《流体输送设备离心泵.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体输送设备离心泵.ppt（59页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、化工原理多媒体课件 化学化工学院,第2章 流体输送设备 2.1 离心泵,离心泵 往复泵 输送流体泵 旋转泵 计量泵 流体输送设备 旋涡泵 通风机 输送气体风机 鼓风机 压缩机,升高压力（静压能增加） 向流体作功以提高其机械能的装置 升高位置（ 位能增加） 克服沿途阻力,2.1 离心泵,2.1.1 离心泵工作原理和主要部件 2.1.2 离心泵的基本方程式 2.1.3 离心泵的主要性能参数和特性曲线 2.1.4 离心泵的气蚀现象和允许安装高度 2.1.5 离心泵的工作点和流量调节 2.1.6 离心泵的类型、选择和使用,2.1.1 离心泵工作原理和主要部件,1.工作原理,开动前-灌满液体-开动后 叶
2、轮旋转-产生离心力-液体由叶 轮中心抛向外周-压力增加-以 1525m/s高速流入泵壳-壳内减速 -动能转化为压力能-排出-进 入排出管路。 气缚-离心泵启动时,如果泵内存 有空气,由于气体密度很低,因而叶轮中 心区所形成的低压不足以将贮槽内的液 体吸入泵内,虽启动离心泵也不能输送液 体。 灌泵与底阀、滤网、调节阀。,2.主要部件,（1）叶轮,开式 心脏部件叶轮 半开式 闭式 平衡孔叶轮后盖板上钻有小孔，以把后盖板前后的空间连通起来。,（2）泵壳-蜗壳（能量转化装置）,离心泵主要由叶轮和泵壳组成。泵壳内必须先充满液体，叶轮高速旋转，把液体甩向叶轮外缘。高速度产生高动能。由于泵壳通道，设计成逐渐
3、扩大的形状，高速流体逐渐减速。由动能转变为压强能，表现为具有高压的液体。,（3）轴封装置,离心泵原理的动画,2.1.2 离心泵的基本方程式,1-1和2-2截面列柏努利方程,1.压头的定义,2.理论压头,理论压头在理想情况下离心泵可能达到的最大压头。 HT=f(Q)f（泵结构、尺寸、转速、Q） 假设 叶轮无厚度，数目无限多（无倒流记录）； 理想液体（液体无粘度，无阻力损失）。,C1点1的绝对速度 沿叶片切线方向运动1， 圆周速度u1与旋转圆周相切 C2点2的绝对速度 沿叶片切线方向运动； 圆周速度u与旋转圆周相切 流动角：相对速度与圆周速度反方向延线的夹角 表示绝对速度与圆周速度两矢量之间的夹角
4、 及的大小与叶片的形状有关 速度三角形中各速度间的数量关系满足余弦定理 叶片的形状影响液体在泵内的流动情况以及离心泵的性能.,3.离心泵基本方程式的推导,叶片进口与出口之间应用柏努利方程,离心泵基本方程式的讨论：,（1）流量,（2）HT与2之间的关系,（3）2的选择,（4）理论流量,（5）液体的密度,由离心泵的基本方程式可知,离心泵的理论压头与液体的密度无关。,（6）离心泵的实际压头和实际流量, 叶片间的环流损失 压头损失 阻力损失 冲击损失,2.1.3 离心泵的主要性能系数与特性曲线,这是工厂水泵房。泵的流量多大？能将流体送到多高的位置，即泵 的压头多少？消耗多大功率？机械效率多少？ 它们之
5、间的关系如何？ 等等。,工厂水泵房,泵性能实验原理图。泵的流量，压头，功率，效率之间的关系，可以用实验方法测得。在这套实验装置中，水是循环的，水泵前后安装了真空表和压力表，还有流量计和电功率表。改变水的流量，读得真空表，压力表，功率表数据，即为一组数据。读1015组数据，就可以得到泵性能曲线。,这是泵性能测定装置，它既可以测定泵性能曲线，还可以测定管道 阻力系数。,泵性能实验装置,1.离心泵的主要性能参数,转速 n 流量 Q 压头（扬程）H n一定，Q可调，H、N、=f（Q） 轴功率 N 铭牌上的数值是最高效率下的性能 效率 气蚀余量,（1）压头（扬程）H 和流量Q,实验测定 1-1、2-2两
6、截面,（2）效率,容积损失 机械损失 水力损失,（3）轴功率N,轴功率N：泵轴所需功率 有效功率Ne：液体从叶轮获得的能量， 效率：NNe 传动效率：传= N/ N电 配套电机功率 N电=N/传,2.离心泵的特性曲线,离心泵的特性曲线一般由H-Q、N-Q及-Q三条曲线组成。,(1) HQ曲线,压头H ，流量Q (2) NQ曲线,N ，当流量Q (3) Q曲线,Q ， 极大值 Q ， 离心泵工作点在最高效率点附近工作。,3.离心泵性能的改变和换算,（1）密度的影响,Q与无关 HQ不变 H与无关 Q不变 N与成正比 N-Q变化,（2）粘度的影响,粘度 ，hf ，H ，Q ， ，N 当运动粘度20
