 时 ， 管 路 特 性 曲 线 ： 20 KVgpHHe 2 24042.03.10 042.081.91000 1081.923.00.8 V VHe 泵 的 特 性 曲 线 ： 2083.07.13 VHe （ 1） （ 2） 联 立 (1)(2)式 HeHe 22 042.03.10083.07.13 VV hmV 3m ax 2.8 例 2 3(P71) He V

28、13.7 10.3 8.22 7.2 13.3 10.5 阀 关 小 3.132.7083.07.13 083.07.13 22 ）（ VHe m 如 阀 门 全 开 ， 流 量 为 V=7.2m3/h,管 路 所 需 压 头mHe 5.10)2.7042.03.10 2 （ 因 阀 门 关 小 而 损 耗 的 轴 功 率 WgVHNa 13142.0 81.91036002.78.2 3 流 量 减 少 ， 泵 能提 供 的 扬 程 为 ： 补 例 2 如 图 所 示 管 路 中 装 有 台 离 心 泵 ， 离 心 泵 的 特 性曲 线 为 He 40一 7.2 104V2(式 中 V的 单

29、 位 为 m3 s)， 管 路 两 端 的 位 差 z l0m， 压 差 P10mH20。 用 此 管 路 输 送 清 水 时 ， 供 水 量 为 l0Ls， 且 管 内 流 动 已 进 入 阻 力 平 方 区 。 试 求 用 此 管路 输 送 密 度 为 1200kg m3的 碱 液 ， 阀 门 开 度 及管 路 两 端 条 件 皆 维 持 不 变 时 ， 碱 液 的 流 量 和 离 心泵 的 理 论 功 率 为 多 少 ? 解 ： 由 泵 两 端 截 面 间 的 机 械 能 衡 算 式 和 泵 的 特 性 方 程 式 可 得 ： 因 流 动 进 入 阻 力 平 方 区 ， 因 此 管 路

30、输 送 碱 液 的 K值 不 变 ， 此 时 的 管 路 持 性 方 程 可 由 两 端 截 面 间 的机 械 能 衡 算 式 求 得 当 供 水 量 为 10L s时 ， 泵 的 压 头 H 40一 7 2 104V2 32.8m，故 ： 由 泵 的 性 能 曲 线 方 程 及 管 路 特 性 曲 线 方 程 思 考 用 离 心 泵 输 送 清 水 给 某 设 备 中 水 温 20 ， 输 送管 线 如 图 。 在 泵 的 进 出 口 处 各 装 一 真 空 表 和 一 压力 表 。 当 离 心 泵 以 定 转 速 运 转 时 测 得 泵 的 流量 v， 压 头 He,泵 的 出 口 压 力

31、 P出 ， 泵 的 进 口 真 空 表P真 空 度 和 泵 的 功 率 N为 定 值 。 现 改 变 以 下 某 一 条件 ， 而 其 他 条 件 不 变 ， 问 以 上 5个 参 数 v、 He、 p出 、p真 空 度 、 N如 何 变 化 ? A： 当 出 口 的 A阀 关 小 时 ； B： 当 输 送 的 料 液 不 是 清 水 ,而 是 密 度 为1500kg m 3的 液 体 时 ： C： 当 泵 的 叶 轮 直 径 减 少 5%时 ， D： 当 泵 转 速 提 高 5%时 。 (1) 阀 门 A关 小 A He VV He Na 10f21011a Hg2uzzgpp 0 0 1

32、1 2 2 V 10f21 Hg2u P真 空 P2 2.离 心 泵 的 组 合 操 作 在 离 心 泵 的 特 性 不 合 要 求 ， 或 在 生 产 幅 度 变 化 较大 的 场 合 下 ， 如 没 有 合 适 的 泵 可 用 ， 则 采 用 泵 的 组合 操 作 是 一 种 解 决 办 法 。 组 合 方 式 一 般 有 并 联 和 串联 。 下 面 以 两 台 特 性 相 同 的 泵 为 例 ， 讨 论 组 合 操 作问 题 。 两 泵 并 联 两 泵 串 联 1)泵 的 并 联 (1)两 泵 并 联 的 合 成 特 性 曲 线 将 两 台 型 号 相 同 、 入 口 吸 入 管 路

