浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 1/29
幻灯片 3目录习题课七、离心泵的安装高度八、离心泵的类型和选用
2.1.2 其他类型泵
2.2 气体压送机械一、离心通风机二、往复式压缩机浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 2/29
定性分析、定量计算操作型设计型
----选泵时，将流量、压头裕量控制在 10%左右。
m a x
m a x
)15.1~1.1(
)1.1~05.1(
HH
QQ
习题课浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 3/29
H
0 Q
p
a
例 1 用离心泵将江水送至高位槽 。 若管路条件不变,则下列参数随着 江面的下降 有何变化？ （ 设泵仍能正常工作 ）
泵的压头 H，
管路总阻力损失 hf，
泵出口处压力表读数,
泵入口处真空表读数 。
管路特性曲线 平行上移
2
2
2 BQAhg
u
g
pzhe
f
不变操作性问题 分析 举例解,江面下降，泵特性曲线不变工作点左移浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 4/29
3 3
p
a
0 0
H
0 Q
2332 fwEtEt
2 2
1
1
2p
g
ppH
)(12 真（真）
1p
Q?,H?,N?, 2BQh f
操作性问题 分析 举例
3 3
不含动能浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 5/29
P
2
P
1
0 0
操作性问题 分析 举例练习 1
图示为离心泵性能测定装置 。 若水槽液面上升,则
Q,H,N,hf,p1和 p2（ 均为读数 ） 如何变化？
（真）1p?2p
答,Q不变,H不变,N不变,hf不变浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 6/29
补充作业：
如图所示,高位槽上方的真空表读数为 p,现 p增大,
其它管路条件不变,则管路总阻力损失。
A,增大
B,减小
C,不变
D,不确定
p
p
a
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 7/29
201.030 VH
204.010 Vhe heH?
mhe
hmV
26
20 3
（ 20,26 ）
操作性问题 计算 举例例 2 某离心泵工作转速为 n=2900r.p.m.（ 转 /min）,其特性曲线方程为 。 当泵的出口阀全开时,管路特性曲线方程为,式中 V的单位为 m3/h,H及 he
的单位均为 m。 求：
（ 1） 阀全开时,泵的输水量为多少？
（ 2） 要求所需供水量为上述供水量的 75%时：
a,若采用出口阀调节,则节流损失的压头为多少 m水柱？
b．若采用变速调节，则泵的转速应为多少 r.p.m.？
201.030 VH
204.010 Vhe
解：
（ 1）
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 8/29
hmV 315%7520
mVH 75.271501.03001.030 22
meh 191504.010 2
m75.81975.27节流损失
（ 20,26 ）
（ 15,19 ）
（ 15,27,75 ）
VV?
H?
he?
(2)
a,采用调节出口阀门的方法节流损失
201.030 VH
204.010 Vhe
泵特性曲线方程管路特性曲线方程浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 9/29
hmV 315%7520 meh 191504.010 2
（ 20,26 ）
（ 15,19 ）
2
22
01.030 VnnHnn
2
2
1501.029003019 n,..244 1 mprn
b,采用调节转速的方法
VV?
注意,以下解法错误 !!!，因为新旧工作点为非等效率点。
mprnVVn,.2175290075.0
201.030 VH
204.010 Vhe
泵特性曲线方程管路特性曲线方程新转速下泵的特性曲线方程为：
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 10/29
七,离心泵的安装高度 Zs
1、什么是安装高度？
泵轴与吸液方液面间的垂直高度，称为安装高度，用 ZS表示。可正可负。
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 11/29
为避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在最大安装高度 ZS,max。
七,离心泵的安装高度 Zs
为什么会有安装高度问题？
汽蚀现象,叶片背面当 pk＝ pv时,K处发生部分汽化现象。
叶片表面产生蜂窝状腐蚀 ；
泵体震动，并发出噪音；
流量、压头、效率都明显下降；
严重时甚至吸不上液体。
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 12/29
2、最大安装高度 ZS,max和允许汽蚀余量
esf
ee
s
s h
g
u
g
pz
g
p
2
2
m i n,
m a x,
esf
ees
s hg
u
g
p
g
pz
2
2
m i n,
m a x,
七,离心泵的安装高度 Zs
刚好发生汽蚀时,pk＝ pv,pe达到最小值 pe,min。
在 s-s面,e-e面间列机械能衡算：
esf
ees h
g
p
g
u
g
p
g
pp
2
2
m i n,
最小汽蚀余量
h?
