第二章-流体输送机械分析课件.ppt

1、2022-12-161工作介质：液体工作介质：液体泵泵 气体气体风机或压缩机风机或压缩机工作原理：工作原理：动力式动力式(叶轮式叶轮式)：离心式、轴流式等；：离心式、轴流式等；容积式（正位移式）：往复式、旋转式等；容积式（正位移式）：往复式、旋转式等；流体作用式：喷射式。流体作用式：喷射式。分类：分类：第二章第二章 流体输送机械流体输送机械2022-12-162一、一、离心泵的工作原理离心泵的工作原理叶轮叶轮泵壳泵壳吸入管路吸入管路排出管路排出管路泵轴泵轴底阀底阀第一节第一节 离心泵离心泵1-1-叶轮；叶轮；2-2-泵壳，泵壳，3-3-泵轴；泵轴；4-4-吸入管；吸入管；5-5-底阀；底阀；6

2、-6-压出管压出管离心泵装置简图离心泵装置简图2022-12-163 由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中的密度，叶轮旋转产生的离心力小，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心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为现象称为气缚现象气缚现象。表明离心泵无自吸能力表明离心泵无自吸能力充液（灌泵）充液（灌泵）排液排液:出口切线方向出口切线方向吸液：叶轮中心吸液：叶轮中心2022-12-164二、离心泵的主要部件

3、二、离心泵的主要部件（1 1）叶轮叶轮 作用作用 ：将电动机的能量传给液体，使液体静压能：将电动机的能量传给液体，使液体静压能 及动能都有所提高及动能都有所提高给能装置给能装置 半开（闭）半开（闭）式式闭式闭式开式开式按结构分为：按结构分为：2022-12-165闭式叶轮闭式叶轮开式叶轮开式叶轮 半闭式叶轮半闭式叶轮 叶片的内侧带有叶片的内侧带有前后盖板前后盖板，适于输送干，适于输送干净流体，效率较高。净流体，效率较高。没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物。只有后盖板，可用于输送浆料或含固体悬浮物的液体，效率较低。2022-12-166（2 2）泵壳泵壳作用：汇集叶轮甩出的液体作用：

4、汇集叶轮甩出的液体 ，作导出液体，作导出液体的通道；的通道；使液体的能量发生转换，一部分使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能动能转变为静压能,减少能量损失。减少能量损失。（3 3）轴封装置轴封装置作用作用：防止高压液体沿轴漏出；防止外界气防止高压液体沿轴漏出；防止外界气 体进入泵壳内。体进入泵壳内。2022-12-167n三、三、离心泵的基本方程式离心泵的基本方程式 1.1.离心泵基本方程式的导出离心泵基本方程式的导出n由于液体在泵内流动过程的复杂性，而无法做理由于液体在泵内流动过程的复杂性，而无法做理论计算，需做如下假设：论计算，需做如下假设：1 1）泵叶轮的）泵叶轮的叶片数目为无限

5、多个叶片数目为无限多个，也就是说叶片的，也就是说叶片的厚度为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，厚度为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发生任何环流现象。不发生任何环流现象。2 2）输送的是）输送的是理想液体理想液体，流动中，流动中无流动阻力无流动阻力。n在这种理想条件下的压头称为理论压头，是离心在这种理想条件下的压头称为理论压头，是离心泵所能提供的最大压头。泵所能提供的最大压头。2022-12-168在高速旋转的叶轮当中，液体质点的运动包括：在高速旋转的叶轮当中，液体质点的运动包括：液体随叶轮旋转，经叶轮流道向外流动。液体随叶轮旋转，经叶轮流道向外流动。液体进入与离开叶轮时的速度液体进入

