化工原理课件流体输送机械.ppt

1、第第2 2章章 流体输送机械流体输送机械2.1 概述概述2.2 离心泵离心泵2.3 其他类型泵其他类型泵2.4 气体输送机械气体输送机械 2.1 概述概述一、流体输送机械的作用一、流体输送机械的作用供料点供料点需料点需料点f22HgugpzH输送机械的作用：输送机械的作用：对流体做功，使流体对流体做功，使流体EE流体的动能流体的动能，或位能或位能，静压能，静压能，克服沿程，克服沿程阻力，或兼而有之阻力，或兼而有之 二、流体输送机械分类二、流体输送机械分类 介质：介质：液体液体泵泵气体气体风机、压缩机风机、压缩机工作原理：工作原理：离心式离心式 正位移式：往复式、旋转式正位移式：往复式、旋转式

2、其他（如喷射式）其他（如喷射式）2.2 离心泵离心泵2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理离心泵的主要部件和工作原理2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线离心泵的性能参数与特性曲线2.2.3 离心泵的工作点和流量调节离心泵的工作点和流量调节2.2.4 离心泵的安装高度离心泵的安装高度2.2.5 离心泵的类型、选用、安装与操作离心泵的类型、选用、安装与操作离心泵的外观离心泵的外观2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理离心泵的主要部件和工作原理一、离心泵主要部件一、离心泵主要部件1.叶轮叶轮叶片（叶片（+盖板）盖板）4-84-8个叶片（前弯、后弯，径向）个叶片（前弯、后弯，径向）液体通道。液体通道

3、。前盖板、后盖板，无盖板前盖板、后盖板，无盖板闭式叶轮闭式叶轮半开式半开式开式开式各种叶轮的功能：各种叶轮的功能：v开式叶轮可以输送含有杂质的污水或带有纤维的开式叶轮可以输送含有杂质的污水或带有纤维的液体。液体。v半开式叶轮用于输送易于沉淀或含固体颗粒的液半开式叶轮用于输送易于沉淀或含固体颗粒的液体。体。v闭式叶轮只能用于输送不含固体颗粒杂质的清洁闭式叶轮只能用于输送不含固体颗粒杂质的清洁液体。液体。液体入口液体入口中心；出口中心；出口切线切线2.泵壳泵壳泵体的外壳，包围叶轮泵体的外壳，包围叶轮截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道 3.泵轴泵轴垂直叶轮面，垂直叶轮面，叶轮中

4、心叶轮中心 离心泵装置简图离心泵装置简图二、离心泵的工作原理二、离心泵的工作原理 1.1.原动机原动机轴轴叶轮，旋转叶轮，旋转离心力离心力叶片间液体叶片间液体中心中心外围外围液体被做功液体被做功 动能动能 高速离开叶轮高速离开叶轮2.2.泵壳：泵壳：液体的汇集与能量的转换（动能液体的汇集与能量的转换（动能静压能静压能）3.3.吸上原理与气缚现象吸上原理与气缚现象叶轮中心低压的形成叶轮中心低压的形成 液体高速离开液体高速离开 p 泵内有气，泵内有气，则则 泵入口压力泵入口压力 液体不能吸上液体不能吸上气缚现象气缚现象启动前需先灌泵启动前需先灌泵 4.4.轴封的作用轴封的作用 5.5.平衡孔的作用

5、平衡孔的作用消除轴向推力消除轴向推力防止泵内高压液体沿间隙漏出或外界空气以相反防止泵内高压液体沿间隙漏出或外界空气以相反方向漏入泵内，方向漏入泵内，机械密封与填料密封机械密封与填料密封6.6.导轮的作用导轮的作用减少能量损失减少能量损失2.2.2 2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线离心泵的性能参数与特性曲线一、一、离心泵的理论压头离心泵的理论压头叶片数叶片数 液体无环流液体无环流理想流体理想流体无能量损失无能量损失假定假定 1 1 速度关系速度关系 流体通过如图理想流道时，由如下三个速度构成：流体通过如图理想流道时，由如下三个速度构成：相对速度相对速度流体沿叶片的运动速度流体沿叶片的运动速

6、度w 圆周速度圆周速度流体跟着叶轮旋转的速度流体跟着叶轮旋转的速度u 绝对速度绝对速度相对速度和圆周速度的合速度相对速度和圆周速度的合速度c 三者构成速度三角形。三者构成速度三角形。222222222cos2ucucw111212121cos2ucucw 2 2 基本方程式推导基本方程式推导根据柏努利方程，单位重量的理想液体通过离心泵根据柏努利方程，单位重量的理想液体通过离心泵叶片入口截面叶片入口截面1 11 1到叶片出口截面到叶片出口截面2 22 2所获得的机所获得的机械能为械能为gccgPPHT2212212gPP12静压头增量静压头增量 主要来源于以下两方面主要来源于以下两方面:（1）离

