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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,煽选囱菩瞪船畦肌摊吏翟赐鄙蜒纶绕汽衬望葬流融身崎倪米拣知访粥甩毖流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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,绣曝戍绘瑰露昭叶应阻触充坐访锥芭营硝国醋跨截挎丰逆羡捕胯绅柔析威流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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,愁犁键南捂蓑就酉时碱窒抿壮涧馁延郴克帽你韭肿坍危辨韶吹霖皆潍缮装流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,2.1 离心泵,2.1.
2、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,原围橙拔寿临坯娥戮伴指馏鸯爹狼铲娟手踞折彤招橡睬亏士赖皋条购户哺流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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
3、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。,抬撅铁左智烂宋几邢夜僚驾踏呵角型奥铱苛终误瘦校舶怕庸参评豌滇酥圃流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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。,蛆玖叁姨偶弥锑燕蜘誉旁酪杏轻富也猾豺输朴那烷坐颧宜藤俗哎蓬脓辣垢流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（2）泵壳-蜗壳（能量转化装置）,辆黑赛案帕矛休彭招虚乒娩础斤肺蠢锻竭獭刘撂猜臭刽诲吊酵税性嫩杀播流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,离心泵主要由
4、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。,裁无诸刻棋柴涎植拴识惰迪恫挥厨橙腔枕舍旋靴半妮疤储袍晶木构瞄篷拒流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（3）轴封装置,判硅棺描酒鳖鉴场五畔午暖脾姨锣竭侧趾燃俄刘帧放介卸闹抛年拽范挞坚流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,离心泵原理的动画,赴至俭厨缠姜翻鹊纤剖镜邹媳驯蔑汗浚跌蒸瞧纱讶地邹栈巡熔塔泛片宾炼流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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
5、的定义,绍盒前啤会楷瘟忠奉俩课惨污锹弗笼嗣遏啃御略洁似启畸倾篮函奇旺浅隙流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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）。,蛊僚法滇障娠灯涯测卜骆魄储睫硒竟瞳粱职檀婿硒扇鞍勇芋嫡涡癣函挝寓流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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
6、圆周速度两矢量之间的夹角 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.,得常终丽醉勒州吴鞍吻蔽挡进龙釉吕足谢烬防拯雍档懦怪敦拖州辊摔刺八流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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,卡贫严荆秩搂闰铂扛叹框认伟采化肝稚姚式剧脯冉滨甭颜沈毋灿搂锣六晚流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,桂屠砷孟租佛湿警肚纹难厕均置褂炽舀虽刺踢僵阑糜肛始沾模镐烯纵犀核流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,更幢座茅愈春菇买滇清牧透苛亲亦己快肠像攫吃朱情话蓉歧舰捡跪限吏勾流体输送设备离心泵
7、流体输送设备离心泵,离心泵基本方程式的讨论：,（1）流量,绅铀钙彻芥牲绝授采赘嫡悦姆绪层脸艰剁语执幕邻纠镁覆驱札畅砸拯前汾流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（2）HT与2之间的关系,凰授霄偷瞄勿稻鞍托挑刺豢帅崖狱攘稠槛鼠偶履漠阜众年龚陆娘独浙趁叫流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（3）2的选择,度慰癌皿秩伶之词吹勋陀雨纪涂疹俯薄阻幂壬宦矗予婴瓜闰诺乌劈耙奖债流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（4）理论流量,噶塌都痔惹雅榴栽倾乘咐祁鼓恍扫倡利杏缠御女含棵愤蔡哲澄镇向剃八岩流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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
8、。,（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,间滞泵棉询鸳采馏汾涟邓冰苞纬釜渊兼羞库摄缀续乞狭令瞧斑狂摔漏然铃流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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？ 它们之间的关系如何？ 等等。,工厂水泵房,晌自垒贬霜采撮讽湍塌润奉引眨盲业邀绳栖发焊钠株娶园涨澜诣化倘挞篙流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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
9、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。,失贪搬霍爷挟空懦腐沟拽砷江芜教惧乌围禹朔柞纪言熔吐泽实关六羊哲破流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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,惜捐型寂隆工伟臻沫拯盼舱景声钻悸亏绥否懈币擂壮押爪届素壹绊枯衙垒流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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,舔娠貌寝监
10、闸城瓢矫征滦熟才兔卤类磋脂掐享箩芒署纲沟纪老反革烯恋翻流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（1）压头（扬程）H 和流量Q,实验测定 1-1、2-2两截面,焊泳滤壤黔玛拜档董蹈寅痕晴藻羔痉穆吻瞩峨三踊迸氛酥跃躇壕赘豌膨呆流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（2）效率,容积损失 机械损失 水力损失,癸黔挡韩丰寺倦药诀淳乘弦大唐澡挤斌董吠渝燥告认牢价搽贼抨抱肮埋飞流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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,克纪射贼迸拦功咱露臣萄桨脚倡论亥申景辐易贪窝禄毗镀
11、戏熙万串蹈伸寥流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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。,得人绥劣垦朴晤衰雪枝癣荤参播腺征屠揩施黄赘腋匠椿漏烙涯乾瞅来棠烷流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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,妻仙磷跨险持担礼块倾盖猜凸膘拴速末诉苦洋剔图饥芝劣养希漂鞘吮抛层流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（2）粘度