6、与离开叶轮时的速度 左图表示流体质点在叶左图表示流体质点在叶片点片点1和点和点2处的情况。液处的情况。液体沿叶片表面运动的速度体沿叶片表面运动的速度分别为分别为w1、w2，其方向为其方向为液体质点所处叶片处的切液体质点所处叶片处的切线方向，大小与液体的流线方向，大小与液体的流量、流道的形状有关。量、流道的形状有关。液体与叶轮一起旋转的速度液体与叶轮一起旋转的速度u1或或u2方向与所处圆周的切线方向与所处圆周的切线方向一致，大小为：方向一致，大小为：60211nru60222nru2022-12-169两个速度的两个速度的合速度合速度就是液体质点在点就是液体质点在点1 1或点或点2 2处处相对相

7、对于静止的壳体的速度于静止的壳体的速度，称为，称为绝对速度，绝对速度，用用c1、c2来表示。来表示。单位重量理想液体，通过无数叶片的旋转，获得的能单位重量理想液体，通过无数叶片的旋转，获得的能量称作量称作理论压头，理论压头，用用HT,表示。表示。单位重量液体由点单位重量液体由点1 1到点到点2 2获得的机械能为：获得的机械能为：cpTHHH,gccgpp22122122022-12-1610Hc:液体经叶轮后液体经叶轮后动能的增加；动能的增加；Hp:液体经叶轮后液体经叶轮后静压能静压能的的 增加。增加。静压能增加项静压能增加项Hp主要由于两方面的因素促成：主要由于两方面的因素促成：1）液体在叶

8、轮内接受离心力所作的外功液体在叶轮内接受离心力所作的外功，单位质量液体单位质量液体 所接受的外功可以表示为：所接受的外功可以表示为：2)(221222122222121uurrdrrFdrrrrr2 2）叶轮中相邻的两叶片构成自中心向外沿逐渐扩大的液体）叶轮中相邻的两叶片构成自中心向外沿逐渐扩大的液体流道，液体通过时流道，液体通过时部分动能转化为静压能，部分动能转化为静压能，这部分静压能这部分静压能的增加可表示为：的增加可表示为：222212022-12-1611单位重量流体经叶轮后的静压能增加为：单位重量流体经叶轮后的静压能增加为：gguuHP2222212122 2222122222121

9、22,gccgguuHT（a）根据余弦定理，上述速度之间的关系可表示为：根据余弦定理，上述速度之间的关系可表示为：111212121cos2ucuc222222222cos2ucuc2022-12-1612代入（代入（a）式，并整理可得到：式，并整理可得到：gcucuHT/)coscos(111222,(b)一般离心泵的设计中，为得到较大理论压头，在一般离心泵的设计中，为得到较大理论压头，在离心泵设计时，为了不产生预旋，流体从径向进离心泵设计时，为了不产生预旋，流体从径向进入叶轮，即：使入叶轮，即：使 1=90，即即cos 1=0gcuHT/cos 222,上式称为上式称为离心泵的基本方程式，

10、或离心泵理论离心泵的基本方程式，或离心泵理论压头的表达式压头的表达式 。2022-12-1613流量可表示为叶轮出口处的径向速度与出口截面流量可表示为叶轮出口处的径向速度与出口截面积的乘积：积的乘积：2222sin2cbrqV从点从点2处的速度三角形可以得出处的速度三角形可以得出222222sincosctgcuc代入代入 HT，=u2c2cos 2/g)sin(22222,ctgcuguHT22222)(1ctggbqrgV 表示离心泵的理论压头与理论流量，叶轮的转速和直径表示离心泵的理论压头与理论流量，叶轮的转速和直径、叶轮的几何形状间的关系。、叶轮的几何形状间的关系。注：注：b1、b2叶