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 13/29
g
p
g
u
g
ph ee
2
2
m i n,
m i n令
-------最小汽蚀余量
esf
s
s hhg
ppz
m i nm a x,于是七,离心泵的安装高度 Zs
3.0m i n hh
一般规定，允许汽蚀余量
h? 是泵的特性参数之一，由厂家测定。
esf
s
s hhg
pp
z
相应地，允许安装高度实际安装高度比 还要低 0.5?1m
sz
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 14/29
kef
k h
g
u
2
2
m inh?故影响允许汽蚀余量的因素：
七,离心泵的安装高度 Zs
e-e面,k-k面间：
kef
kee h
g
u
g
p
g
u
g
p
22
22
m i n,
g
p
g
u
g
ph ee
2
2
m i n,
m i n
又
)(2 阻力平方区BQ?
可见,影响允许汽蚀余量的因素有：流量,泵的结构,流体粘度浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 15/29
m i n
h? 的校正,
只要粘度变化不大，
m i n
h? 无需校正。
m i n
h? 的实验测定,
用 20 ℃ 清水测定。以泵的扬程较正常值下降 3% 作为发生汽蚀的标志，测定泵刚好发生汽蚀时的
p
e
即可。
七,离心泵的安装高度 Zs
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 16/29
八,离心泵的类型,选用
冷凝水泵锅炉给水泵杂质泵耐腐蚀泵油泵清水泵按用途分
双吸泵单吸泵按吸入方式分
多级泵单级泵按叶轮级数分
立式卧式按转轴的位置分类型,不下百种浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 17/29
设计点 Q
高效区八,离心泵的类型,选用选用原则：
定类型 -----根据流体性质及操作条件定规格 -----根据流量,压头大小,高效浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 18/29
齿轮泵、螺杆泵等
、隔膜泵、计量泵、往复式容积式：如旋涡泵轴流式、喷射式、、离心式速度式：如
2.1.2 其他类型泵浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 19/29
2.1.2 其他类型泵一、往复泵工作原理：
具有自吸能力，不必灌液
安装高度也受限制，无汽蚀现象与离心泵比较：
流量与压头几乎无关由于受泵的部件机械强度和原动机功率的限制，
泵的扬程不可能无限增大。
压头越大，漏损越大。
结构,泵缸、活塞、阀门、传动机构利用容积的变化给流体加静压能工作循环：一次吸液，一次排液单缸单动泵
H
0 Q
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 20/29
输液量不均匀、不连续与离心泵比较：
流量调节不可用出口阀门调节方法。
数改变活塞行程或往复次旁路调节流量调节方法 旁路一、往复泵
H
0 Q
多缸泵（各缸曲柄有相位差）
单缸单动泵浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 21/29
效率高，通常为 72? 93% 。
适用于小流量,高压头的情况下输送高粘度的液体 。
一、往复泵与离心泵比较：
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 22/29
齿轮泵、螺杆泵等
、隔膜泵、计量泵、往复式容积式：如旋涡泵轴流式、喷射式、、离心式速度式：如其他容积式泵：
各类泵的适用范围：
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 23/29
容积式速度式按工作原理分
真空泵压缩机鼓风机通风机按用途分
p 2
p 1
2.2 气体压送机械终压 p2<1.15atm,压缩比 15.1~1
1
2?pp
终压 p2<4atm,压缩比 4
1
2?pp
终压 p2>4atm,压缩比
4
1
2?pp
终压为大气压,压缩比近似?
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 24/29
一,离心通风机工作原理：
结构：
主要性能参数及特性曲线：
与离心泵相似特点：叶片数目多,短,有径向,前弯,后弯等,
通道多呈矩形风量、风压、轴功率、效率与离心泵相同风量 Q,以进口状态计浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 25/29
p 2
p 1
静风压 p st
空气柱mkP a 10 01?
