1、7 7 离心泵离心泵目的：给流体加入机械能目的：给流体加入机械能7.1 7.1 离心泵工作原理离心泵工作原理1 1 输送流体所需的能量输送流体所需的能量从从1 1至至2 2截面截面 Hgugpz 22111 fHgugpz 22222 2242282VVfKqqgddlgudlH 高度湍流，高度湍流，K与流量无关与流量无关2 2 管路特性的影响因素管路特性的影响因素阻力部分：管径阻力部分：管径d管长管长l、le或或势能增加部分：位差势能增加部分：位差z压差压差p密度密度 d gpp 12 3 3 流体输送机械分类流体输送机械分类按作用原理分：按作用原理分：动力式动力式(叶轮式叶轮式)：离心式，
2、轴流式；：离心式，轴流式；容积式容积式(正位移式正位移式)：往复式，旋转式；：往复式，旋转式；其它类型：喷射式，流体作用式等。其它类型：喷射式，流体作用式等。按流体可压缩性分：按流体可压缩性分：液体输送机械：统称为泵；液体输送机械：统称为泵；气体输送机械：通风机、气体输送机械：通风机、鼓风机、鼓风机、压缩机、压缩机、真空泵真空泵 4 4 离心泵的主要构件离心泵的主要构件(录像录像)叶轮：迫使液体高速旋转，形成离心力场叶轮：迫使液体高速旋转，形成离心力场中心加入低势能、低动能液体中心加入低势能、低动能液体外缘输出高势能、高动能液体外缘输出高势能、高动能液体蜗壳：流道逐渐扩大，将动能部分转化成势能
3、蜗壳：流道逐渐扩大，将动能部分转化成势能 5 理论压头理论压头(理想流体，叶片无限薄，无限多理想流体，叶片无限薄，无限多)总机械能变化总机械能变化 转速、直径、弯角、流量转速、直径、弯角、流量6 理论压头的影响因素理论压头的影响因素 叶片弯角叶片弯角2和流量和流量qV22222ctgqgAuguHVT叶轮转速叶轮转速n u2=nD2气缚现象气缚现象(录像录像)液体密度不出现液体密度不出现 p gHT,气缚现象气缚现象 灌泵灌泵-吸入管装单向阀，吸入管装单向阀，泵启动前泵启动前:灌泵排气灌泵排气 7.2 7.2 离心泵特性曲线离心泵特性曲线1 1 泵的有效功率泵的有效功率 Pe=gqVHe Pa
4、基本上随流量基本上随流量qV单调上升单调上升 泵启动时关出口阀泵启动时关出口阀2 2 泵的效率泵的效率3 3 泵的特性曲线泵的特性曲线 Heqv，Paqv，qvaePP 泵的特性曲线测定泵的特性曲线测定(录像录像)d吸吸=38mm,d出出=25mm,测得水流量测得水流量qV=510-4m3/s,z2-z1=0.2mp压压=0.2MPa,p真真=27kPa。求：求：He=?解：由泵进、出口列方程解：由泵进、出口列方程4 特性曲线的影响因素特性曲线的影响因素密度密度:对对HeqV，qV无影响无影响;对对PaqV有影响有影响粘度粘度:对对HeqV，qV，PaqV都有影响都有影响转速转速:当当n变化变
5、化20%时，比例定律：时，比例定律：如果如果则有则有 nnqqVV 2 nnHHee3 nnPPaa7.3 离心泵工作点和流量调节离心泵工作点和流量调节1 工作点工作点工程处理方法：过程分解法工程处理方法：过程分解法2 流量调节流量调节出口阀开度出口阀开度优点：调节简便、灵活优点：调节简便、灵活缺点：能耗缺点：能耗改变转速改变转速n节能，但不方便节能，但不方便 例例1 已知：充分湍流，已知：充分湍流，=常数，现将离心水泵常数，现将离心水泵由输水改为输送由输水改为输送CCl4,=1630kg/m3求：当求：当p1=p2时时,qV ,H ,p出出 ,Pe ;当当p1p2时，时，qV ,H ,p出出
