,化 工 原 理,
（上）
主讲人：戴猷元
2003.2
目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第二章 流体输送机械第一节 概述第二节 离心泵第三节 其它类型泵第四节 气体输送和压缩设备第一节 概述流体输送机械：
给流体增加机械能的设备机械能 使液体 p? 转换为其它形式
u2/2? 克服磨擦阻力液体 →泵输送对象 气体 →压缩机,鼓风机,
通气机工作原理动力式 （ 叶轮式 ） －离心式,轴流式容积式 （ 正位移式 ） －往复式,旋转式其它形式 →喷射式掌握要求基本原理主要结构 选择泵,计算功率性能参数 确定安装位置第二章 流体输送机械第一节 概述第二节 离心泵第三节 其它类型泵第四节 气体输送和压缩设备第二节 离心泵一,工作原理和主要构件
1,原理
1) 汲入管注满水
2)给液体以动能,静压能 15－
20m/s 流道扩大 p↑→管路
3) 叶轮中心形成真空 po－ pa
气缚：气体?小,离心力作用小,不足以吸入 。
2,主要构件开式叶轮 半开式闭式封闭叶轮泵壳 排出汲入液体,转换能量
(避免阻力损失,导向叶轮 ）
轴密封：填料密封,机械密封二,离心泵基本方程从理论上分析离心泵中液体质点的运动状况,获得离心泵压头和流量关系 。
1,基本方程的导出假设 1) 叶片无限多,液体完全沿叶片弯曲表面流动
2)?＝ 0,理想液体,
无磨擦阻力损失
Hp静压能 ↑ 离心力作功流道扩大 动能 →静压能
22
2 1 2 1 ( ) ( )
2
T p c
p p c c
H H H
gg?
静动
2 2 2 2 2 2
2 1 1 2 2 1
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Q r b c
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H r c tg
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泵一定：,,一定
2,讨论后弯片,ctg?2 >0（?2 <90° )，
QT↑,则 HT↓
径向片,ctg?2 =0 （?2 =90° )，
HT与 QT无关前弯片,ctg?2 <0 （?2 >90° )，
QT↑,则 HT↑
后弯片：静压能比例 ↑
前弯片：流速过大,冲击损失大
3,理论压头与实际压头
(1)叶片间环流 （ 并非无限多 ）
u 2,c 2 比实际小
(2)磨擦损失 Friction 与 u2成正比 。
(3)冲击损失?2：设计取值三,离心泵的主要性能参数
1、流量 m3/h,与转速、尺寸、结构有关
2/
f
H z p g H
、压头扬程 z,提供的有效能量扬程、升扬高度、吸上高度的差异
3,效率泵轴转动功并非全部转换为液体能量
① 容积损失：回漏,平衡孔 0.85~0.95
② 水力损失：磨擦,边界层 0.8 ~ 0.9
③ 机械损失,Ne/N=? 有效功率 / 轴功率轴功率：
N=QH?g/?或 N=QH?/102?(kw)
四,离心泵的特性曲线及影响因素
1,特性曲线
① Q↑ H?
② Q↑ N↑ 开启时关出口阀
③ Q↑ η有最大值
2,影响因素：
1) 密度,Q=2?r2b2c2sin?2与?无关
H=u2c2cos?2/g 与?无关
↑,离心力 ↑,p↑,除以?g,压头不变 [液柱 ]
2) 粘度,?↑,流体阻力 ↑,H－ Q下降急剧 。
最高效率点处,Q,H,,N?
',','QHQ c Q H c H c
3) 叶轮转速－条件：转速变化不大 ① 速度 △
相似,②?不变 （ 速度变化小于 20％ ）' ' ' '
2 2 2 2 2 2
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' ' ' ' 2 ' 2
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相似若 不变,＝ 比例定律
4)叶轮外径：
'
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' ' ' ' ' ' ' '
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Q r b c c u r D
Q r b c c u r D
H u c u D
H u c u D
N N D D
相似,相同出口截面不变：
若 不变,＝ 切割定律
5) 若直径与其它尺寸变化相应变化 。
叶轮直径 D与出口宽度 b2比例固定
2
2
3 2 5' ' ' ' ' '
( ) ( ) ( )
D b D
Q D H D N D
Q D H D N D
则,,
五,离心泵吸上高度
1,气蚀现象当 p1处达到相应温度下液体的饱和蒸气压时出现汽化现象 →p↑后冷凝,填充空穴 。
冲击压力 几百个大气压频率 几万次 /秒
pmin临界值,pv
2,允许吸上真空度
pmin很难测定,一般以入口压力 p1
代替 。
1( ) /
1
So
S
H p p g
Hm
：代表 处的真空度( 液柱)
3,允许吸上高度入口到储槽液面的最大垂直距离
2
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10 0,24
9,81 10
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Hm
（允许安装高度）
数值上需要知道,这与输送液体性质，当地大气压 有关。
铭牌,℃清水,水柱
4,气蚀余量入口处静压头＋动压头,大于饱和蒸气压头 的某个最小值 。
泵性能表的 △ h是 20℃ 清水测定,输送其它液体
2
11
2
v o v
gf
p p ppu
h H h H
g g g g g
hh
/vpg?
