第二章第二章第二章第二章 流体输送机械流体输送机械流体输送机械流体输送机械n流体输送设备的作用流体输送设备的作用n提高其位能、流体压强及克服流体机械能损失提高其位能、流体压强及克服流体机械能损失n流体输送设备的分类流体输送设备的分类n输送液体的机械：泵输送液体的机械：泵n输送气体的机械输送气体的机械n通风机通风机n鼓风机鼓风机n压缩机压缩机第一节第一节离心泵离心泵一离心泵的工作原理与主要部件离心泵的工作原理与主要部件气缚气缚第一节第一节离心泵离心泵n叶轮叶轮n叶轮按机械结构分类叶轮按机械结构分类n开式开式n闭式闭式n半闭式半闭式 平衡孔平衡孔第一节第一节离心泵离心泵 叶轮按吸液方式分类叶轮按吸液方式分类单吸式单吸式双吸式双吸式第一节第一节离心泵离心泵n泵壳（蜗壳）泵壳（蜗壳）n汇集从叶轮流出的液体汇集从叶轮流出的液体n转能装置：由动能转换成静压能转能装置：由动能转换成静压能n导轮：导轮：n装在叶轮与泵壳之间装在叶轮与泵壳之间n具有若干具有若干逐渐转向逐渐转向和和扩大的流道扩大的流道n减少能量损失减少能量损失n密封装置密封装置n填料密封填料密封n机械密封机械密封第一节第一节离心泵离心泵二 离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数 1、 流量流量在在1-1与与2-2 间列柏努利方程：间列柏努利方程：以体积流量来表示的泵的输液能力，以体积流量来表示的泵的输液能力，m m3 3/min/min，m m3 3/h/h 2、扬程、扬程 为输送单位重量流体要求由泵提高的机械能为输送单位重量流体要求由泵提高的机械能第一节第一节离心泵离心泵3、功率和效率、功率和效率 1）轴功率）轴功率P与有效功率与有效功率Pe2）效率）效率泵内机械能损耗的原因泵内机械能损耗的原因1)容积损失容积损失2)水力损失水力损失3)机械损失机械损失4 4、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线n特性曲线特性曲线 当当n一定时一定时nH-qv曲线，曲线，H随随qv 而而 nP- qv曲线，曲线， P随随qv 而而 n- qv曲线，曲线， 先随先随qv 而而 ，后随，后随qv 而而 n离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们都是与最高离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们都是与最高效率点对应的性能参数。效率点对应的性能参数。 4、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线n离心泵的转速对特性曲线的影响离心泵的转速对特性曲线的影响离心泵比例定律离心泵比例定律4、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线n液体的黏度和密度的影响液体的黏度和密度的影响 n黏度的影响黏度的影响n黏度增大，叶轮内液体流速降低，使流量减少黏度增大，叶轮内液体流速降低，使流量减少n黏度增大，流体流经泵内的流动摩擦损失增大，使扬黏度增大，流体流经泵内的流动摩擦损失增大，使扬程减少程减少n黏度增大，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦而引起黏度增大，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦而引起的能量损失增大，使所需的轴功增大的能量损失增大，使所需的轴功增大 密度的影响密度的影响密度不影响密度不影响H-qv曲线曲线密度影响密度影响P- qv曲线曲线离心泵的效率是因为容积损失、机械损失及水力损失造成，离心泵的效率是因为容积损失、机械损失及水力损失造成， 均与密度无关，因此密度不影响均与密度无关，因此密度不影响 - qv曲线曲线5 离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节一管路特性方程与管路特性曲线管路特性方程与管路特性曲线在一定的管路系统中在一定的管路系统中管路特性管路特性曲线曲线对对k较大的管路，称为高阻力管路较大的管路，称为高阻力管路对对k较小的管路，称为低阻力管路较小的管路，称为低阻力管路5 离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节二、离心泵的工作点二、离心泵的工作点n为离心泵的工作曲线与管路的特性曲线的交点为离心泵的工作曲线与管路的特性曲线的交点5 离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节三、离心泵的流量调节三、离心泵的流量调节1.改变阀门的开度改变阀门的开度2.