7、心力做功离心力做功 （2）叶轮中相邻两叶片构成的流道自内向外逐）叶轮中相邻两叶片构成的流道自内向外逐 渐扩大，流体通过时部分动能转换为静压能渐扩大，流体通过时部分动能转换为静压能其中，离心力做功其中，离心力做功guuRRgdRgRdRgFRRRR2)(221222122222121由部分动能转换为的静压能为由部分动能转换为的静压能为g22221因此因此gcucugccgwwguuHT111222212222212122coscos 222若若 901gcuHT222cos离心泵基本方程式离心泵基本方程式（1）理论流量）理论流量 根据叶轮的结构，理论流量根据叶轮的结构，理论流量QT可写为可写为因

8、此提高转速、加大叶轮的尺寸都能增加流量因此提高转速、加大叶轮的尺寸都能增加流量222bDcQrT 3 3 基本方程式讨论基本方程式讨论（2）扬程）扬程p 当当转速增加转速增加，圆周速度，圆周速度u2增加，离心泵的增加，离心泵的扬程增加扬程增加。p因为因为 ，当，当增加叶轮直径，扬程增加增加叶轮直径，扬程增加。p 扬程大小扬程大小与密度无关与密度无关6022nDup由速度三角形和泵的基本方程式得由速度三角形和泵的基本方程式得 离心泵叶轮的前弯和后弯，其流动角离心泵叶轮的前弯和后弯，其流动角2不同。因此不同。因此对扬程有不同的影响。当泵的几何尺寸和转速一定，对扬程有不同的影响。当泵的几何尺寸和转速

9、一定，上式可变为上式可变为TQbDgctguguH222222TBQAH式中式中 此式称为离心泵的理论特性曲线此式称为离心泵的理论特性曲线222222 bDgctguBguA222222222,000TTTTTTTTTQHQHQHctgctgctguuuHHHggg不不变变2222222211221222,253022TTTQHuuCCHgguC 理理论论上上：前前弯弯叶叶片片为为最最好好实实际际上上：后后弯弯叶叶片片，静静压压头头动动压压头头前前弯弯叶叶片片，同同样样，比比例例大大动动能能转转化化为为静静压压能能损损失失大大，泵泵的的效效率率反反而而低低pH 与与QT呈直线关系。呈直线关系。

10、由于实际流体通过离心泵时，必然存在各种能量由于实际流体通过离心泵时，必然存在各种能量损失，因此，实际压头小于理论压头，泵的实际特损失，因此，实际压头小于理论压头，泵的实际特性曲线（性曲线（HQ）是一条曲线。）是一条曲线。流量与压头的关系流量与压头的关系 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。二、离心泵的主要性能参数二、离心泵的主要性能参数1.(叶轮叶轮)转速转速n：100010003000rpm3000rpm；2900rpm2900rpm常见常见 2.(体积体积)流量流量Q:m3/h，与叶轮结构、尺寸和转速有

11、关，与叶轮结构、尺寸和转速有关 3.压头（扬程）压头（扬程）H：1 1N N流体通过泵获得的机械能流体通过泵获得的机械能 J/N,m与与Q、叶轮结构、尺寸和、叶轮结构、尺寸和n有关有关。H z4.轴功率轴功率N N：单位时间单位时间原动原动机输入泵轴的能量机输入泵轴的能量有效功率有效功率N Ne e：单位时间液体获得的能量单位时间液体获得的能量gHQNe5.效率效率：=Ne e/N 100%100%容积损失，水力损失，机械损失容积损失，水力损失，机械损失容积损失容积损失泵泄漏造成的损失泵泄漏造成的损失机械损失机械损失机械摩擦引起的能量损失机械摩擦引起的能量损失水力损失水力损失由于流体的粘性产生

12、的摩擦阻力和局由于流体的粘性产生的摩擦阻力和局部阻力损失。部阻力损失。一定转速下，前两种损失近似视为与流量无关，但一定转速下，前两种损失近似视为与流量无关，但水力损失则随流量的变化而变化。因此效率随流量而水力损失则随流量的变化而变化。因此效率随流量而变化。一般小型离心泵的效率为变化。一般小型离心泵的效率为50-70%，大型泵可达，大型泵可达90%。三、离心泵的性能曲线三、离心泵的性能曲线HQNQ Q厂家实验测定厂家实验测定产品说明书产品说明书 2020 C C清水清水/hm,3QmH,NQN QH Q离心泵特性曲线离心泵特性曲线n一定一定说明：说明：HQ曲线，曲线，Q，H。Q 很小时可能例外很

13、小时可能例外NQ曲线：曲线：Q，N。当当Q=0时，功率时，功率N最小。最小。泵要在泵要在Q=0启动，以减小启动电流防止损坏电机。启动，以减小启动电流防止损坏电机。Q曲线曲线 ：小：小Q，；大大Q，。maxmax泵的铭牌泵的铭牌与与 maxmax对应的性能参数对应的性能参数选型时选型时 maxmax四、离心泵特性的影响因素四、离心泵特性的影响因素 1.流体的性质：流体的性质：密度的影响：密度的影响：Q与与无关无关 HQ不变不变 H与与无关无关 Q不变不变 N与与成正比成正比 N-Q变化变化2222sinQD b C 222cos/Hu Cg g H QN 当运动粘度当运动粘度210-5 m2/s