11、轮进、叶轮进、出口的宽度；出口的宽度；r1、r2 叶轮进、叶轮进、出出口的半径；口的半径；1、2 叶轮进、叶轮进、出出口处叶片的倾角。口处叶片的倾角。2022-12-1614对于某个离心泵（即其对于某个离心泵（即其2、r2、b2固定），当固定），当转速转速一定时，理论压头与理论流量之间呈线形一定时，理论压头与理论流量之间呈线形关系，可表示为：关系，可表示为：n HT，=A-BqV 2.离心泵基本方程式的讨论离心泵基本方程式的讨论1）离心泵的理论压头与叶轮的转速和直径的关系）离心泵的理论压头与叶轮的转速和直径的关系 当叶片几何尺寸（当叶片几何尺寸（b2，2）与理论流量一定时，离与理论流量一定时，

12、离心泵的心泵的理论压头随叶轮的转速或直径的增加而加大。理论压头随叶轮的转速或直径的增加而加大。2）离心泵的理论压头与叶片几何形状的关系）离心泵的理论压头与叶片几何形状的关系 根据叶片出口端倾角根据叶片出口端倾角2的大小的大小,叶片形状可分为三种叶片形状可分为三种:2022-12-1615 1）后弯叶片后弯叶片(20。泵的泵的理论压头随流量理论压头随流量qV的增大而减小；的增大而减小；2022-12-16162）径向叶片（径向叶片（2=90。，。，图图a），），ctg 2=0。泵的理论压头不随流量泵的理论压头不随流量qV而变化。而变化。3）前弯叶片前弯叶片(290。，。，图图c)，ctg 2DD

13、2)n1nn2n2(D2)n(D)n1(D1)M2MM1H适用：调节幅度大，时间又长的季节性调节。适用：调节幅度大，时间又长的季节性调节。n泵泵HqV曲线上移曲线上移工作点右上移，工作点右上移，H ，qV 优点：优点：流量随转速下降而减小，动流量随转速下降而减小，动力消耗也相应降低；力消耗也相应降低；缺点：缺点：需要变速装置或价格昂贵的需要变速装置或价格昂贵的变速电动机，难以做到流量连续调变速电动机，难以做到流量连续调节，化工生产中很少采用。节，化工生产中很少采用。泵转速一定时，叶轮直径泵转速一定时，叶轮直径 H ，qv 2022-12-1636（3）离心泵的组合操作离心泵的组合操作P76P7

14、6 并联操作并联操作H并H单HqV单qV并qVBA由于管路阻力损失增由于管路阻力损失增大，所以大，所以qV并并 H单单 2022-12-1637 串联操作串联操作H单H串HqV单qV串qVBAqV串串 qV单单 H串串 2H单单 2022-12-1638 组合方式的选择组合方式的选择HQV2211并联并联串联串联低阻低阻高阻高阻 低阻时，并联优于串联；低阻时，并联优于串联；高阻时，串联优于并联。高阻时，串联优于并联。)(gpz ，则只能，则只能采用串联操作；采用串联操作；如果单台泵所提供的最如果单台泵所提供的最 大压头小于管路两端的大压头小于管路两端的2022-12-1639七、离心泵的汽蚀现

15、象与安装高度七、离心泵的汽蚀现象与安装高度（一）（一）汽蚀现象汽蚀现象1100离心泵的安装高度离心泵的安装高度Hg当叶轮进口处的压强PK等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压PV 时，液体汽化，产生汽泡，含气泡的液体进入叶轮后，由于静压强的升高，气泡被压缩而急剧凝结，产生了局部真空，周围液体以高速涌原汽泡处。2022-12-1640 产生非常大的冲击力，造成对叶轮和泵壳的冲产生非常大的冲击力，造成对叶轮和泵壳的冲击，使其振动并发出噪声。尤其当气泡的凝聚击，使其振动并发出噪声。尤其当气泡的凝聚发生在叶片表面附近时，液体如同许多细小的发生在叶片表面附近时，液体如同许多细小的高频冲击锤撞击叶片，时间一

