《流体机械》课件.ppt

1、1概述输送机械的作用：对流体做功，使流体E,结果流体的动能，或位能，静压能，克服沿程阻力，或兼而有之 第二章 流体输送机械2流体输送机械分类 介质：液体泵气体风机、压缩机工作原理：离心式 正位移式：往复式、旋转式 其他（如喷射式）3第二章第二章 流体输送机械流体输送机械离心泵（重点）离心泵（重点）其他化工用泵其他化工用泵气体输送机械气体输送机械离心式通风机（重点）离心式通风机（重点）鼓风机和压缩机鼓风机和压缩机真空泵真空泵4第一节 离心泵1 离心泵的主要部件2 离心泵的工作原理3 离心泵的性能参数与特性曲线4 离心泵的工作点和流量调节5 离心泵的安装高度6 离心泵的类型、选用、安装与操作5离心

2、泵的外观671）.叶轮叶片（+盖板）4-8个叶片（前弯、后弯，径向）液体通道。前盖板、后盖板，无盖板闭式叶轮半开式开式 液体入口中心；出口切线2）.泵壳泵体的外壳，包围叶轮截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道 3）.泵轴垂直叶轮面，叶轮中心 一、离心泵主要部件8离心泵装置简图9二、离心泵的工作原理 1）.原动机轴叶轮，旋转离心力叶片间液体中心外围液体被做功动能高速离开叶轮2）.排出管：液体的汇集与能量的转换（动静）10 3）吸上原理与气缚现象叶轮中心低压的形成p泵内有气，则泵入口压力液体不能吸上气缚启动前灌泵液体高速离开11三、离心泵的性能参数与特性曲线1）流量：单位时间内泵所输送的流体体积。M3/s

3、2）扬程：指单位重量的流体流经泵所获得的能量。J/N=m1、离心泵的性能参数12fmvHgugphHgugp22022021fvmHguugpphH221220pvpm取截面1、2列伯努力方程：化简得：gpphHvm0133、功率输入功率：电机传给泵轴的功率P。（轴功率）输出功率：单位时间内液体从泵中叶轮获得的 有效能量。（有效功率）功率损失：水力损失、容积损失、机械损失。4、效率：有效功率与轴功率之比。一般为0.60.65、大型泵0.9HqgPvePPe14四、离心泵的特性曲线HQNQQ厂家实验测定产品说明书20C清水1、特性曲线：离心泵的扬程、功率、效率与流量之间的关系曲线。H-qv曲线：

4、qv上升、H下降 P-qv曲线：qv上升、P上升 -qv曲线：开始qv上升、上升，至最高点；qv上升、下降。四、离心泵的特性曲线15P162、离心泵特性的影响因素 1）转速比例定律：1212nnqqvv21212nnHH31212nnPP转速的影响：对同型号、同一种液体、效率不变。比例定律泵的转速变化hr 不汽蚀ha=hr 开始发生汽蚀hahr 严重汽蚀最大允许安装高度计算式fv0gHgphgpH32例1用离心泵从真空度为360mmHg的容器中输送液体，所用泵的必需汽蚀余量为3m。该液体在输送温度下的饱和蒸汽压为200mmHg，密度为900kg/m3，吸入管路的压头损失为0.5m，试确定泵的安

5、装位置。若将容器改为敞口，该泵又应如何安装？（当地大气压为100kPa）33m63.05.0381.9900101325760200)10132576036010100(30max吸入吸入frvghhgppHm8.45.0381.99001013257602001010030max吸入吸入frvghhgppH解：（1）当容器内真空度为360mmHg时，故泵宜安装在液面以下（0.630.5）1.13m更低的位置。（2）当容器敞口时，故泵宜安装在液面以上低于（4.80.5）4.3m的位置。34已知塔内液面上方的真空度为500mmHg，且液体处于沸腾状态。吸入管路全部压头损失为0.8m，釜液的密度为

6、890kg/m3，所用泵的必需汽蚀余量为2.0m，问此泵能否正常操作？例2如附图所示，用离心泵将某减压精馏塔塔底的釜液送至贮槽，泵位于贮槽液面以下2m处。35Vpp 0吸入吸入frVghhgppH0maxm8.28.00.2max0.2gHHgm实实 解：因塔内液体处于沸腾状态，则液面上方的压力即为溶液的饱和蒸汽压，即该泵的最大安装高度：说明此泵安装不当，泵不能正常操作，会发生气蚀现象。36 2.2.5 离心泵的类型、选用、安装与操作1、离心泵的类型按输送液体的性质不同1.清水泵：输送清水或相近、无腐蚀性、杂质较少的液体。结构简单，造价低。IS 2.耐腐蚀泵：输送腐蚀性的液体，用耐腐蚀材料制成

7、，要求密封可靠。F3.油泵：输送石油产品，要求有良好密封性。Y37 4.杂质泵：输送含固体颗粒的液体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片数少。P单吸泵；双吸泵38单级泵；多级泵串联组合；并联组合39 2、离心泵的选用（1）确定管路流量和所需外加压头 qv生产任务，H管路的特性方程（2）根据所需qv和H确定泵的型号 查性能表或曲线，要求泵的H和qv与管路所需相适应。若需qv有变，以最大qv为准，H应以最大qv值查找。若泵的H和qv与管路所需不符，在邻型号中找H和qv都稍大一点的。40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。若几个型号都行，应选在操作条件下最高者为