14、 用简图修正用简图修正 Q=CQQ H=CHH =C 查图得查图得CQ、CH、C粘度的影响：粘度的影响：，（，（H，Q,）；N 2.转速转速比例定律比例定律1212nnQQ21212nnHH31212nnNN n 20%以内以内2222sinQD b Cn2222cos/HuCgn 3gHQNn 3.叶轮直径叶轮直径切割定律切割定律1212DDQQ21212DDHH31212DDNND-10%以内以内外加压头外加压头f22HgugpzHQ ，Hf ，H H Q管路特性管路特性(方程方程)(管路流量管路流量所所需外加压头需外加压头)管路压头损失管路压头损失25e22e82QdllggudllHf

15、 管路管路&流体一定流体一定Q一、一、管路特性曲线管路特性曲线2.2.3 离心泵的工作点和流量调节离心泵的工作点和流量调节问题：问题：工作时，工作时，Q,H,N,=?于是于是)(0QfHH管路特性方程管路特性方程(曲线曲线)说明：说明：gpzH0曲线在曲线在H 轴上截距；轴上截距；管路所需最小外加压头管路所需最小外加压头 阻力平方区，阻力平方区，与与Q无关，并忽略动能差无关，并忽略动能差20kQHH其中其中 5e28dllgk高阻管路，曲线较陡；低阻管路曲线较平缓。高阻管路，曲线较陡；低阻管路曲线较平缓。管路特性系数管路特性系数令令25e2282)(QdllgguQf gpzH0二、离心泵的工

16、作点二、离心泵的工作点泵的泵的HQ与管路的与管路的HQ曲线的交点曲线的交点说明说明工作点工作点泵的特性泵的特性&管路的特性管路的特性工作点确定：工作点确定：联解两特性方程联解两特性方程作图，两曲线交点作图，两曲线交点泵装于管路泵装于管路工作点工作点（H,Q)Q=泵供流量泵供流量=管的流量管的流量H=泵供压头泵供压头=流体的压头流体的压头工作点工作点（Q,H,N,）泵的实际工作状态泵的实际工作状态三、离心泵的流量调节三、离心泵的流量调节 改变改变流量流量改变泵的特性改变泵的特性改变工作点改变工作点改变改变管路特性管路特性1.改变出口阀开度改变出口阀开度管路特性管路特性关小出口阀关小出口阀 le

17、e H ，Q 管特线变陡管特线变陡 工作点左上移工作点左上移开大出口阀开大出口阀 le e H ，Q 管特线变缓管特线变缓 工作点右下移工作点右下移3.车削叶轮直径车削叶轮直径 2.改变叶轮转速改变叶轮转速改变泵的特性改变泵的特性n 泵泵HQ曲线上移曲线上移 工作点右上移，工作点右上移，H，Q 1212nnQQ21212nnHH1212DDQQ21212DDHHD 泵泵HQ曲线上移曲线上移工作点右上移，工作点右上移，H，Q 四、离心泵的串联与并联四、离心泵的串联与并联 p假若将两台型号相同的泵串联操作，则每台假若将两台型号相同的泵串联操作，则每台泵的压头和流量也是各自相同的，因此泵的压头和流量

18、也是各自相同的，因此在同一在同一流量下，两台串联泵的压头为单台泵的两倍流量下，两台串联泵的压头为单台泵的两倍。p假若将两台型号相同的泵并联操作，且各自假若将两台型号相同的泵并联操作，且各自的吸入管路相同，则两泵的流量和压头必各自的吸入管路相同，则两泵的流量和压头必各自相同，相同，在同一压头下，两台并联泵的流量等于在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵的两倍单台泵的两倍。2.2.4 离心泵的安装高度离心泵的安装高度一、一、安装高安装高度度:问题：问题：液面到泵入口处的垂直距离液面到泵入口处的垂直距离(Hg g)安装高度有无限制？安装高度有无限制？0-00-01-11-1，B.E.B.E.f21

19、1g02HgugpHgpHg，则则p1 当当p1 pv，叶轮中心气化叶轮中心气化气泡气泡被抛向外围被抛向外围凝结凝结局部真空局部真空压力升高压力升高周围液体高速冲向气泡中心周围液体高速冲向气泡中心 撞击叶片撞击叶片(水锤水锤)伴随现象伴随现象:泵体振动并发出噪音泵体振动并发出噪音H,Q,严重时不送液；严重时不送液；安装高度安装高度 ，气蚀气蚀问题：如何确定问题：如何确定Hg的上限的上限 允许安装高度允许安装高度时间长久，水锤冲击和化学腐蚀时间长久，水锤冲击和化学腐蚀，损坏叶片，损坏叶片二、允许吸上真空度与允许安装高度二、允许吸上真空度与允许安装高度 1-f,0211g2HgugppHa最大允许