-- -- - 每米 3 气体通过风机所获得的能量,3mJ （ Pa ）tt gHp
22
2
11
2
22
12
uuppgHp
tt
动风压 p k
)(01 表压?p
01?u
2
2
22
2
upp
t
一,离心通风机风压 pt：
在风机进出口间列机械能衡算方程式：
又称全风压,Pa
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 26/29
2.1
0
t
t
p
p
tt gHp
一,离心通风机若使用条件与测定条件不同，需换算：
--------用 1atm,20℃ 空气测定的风压标准全风压 pt0
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 27/29
tt Qpg Q HN
η
p
t 0
N
p
st
Q
一,离心通风机全压效率 70%~90%效率?：
功率 N：
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 28/29
二,往复式压缩机结构、工作原理与往复泵相似。
但因气体密度小、可压缩的特性，决定了压缩机的阀门更加轻巧、灵活。
31
41
0 VV
VV
容积系数
0 与压缩比
1
2
p
p
有关。
压缩比不可过大，一般取 5 ~ 7
以内。超过此值，用多级压缩。
工作循环：
压缩? 排气? 膨胀? 吸气 绝热压缩等温压缩吸气排气压缩膨胀
p
V1V4V3
余隙浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 29/29
p
p
2
p
1
余隙
V
3
V
4
V
1
吸气排气压缩膨胀多级压缩二,往复式压缩机
幻灯片 3目录习题课七、离心泵的安装高度八、离心泵的类型和选用
2.1.2 其他类型泵
2.2 气体压送机械一、离心通风机二、往复式压缩机浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 2/29
定性分析、定量计算操作型设计型
----选泵时，将流量、压头裕量控制在 10%左右。
m a x
m a x
)15.1~1.1(
)1.1~05.1(
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习题课浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 3/29
H
0 Q
p
a
例 1 用离心泵将江水送至高位槽 。 若管路条件不变,则下列参数随着 江面的下降 有何变化？ （ 设泵仍能正常工作 ）
泵的压头 H，
管路总阻力损失 hf，
泵出口处压力表读数,
泵入口处真空表读数 。
管路特性曲线 平行上移
2
2
2 BQAhg
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f
不变操作性问题 分析 举例解,江面下降，泵特性曲线不变工作点左移浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 4/29
3 3
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)(12 真（真）
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操作性问题 分析 举例
3 3
不含动能浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 5/29
P
2
P
1
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操作性问题 分析 举例练习 1
图示为离心泵性能测定装置 。 若水槽液面上升,则
Q,H,N,hf,p1和 p2（ 均为读数 ） 如何变化？
（真）1p?2p
答,Q不变,H不变,N不变,hf不变浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 6/29
补充作业：
如图所示,高位槽上方的真空表读数为 p,现 p增大,
其它管路条件不变,则管路总阻力损失。
A,增大
B,减小
C,不变
D,不确定
p
p
a
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 7/29
201.030 VH
204.010 Vhe heH?
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20 3
（ 20,26 ）
操作性问题 计算 举例例 2 某离心泵工作转速为 n=2900r.p.m.（ 转 /min）,其特性曲线方程为 。 当泵的出口阀全开时,管路特性曲线方程为,式中 V的单位为 m3/h,H及 he
的单位均为 m。 求：
（ 1） 阀全开时,泵的输水量为多少？
（ 2） 要求所需供水量为上述供水量的 75%时：
a,若采用出口阀调节,则节流损失的压头为多少 m水柱？
b．若采用变速调节，则泵的转速应为多少 r.p.m.？
201.030 VH
204.010 Vhe
解：
（ 1）
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 8/29
hmV 315%7520
mVH 75.271501.03001.030 22
meh 191504.010 2
m75.81975.27节流损失
（ 20,26 ）
（ 15,19 ）
（ 15,27,75 ）
VV?
H?
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(2)
a,采用调节出口阀门的方法节流损失
201.030 VH
204.010 Vhe
泵特性曲线方程管路特性曲线方程浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 9/29
hmV 315%7520 meh 191504.010 2
（ 20,26 ）
（ 15,19 ）
2
22
01.030 VnnHnn
2
2
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b,采用调节转速的方法
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注意,以下解法错误 !!!，因为新旧工作点为非等效率点。
mprnVVn,.2175290075.0
201.030 VH
204.010 Vhe
泵特性曲线方程管路特性曲线方程新转速下泵的特性曲线方程为：
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 10/29
七,离心泵的安装高度 Zs
1、什么是安装高度？
泵轴与吸液方液面间的垂直高度，称为安装高度，用 ZS表示。可正可负。
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 11/29
为避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在最大安装高度 ZS,max。
七,离心泵的安装高度 Zs
为什么会有安装高度问题？
汽蚀现象,叶片背面当 pk＝ pv时,K处发生部分汽化现象。
叶片表面产生蜂窝状腐蚀 ；
泵体震动，并发出噪音；
流量、压头、效率都明显下降；
严重时甚至吸不上液体。
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 12/29
2、最大安装高度 ZS,max和允许汽蚀余量
esf
ee
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u
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p
2
2
m i n,
m a x,
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七,离心泵的安装高度 Zs
刚好发生汽蚀时,pk＝ pv,pe达到最小值 pe,min。
在 s-s面,e-e面间列机械能衡算：
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g
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pp
2
2
m i n,
最小汽蚀余量
h?