8、保险，所选泵可稍大；但若太大，能量利用程度低。3、离心泵的安装与操作 安装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；调节阀应装于出口管路。(3)校核泵的特征参数 41操作 启动前应灌泵，并排气。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 经常检查轴封情况 42例用内径为例用内径为120mm120mm的钢管将河水送至一蓄水池的钢管将河水送至一蓄水池中，要求输送量为中，要求输送量为6060100m3/h100m3/h。水由池底部进。水由池底部进入，池中水面高出河面入，池中水面高出河面25m25m。管路的总长度为。管路的总长度为80m80m，其中吸入管

9、路为其中吸入管路为24m24m（均包括所有局部阻力的当（均包括所有局部阻力的当量长度），设摩擦系数为量长度），设摩擦系数为0.0280.028。，试选用一台。，试选用一台合适的泵，并计算安装高度。设水温为合适的泵，并计算安装高度。设水温为2020，大，大气压力为气压力为101.3kPa101.3kPa。43gudllZhZHef22sm46.212.0785.03600100785.022dquvm76.3081.9246.212.080028.0252Hmhm376.30,100HqvmkWmhm30.4,2.11%,78,32,100rvhPHq解：以大流量qv100m3/h计。在河水与蓄

10、水池面间列柏努力方程，并简化：由 选泵IS100-80-160，其性能为：44C200kPamkg3335.22.998vP吸吸入入frvhhgppHg0maxgudllhef2)(2吸入吸入m73.181.9246.212.024028.02m4.473.10.481.92.99810)335.23.101(3maxHgm5.0m9.3m9.3 确定安装高度：减去安全余量，实为即泵可安装在河水面上不超过的地方。以下。45第二节 其他类型泵2.2.1 往复泵2.2.2 齿轮泵2.2.3 旋涡泵46一、往复泵1、结构和工作原理主要部件：泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀 工作原理：47单动泵单动

11、泵双动泵三联泵48说明：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，连续。为耐高压，活塞和连杆用柱塞代替。492、往复泵的流量和压头 1）理论平均流量单动AsnqV理双动snaAqV 2理 2）实际平均流量=容积效率理论平均流量理VVVqq与压头无关50 3）往复泵的压头 挤压供液，H任意高。其上限取决于材料强度、密封、电机负载实际取决于管路特性513、往复泵的流量调节 用旁路阀调节流量 改变曲柄转速改变活塞杆的行程52二、齿轮泵1、剖面图53二、工作原理旋转泵的一种三、流量调节四、应用场合转速或旁路高压头、小流量。粘稠以至膏状物。不适于输送固体悬浮液542.2.3 旋涡泵

12、 一、工作原理特殊类型的离心泵55叶轮开有凹槽的圆盘引水道叶轮旋转，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。二、流量调节三、应用场合qv，H高压头，较小流量不适于输送固体悬浮液、高粘度流体旁路调节法56概述 1、气体输送机械在工业生产中的应用 气体输送 压力不高，但量大，动力消耗大产生高压气体：终到设备压力高生产真空：上游设备负压操作2、气体输送机械的一般特点 动力消耗大 第三节 气体输送机械57设备体积庞大 特殊性气体的可压缩性 3、气体输送机械的分类 工作原理离心式、旋转式、往复式、喷射式等出口压力（终压）和压缩比 通风机：终压15kPa，压缩比1至1.15鼓风机：终压15

13、300kPa，压缩比小于4。压缩机：终压300kPa以上，压缩比大于4。真空泵：造成负压，终压p0，压缩比由真空度决定。58一、离心式通风机591、离心式通风机的结构特点 叶轮直径较大 适应大风量叶片数较多 叶片有平直、前弯、后弯不求高效率时前弯机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为矩形 602、性能参数和特性曲线 1）.风量：按入口状态计的单位时间内的排气体积。m3/s，m3/h 操作条件与标准状态的风量关系：00vvqq61 2）.全风压：单位体积气体通过风机时获得的能量。J/m3，Pa风机进、出口之间写伯努力方程f212212122)()()(huuppzzgptgzz)(12忽略忽略能量损

14、失kst212212t22)(ppuuppp全风压62说明 出口速度很高，进口速度较小，通风机动风压Pd为出口动风压Pd2。气体获能=进出口静压差(静风压Ps)+动能差(动风压Pd)()(d2d1s2s1tpppppdsttpppd1s2s1stpppp)(d2dpp 63 3）轴功率和有效功率PPpqPPVet轴功率tpqPVe有效功率 4）效率64qvPqvqvptqvpstqvp 4.特性曲线 1atm、20用空气测定 ptqv，pstqv，Pqv，qv65例3现从一气柜向某设备输送密度为1.36kg/m3的气体，气柜内的压力为650Pa（表压），设备内的压力为102.1kPa（绝压）。

15、通风机输出管路的流速为12.5m/s，管路中的压力损失为500Pa。试计算管路中所需的全风压。（设大气压力为101.3kPa）66fTpuppp22122)(5005.12236.11065.03.1011.10223Pa25.756 解：67 二、离心式的鼓风机 结构特点外形离心泵蜗壳形通道常为圆形 外壳直径与厚度之比较大 叶片数目较多 转速较高 叶轮外周都装有导轮子 单级出口表压多在30kPa以内；多级可达0.3MPa 选型方法与离心通风相同三、离心式压缩机 1、结构定子与转子68转子：主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件 定子：气缸和隔板 69叶轮70712、工作原理 气体叶轮中心离心力做功高速到达外围扩压器降速、增压弯道，回流器下一级叶轮中心增压多次，高压离开3、特性曲线 与离心通风机相似724、特点 与往复压缩机相比体积和重量都很小而流量很大；供气均匀；运转平稳 易损部件少、维护方便 已有取代往复式压缩机的趋势 73四、往复式压缩机 74 一、操作原理与理想压缩循环 24321VPP1P2SD感谢下感谢下载载