16、长，叶轮将被冲高频冲击锤撞击叶片，时间一长，叶轮将被冲蚀成海绵状，这种现象称为气蚀现象。蚀成海绵状，这种现象称为气蚀现象。2022-12-1641气蚀产生的后果：气蚀产生的后果：1 1）气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲击的反）气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲击的反复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海棉状逐渐脱复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海棉状逐渐脱落；落；2 2）液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，严）液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，严重时会输不出液体。重时会输不出液体。为了避免气蚀现象，使离心泵正常运行，叶轮入口处的绝为了避免气蚀现象，使

17、离心泵正常运行，叶轮入口处的绝对压强必须高于工作温度下液体的饱和蒸气压。对压强必须高于工作温度下液体的饱和蒸气压。2022-12-1642（二）（二）实际汽蚀余量与临界汽蚀余量实际汽蚀余量与临界汽蚀余量实际汽蚀余量实际汽蚀余量临界汽蚀余量临界汽蚀余量(NPSH)c(NPSH)1(221min,122)(KfkVcHgugPgugPNPSH当流量一定而且已进入阻力平方区（在通常当流量一定而且已进入阻力平方区（在通常情况下此条件可基本满足）时，情况下此条件可基本满足）时，临界汽蚀余临界汽蚀余量只与泵的结构有关。量只与泵的结构有关。1100离心泵的安装高度离心泵的安装高度Hg2022-12-1643

18、（三）（三）离心泵的安装高度离心泵的安装高度 在在0-00-0和和1-11-1间列柏努利方程：间列柏努利方程：1100离心泵的安装高度离心泵的安装高度Hg最大安装高度最大安装高度cfVKfkfVgNPSHHgPgPHguHgPgPH)(2)10(0)1(2)10(0max,为确保离心泵工作正常，将所测的为确保离心泵工作正常，将所测的(NPSH)c加上一定的安全量作为必需气蚀余量加上一定的安全量作为必需气蚀余量NPSH)r,并列入泵产品样本。标准还规定实际汽蚀余并列入泵产品样本。标准还规定实际汽蚀余量量NPSH要比要比(NPSH)r大大0.5m以上。以上。2022-12-1644最大允许安装高度

19、最大允许安装高度Hg的计算式：的计算式：5.0)()10(0rfVgNPSHHgPgPH式中式中(NPSH)r是泵产品样本提供的必需汽蚀余量。是泵产品样本提供的必需汽蚀余量。注意：注意：(NPSH)r与流量有关，流量与流量有关，流量 ，(NPSH)r ，因此在计算泵的最大允许安装高度因此在计算泵的最大允许安装高度Hg时，必须以时，必须以使用过程中使用过程中可能达到的最大流量可能达到的最大流量进行计算。进行计算。2022-12-1645八、八、离心泵的选用、安装与操作离心泵的选用、安装与操作2）选择泵的类型与型号）选择泵的类型与型号 首先根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的首先根据被输送液体的

20、性质和操作条件确定泵的类型，按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录类型，按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录中选出适合的型号。中选出适合的型号。2022-12-1646n若是没有一个型号的若是没有一个型号的H、Q与所要求的刚好相与所要求的刚好相符，则在邻近型号中符，则在邻近型号中选用选用H和和Q都稍大的一个都稍大的一个；若有几个型号的若有几个型号的H和和Q都能满足要求，那么除都能满足要求，那么除了考虑那一个型号的了考虑那一个型号的H和和Q外，还外，还应考虑效率应考虑效率在此条件下是否比较大。在此条件下是否比较大。3）核算轴功率）核算轴功率n若输送液体的密度大于水的密度时，按若输送液体的密度大

21、于水的密度时，按 /gHqNV来计算泵的轴功率。2022-12-16472.离心泵的安装和使用离心泵的安装和使用 1）泵的安装高度）泵的安装高度 为了保证不发生气蚀现象或泵吸不上液体，泵的实际为了保证不发生气蚀现象或泵吸不上液体，泵的实际安装安装高度必须低于理论上计算的最大安装高度高度必须低于理论上计算的最大安装高度，同时，同时，应尽量应尽量降低吸入管路的阻力降低吸入管路的阻力。2）启动前先）启动前先“灌泵灌泵”这主要是为了防止这主要是为了防止“气缚气缚”现象的发生，在泵启动前，现象的发生，在泵启动前，向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态

