化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送1 第五节 流体的输送机械 流体输送机械 泵 压缩机 离心式 位移式 往复式 齿轮式 螺杆式 通风机 鼓风机 压缩机 离心式 往复式 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials 2 离心泵外形 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送3 一、 离心泵 1、离心泵的构造 离心泵的结构 叶轮 泵壳 泵座 轴封 敞式 半敞式 蔽式 机械式 填料式（石墨、石棉） 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送4 2 、离心泵的工作原理 在离心力的作用下，高速流体在涡形通道截面逐渐 增大，动能转变为静压能，液体获得较高的压力， 进入压出管 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送5 3、气缚现象 当泵启动时，若泵内存在空气，因空气密度很小，叶轮中心只 能造成很小的负压力，不足以吸入液体，就会形成叶轮空 转，这样的现象称为“气缚” 解决办法 离心泵工作时、尤 其是启动时一定要 保证液体连续的条 件。可采用设置底 阀、启动前灌泵、 使泵的安装位置低 于吸入液面等措施 。 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送6 气蚀现象 当泵内某点的压强低至液体饱和蒸汽 压时部分液体将汽化，产生的汽泡被 液流带入叶轮内压力较高处再凝聚。 由于凝聚点处产生瞬间真空，造成周 围液体高速冲击该点，产生剧烈的水 击。瞬间压力可高达数十个MPa，众多 的水击点上水击频率可高达数十kHz， 且水击能量瞬时转化为热量，水击点 局部瞬时温度可达230以上。 防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处 的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压 pv。 输送温度较高或蒸气压较高的液体时，泵的安装高度往往很低，有时甚 至出现负值，即安装位置要低于液面才能保证泵的正常运转 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送7 4、离心泵的安装高度 允许吸上真空高度Hs 为了保证不发生汽蚀现象，每种 型号的离心泵都必须通过实验确 定它在一定流量允许吸入压差（ pa-pe)。此允许吸入压差的大小 习惯上都用液柱高m表示,称为 允许吸上真空高度（ Hs ）。 b b 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送8 离心泵的安装高度 离心泵的安装高度计算公式是在s-s,e-e面间列柏努力方 程获得。 aa b b 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送9 Hs：允许吸上高度，在大气压为10m水柱、以20清水在指定流量下 实验测定，是离心泵的性能参数之一。 H0：当地大气压，m水柱； HV：输送液体的蒸汽压，m水柱； Hf：吸入管路中的压头损失，m水柱； 当测量当时当地的条件不是20,1atm,则 输送温度较高或蒸气压较高的液体时，泵的安装高度往往很低，有时 甚至出现负值，即安装位置要低于液面才能保证泵的正常运转 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送10 5、离心泵的主要性能和和特性曲线 离心泵的主要性能参数主要 转速n：转/分 流量qv：m3/h 扬程H：（外压头），并不是升扬高度。 功率Pe：Pe=qvg H, 效率: =Pe/Pa 性能参数的关系 P电=1.11.2Pa=1.11.2Pe 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送11 离心泵的流量变化时相应的扬程和功率也随之变化，这些关系用离心泵的特性曲 线来表示 H-qH-q v v 曲线：曲线： 离心泵的特性曲线 q qv v H H P Pa a -q-q v v 曲线曲线 q qv v P P a a q q v v =0 P=0 P a a 最小最小 启动时关闭出口阀口。启动时关闭出口阀口。 -q-q v v 曲线曲线 离心泵有一最高效率点离心泵有一最高效率点 使用时应尽量使工作点在最高效率点附近。使用时应尽量使工作点在最高效率点附近。 并联时能增大流量，但不与并联台数成正比。 串联时能提高输出压头，但不与串联台数成正比 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送12 压头测量： 在b-b,c-c面间列柏努利方程，得 ： 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送13 结构： 二、二、 其它泵其它泵 1、往复泵 由泵缸、活塞、活塞杆 、吸入和排出单向阀（ 活门）构成，有电动和 汽动两种驱动形式。 原理： 活塞往复运动，在泵缸 中造成容积的变化并形 成负压和正压，完成一 次吸入和排出。 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送14 往复泵 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送15 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送16 旋转泵利用转子移动来吸入和排出液体，也属于正位移泵 齿轮泵的压头高而流量小，可输送粘稠液体 2、旋转泵 常用的旋转泵有齿轮泵（如图） 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送17 齿轮泵 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送18 三、 气体输送机械 输送和压缩气体的设备统称气体压送机械。用途： 气体输送 产生高压气体 产生真空 输送机械出口压强（表压）压缩比 通风机（Fan） 15 kPa1 1.5 鼓风机（Blower）15 kPa 0.3 MPa 0.3MPa 4 真空泵（Vacuum pump）大气压减压抽吸 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送19 1、通风机（Fan） 工业上常用通风机按其结构形式有轴流式和离心式两类。 轴流式通风机排风量大而风压很小，一般仅用于通风换气， 而不用于气体输送。 离心式通风机的应用十分广泛，按其产生风压可分为： 低压离心通风机：出口风压小于1.0 kPa（表压） 中压离心通风机：出口风压1.03.0 k Pa（表压） 高压离心通风机：出口风压3.015.0 k Pa（表压） 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送20 1机壳 2叶轮 3吸入口 4排出口 离心通风机离心通风机 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送21 离心通风机 （Centrifugal Fan ） 9-19D 高压离心通风机 GY4-73 型锅炉 离心通、引风机 DKT-2系列低噪声离心通风机 B30 防爆轴流通风机 高温离心通风机 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送22 2、鼓风机 （Blower） 罗茨鼓风机（容积式风机、正位移类型）罗茨鼓风机（容积式风机、正位移类型） 工作原理：与齿轮泵相似。 结构：由机壳和腰形转子组成。 两转子之间、转子与机壳之间间隙 很小，无过多泄漏。 改变两转子的旋转方向，则吸入与 排出口互换。 工业上常用的鼓风机主要有旋转式和离心式两种类型。 特点：风量与转速成正比而与出口压强无关，故出口阀不可 完全关闭，流量用旁路调节。应安装稳压气罐和安全阀。工 作温度不能超过 85，以防转子因热膨胀而卡住。 罗茨鼓风机的出口压强一般不超过 80 kPa（表压）。出口压 强过高，泄漏量增加，效率降低。 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送23 罗茨鼓风机 L6LD 系列 L10WDA 系列 L4LD 系列 3R5WD 系列 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送24 离心鼓风机 （透平鼓风机 Turboblower ） 工作原理：与离心泵相同。 单级风机的风压较低，风压 较高的离心鼓风机采用多级 ，其结构也与多级离心泵类 似。 多级低速离心鼓风机 离心鼓风机的送气量大，但 出口压强仍不高，一般不超 过 0.3 MPa（表压），即压 缩比不大，因而无需冷却装 置，各级叶轮的直径大小也 大致相同。 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送25 离心鼓风机 （透平鼓风机 Turboblower ） 化工基础化工基础 College of Chemistry & MaterialsCollege of Chemistry & Materials *第二章 流体的流动与输送2