33、相 同 的 泵 并 联 后 ，在 同 样 的 扬 程 (或 压 头 )下 ， 并 联 泵 的 流 量 应 为 单台 泵 的 两 倍 。 He V He并 V并 M M V并 V单 V并 2V单 单 台 泵 的 工 作 点 2).泵 的 串 联 (1)两 泵 串 联 的 合 成 特 性 曲 线同 时 在 同 样 的 流 量 下 ， 串 联 泵 的 压 头 为 单 台 泵 的两 倍 。 在 H V标 绘 出 两 泵 串 联 的 合 成 特 性 曲 线 ，将 单 泵 的 特 性 曲 线 纵 坐 标 加 倍 ， 而 横 坐 标 不 变 。 H串 H V V串 M M H串 H单 H串 2H单 单 台

34、泵的 工 作点 3)组 合 方 式 的 选 择 V2V1并 V1串 V1 V2串 V2并 He V 串 联 并 联 高 阻 V1V1并 V1串 低 阻 V2V2串 V2并 V V并 =V串 低 并 高 串 2.5 离 心 泵 的 安 装 高 度安 装 高 度 : H g1 汽 蚀 现 象2 汽 蚀 余 量问 题 ？3 最 大 允 许 安 装 高 度工 程 案 例 : 电 厂 锅 炉 高 压 水 泵 运 转 不 正 常 2.5.1 汽 蚀 现 象0-01-1： 20 1 1g f(0 1)2p p uH Hg g g H g， 则 p1,pk 当 pkpv 撞 击 叶 片 (水 锤 )汽 蚀伴

35、随 现 象 与 后 果 ： 振 动 、 噪 音 H e,q V , 严 重 时 qV=0 水 锤 冲 击 电 化 学 腐 蚀 叶 片 迅 速 损 坏 2.5.2正 常 安 装 高 度 必 须 满 足 的 条 件 要 避 免 汽 蚀 现 象 的产 生 ， 即 须 使 p K p v(t) 3.0 gpgp Vk 2.5.3离 心 泵 最 大 安 装 高 度 的 计 算 1.允 许 汽 蚀 余 量 h 1） NPSH(NetPositiveSuctionHead) 一 般 h与 泵 的 结 构 和 尺 寸 有 关 ， 由 实 验测 定 ， 并 同 标 绘 于 性 能 曲 线 图 上 。 2 ,2

36、0.32k f kuh Hg 允 影 响 因 素 ：流 量 ： V增 大 ， h允 增 大泵 结 构与 液 体 种 类 、 温 度 无 关 允 许 气 蚀 余 量 计 算 安 装 高 度 的 推 导 KffKVg HHgugpHgp 2,21,2m ax,1 23.0 3.02 2,2 KfK Hguh允令 21,1m ax, fVg HhgpgpH 允 K1 1 2 2 3） 安 装 要 求吸 入 管 径 常 大 于 压 出 管 径吸 入 管 不 安 装 调 节 阀实 际 安 装 高 度 小 于 最 大 安 装 高 度 讨 论 ： 与 当 地 大 气 压 有 关 与 工 作 流 体 的 种

37、类 、 温 度 有 关 与 h允 有 关 与 吸 入 管 阻 力 损 失 有 关1,m ax 1Vg fppH h Hg g ， 2允 2） 最 大 安 装 高 度 计 算 例 题 ： 用 油 泵 从 贮 罐 向 反 应 器 输 送 异 丁 烷 ， 密 度530kg / m3， 罐 内 液 面 恒 定 ， 且 上 方 绝 对 压强 为 6.65 kgf / cm2， 吸 入 管 压 头 损 失 为1.6m， 饱 和 蒸 汽 压 为 6.5 kgf/cm2， 泵 的 气 蚀余 量 为 3.15m， 确 定 泵 的 安 装 高 度 。 P1 = 6.65 98100 Pa PV = 6.5 981

38、00 Pa Hf12 =1.6 m h允 = 3.15 m Hg,max = -1.92 m 泵 应 安 装 于 罐 液 面 下 1.92m之 下1,m ax 1 2Vg fP PH h Hg 允解 ： 2.允 许 汲 上 真 空 高 度 计 算 安 装 高 度gpgpHs 允允 ,21, 21,22,m ax, 2 fsg HguHH 允Hs,允 的 影 响 因 素与 当 地 大 气 压 有 关与 工 作 流 体 的 种 类 、 温 度 有 关与 泵 的 结 构 有 关与 流 量 有 关 令 ： 实 验 条 件 为 大 气 压10.33mH2O， 20 清 水 测定 的 Hs,允 表 示 为