20、吸上真空度最大允许吸上真空度gppHamin,1maxs,允许吸上真空度允许吸上真空度3.0max,ssHH泵在出厂前，该项由实验测定。泵在出厂前，该项由实验测定。10,212fsgHguHH100024.033.10gpHHHvass实验值测定测定Hs的实验条件是压强为的实验条件是压强为10.33mH2O，温度，温度为为20，介质为清水。若离心泵在实际使用时与该，介质为清水。若离心泵在实际使用时与该条件不符，则用下式校正条件不符，则用下式校正允许安装高度允许安装高度HgHa 泵安装地区的大气压强，泵安装地区的大气压强，mH2O；Pv 操作温度下液体的饱和蒸汽压，操作温度下液体的饱和蒸汽压，P

21、a；1.三个基本概念：三个基本概念：三、三、气气蚀余量与允许安装高度蚀余量与允许安装高度 (有效有效)气气蚀余量蚀余量NPSH:泵入口处：动压头泵入口处：动压头+静压头静压头-饱和蒸汽压饱和蒸汽压(液柱液柱)gpgugpNPSHv2112NPSH的物理意义：的物理意义：NPSH，p1 气蚀气蚀最小最小气气蚀余量蚀余量NPSHNPSHc c:发生发生气气蚀时的蚀时的(有效有效)气气蚀余量蚀余量气气蚀时，蚀时，1 1处：动压头处：动压头+静压头静压头=min2112gugpgpgugpNPSHCvmin2112由实验测定由实验测定允许允许气气蚀余量蚀余量NPSHr比比最小最小气气蚀余量大蚀余量大0

22、.50.5米米 5.0crNPSHNPSH正常运转的泵正常运转的泵5.0crNPSHNPSHNPSH 2.由由 NPSHr 计算允许安装高度计算允许安装高度Hgmaxmax1-f,0v1-f,0v1-f,0vv2111-f,0211g22graaaaHHgpNPSHgpHgpNPSHgpHgpgpgugpgpHgugpgpH 3.3.允许允许气气蚀余量的校正蚀余量的校正 20 C C清水，条件不同时要校正，校正曲线清水，条件不同时要校正，校正曲线说明书说明书四、讨论四、讨论 1.气气蚀现象产生的原因：蚀现象产生的原因：安装高度太高；安装高度太高；被输送流体的温度太高，液体蒸被输送流体的温度太高

23、，液体蒸气气压过高；压过高；吸入管路阻力或压头损失太高。吸入管路阻力或压头损失太高。2.计算出计算出的的Hgmax0,低于贮槽液面安装低于贮槽液面安装 3.Hgmax大小大小与与Q有关：有关：Q，则，则Hgmax。4.安装泵时为安全起见，安装泵时为安全起见，Hg比比Hgmax还要小还要小0.50.5至至1 1米。米。用可能的最大用可能的最大Q计算计算H Hgmaxgmax 2.2.5 离心泵的类型、选用、安装与操作离心泵的类型、选用、安装与操作一、一、离心泵的类型离心泵的类型按输送液体的性质不同按输送液体的性质不同1.清水泵：清水泵：输送清水或相近、无腐蚀性、杂质较少输送清水或相近、无腐蚀性、

24、杂质较少的液体。结构简单，造价低。的液体。结构简单，造价低。ISIS、D D、Sh Sh 2.耐腐蚀泵：耐腐蚀泵：输送腐蚀性的液体，用耐腐蚀材输送腐蚀性的液体，用耐腐蚀材料制成，要求密封可靠。料制成，要求密封可靠。F F3.油泵：油泵：输送石油产品，要求有良好密封性。输送石油产品，要求有良好密封性。Y Y 4.杂质泵：杂质泵：输送含固体颗粒的液体、稠厚的浆液，叶输送含固体颗粒的液体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片数少。轮流道宽，叶片数少。P P 二、二、离心泵的选用离心泵的选用（1）根据液体的性质确定类型）根据液体的性质确定类型（2）确定管路流量和所需外加压头）确定管路流量和所需外加压头 Q生产

25、任务，生产任务，H管路的特性方程管路的特性方程 （3）根据所需）根据所需Q和和H确定泵的型号确定泵的型号 查性能表或曲线，要求泵的查性能表或曲线，要求泵的H和和Q与管路所需相适应。与管路所需相适应。若若需需Q有变，以最大有变，以最大Q为准，为准，H应以最大应以最大Q值查找。值查找。若泵的若泵的H和和Q与管路所需不符，在邻型号中找与管路所需不符，在邻型号中找H和和Q都稍大一点的。都稍大一点的。若液体性质与清水相差大，则应对所选泵的特性曲线若液体性质与清水相差大，则应对所选泵的特性曲线和参数进行校正，看是否能满足要求。和参数进行校正，看是否能满足要求。若几个型号都行，应选在操作条件下若几个型号都行