7、cSt（历沲），210-5 m2/s 用简图修正 Q=CQQ H=CHH =C 查图2-14与2-15 求CQ、CH、C,（3）转速的影响,比例定律1、2、3次方 Q/Q = n/n H/H =（n/n）2 N/N =（n/n）3,（4）叶轮直径影响,切割定律：叶轮外周切割使D2变小，1、2、3、次方 D2 减小，b2增大 , Q/Q = （D2/ D2)1 D2 b2 = D2b2 H/H = (D2/ D2)2 N/N = (D2/ D2)3,2.1.4 离心泵的气蚀现象与允许安装高度,1.离心泵的气蚀现象,吸入液体，泵入口处形成低压，提高泵的安装高度，导致泵内压力降低，入口处压力降至低于
8、或等于液体饱和蒸汽压，液体气化，低压区-高压区-气泡凝结或破裂，产生频率很高瞬时压力很大的冲击-气蚀现象。,2.离心泵的抗气蚀性能-气蚀余量和允许吸上真空度,（1）离心泵的气蚀余量 定义:,在泵入口1-1和叶轮入口k-k两截面间列柏努利方程式,（2）离心泵的允许吸上真空度,为避免气蚀现象,泵入口处压强P1应为允许的最低绝对压强.习惯 上常把P1表示为真空度.当大气压强为Pa,则泵入口处最高真空度为Pa- P1.真空度以输送液体的液柱高度计量,称为离心泵的允许吸上真空度。,HS值越大，泵抗气蚀性能好；Hg越大， HS= f（泵结构、流量、液体性质、大气压强）， HS实验测定（大气压为10mH2O
9、(9.81104Pa)，20，清水） HSQ曲线，Q增加，HS减小 ，最大流量时的HS计算安装高度 其它液体，,（3）离心泵的允许安装高度(允许吸上高度),离心泵的允许安装高度(允许吸上高度)是 指泵的吸入口与吸入贮槽液面间允许达到 的最大垂直距离,以Hg表示 00与11列柏努利方程式,2.1.5 离心泵的工作点与流量调节,1.管路特性与离心泵的工作点,（1）管路特性方程式和特性曲线,（2）管路特性方程式和特性曲线, 作离心泵特性曲线 作管路特性曲线 交点-工作点M 泵安装在管路中的实际压头、 流量（He、Qe）,2.离心泵的流量调节,（1）改变阀门的开度,阀门开度减小，hf增加，Hf总压头增
10、加,HeQe曲线变陡，工作点由M变化到M1，QM1减小，HM1增加； 阀门开度增加，hf 减小，Hf总压头减小,HeQe曲线变平缓，工作点由M变化到M2，QM2 增加 ，HM2 减小。,（2）改变泵的转速n,泵的转速n提高到n1，泵的特性 曲线HQ向上移，工作点M 变至 M1，流量QM1增加，HM1增加。 泵的转速n降低至n2，泵的特性 曲线HQ向下移，工作点M 变至 M2，流量QM2降低，HM2降低。,（3）离心泵的并联和串联操作,离心泵的并联操作 管路特性曲线不变；离心泵的并联后特性曲线的压头H不变,流量Q加倍。 离心泵的串联操作 管路特性曲线不变；离心泵的串联后特性曲线的流量Q不变,压头
11、H加倍.,2.1.6 离心泵的工作点与流量调节,1.离心泵的类型,（1）清水泵(IS型、D型、Sh型),IS型水泵单级单吸悬臂式 扬程范围 8-98m 流量.- 360m3/h D型多级离心泵 叶轮级数级 扬程范围14351m 流量4.5- 360m3/h Sh型双吸离心泵 叶轮有两个吸入口 扬程范围9140m 流量120- 12500m3/h,（2）耐腐蚀泵（型） 特点：耐腐蚀材料，密封要求高 扬程范围 15-105m 流量2- 400m3/h （3）油泵（型） 特点：有单吸和多吸、单级和多级（2-6级），密封要求高 扬程范围 60-603m 流量6.25- 500m3/h （4）杂质泵（型
12、） 类型：污水泵、砂泵、泥浆泵 特点：叶轮流道宽、叶片数目少，常采用半闭式或开式叶轮 要求：不易被杂质堵塞、耐磨、容易撤洗。,IS100-80-160 IS-单级单吸离心水泵； 100-泵的吸入口内径，mm； 80-泵的排出口内径，mm； 160-泵的叶轮直径， mm 40FM1-26 40-泵的吸入口内径，mm； F-悬臂式耐腐蚀离心泵； M-与液体接触部件的材料代号（M表示铬镍锰钛合金钢）； 1-轴封类型代号（代表单端面密封）； 26-泵的扬程，m 100Y-120 100-泵的吸入口内径，mm； Y-单级离心油泵； 120-泵的单级扬程； 2-叶轮级数,2.离心泵的选择 确定输送系统的流
13、量与压头； 选择泵的类型与型号； 核算泵的轴功率。 3.离心泵的安装与操作 安装高度必须低于允许吸上高度，以免出现气蚀和吸不上 液体尽可能减小吸入管路的流动阻力 启动前必须向泵内充满待输送的液体 启动时，出口阀关闭；停泵时，先关闭出口阀 运行时应定时检查和维修，注意泵轴液体泄露、发热。,我们可以根据实验读得的真空表，压力表，流量计，功率表的读数，计算得到泵提供的压头H，泵功率Ne，泵效率。从这个例题，我们学会计算泵功率Ne。解决了第二讲中的第二个问题，计算泵功率Ne的问题。,虚拟泵性能实验, 点击“虚拟泵性能实验” 可以进入实验操作，学生可以根据提示，自己在网上操作实验了。,选择泵的依据是，计算管道中需要泵提供的压头H和需 要输送的液体流量Q，然后查泵样本就可以了。,