22、下有液体冒出时为止。液体冒出时为止。3）离心泵应在出口阀门关闭时启动）离心泵应在出口阀门关闭时启动，为了不致启动时为了不致启动时电流过大而烧坏电机，电流过大而烧坏电机，泵启动时要将出口阀完全关闭，泵启动时要将出口阀完全关闭，等电机运转正常后，再逐渐打开出口阀，并调节到所需等电机运转正常后，再逐渐打开出口阀，并调节到所需的流量。的流量。2022-12-16484）关泵的步骤）关泵的步骤 关泵时，一定要先关闭泵的出口阀，再停电机关泵时，一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。否则，压出管中的高压液体可能反冲入泵内，造否则，压出管中的高压液体可能反冲入泵内，造成叶轮高速反转，使叶轮被损坏。成叶轮高速反转，

23、使叶轮被损坏。5）运转时应定时检查泵的响声、振动、滴露等运转时应定时检查泵的响声、振动、滴露等情况，观察泵出口压力表的读数，以及轴承是否情况，观察泵出口压力表的读数，以及轴承是否过热等。过热等。2022-12-1649八、八、离心泵的类型离心泵的类型（一）（一）离心泵的类型离心泵的类型（1）清水泵（清水泵（IS型、型、D 型、型、Sh型型）（2）耐腐蚀泵（）耐腐蚀泵（F型）型）（3）油泵（）油泵（Y型）型）2022-12-1650第二节第二节 其其他他类型化工用泵类型化工用泵一、一、往复泵往复泵（一）（一）构造与工作原理构造与工作原理主要部件：泵缸、活塞主要部件：泵缸、活塞 和单向活门。和单向

24、活门。2022-12-1651n第二节第二节 其他类型泵其他类型泵 n一、往复泵一、往复泵 1.往复泵的结构及工作原理往复泵的结构及工作原理 往复泵是一种往复泵是一种容积式泵容积式泵，它依靠作往复运动的，它依靠作往复运动的活塞依次开启吸入阀和活塞依次开启吸入阀和排出阀从而吸入和排出排出阀从而吸入和排出液体。液体。2022-12-1652泵的主要部件有泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞杆、吸入单向阀和排泵缸、活塞、活塞杆、吸入单向阀和排出单向阀出单向阀。活塞经传动和机械在外力作用下在泵缸内作。活塞经传动和机械在外力作用下在泵缸内作往复运动。活塞与单向阀之间的空隙称为往复运动。活塞与单向阀之间的空隙称

25、为工作室。工作室。工作原理：工作原理：当活塞自左向右移动时当活塞自左向右移动时，工作室的容积增大，形成低，工作室的容积增大，形成低压，贮池内的液体经吸入阀被吸入泵缸内，排出阀受排压，贮池内的液体经吸入阀被吸入泵缸内，排出阀受排出管内液体压力作用而关闭。当活塞移到右端时，工作出管内液体压力作用而关闭。当活塞移到右端时，工作室的容积最大。室的容积最大。n当活塞由右向左移动时，当活塞由右向左移动时，泵缸内液体受挤压，压强增大，泵缸内液体受挤压，压强增大，使吸入阀关闭而推开排出阀将液体排出，活塞移到左端使吸入阀关闭而推开排出阀将液体排出，活塞移到左端时，排液完毕，完成了一个工作循环，此后开始另一个时，

