第二章流体输送机械.ppt
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1、第2章 流体输送设备,在化工生产中,常常需要将流体从低处输送到高处,或从低压送至高压,或沿管道送至较远的地方。为达到此目的,必须对流体加入外功,以克服流体阻力及补充输送流体时所不足的能量。为流体提供能量的机械称为流体输送机械。气体与液体不同,气体具有可压缩性,因此,气体输送机械与液体输送机械不尽相同。液体输送设备-泵;气体输送设备-风机;作用:用于流体的输送或加压;向系统输入能量,补充所需机械能,租郸悲玻哗俐哎胎硬滞摊检释缮冬到饮类叫截烦音纱溶几宋缎疹懒涝嫩爷第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,离心泵:是借高速旋转的叶轮使液体获得能量的。容积泵(正位移泵):是利用活塞或转子的挤压使流体升
2、压以获得能量的。离心泵是化工生产中最常用的一种液体输送机械,它的使用约占化工用泵的8090。2.1 离心泵2.1.1 离心泵的工作原理和主要部件,斋单桑膛夷谎簧妒尧傣吝堵白糊酬痴姐找持缀偶乳溉琵符宋柠袒珠唉五花第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,1 离心泵的工作原理当离心泵启动后,泵轴带动叶轮旋转,叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围,以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大,大部分动能转变为静压能。于是液体以较高的压力,从压出口进入压出管,输送到所需的场所。,绘坟密炯帮刊蹦蒂被协迟甭综平砒碾籽猛国迷瞧逻窃关
3、热跋寨纵祟秋钵桐第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,输送原理:泵轴带动叶轮旋转液体旋转离心力(p,u)泵壳,A u p液体以较高的压力,从压出口进入压出管,输送到所需的场所。中心真空吸液 气缚现象:启动前未灌泵,空气密度很小,离心力也很小。吸入口处 真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵,但不能输送体。此现象称为“气缚”。说明离心泵无自吸能力。防止:灌泵。生产中一般把泵放在液面以下。底阀(止逆阀),滤网是为了防止固体物质进入泵内。,甲断余惊细裴的问例爽裕茵旗先巨靡拭健跨塌馋锑冉啪伯哩扣方叹炸御彤第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,2 离心泵的主要部件1 叶轮叶轮是离心泵的最重要部件
4、。其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都有所提高。按结构可分为以下三种:()开式叶轮:叶轮两侧都没有盖板,制造简单,效率较低。它适用于输送含杂质较多的液体。()半闭式叶轮:叶轮吸入口一侧没有前盖板,而另一侧有后盖板,它适用于输送含固体颗粒和杂质的液体。()闭式叶轮闭式叶轮叶片两侧都有盖板,这种叶轮效率较高,应用最广。,微遍辫策诲病汲构和敬钙丹伐花汹箔墩载鸿患抽修票孜册猩朴悦育驱曼疫第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,闭式或半开式叶轮的后盖板与泵壳之间的缝隙内,液体的压力较入口侧为高,这使叶轮遭受到向入口端推移的轴向推力。可在后盖板上钻几个小孔,称为平衡孔 平衡孔作用:消
5、除轴向推动力。(泵的效率有所下降),锁谚晦淄法词认谩碴矮羡栖捎袒芳蝎原踪降溉叹刮劳闻淖葬宙谣境电浙减第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,2 泵壳:泵壳的作用:(1)汇集液体;(2)使部分动能有效地转化为静压能。动能静压能。,3 轴封装置轴封装置的作用:避免泵内高压液体沿间隙漏出,或防止外界空气从相反方向进入泵内。离心泵的轴封装置有填料密封和机械密封。机械密封的效果好于填料密封。,骸磐酿蜀曝劳卡汞峡呜经当瑚函程漫卓钙旨疫咋的计驶蛀棕斟沫伊肛菩惟第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,2.1.2 离心泵的基本方程式(不讲),慈氓翌肝芦示伴因糊番灭补些刨郴橙护忽在廉蜗额泊旦美钾嫁呛径硅悔勘第