一般安装高度＜允许吸上高度,减少
0.5~1m.。
当输送 T↑,吸上高度小,甚至出现负值 。
沸点低泵安装储槽液位下 。
fHd
六,离心泵工作点与流量调节
1,管路特性曲线
2
2
25
8
2
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f
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H Z H
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p
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2,离心泵的工作点管路需要压头＝泵对液体提供压头 。
3,流量调节
① 改变管路特性曲线
② 改变泵特性曲线 转速
③ 并联,串联低阻抗管路：并联优于串联高阻抗管路：串联优于并联七,泵的选用
1,选泵：
① 液体性质,操作条件 →选类型
② 压头流量 ―――→ 选尺寸,型号
2,安装与运行：
① 安装高度 （ 吸入管不小于泵入口 ）
② 启动前充满液体,关出口阀
③ 运行检查,轴承
④ 关出口阀 （ 停车 ）
（上）
主讲人：戴猷元
2003.2
目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第二章 流体输送机械第一节 概述第二节 离心泵第三节 其它类型泵第四节 气体输送和压缩设备第一节 概述流体输送机械：
给流体增加机械能的设备机械能 使液体 p? 转换为其它形式
u2/2? 克服磨擦阻力液体 →泵输送对象 气体 →压缩机,鼓风机,
通气机工作原理动力式 （ 叶轮式 ） －离心式,轴流式容积式 （ 正位移式 ） －往复式,旋转式其它形式 →喷射式掌握要求基本原理主要结构 选择泵,计算功率性能参数 确定安装位置第二章 流体输送机械第一节 概述第二节 离心泵第三节 其它类型泵第四节 气体输送和压缩设备第二节 离心泵一,工作原理和主要构件
1,原理
1) 汲入管注满水
2)给液体以动能,静压能 15－
20m/s 流道扩大 p↑→管路
3) 叶轮中心形成真空 po－ pa
气缚：气体?小,离心力作用小,不足以吸入 。
2,主要构件开式叶轮 半开式闭式封闭叶轮泵壳 排出汲入液体,转换能量
(避免阻力损失,导向叶轮 ）
轴密封：填料密封,机械密封二,离心泵基本方程从理论上分析离心泵中液体质点的运动状况,获得离心泵压头和流量关系 。
1,基本方程的导出假设 1) 叶片无限多,液体完全沿叶片弯曲表面流动
2)?＝ 0,理想液体,
无磨擦阻力损失
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HT与 QT无关前弯片,ctg?2 <0 （?2 >90° )，
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后弯片：静压能比例 ↑
前弯片：流速过大,冲击损失大
3,理论压头与实际压头
(1)叶片间环流 （ 并非无限多 ）
u 2,c 2 比实际小
(2)磨擦损失 Friction 与 u2成正比 。
(3)冲击损失?2：设计取值三,离心泵的主要性能参数
1、流量 m3/h,与转速、尺寸、结构有关
2/
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、压头扬程 z,提供的有效能量扬程、升扬高度、吸上高度的差异
3,效率泵轴转动功并非全部转换为液体能量
① 容积损失：回漏,平衡孔 0.85~0.95
② 水力损失：磨擦,边界层 0.8 ~ 0.9
③ 机械损失,Ne/N=? 有效功率 / 轴功率轴功率：
N=QH?g/?或 N=QH?/102?(kw)
四,离心泵的特性曲线及影响因素
1,特性曲线
① Q↑ H?
② Q↑ N↑ 开启时关出口阀
③ Q↑ η有最大值
2,影响因素：
1) 密度,Q=2?r2b2c2sin?2与?无关
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↑,离心力 ↑,p↑,除以?g,压头不变 [液柱 ]
2) 粘度,?↑,流体阻力 ↑,H－ Q下降急剧 。
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一般安装高度＜允许吸上高度,减少
0.5~1m.。
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1,管路特性曲线
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3,流量调节
① 改变管路特性曲线
② 改变泵特性曲线 转速
③ 并联,串联低阻抗管路：并联优于串联高阻抗管路：串联优于并联七,泵的选用
1,选泵：
① 液体性质,操作条件 →选类型
② 压头流量 ―――→ 选尺寸,型号
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① 安装高度 （ 吸入管不小于泵入口 ）
② 启动前充满液体,关出口阀
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