26、，应选在操作条件下 最高者最高者为保险，所选泵可稍大；但若太大，能量利用程度低。为保险，所选泵可稍大；但若太大，能量利用程度低。三、离心泵的安装与操作三、离心泵的安装与操作 安装安装安装高度应小于允许安装高度安装高度应小于允许安装高度 尽量减少吸入管路阻力，短、直、粗、管件少；尽量减少吸入管路阻力，短、直、粗、管件少；调节阀应装于出口管路。调节阀应装于出口管路。操作操作 启动前应灌泵，并排气。启动前应灌泵，并排气。应在出口阀关闭的情况下启动泵应在出口阀关闭的情况下启动泵 停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮 经常检查轴封情况经常检查轴封情况 【例例】如图所示，用离心

27、泵将水从贮水池输送到敞如图所示，用离心泵将水从贮水池输送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面离贮水池的水面高口高位槽中，已知高位槽的水面离贮水池的水面高度保持为度保持为10m，输送水量用孔板流量计测得。孔板安，输送水量用孔板流量计测得。孔板安装在离高位槽水面装在离高位槽水面0.8m处处,孔径为孔径为20mm，孔流系数，孔流系数为为0.61。管路为。管路为573.5mm的钢管，直管长度和局的钢管，直管长度和局部阻力当量长度之和部阻力当量长度之和(包括孔板局部阻力当量长度包括孔板局部阻力当量长度)为为250m，其中贮水池至孔板前测压点，其中贮水池至孔板前测压点A的直管长度和的直管长度和局 部 阻 力

28、当 量 长 度 之 和 为局 部 阻 力 当 量 长 度 之 和 为 5 0 m。水 的 密 度 为。水 的 密 度 为1000kg.m-3，水的粘度为，水的粘度为1cp,摩擦系数近似为摩擦系数近似为=0.3164/Re0.25。U形管中指示液均为水银形管中指示液均为水银,其密度为其密度为13600kg.m-3。当水的流量为。当水的流量为6.86m3/h时，试确定：时，试确定：(1)水通过泵所获得的外加能量为多少水通过泵所获得的外加能量为多少?(2)在孔板前测在孔板前测压点压点A处安装的处安装的U形管压力计中指示液读数形管压力计中指示液读数R1为多少为多少?孔板流量计的孔板流量计的U形管中指示

29、液读数形管中指示液读数R2为多少为多少?feWugZPWugZP2222222111解题思路：解题思路：（1）水通过泵所获得的外加能量水通过泵所获得的外加能量We（2）U形管压力计中指示液读数形管压力计中指示液读数R1R1gppRaA)(01gppRA)(0112222222111feWugZPWugZP（3）U形管压力计中指示液读数形管压力计中指示液读数R2R2)(20200SgRACV【例例】欲用离心泵将欲用离心泵将20水以水以30m3/h的流量由水池打的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方泵的吸入

30、口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部处。泵的吸入管路全部阻力为阻力为1mH2O柱，压出管路全部阻力为柱，压出管路全部阻力为3mH2O柱，泵柱，泵的效率为的效率为0.6，求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真，求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真空高度为空高度为6m，问上述安装高度是否合适？（动压头可，问上述安装高度是否合适？（动压头可忽略）。水的密度可取忽略）。水的密度可取1000kg.m-3。若改为输送。若改为输送80 水，水，其他条件不变，泵的安装高度是否合适？（其他条件不变，泵的安装高度是否合适？（80 水的水的饱和蒸汽压为饱和蒸汽压为47.4Kpa）解：在水池液面解：在水池液面11和敞口

31、高位槽液面和敞口高位槽液面22间列柏努间列柏努利方程式，以利方程式，以11截面为基准面截面为基准面mHZHf22311821,泵的轴功率泵的轴功率WgHQNNe5.29976.081.91000)3600/30(22泵的允许安装高度泵的允许安装高度 25106210,21,mmHguHHfsg，允允安装高度合适允实 ggHH改为输送改为输送80 水水mmgpHHHvass24.1 10001000)24.081.9100010004.47(06 100024.033.10实验值安装高度不合适允实 ggHH2.3 其他类型泵其他类型泵2.3.1 往复泵往复泵2.3.2 计量泵计量泵2.3.3 隔

32、膜泵隔膜泵2.3.4 齿轮泵齿轮泵2.3.5 螺杆泵螺杆泵2.3.6 旋涡泵旋涡泵2.3.1 往复泵往复泵一、一、结构和工作原理结构和工作原理主要部件：主要部件：泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀 工作原理：工作原理：说明：说明：活塞往复运动，直接以静压能形式供能。活塞往复运动，直接以静压能形式供能。单动泵，供液不连续；双动泵，供液连续。单动泵，供液不连续；双动泵，供液连续。为耐高压，活塞和连杆用柱塞代替。为耐高压，活塞和连杆用柱塞代替。二、二、往复泵的流量和压头往复泵的流量和压头 1.理论平均流量理论平均流量单动单动ALnQ理双动双动LnaAQ 2理 2.实