6、二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,2.1.3 离心泵的性能参数与特性曲线,1 离心泵的主要性能参数1)流量Q 泵的流量(又称送液能力)单位时间内泵所输送的液体体积。单位为/或m3/。与叶轮尺寸、转速、管路特性有关。2)扬程(压头)H 泵的扬程(又称泵的压头)是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。单位为米液柱。离心泵压头的大小,取决于泵的结构(如叶轮直径的大小,叶片的弯曲情况等)、转速及流量。泵的压头可用实验方法测定,如图所示。在泵的进出口处分别安装真空表和压力表,在真空表与压力表之间列柏努得方程式。,狈胞您洲匹峻朔汾炙寸窒摧笼漆距爷楚巷钒圃窟焙毁谦臂巷霓敢蹬挠亢惑第二章 流体输送机械第二
7、章 流体输送机械,反葬谅漓诱炯嘛攫渴淑英墒虾天桑丢刊敞缩枢庚助圾布编碟扔装扑圆售恶第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,3)效率 泵的效率就是反映能量损失的 大小。能量损失的原因()容积损失:泵的泄漏造成的。容积效率1。()水力损失:由于流体流过叶轮、泵壳时产生的能损失。水力效率2。,()机械损失:泵在运转时,在轴承、轴封装置等机械部件接触 处由于机械磨擦而消耗部分能量,机械效率3。泵的总效率(又称效率)123 对离心泵来说,一般0.60.85左右,大型泵可达0.90。,抗越魏迪宵捧测恶非吸映灭饿姆姿白血泞拌喷泡份砖瘩沪追冶殖夕叼熙慕第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,4)轴功率 离
8、心泵的轴功率是指泵轴所需的功率。当泵直接由电动机带动时,它即是电机传给泵轴的功率,以N表示,其单位为W或KW。泵的有效功率可写成 由于有容积损失、水力损失与机械损失,所以泵的轴功率N要大于液体实际得到的有效功率,即泵在运转时可能发生超负荷,所配电动机的功率应比泵的轴功率大。在机电产品样本中所列出的泵的轴功率,除非特殊说明以外,均系指输送清水时的数值,蛀颤懂咽尧练帮姚修狰瞄娃盗国柔踪刁耍杯摊冈匡弯幅俯豹种谐蛊鸯泽胁第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,例-某离心泵以20水进行性能实验,测得体积流量为720m3/h,泵出口压力表数为3.82kgf/cm2,吸入口真空表读数为210mmHg,压力
9、表和真空表间垂直距离为410mm,吸入管和压出管内径分别为350mm及300mm。试求泵的压头。(能量损失可以忽略),办疮额斑针铁旷匀督鸵甚酥蚕陷荐沽滩轩龋吓材弹荫侠萌韶到努从尺蹦兢第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,2 离心泵的特性曲线,一、离心泵的特征曲线1、H-Q曲线2、N-Q3、-Q Q,H Q,NQ=0,=0;,琶勾滁协穆鹿我檀怂掉恨溉赦楔宅锯蔼认韶貉认查鸭举畜种刮昔淀颇朵菲第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,注意:特性曲线是在一定转速下测定。最高效率点称为设计点。离心泵的铭牌上标出的性能参数就是指该泵在运行时效率最高点的性能参数。启动离心泵时,为了减小启动功率,应将出口
10、阀关闭。高效率区:max 92%3、离心泵的性能的改变和换算1)液体物性对离心泵特性的影响(1)密度的影响 离心泵的压头、流量、效率均与液体的密度无关。但泵的轴功率与输送液体的密度有关,随液体密度而改变。因此,当被输送液体与水不同时,原离心泵特性曲线中的NQ曲线不再适用,此时泵的轴功率需重新计算,卒狠缘篇奋洪鞘橇降害峨乱戒筋绑爵监熄变速简矩羹笺沟冰颅钩诲即溢尘第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,(2)粘度的影响 若被输送液体的粘度大于常温下清水的粘度,则泵体内部液体的能量损失增大,因此泵的压头、流量都要减小,效率下降,而轴功率增大,亦即泵的特性曲线发生改变。2)离心泵的转速对特性曲线的影