26、排液完毕，完成了一个工作循环，此后开始另一个循环。循环。2022-12-16532022-12-1654活塞从左端点到右端点的距离活塞从左端点到右端点的距离叫叫行程或冲程。行程或冲程。活塞在往复活塞在往复一次中，只吸入和排出液体各一次的泵，称为一次中，只吸入和排出液体各一次的泵，称为单动泵。单动泵。由于单动泵的吸入阀和排出阀均装在活塞的一侧，吸液时由于单动泵的吸入阀和排出阀均装在活塞的一侧，吸液时不能排液，因此不能排液，因此排液不是连续的排液不是连续的。为了改善单动泵流量的。为了改善单动泵流量的不均匀性，多采用双动泵或三联泵不均匀性，多采用双动泵或三联泵，往复泵的工作原理与，往复泵的工作原理与

27、离心泵不同，离心泵不同，具有以下特点具有以下特点：1）往复泵的流量只与泵往复泵的流量只与泵本身的几何形状本身的几何形状和和活塞的往复次数活塞的往复次数有关，而有关，而与泵的压头无关与泵的压头无关。无论在什么压头下工作，只无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出一定的液体。要往复一次，泵就排出一定的液体。2022-12-16552022-12-16562022-12-1657其理论流量其理论流量qT，V：对单级泵对单级泵qT，V=ASn，A：活塞的截面积，：活塞的截面积，S：活塞的：活塞的冲程，冲程，n：活塞每分钟的：活塞每分钟的往复往复次数，次数，对双动泵对双动泵 qT，V=(2A-a)S

28、n，a:活塞杆的截面积，其它活塞杆的截面积，其它同上。同上。2）往复泵的压头与泵的几何尺寸无关，往复泵的压头与泵的几何尺寸无关，只要泵的机械只要泵的机械强度及原动机的功率允许，输送系统要求多高的压头，强度及原动机的功率允许，输送系统要求多高的压头，往复泵就能提供多大的压头。往复泵就能提供多大的压头。实际流量实际流量VVVqq 理理 V泵的容积效率，在泵的容积效率，在0.90.97之间之间。流量由泵特性决定，而与管路特性无关流量由泵特性决定，而与管路特性无关。2022-12-16583）往复泵的吸上真空度也随泵安装地区的大气压强、）往复泵的吸上真空度也随泵安装地区的大气压强、输送液体的性质和温度

29、而变，所以往复泵的吸上高输送液体的性质和温度而变，所以往复泵的吸上高度也有一定的限制度也有一定的限制。但往复泵的低压是靠工作室的。但往复泵的低压是靠工作室的扩张来造成的，所以在开动之前，泵内无须充满液扩张来造成的，所以在开动之前，泵内无须充满液体，体，往复泵有自吸作用往复泵有自吸作用。4）往复泵不能简单地用排出管路阀门来调节流量，）往复泵不能简单地用排出管路阀门来调节流量，一般采用一般采用回路调节回路调节。往复泵适用于小流量、高压强的场合，输送高粘度液往复泵适用于小流量、高压强的场合，输送高粘度液体时的效果也比离心泵好，但不能输送腐浊性液体和体时的效果也比离心泵好，但不能输送腐浊性液体和固体粒

30、子的悬浮液。固体粒子的悬浮液。2022-12-1659流量调节方法：流量调节方法：1.改变活塞的往复次数或冲程；改变活塞的往复次数或冲程；2.旁路旁路调节调节P83。因往复泵的流量一定，通过因往复泵的流量一定，通过阀门调节旁路流量，使部分阀门调节旁路流量，使部分压出流体返回吸入管路，便压出流体返回吸入管路，便可达到调节主管流量的目的。可达到调节主管流量的目的。2022-12-1660 压头（压头（扬程）扬程）在电机功率范围内，离心泵的压头由管路特性决定。在电机功率范围内，离心泵的压头由管路特性决定。实际上往复泵流量随压头升高而略有减小，这是容积损失增实际上往复泵流量随压头升高而略有减小，这是容