6、 ,Pe 。解：管路特性不变解：管路特性不变,工作点工作点不变不变,qV不变不变,H不变不变,不变。不变。由点由点3至至2排能量方程排能量方程 管路特性曲线下移，管路特性曲线下移，因因 ，图解思维，图解思维qV，H，不定不定 gp 例例2 某离心泵特性曲线为某离心泵特性曲线为He=20-0.5qV2(Hem,qVm3/h)两敞口容器液面高差两敞口容器液面高差10m,原管径原管径d1=25mm，流量，流量qV1=2m3/h，现要使流量增，现要使流量增加加50%,将原管路换粗成将原管路换粗成d2。求：求：d2解：分析解：分析 泵特性没变，靠管路特性改变泵特性没变，靠管路特性改变 找找d对管路特性的
7、影响对管路特性的影响 合理简化处理合理简化处理(偏保险考虑偏保险考虑)由泵特性由泵特性,得得由管路方程由管路方程(实际实际d,/d,偏保险偏保险)mH1825.02021 mH5.1535.02022 512121512110)(810dqKqgdllHVVe 5222210dqKHV 消去消去K可得可得2122215121010)(VVqqHHdd 27.3)23(105.1510182 mmdd322527.327.3511512 例例3 图示管路输送液体图示管路输送液体,泵转速泵转速n=2900r/min时，时，泵特性曲线为泵特性曲线为He=40-0.1qV2(Hem,qVm3/h)流量
8、为流量为10m3/h,现欲采用现欲采用降低转速的办法使流量降低转速的办法使流量减少减少30%(流动处于阻力平方区流动处于阻力平方区)。求：转速求：转速n应降至多少？应降至多少？解：管路解：管路H=12+KqV2原工作点原工作点A:qV=10m3/h H=40-0.1102=30m代入管路方程代入管路方程 新工作点新工作点B:qV=7m3/h;H=12+0.1872=20.82m将将 ,同时代入泵特性方程同时代入泵特性方程H=40-0.1qV2得新泵特性方程得新泵特性方程 18.0122 VqHKnnqqVV 2)(nnHHee 221.0)(40VeqnnH 将将B点点qV=7m3/h;H=2
9、0.82m代入代入得得 n=0.80182900=2325 r/min 易犯错误：易犯错误：解：解：=2030r/min对工作点的含义毫无认识对工作点的含义毫无认识.8018.0 nn1072900 VVqqnn3 并联组合并联组合同样压头下，两泵流量相加同样压头下，两泵流量相加 H单单=(qV)，例如：例如：H单单=20-2qV2 H并并=20-0.5qV2 工作点工作点 qV2qV)2(VqH 并并4 串联组合串联组合同样流量下，两泵压头相加同样流量下，两泵压头相加 H单单=(qV)，H串串=2(qV)例如：例如：H单单=20-2qV2 H串串=40-4qV2 工作点工作点 H 2H5 5
10、 组合方式的选择组合方式的选择当当 时，时，必须串联必须串联 max单单Hg P7.4 离心泵安装高度离心泵安装高度1 汽蚀现象汽蚀现象(录像录像)叶轮入口叶轮入口K处压强最低，处压强最低，Hg太大时，太大时，pKpV,液体汽化，形成汽泡，受压缩后溃灭。液体汽化，形成汽泡，受压缩后溃灭。后果：叶轮受冲击而出现剥落后果：叶轮受冲击而出现剥落 泵轴振动强烈，甚至振断泵轴振动强烈，甚至振断2 汽蚀余量汽蚀余量NPSH由由1至至K：pK=pV,发生汽蚀发生汽蚀,这时这时p1最小最小,定义临界汽蚀余量定义临界汽蚀余量(NPSH)c由由0至至K：pK=pV时时 KfkkHgugpgugp 1221122
11、gpgugpNPSHVC 2)(21min1KfkHgu 122 100fgHHgp gugpHkkKf221 guHHgpgpHkKffVg221100max CfVgNPSHHgpgpH)(100max 规定必需汽蚀余量规定必需汽蚀余量 (NPSH)r=(NPSH)c+,进泵样本，与流量有关进泵样本，与流量有关实际汽蚀余量实际汽蚀余量 物理意义物理意义须比须比(NPSH)r大大0.5m以上，以上，3 最大允许安装高度最大允许安装高度Hg实际安装高度实际安装高度HgHg=3m两槽液面之间列管路方程两槽液面之间列管路方程 H=Z+Hf=20+1+6=27mHg=3m两槽液面之间列管路方程两槽液