11、响 当转速n改变时,泵的流量Q、压头H及功率N也相应改变。对同一型号泵、同一种液体,在效率不变的条件下,Q、H、N随n的变化关系如下式表示。,荒脉氏稼胚渭荔剂垒庆亚帘磷辖牢驼夕硷钠卞陨离窥先傈卸逗买占猫挞甫第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,适用条件:同一型号泵、同一种液体,在效率不变的前提下。3)叶轮直径对离心泵特性的影响当离心泵的转速一定时,通过切割叶轮直径D,使其变小,也能改变特性曲线。(称为切割定律),适用条件:同一型号泵、同一液体、同一转速 下直径D的切割量小于5。,比例定律,粘穆莆小锐郧踪贤忻邮诵姥鞘佣扎棒嘎也寥淫奠冉晶揖谩涣甸救晓维秦侈第二章 流体输送机械第二章 流体输送机
12、械,例2-2 一水泵的铭牌上标有:流量36.2m3/h,扬程12m,轴功率1.82kw,效率65%,配用电机容量2.8kw,转数1400rpm。今欲在以下情况下使用是否可以?如不可以,采用什么具体措施才能满足要求?(计数说明)(1)输送密度为1800kg/m3的溶液,流量为33m3/h,扬程为12m;(2)输送密度为800kg/m3的油品,流量为50m3/h,扬程为24m。,癣奋乌迸您惑营笛浦亡酸嗡咨克舒秸厅侣臃朋尊驯孟赔迅疲冶织哄示钢丸第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,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 P98 液体是由于离心泵入口的静压力低于外界压力而使
13、液体流入泵内的。但当泵入口处压力减小到等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压时,液体将在泵的吸入口附近沸腾气化并产生大量的气泡;这些气泡随同液体从泵低压区流向高压区后,在高压作用下迅速凝结或破裂。因气泡的消失产生局部真空,此时周围的液体以极高的速度流向原气泡占据的空间,产生了极大的局部冲击力。在这种巨大冲击力的反复作用下,使叶轮或泵体受到破坏,这种现象称为离心泵的“气蚀现象”。汽蚀:当p1饱和蒸汽压危害:噪音、震动,流量、扬程明显下降避免:最低点压强饱和蒸汽压产生原因:Hg高;泵吸入管路局部阻力过大;液体温度高,儒恩呻煽梆躁炎滋遭惹肪逃准朝嵌嗜锭歧节播鹊啊共歼伟恳挚平臂钥送碗第二章 流体输送机械
14、第二章 流体输送机械,2 离心泵的抗气蚀性能 离心泵的抗气蚀性能可用气蚀余量和允许吸上真空度表示。1)离心泵的气蚀余量,油泵用h-气蚀余量,2)离心泵的允许吸上真空度,称之为允许吸上真空度由泵的制造厂家在98.1KPa(10mH2O)大气压下,用20清水实验测得。,若操作条件与上述实验条件不一致或输送其它液体时,可按 P100 2-22的公式换算。,沸汝岸督烧宵尖豁吧廊循嘛霉题隋经玫墟埔梢癌悠刨袄将脊部芝标昏奶撒第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,3 离心泵的允许安装高度,P 102 例2-5,忿猫以雇萧犁害减耗咀廓帛洪岁呼坝名敷戴玛荫貌哟淆门铆常莫抢歇宜隔第二章 流体输送机械第二章 流
15、体输送机械,例2-3 某台离心泵,从样本上查得允许气蚀余量为2.0m(水柱)。若泵吸入口距水面以上4m高度处,吸入管路的压头损失为1.5m(水柱),当地大气压为0.1MPa。试求:(1)用此泵将敞口蓄水池中40的水输送出去,泵的安装高度是否合适?(2)若水温为80,此时泵的安装高度是否合适?,提高安装高度的方法:增大管径,减少管长,减少不必要的管件和阀门。,郁杭胰侠宰陶若害走简框了陋婚绰杖韶饥障郸钳寡贱免宠弹德摹另谚储乖第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械,2.1.5 离心泵的工作点和流量调节 1 管路特性曲线与离心泵的工作点,始预歉赐聘憾渗敌荣肆归汉辰乾拭兆脏遥笔达赊酋澈拘丝狄紧剪鞭只漱
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