31、积损失增大造成的。大造成的。H2H1HqV管路特性管路特性2管路特性管路特性1泵特性qV1qV22022-12-1661 功率与效率功率与效率Vq HgP 往复泵的总效率，一般为往复泵的总效率，一般为0.650.85。适用压头高、流量小的液体，但不能输送腐适用压头高、流量小的液体，但不能输送腐蚀性大及有固体的悬浮液。蚀性大及有固体的悬浮液。往复泵的理论流量是由活塞扫过的体积决定，而与管路往复泵的理论流量是由活塞扫过的体积决定，而与管路特性无关。特性无关。正位移特性正位移特性 流量只与泵特性有关，流量只与泵特性有关，而压头只与管路特性有关而压头只与管路特性有关正位移是指介质的位移恒为正，与管路特

32、性无关，不会正位移是指介质的位移恒为正，与管路特性无关，不会出现倒流喘振等现象，大多数容积泵为正位移泵，旋涡出现倒流喘振等现象，大多数容积泵为正位移泵，旋涡泵不是。泵不是。2022-12-1662二、二、齿轮泵齿轮泵P86具有正位移特性。具有正位移特性。2022-12-1663三、旋涡泵三、旋涡泵（一）结构（一）结构一种特殊的离心泵。一种特殊的离心泵。2022-12-1664（二）往复泵的特点（二）往复泵的特点1.启动泵时，要启动泵时，要打开出口阀门打开出口阀门，改变流量时，旁，改变流量时，旁路调节比安装调节阀更经济；路调节比安装调节阀更经济；2.能量损失大，效率低能量损失大，效率低（20%4

33、0%），不适合输，不适合输送高粘度液体；送高粘度液体；3.压头比离心泵高压头比离心泵高24倍，适用于高压头、小流量、倍，适用于高压头、小流量、低粘度清洁液体。低粘度清洁液体。2022-12-1665分类：分类：按出口压力或压缩比分为按出口压力或压缩比分为：通风机通风机 p出出(表表)300kPa 22 真空泵真空泵 p出出(表）表）=0 或略高于大气压或略高于大气压,压缩比由压缩比由真空度决定真空度决定第三节第三节 气体输送机械气体输送机械2022-12-1666（一）工作原理与结构（一）工作原理与结构一、离心式通风机一、离心式通风机2022-12-1667（二）性能参数与特性曲线（二）性能参

34、数与特性曲线1.性能参数性能参数（1）风量）风量qV单位时间从风机单位时间从风机出口排出的气体体积出口排出的气体体积，m3/h或或 m3/s。注意：注意：qV应以风机应以风机进口状态进口状态计。计。2022-12-1668（2）全风压）全风压pt与静风压与静风压ps全风压全风压：单位体积的气体经风机后所获得的能量，：单位体积的气体经风机后所获得的能量，Pa或或mmH2O221211221122efppz guWz guh 22212121()()()2tefpWzzgppuuh 以单位质量的气体为基准以单位质量的气体为基准 以单位体积的气体为基准以单位体积的气体为基准 2022-12-1669

35、22122)(upppt 动风压动风压 222dpu 静风压静风压 12ppps全风压全风压tsdppp0)(12 gzz 0fh 01 u2022-12-1670（3）轴功率与效率轴功率与效率W WVtq pP 2.特性曲线特性曲线 用用20、101.3kPa的的空气空气（=1.2kg/m3）测测定。定。风机的全风压与风机的全风压与气体的密度成正比气体的密度成正比。qVPqVqVptqVpSqVn一定一定2022-12-1671(三三)离心通风机的选用离心通风机的选用 1.计算输送系统所需的全风压，再换算成标定状计算输送系统所需的全风压，再换算成标定状态下的全风压；态下的全风压；tttppp