33、际平均流量实际平均流量=容积效率容积效率 理论平均流量理论平均流量理QQV与压头无关与压头无关 3.瞬时流量的不均匀性瞬时流量的不均匀性 单动泵，吸、排液不连续单动泵，吸、排液不连续曲柄连杆，活塞运动速度曲柄连杆，活塞运动速度与与时间时间正弦规律正弦规律 4.流量的精确性流量的精确性 Q仅与活塞面积仅与活塞面积、冲程、往复频率有关，、冲程、往复频率有关，与泵的压头和管路特性无关。与泵的压头和管路特性无关。5.往复泵的压头往复泵的压头 挤压供液，挤压供液，H任意高。任意高。其上限取决于其上限取决于泵的机械强度和电动机的功率，与泵的机械强度和电动机的功率，与泵几何尺寸无关。泵几何尺寸无关。实际取决

34、于管路特性实际取决于管路特性 6.特性曲线特性曲线 Q仅仅与与泵特性有关，与管路特性和泵特性有关，与管路特性和H无关无关 H仅仅与与管路特性有关，与泵特性管路特性有关，与泵特性和和Q无关无关 正位移特性正位移特性高阻高压！高阻高压！三三 往复泵的操作要点和流量调节往复泵的操作要点和流量调节 1.适用场合适用场合 (Q不太大，不太大，H较高，非腐蚀和悬浮物较高，非腐蚀和悬浮物)2.吸上高度吸上高度 与上游压强、被输送液体的性质和温度有关与上游压强、被输送液体的性质和温度有关 3.有自吸作用，有自吸作用，启动前不需要灌泵启动前不需要灌泵 4.一般不设出口阀，若有，也必须打开启动一般不设出口阀，若有

35、，也必须打开启动 5.往复泵的流量调节方法往复泵的流量调节方法用旁路阀调节流量用旁路阀调节流量 改变活塞往复频率和次数改变活塞往复频率和次数2.3.2 计量泵计量泵一、一、外观外观二、二、工作原理工作原理往复泵的一种往复泵的一种原动机原动机偏心轮转动偏心轮转动柱塞的往复运动柱塞的往复运动三、三、流量调节流量调节调整偏心度调整偏心度柱塞冲程变化柱塞冲程变化 流量调节。流量调节。四、四、应用场合应用场合输送量或配比要求非常精确输送量或配比要求非常精确2.3.3 隔膜泵隔膜泵一、一、外观外观二、二、工作原理工作原理往复泵的一种往复泵的一种三、流量调节三、流量调节调整活柱往复频率或旁路调整活柱往复频率

36、或旁路四、应用场合四、应用场合腐蚀性的液体、固体悬浮液腐蚀性的液体、固体悬浮液2.3.4 齿轮泵齿轮泵一、一、剖面图剖面图二、二、工作原理工作原理旋转泵的一种旋转泵的一种三、流量调节三、流量调节四、应用场合四、应用场合转速或旁路转速或旁路高压头、小流量。粘稠以至膏状物。高压头、小流量。粘稠以至膏状物。不适于输送固体悬浮液不适于输送固体悬浮液2.3.5 螺杆泵螺杆泵一、外观一、外观二、工作原理二、工作原理旋转泵的一种旋转泵的一种单螺杆单螺杆三螺杆三螺杆三、三、流量调节流量调节转速或旁路转速或旁路四、四、应用场合应用场合高压头、小流量。粘稠以至膏状物。高压头、小流量。粘稠以至膏状物。适于输送固体悬

37、浮液适于输送固体悬浮液2.3.6 旋涡泵旋涡泵 一、一、工作原理工作原理特殊类型的离心泵特殊类型的离心泵叶轮叶轮开有凹槽的圆盘开有凹槽的圆盘引水道引水道叶轮旋转，凹槽内液体被做功。在引水道和凹槽间叶轮旋转，凹槽内液体被做功。在引水道和凹槽间往返多次，被多次做功。往返多次，被多次做功。二、流量调节二、流量调节Q，N与正位移泵相同与正位移泵相同三、应用场合三、应用场合Q，H高压头，较小流量高压头，较小流量不适于输送固体悬浮液、高粘度流体不适于输送固体悬浮液、高粘度流体2.4 气体输送机械气体输送机械2.4.1 概述概述2.4.2 气体输送设备的分类与选型气体输送设备的分类与选型2.4.3 离心式通