12、面之间列管路方程 H=Z+Hf=20+1+6=27m0.3MPa(表表)真空泵：生成负压，进口真空泵：生成负压，进口0.1MPa,出口出口0.1MPa3 通风机通风机1)常用类型：轴流式通风机常用类型：轴流式通风机 离心式通风机离心式通风机轴流式通风机轴流式通风机离心式通风机离心式通风机离心式通风机离心式通风机2)离心式通风机离心式通风机(录像录像)原理与离心泵相同，不同之处：原理与离心泵相同，不同之处：风压风压 pT动能在总机械能中所占比重明显动能在总机械能中所占比重明显3)特性曲线特性曲线 参数：风量参数：风量qV,风压风压pT,pS,功率功率P,效率效率出厂标准：出厂标准：0.1MPa,
13、20空气空气,=1.2kg/m3以入口状态为基准：以入口状态为基准：qV,pT,使用中注意换算使用中注意换算 TTpp 例例1 某离心风机铭牌给出全压某离心风机铭牌给出全压1.8103Pa,现用于现用于输送输送=1.5kg/m3的气体。的气体。求：求：PT=?解：解：PaPPTT31025.22.15.11800 离心通风机放炉前、炉后有什么不同？离心通风机放炉前、炉后有什么不同？风量、密度、风压风量、密度、风压4 罗茨罗茨鼓鼓风机风机(录像录像)注意：正位移特性注意：正位移特性 温度过高会使转子卡住温度过高会使转子卡住5 往复式压缩机往复式压缩机(录像录像)原理与往复泵相同。余隙容积：免撞缸
14、原理与往复泵相同。余隙容积：免撞缸,当压缩比当压缩比 达到上限时达到上限时,VB=VC,流量为零流量为零主要指标：生产能力主要指标：生产能力qV,以吸入常温常压空气测定以吸入常温常压空气测定 排出压强排出压强p2,12pp螺杆式压缩机螺杆式压缩机离心式压缩机离心式压缩机混流式压缩机混流式压缩机6 真空泵真空泵目的：获得和维持负压目的：获得和维持负压主要性能参数：主要性能参数：1.极限真空：能达到的稳定的最低压强，极限真空：能达到的稳定的最低压强，用绝对压强表示用绝对压强表示2.抽气速率：以吸入口状态为基准，抽气速率：以吸入口状态为基准，m3/h真空泵抽的是什么？真空泵抽的是什么？真空泵抽真空泵
15、抽漏入系统的空气漏入系统的空气系统内产生的不凝性气体系统内产生的不凝性气体部分物料部分物料(占有一定的分压占有一定的分压)选真空泵时注意：选真空泵时注意：1 1抽气速率要大于漏气速率抽气速率要大于漏气速率2 2被带走的物料量的多少被带走的物料量的多少流体输送机械的安全问题流体输送机械的安全问题现象：烧保险丝、烧电机、毁坏输送机械现象：烧保险丝、烧电机、毁坏输送机械认识三点：认识三点：PqV曲线的趋势曲线的趋势正位移特性正位移特性密度密度的大小的大小(以入口状态为基准以入口状态为基准)实例：某研究生用罗茨风机做小风量实验时，实例：某研究生用罗茨风机做小风量实验时，保险丝老是烧，换铜丝后，电机烧了；保险丝老是烧，换铜丝后，电机烧了；用旋涡泵输水，启动前关闭出口阀，用旋涡泵输水，启动前关闭出口阀，结果启动时总是烧保险丝结果启动时总是烧保险丝 用真空泵时，将真空泵入口接了大气，用真空泵时，将真空泵入口接了大气，开了一会儿电机烧了开了一会儿电机烧了本次讲课习题：本次讲课习题：第一章第一章 2733离心泵离心泵 返回返回气缚现象气缚现象 返回返回泵的测定泵的测定 返回返回汽蚀现象汽蚀现象 返回返回往复泵往复泵 返回返回往复泵工作原理往复泵工作原理 返回返回离心风机离心风机 返回返回罗茨风机罗茨风机 返回返回往复式压缩机往复式压缩机 返回返回