39、 HS gpgpHH Vss 0, 24.033.10允 若 被 输 液 体 的 物 性 与 水 不 同 ， 且 操 作 条 件 与 标定 条 件 不 符 时 ， 则 须 换 算 Hsguh 209.10 22允 例 题 ： 某 离 心 泵 在 样 本 中 查 得 允 许 吸 上 真 空 度 为6m， 现 将 泵 安 装 在 海 拔 高 度 500m处 ， 水 温 40度 ，问 （ 1） 修 正 后 的 Hs? （ 2） 若 吸 入 管 路 压 头 损 失 为 1m， 动 压 头 为 0.2m，该 泵 安 装 在 离 水 面 5m高 处 是 否 合 适 ？解 ： 1、 水 40 ， P v =

40、 55.32 mmHg, 500 m处 Pa = 9.74 mH2O， Hv = 55.32 / 760 10.3=0.75mH2O Ha = 9.74 mH2O Hs=Hs + ( Ha - 10) - (Hv - 0.24) =6 + (9.74-10)-(0.75-0.24) = 5.23 Hg = Hs u21/ 2g Hf = 5.23 0.2 1 = 4.03 m 计 算 的 允 许 安 装 高 度 值 (4.03m)低 于 实 际 安装高 度 值 (5m),因 此 泵 安 装 高 度 不 合 适 。 2.6离 心 泵 的 类 型 和 选 型2.6.1 离 心 泵 的 类 型v清

41、水 泵 （ IS型 ， D型 ， S型 ）v耐 腐 蚀 泵 （ F型 ）v油 泵 （ Y型 ）v杂 质 泵 （ P型 ） IS型 单 级 单 吸 离 心 泵 性 能 范 围 ： V6.3 400m3/hH5 125m D型 多 级 离 心 泵 ， 在 同 一 根 轴 上 串 联 多 个 叶 轮 。 性 能 范 围 ： V6.3 580m3/hH50 1800m S型 双 吸 泵 ， 在 同 一 泵 壳 内 有 背 靠 背 的 两 个 叶 轮 ， 从 两侧 同 时 吸 液 。 性 能 范 围 ： Q50 14000m3/hH8.7 250m 输 送 酸 、 碱 腐 蚀 液 体 ， V:2400m

42、3/h,He:15105m 输 送 石 油 产 品 以 及 易 燃 易 爆 化 学 液 体 ， V:6.5500m3/h,He:15105m输 送 稠 厚 浆 液 及 悬 浮 液 ， 分 污 水 泵 、 砂 泵 和 泥 浆 泵 。 离 心 泵 类 型 离 心 泵 的 选 型 2.6.2离 心 泵 的 选 型 1依 据 被 输 液 体 的 性 质 及 操 作 条 件 ,确 定 离 心 泵 的类 型 。 2确 定 输 送 系 统 的 流 量 和 压 头 。 V一 般 为 输 送 任务 ， 如 V变 化 ， 则 取 Vmax考 虑 。 根 据 输 液 管 路 的安 排 ， 用 柏 努 利 方 程 确

43、 定 He。 3选 择 泵 的 型 号 。 型 号 确 定 ： 依 据 V， He从 泵 样 本 中 的 性 能 特 性 曲线 或 性 能 表 来 确 定 合 适 的 型 号 。 4核 算 泵 的 轴 功 率 5确 定 泵 的 安 装 高 度 。 例 ： 将 20C的 清 水 从 贮 水 池 送 至 水 塔 。 已 知 塔 内 水面 高 于 贮 水 池 水 面 13m。 水 塔 及 贮 水 池 液 面 维 持 恒定 ， 且 均 与 大 气 相 通 。 输 水 管 为 1404.5mm的 钢管 ， 总 长 为 200m(包 括 局 部 阻 力 的 当 量 长 度 )。 要 求送 水 流 率 不

44、低 于 95m3/h。 现 拟 选 用 4B 20型 水 泵 ，但 转 速 为 2900rpm时 ， 其 特 性 曲 线 如 附 图 ， 问 此 型号 水 泵 在 管 路 上 工 作 是 否 合 适 ？ 泵 在 运 转 时 的 流 率 、轴 功 率 及 效 率 各 为 多 少 ？ V VVVV 解 ： 管 路 特 性 曲 线 方 程 为 在 1,2截 面 间 列 伯 努 利 方程 20 KVHHe 252 )(813 Vgd llH ee 252 133.081.914.3 20002.0813 VHe 200857.013 VHe 2 标 绘 管 路 特 性 曲 线VL/s 0 4 8 12