38、风机离心式通风机2.4.4 往复式压缩机往复式压缩机2.4.1 概述概述 一、一、气体输送机械在工业生产中的应用气体输送机械在工业生产中的应用 气体输送气体输送 压力不高，但量大，动力消耗大压力不高，但量大，动力消耗大产生高压气体：产生高压气体：终到设备压力高终到设备压力高产生真空：产生真空：上游设备负压操作上游设备负压操作二、气体输送机械的一般特点二、气体输送机械的一般特点 动力消耗大动力消耗大 设备体积庞大设备体积庞大 特殊性特殊性气体的可压缩性气体的可压缩性 三、三、气体输送机械的分类气体输送机械的分类 工作原理工作原理离心式、旋转式、往复式、喷射式等离心式、旋转式、往复式、喷射式等出口

39、压力（终压）和压缩比出口压力（终压）和压缩比 通风机：通风机：终压终压 1515kPa，压缩比，压缩比1 1至至1.151.15鼓风机：鼓风机：终压终压1515300300kPa，压缩比小于，压缩比小于4 4。压缩机：压缩机：终压终压 300300kPa以上，压缩比大于以上，压缩比大于4 4。真空泵：真空泵：造成负压，终压造成负压，终压p0 0，压缩比由真空度决定。，压缩比由真空度决定。2.4.2 离心式通风机离心式通风机一、离心式通风机的结构特点一、离心式通风机的结构特点 叶轮直径较大叶轮直径较大 适应适应大大风量风量叶片数较多叶片数较多 叶片有平直、前弯、后弯叶片有平直、前弯、后弯不求高效

40、率时不求高效率时前弯前弯机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为矩形机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为矩形 二、性能参数和特性曲线二、性能参数和特性曲线 1.风量：风量：按入口状态计的单位时间内的排气体积。按入口状态计的单位时间内的排气体积。m3/s，m3/h 2.2.全风压：全风压：单位体积气体通过风机时获得的能量。单位体积气体通过风机时获得的能量。J/m3，Pa风机进、出口之间写风机进、出口之间写B.E.f212212122)()()(Wuuppzzgptgzz)(12忽略忽略01u忽略能量损失忽略能量损失kst2212t2)(ppuppp说明说明 出口速度很高，且压缩比小，动风压占比例很高出口

41、速度很高，且压缩比小，动风压占比例很高 3.3.轴功率和效率轴功率和效率 1000tpQN1000tNpQ性能表上参数性能表上参数(1atm1atm、2020空气空气 )pt0,pst0气体获能气体获能=进出口静压差进出口静压差(静风压静风压)+)+动能差动能差(动风压动风压)QNQQpTQpSQp 4.特性曲线特性曲线 1atm1atm、2020用空气测定用空气测定 pt0Q，pst0Q，NQ，Q三、三、离心式通风机的选型离心式通风机的选型 （1 1）根据气体种类和风压范围，确定风机的类型。）根据气体种类和风压范围，确定风机的类型。（2）确定）确定Q0和和pt0生产任务生产任务Qt.pEB2

42、.10tt0 pp（3 3）根据）根据Q0 0和和pt0t0查找合适型号查找合适型号00QQ 2.4.3 离心式的鼓风机离心式的鼓风机 结构特点结构特点外形外形 离心泵离心泵蜗壳形通道常为圆形蜗壳形通道常为圆形 外壳直径与厚度之比较大外壳直径与厚度之比较大 叶片数目较多叶片数目较多 转速较高转速较高 叶轮外周都装有导轮子叶轮外周都装有导轮子 单级出口表压多在单级出口表压多在3030kPa以内；多级可达以内；多级可达0.30.3MPa 选型方法与离心通风机相同选型方法与离心通风机相同转子：转子：主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件 定子：定子：气缸和隔板气缸和隔板 2.4

43、.4 离心式压缩机离心式压缩机 一、结构一、结构定子与转子定子与转子叶轮叶轮二、二、工作原理工作原理 气体气体叶轮中心叶轮中心离心力做功离心力做功高速到达外围高速到达外围扩压器降速、增压扩压器降速、增压弯道，回流器弯道，回流器下一级叶轮中心下一级叶轮中心增压多次，高压离开增压多次，高压离开三、三、特性曲线特性曲线 与离心通风机相似与离心通风机相似四、特点四、特点 体积和重量都很小而流量很大；体积和重量都很小而流量很大；供气均匀；运转平稳供气均匀；运转平稳 易损部件少、维护方便易损部件少、维护方便 2.4.5 罗茨鼓风机罗茨鼓风机 工作原理工作原理 齿轮泵齿轮泵 正位移型：风量正位移型：风量 n

44、，与出，与出口压强无关口压强无关 风量：风量：2500m3/min 出口表压出口表压可达可达80kPa气体温度气体温度 85否则转子会因受热臌胀而卡住否则转子会因受热臌胀而卡住 2.4.6 往复式压缩机往复式压缩机 一、一、操作原理与理想压缩循环操作原理与理想压缩循环 开始时刻开始时刻P1,V1,压缩压缩阶段阶段 ，活塞位于最右端，活塞位于最右端，点，点1向左运动向左运动S关关D关关直至直至2点，点，D被顶开之前被顶开之前P2,V2,排气排气阶段阶段 继续向左继续向左 D开排气开排气P2不变不变直至最左端，直至最左端，V=0=0点点3吸气吸气阶段阶段 向右运动向右运动 P=P10V1点点1点点