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 13/29
g
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2
2
m i n,
m i n令
-------最小汽蚀余量
esf
s
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m i nm a x,于是七,离心泵的安装高度 Zs
3.0m i n hh
一般规定，允许汽蚀余量
h? 是泵的特性参数之一，由厂家测定。
esf
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相应地，允许安装高度实际安装高度比 还要低 0.5?1m
sz
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 14/29
kef
k h
g
u
2
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m inh?故影响允许汽蚀余量的因素：
七,离心泵的安装高度 Zs
e-e面,k-k面间：
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22
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2
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又
)(2 阻力平方区BQ?
可见,影响允许汽蚀余量的因素有：流量,泵的结构,流体粘度浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 15/29
m i n
h? 的校正,
只要粘度变化不大，
m i n
h? 无需校正。
m i n
h? 的实验测定,
用 20 ℃ 清水测定。以泵的扬程较正常值下降 3% 作为发生汽蚀的标志，测定泵刚好发生汽蚀时的
p
e
即可。
七,离心泵的安装高度 Zs
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 16/29
八,离心泵的类型,选用
冷凝水泵锅炉给水泵杂质泵耐腐蚀泵油泵清水泵按用途分
双吸泵单吸泵按吸入方式分
多级泵单级泵按叶轮级数分
立式卧式按转轴的位置分类型,不下百种浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 17/29
设计点 Q
高效区八,离心泵的类型,选用选用原则：
定类型 -----根据流体性质及操作条件定规格 -----根据流量,压头大小,高效浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 18/29
齿轮泵、螺杆泵等
、隔膜泵、计量泵、往复式容积式：如旋涡泵轴流式、喷射式、、离心式速度式：如
2.1.2 其他类型泵浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 19/29
2.1.2 其他类型泵一、往复泵工作原理：
具有自吸能力，不必灌液
安装高度也受限制，无汽蚀现象与离心泵比较：
流量与压头几乎无关由于受泵的部件机械强度和原动机功率的限制，
泵的扬程不可能无限增大。
压头越大，漏损越大。
结构,泵缸、活塞、阀门、传动机构利用容积的变化给流体加静压能工作循环：一次吸液，一次排液单缸单动泵
H
0 Q
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 20/29
输液量不均匀、不连续与离心泵比较：
流量调节不可用出口阀门调节方法。
数改变活塞行程或往复次旁路调节流量调节方法 旁路一、往复泵
H
0 Q
多缸泵（各缸曲柄有相位差）
单缸单动泵浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 21/29
效率高，通常为 72? 93% 。
适用于小流量,高压头的情况下输送高粘度的液体 。
一、往复泵与离心泵比较：
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 22/29
齿轮泵、螺杆泵等
、隔膜泵、计量泵、往复式容积式：如旋涡泵轴流式、喷射式、、离心式速度式：如其他容积式泵：
各类泵的适用范围：
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 23/29
容积式速度式按工作原理分
真空泵压缩机鼓风机通风机按用途分
p 2
p 1
2.2 气体压送机械终压 p2<1.15atm,压缩比 15.1~1
1
2?pp
终压 p2<4atm,压缩比 4
1
2?pp
终压 p2>4atm,压缩比
4
1
2?pp
终压为大气压,压缩比近似?
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 24/29
一,离心通风机工作原理：
结构：
主要性能参数及特性曲线：
与离心泵相似特点：叶片数目多,短,有径向,前弯,后弯等,
通道多呈矩形风量、风压、轴功率、效率与离心泵相同风量 Q,以进口状态计浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 25/29
p 2
p 1
静风压 p st
空气柱mkP a 10 01?
-- -- - 每米 3 气体通过风机所获得的能量,3mJ （ Pa ）tt gHp
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一,离心通风机风压 pt：
在风机进出口间列机械能衡算方程式：
又称全风压,Pa
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 26/29
2.1
0
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t
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一,离心通风机若使用条件与测定条件不同，需换算：
--------用 1atm,20℃ 空气测定的风压标准全风压 pt0
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 27/29
tt Qpg Q HN
η
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Q
一,离心通风机全压效率 70%~90%效率?：
功率 N：
浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 28/29
二,往复式压缩机结构、工作原理与往复泵相似。
但因气体密度小、可压缩的特性，决定了压缩机的阀门更加轻巧、灵活。
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容积系数
0 与压缩比
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有关。
压缩比不可过大，一般取 5 ~ 7
以内。超过此值，用多级压缩。
工作循环：
压缩? 排气? 膨胀? 吸气 绝热压缩等温压缩吸气排气压缩膨胀
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余隙浙江大学本科生课程化工原理 第二章 流体输送机械 29/29
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吸气排气压缩膨胀多级压缩二,往复式压缩机