36、 2.100 3.根据根据qV、pt0 选风机的型号。选风机的型号。qV qV需需 ，pt0 pt0需需2.根据气体的性质及风压范围，确定风机的类型；根据气体的性质及风压范围，确定风机的类型；2022-12-1672二、鼓风机二、鼓风机（一）离心鼓风机（一）离心鼓风机特点：特点：外形外形 离心泵离心泵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 单级出口表压多在单级出口表压多在30kPa30kPa以内；以内；多级可达多级可达0.3MPa 0.3MPa 2022-12-1673（二）罗茨鼓风机（二）罗茨鼓风机2022-12-1674 流量调节流量调节旁路调

37、节或调转速；旁路调节或调转速；开机时打开出口阀门；开机时打开出口阀门；操作温度操作温度 5000rpm）2022-12-1676（二）往复式压缩机（二）往复式压缩机2022-12-16771.工作过程工作过程假设假设 理想气体；理想气体；气体流经吸气、排气阀时流动阻力忽略不计；气体流经吸气、排气阀时流动阻力忽略不计；压缩机无泄漏。压缩机无泄漏。2022-12-1678（1）理想压缩循环）理想压缩循环压缩过程（压缩过程（1 2）恒压排气过程（恒压排气过程（2 3）恒压吸气过程（恒压吸气过程（4 1）理想压缩循环功：理想压缩循环功：123421SVdpWpp等温等温绝热绝热2022-12-1679

38、11221221112111.11kkkkkkkp Vp VpVConstpTTppkWp Vkp 等温压缩等温压缩122212112211lnln.ppVpppVpWConstpVVpVp 绝热压缩绝热压缩2022-12-1680（2）实际压缩循环）实际压缩循环余隙：排气终了时，活塞与气缸之间的空隙。余隙：排气终了时，活塞与气缸之间的空隙。1 2 压缩过程压缩过程2 3 排气过程排气过程4 1 吸气过程吸气过程3 4 膨胀过程膨胀过程余隙气体膨胀余隙气体膨胀吸气吸气压缩压缩排气排气2022-12-1681（3）余隙系数与容积系数）余隙系数与容积系数.余隙系数余隙系数低压气缸：低压气缸：8%，

39、高压气缸：高压气缸：可达可达12%。.容积系数容积系数313VVV 活塞推进一次扫过体积活塞推进一次扫过体积余隙体积余隙体积余隙系数余隙系数 31410VVVV 活塞推进一次扫过体积活塞推进一次扫过体积实际吸气体积实际吸气体积容积系数容积系数 2022-12-1682二者关系：二者关系：111120kpp 吸气量吸气量一定时一定时 )1(012 pp为压缩极限。为压缩极限。，不再吸气，此时，不再吸气，此时吸气量吸气量一定时一定时120120120,)2(pppppp 讨论：讨论：2022-12-16832.多级压缩多级压缩2022-12-1684 避免排出气体温度过高；避免排出气体温度过高；减

40、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；使压缩机结构更合理。使压缩机结构更合理。一般当一般当 时，采用多级压缩，常用时，采用多级压缩，常用26级，每级压缩比为级，每级压缩比为35。218pp 2022-12-1685四、四、真空泵真空泵性能：性能：（1）真空度或极限剩余压力；）真空度或极限剩余压力；（2）抽气速率：单位时间在极限剩）抽气速率：单位时间在极限剩 余压力下吸入的气体体积。余压力下吸入的气体体积。（一）往复式真空泵（一）往复式真空泵2022-12-1686（二）（二）水环真空泵水环真空泵2022-12-1687（三）喷射泵（三

41、）喷射泵2022-12-16882-12022-12-16892022-12-16902022-12-16912-52022-12-1692(作泵、管路特性图，得交点坐标）作泵、管路特性图，得交点坐标）2022-12-16932022-12-16942022-12-16952-82022-12-16962-102022-12-16972-112022-12-16982022-12-16992022-12-16100(P351 IS型单级单吸离心泵规格型单级单吸离心泵规格)2022-12-161012-122022-12-161022-132022-12-161032-142022-12-161042022-12-161052-152022-12-16106