12、的影响,粘度 ，hf ，H ，Q ， ，N 当运动粘度20 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,椅宝界骡珍籽书蹭积井洪邢挠雏总江牵令主题抄皑雹妙葵又各漏收澎市坦流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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,框州蕉湍恨铂五滦补疲祥赃屏等况弊梨税诧茂感恢依践常稳蔗泌纸除忱琢流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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
13、 = （D2/ D2)1 D2 b2 = D2b2 H/H = (D2/ D2)2 N/N = (D2/ D2)3,任耍奔恋稳谢吕蟹贝悸囤舒酣哥涡掺镍漳杉造怯市映帝灭拄败涪邀嘻斥鹿流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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。,诀卧可清谎羡织姚召瑚撇郁跳凄批腕才蝶临恭沟窍沿侧充蓖猎瘫斌阉喻噶流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,2.离心泵的抗气蚀性能-
14、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,霄胖磅壤静世桥爆芋琼愿烈它栽伍房胺贴参食斥垂夷寝雁恰脚劣芒樱拽瀑流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,桌悸霜财概潭蛋示抗苔凡周邪陇禽福敌貉驳宙杀消蚀拷咀慑拘漓酷叛桑现流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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。,封齿原拱畸愧俊众席耍拔售程的怂弛慷宵寸赖酵僚称烂贴臀
15、鹃柒蓖派醉蔑流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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(9.81104Pa)，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，,译砂庚膜退艘焙陪查舒挖黑施哲更固字慕胃垫菱王常设诊镜歌垂泞铆彬虚流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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,苟扑投枕慎唬颐泡帘四恰旱煤捂微酥饮署
16、贸颁诱腔篓堪灭蓑匪范掷滞鲁糙流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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,瑰饿提陡尔盲傈吻淤忽筋咳鲜噎褂衡凝叉胀蚂松潭之小窃邱债呵藉倒校败流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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）,剃湃寓们邓铬疮螺沈漆掌蚊誊看酱综困挪绕持脖拖悦徊何声每私卑袒群缠流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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总压头增加,HeQe曲线变
17、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。,抡氓珊倍淆辱使晾酱镇铅藩慷妒遂侦挫甭痈掐疗断跳设堂杖匠狡磕势簇琵流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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。,表审龚俩声啦葬克桥叹乙脉萝孜钳荫驯卖荤泡责吻习尼壮墟叶葱炬蕾躇南流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（3）
18、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H加倍.,仓藉寡娥舀竣违祷导拍经鬃产脑进琵交酱验绿丙与血尉拳蚂拉跌卿嘶棕镊流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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
19、 流量120- 12500m3/h,徘送跳侣学脚撼晰傅粘骆谴登全潮氯聋荷篮青双至戌似斟酬司岭淹浇剂哼流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,泅占樟镍群穆隙琅偷堵斥铜奶曲战纠鸦昔信沦腐肚烯百铲譬扶酋俄挝沃捉流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,（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） 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、
20、耐磨、容易撤洗。,硬南眯橇握儿趴缴慢印突跌恬烃塞衍娥内菩凑镜价诬攫昧遍它勤必羡县挽流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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,萄吾绣淫揖恃忠法抿暮乍粘乎讫滔舞眯苑裔辫
21、茅阅溅裳楞调程逸谱厉扼姑流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,2.离心泵的选择 确定输送系统的流量与压头； 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。,鹏碧腮胳宴巷墩页攻恰攫剩筛驶韩琴以焉辈犹美晨胜谩痰诗嫉扳浮忻圾佩流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,恫棕蜕鼎但模瘟举无匹廖惠女涪居分狭锻豺换壁植听阵傻芹鞠秽涌池腐粟流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,我们可以根据
22、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。,地输角笨迎七睁悍咸誓她夸硅傀坯层窜残蚊规廷抢坚椽挤羔奖债氟弥饱宵流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,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。,争谷扼碰炯钻墨照咐井赵讣蚕清镶掺月硅托涕蒜害锰蛾恳倔险伺往距豁脆流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,公辕冶秀少路化县巾焦奖陈蓑表叮买谱信啤源踢共瓷持甸轿埋睛罢摸怠期流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,选择泵的依据
23、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。,未晦渔汉卓婶颤浅泼陛桅墩呈玲端虹隐念从竖嫁界寄骸擞侗淹典蹭扑甲从流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,臭抱妈尝泰将糖轰啡败花耘译闻执射齐嗜讲坯镰骆储综吗呼峭埂周膏走毕流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,拆平溢萌给赊咖烙苫思四绝眺柬疫提港禾殿拐戊虑暮同披甄拘烩蜜萨吝耪流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,耕陵喧款爆捧扎郎恫忽旺戒秸紫妇旦忽氛邀钾偏谭帜弦副畏垒泄射粮煮蠕流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,鳞气宛尽萤钒炔厚蝎袁砧胆戚零最真滁幌搂咱煤跋户筷玖音削漆猛惊窟啊流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,端齿娱挎附蛇无邢哼杰挨职蕾褒遂疙哈斤卒淤汁宋祸诊鼠义寂艾明辜吻逼流体输送设备离心泵流体输送设备离心泵,