45、 16 20 24 28He,m 13 13.14 13.55 14.23 15.2 16.43 17.94 19.72在 泵 的 特 性 曲 线 图 上 做 管 路 特 性 曲 线 路 2.8其 他 类 型 泵 与 风 机 一 往 复 泵 一 往 复 泵 1.结 构 泵 缸 、 活 塞 、 活 塞 杆 、 吸 入 阀 、 排 除 阀 等 2. 工 作 原 理 通 过 活 塞 的 往 复 运 动 以 静 压 能 的 形 式 直 接 向 液 体提 供 能 量 。 3.流 量 特 点 V 单 动 泵 理 论 流 量 QT=A*S*n/60m3/s（ n-l/min）v流 量 与 管 路 无 关 只

46、 由 泵 决 定v不 均 匀 性 ,加 气 室 、 双 动 、 多 缸v流 量 调 节 ： 旁 路 调 节 、 改 变 转 速 和 行 程 往 复 泵 性 能 曲 线 V He M 4.性 能 曲 线 He与 V无 关 （ 这 又 与 离 心 泵 不 同 ） ， He受 管 路 的 承 压 能力 限 制 。 泵 性 能 曲 线 管 路 特 性 曲 线 5.扬 程 ： 在 电 机 功 率 范 围 内 ， 由 管 路 特 性 曲 线 决定 6.有 一 定 的 自 吸 能 力 。 吸 上 真 空 高 度 也 随 大 气 压（ pa） ， 密 度 （ ） 和 液 温 变 化 而 变 化 ， 所 以 往

47、复 泵 的 吸 上 真 空 高 度 也 有 一 定 限 制 。 7安 装 ： 不 安 装 出 口 调 节 阀 ， 但 也 有 气 蚀 8正 位 移 性 泵 的 排 液 能 力 只 与 泵 的 几 何 尺 寸 有关 ， 而 与 管 路 情 况 无 关 ， 又 压 头 与 流 量 无 关 ， 受管 路 的 承 压 能 力 所 限 制 ， 这 种 特 性 称 为 正 位 移 性 二 ： 其 它 化 工 用 泵 1. 非 正 位 移 泵轴 流 泵旋 涡 泵2. 正 位 移 泵隔 膜 泵计 量 泵齿 轮 泵螺 杆 泵 三 .气 体 输 送 机 械 1 按 结 构 分 ：v离 心 式 ： 离 心 风 机v

48、往 复 式 ： 往 复 式 压 缩 机v旋 转 式 ： 罗 茨 鼓 风 机v流 体 作 用 式 ： 喷 射 泵 2 按 进 出 口 压 强 差 分通 风 机 ： 压 缩 比 达 11.1， 出 口 压 强 0.3MPa(表 ）气 体 减 压 机 械 ： 压 缩 比 达 10， 进 口 0.1MPa 叶 轮 叶 轮 按 其 结 构 形 状 分 有 三 种 ： 闭 式 ： 前 后 有 盖 板 ， 叶 轮 后 盖 板 上 开 有 若干 个 平 衡 小 孔 ， 以 平 衡 一 部 分 轴 向 推 力 。 半 闭 式 ： 前 有 盖 板 ， 叶 轮 后 盖 板 上 开 有 若干 个 平 衡 小 孔 。

49、敞 式 （ 开 式 ） ： 前 后 无 盖 板 。 闭 式 效 率 最 高 ， 适 用 于 输 送 洁 净 的 液 体 ，不 适 于 输 送 浆 料 或 含 悬 浮 物 的 液 体 。半 闭 式 和 开 式 效 率 较 低 ， 常 用 于 输 送 浆 料或 悬 浮 液 。 敞 开 式 叶 轮 半 闭 式 叶 轮 闭 式 叶 轮 叶 轮 按 吸 液 方 式 分 有 三 种 ：单 吸 ： 液 只 有 一 侧 被 吸 入 。双 吸 ： 液 可 同 时 从 两 侧 吸 入 ， 具 有 较 大 的吸 液 能 力 。 而 且 基 本 上 可 以 消 除 轴 向 推 力 。 允 许 汲 上 真 空 高 度 21,22,2m ax,1 2 fg HgugpHgp 允 在 12间 列 伯 努 利 方 程 1 1 2 2 21,22,m ax, 2 fsg HguHH 允 21,22,21m ax, 2 fg HgugpgpH 允 gpgpHs 允允令 ,21, 允 许 汲 上 真 空 高 度 的 换 算 2-K之 间 列 柏 努 利 方 程 KfKV Hgugpgugp 2,222,2 23.02 允 guhgpgp V 2 22,2 允允 guhH guhgpgpgpgp s V 224.033.10 222 220,20 允 允允 22209.10 sHguh 允 K1 1 2 2