45、2二、二、作功作功理想压缩循环由吸气、压缩、排气三个过程组成，理想压缩循环由吸气、压缩、排气三个过程组成，其功应是三个过程活塞对气体所作功的代数和。其功应是三个过程活塞对气体所作功的代数和。v 吸气过程吸气过程 压强为压强为P1的气体对活塞所作的功是流的气体对活塞所作的功是流动功，应为负值，动功，应为负值，W1=-p1V1 W1值相当于图值相当于图4-1-6-0包围的面积。包围的面积。v 压缩过程压缩过程 活塞对气体所作的功：活塞对气体所作的功：W2值相当于图值相当于图1-2-5-6-1包围的面积。包围的面积。212VVpdVWv排气过程排气过程 活塞对压强为活塞对压强为p2的气体所作的功的气

46、体所作的功 W3=p2V2 值相当于图值相当于图2-3-0-5-2包围的面积。包围的面积。v理想压缩循环功理想压缩循环功222111321VppdVVpWWWWVV2121211122VVpppdVVdpdpVVpVp由于由于21ppVdpW所以所以三、三、压缩类型压缩类型等温压缩；绝热压缩；多变压缩等温压缩；绝热压缩；多变压缩 （1）等温过程（）等温过程（pV=RT)（2）绝热过程）绝热过程 由热力学可知，绝热过程的温度与压强的关系由热力学可知，绝热过程的温度与压强的关系1211lnppVpW 11212ppTT1111211ppVpW（3）多变过程，多变过程介于上两个极端过程之间，）多变过

47、程，多变过程介于上两个极端过程之间，用用m代替即得代替即得1111211mmppmmVpW四、四、几种压缩过程功耗的比较几种压缩过程功耗的比较五、五、有余隙的压缩循环有余隙的压缩循环 余隙余隙排气结束活塞左侧留有一定空隙，减少磨损排气结束活塞左侧留有一定空隙，减少磨损V4V3V14321VPP1P2313VVV活塞推进一次扫过体积余隙体积余隙系数 活塞推进一次扫过体积实际吸气体积容积系数31410VVVV余隙膨胀阶段余隙膨胀阶段 3 34 411/1120pp说明：说明：余隙的存在使吸、排气量减小余隙的存在使吸、排气量减小且且 ，则，则 ，吸、排气量吸、排气量 压缩比压缩比，则，则，吸、排气量

48、吸、排气量 六、六、多级压缩多级压缩 级间冷却级间冷却为什么要采用多级压缩？为什么要采用多级压缩？避免排出气体温度过高避免排出气体温度过高 减少功耗，提高压缩机的经济性减少功耗，提高压缩机的经济性 提高气缸容积利用率提高气缸容积利用率 降低每一级压缩比，从而降低活塞承受的压力，降低每一级压缩比，从而降低活塞承受的压力，使压缩机更合理使压缩机更合理 当当一定时，一定时，P2/P1021121212)(TppTTpp，；11/1120pp七、七、往复式压缩机的流量调节往复式压缩机的流量调节 （1 1）调节原动机转速）调节原动机转速 （2 2）旁路调节）旁路调节 （3 3）改变气缸余隙体积）改变气缸

49、余隙体积 知识结构图知识结构图流流体体输输送送机机械械液体液体输送输送机械机械气体气体输送输送机械机械离心泵离心泵往复泵及其往复泵及其它泵它泵离心式通离心式通风机风机往复式压往复式压缩机缩机工作原理工作原理性能参数性能参数性能曲线性能曲线选型选型工作原理与理想压缩循环工作原理与理想压缩循环压缩类型压缩类型工作原理工作原理性能参数与基本方程式性能参数与基本方程式性能曲线性能曲线选型选型性能影响因素性能影响因素气蚀现象气蚀现象工作点与流量调节工作点与流量调节离心泵工作原理离心泵工作原理离心泵主要部件？离心泵主要部件？什么是气缚现象？什么是气缚现象？如何启动与关闭泵？如何启动与关闭泵？离心泵的性能参

50、数与基本方程式离心泵的性能参数与基本方程式扬程扬程流量流量轴功率轴功率效率效率gHQNeeNN NNe222bDcQrTgcuHT222cos离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线HQNQ Q/hm,3QmH,NQN QH Q离心泵特性曲线离心泵特性曲线n一定一定离心泵性能影响因素离心泵性能影响因素密度的影响：密度的影响：（H，Q，）与）与 无关；无关；,(N、Ne)粘度的影响：粘度的影响：，（，（H，Q，）；N 1212nnQQ21212nnHH31212nnNN1212DDQQ21212DDHH31212DDNN转速的影响：转速的影响：叶轮直径的影响：叶轮直径的影响：气蚀现象气蚀现象气蚀是指当贮