改变泵的转数改变泵的转数5 离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节四四 离心泵的并联离心泵的并联并联：在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵流量的并联：在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵流量的2倍倍五五 离心泵的工作点与调节离心泵的工作点与调节五五 离心泵的串联离心泵的串联串联：每台泵的压头和流量也各自相同，在同一流量下，两串联：每台泵的压头和流量也各自相同，在同一流量下，两台串联泵的压头为单台泵的台串联泵的压头为单台泵的2倍倍五五 离心泵的工作点与调节离心泵的工作点与调节n生产中究竟采用何种组合方式：根据管路特生产中究竟采用何种组合方式：根据管路特性曲线的形状性曲线的形状ABCDEFa：k1b：k2k1hr 时不汽蚀时不汽蚀ha =hr 时开始发生汽蚀时开始发生汽蚀ha hr 时严重汽蚀时严重汽蚀六六 离心泵的汽蚀现象和安装高度离心泵的汽蚀现象和安装高度3 离心泵的最大安装高度离心泵的最大安装高度当当ha =hr 时开始发生汽蚀，安装高度为最大安装高度：时开始发生汽蚀，安装高度为最大安装高度：六六 离心泵的汽蚀现象和安装高度离心泵的汽蚀现象和安装高度4 允许汽蚀余量与最大允许安装高度允许汽蚀余量与最大允许安装高度v实际安装高度实际安装高度H Hg g必须低于或等于最大允许安装高度必须低于或等于最大允许安装高度H Hg g允许允许v当允许安装高度为负值，泵应该安装在液体贮槽液面以下。当允许安装高度为负值，泵应该安装在液体贮槽液面以下。 六六 离心泵的汽蚀现象和安装高度离心泵的汽蚀现象和安装高度n讨论讨论n汽蚀现象的产生可以有以下三方面的原因汽蚀现象的产生可以有以下三方面的原因 离心泵的安装高度太高；离心泵的安装高度太高； 被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高； 吸入管路的阻力或压头损失太高。吸入管路的阻力或压头损失太高。n一个原先操作正常的泵也可能由于操作条件的变化而产生一个原先操作正常的泵也可能由于操作条件的变化而产生汽蚀，汽蚀， 被输送物料的温度升高，被输送物料的温度升高， 吸入管线部分堵塞。吸入管线部分堵塞。七七 离心泵的类型、选择与使用离心泵的类型、选择与使用（一）（一） 离心泵的类型离心泵的类型清水泵清水泵 IS50-32-250oIS型单级单吸式离心泵（轴相吸入）型单级单吸式离心泵（轴相吸入）o50泵吸入口直径泵吸入口直径o32泵排出口直径泵排出口直径o250泵叶轮名义尺寸泵叶轮名义尺寸n耐腐蚀泵（耐腐蚀泵（F型）型）n油泵（油泵（Y型）型）n杂质泵（杂质泵（P型）型）七七 离心泵的类型、选择与使用离心泵的类型、选择与使用（二）（二） 离心泵的选择离心泵的选择确定输送系统的流量与压头确定输送系统的流量与压头选择泵的类型与型号选择泵的类型与型号核算泵的特性参数核算泵的特性参数七七 离心泵的类型、选择与使用离心泵的类型、选择与使用(三）三） 离心泵的安装和操作离心泵的安装和操作n离心泵的安装高度必须低于允许吸上高度离心泵的安装高度必须低于允许吸上高度n离心泵在启动前必须向泵内充满输送液体离心泵在启动前必须向泵内充满输送液体n离心泵应在出口阀关闭的条件下启动，此时启动功离心泵应在出口阀关闭的条件下启动，此时启动功率最小率最小n停泵前也应先关闭出口阀，以避免排出管路内液体停泵前也应先关闭出口阀，以避免排出管路内液体倒流，使叶轮受冲击而被损坏倒流，使叶轮受冲击而被损坏n离心泵在运转中应定时检查和维修，注意泵轴液体离心泵在运转中应定时检查和维修，注意泵轴液体泄漏、发热等情况泄漏、发热等情况第二节第二节 其他类型化工用泵其他类型化工用泵一一 往复泵往复泵n往复泵的工作原理往复泵的工作原理单动泵单动泵单动泵单动泵启动前无需灌泵启动前无需灌泵启动前无需灌泵启动前无需灌泵吸入和排出交替进行，流量不连续吸入和排出交替进行，流量不连续吸入和排出交替进行，流量不连续吸入和排出交替进行，流量不连续一一 往复泵往复泵n往复泵的类型与流量往复泵的类型与流量压头压头 理论流量理论流量理论流量理论流量q qv v理理理理=ASn=ASn其中其中其中其中 A A：活塞面积：活塞面积：活塞面积：活塞面积 S S：活塞冲程：活塞冲程：活塞冲程：活塞冲程 n n：单位时间内活塞往复次数：单位时间内活塞往复次数：单位时间内活塞往复次数：单位时间内活塞往复次数实际流量实际流量实际流量实际流量Q=Q= V V q qv v理理理理其中其中其中其中 V V：容积效率：容积效率：容积效率：容积效率双动泵：双动泵：双动泵：双动泵：q qv v理理理理= =（2A-a2A-a）SnSn其中其中其中其中 A A：活塞杆截面积：活塞杆截面积：活塞杆截面积：活塞杆截面积双动泵双动泵单动泵单动泵理论可达任意值理论可达任意值理论可达任意值理论可达任意值流量流量流量流量一一 往复泵往复泵n往复泵的类型与流量往复泵的类型与流量一一 往复泵往复泵n往复泵的扬程与流量调节往复泵的扬程与流量调节o o往复泵的扬程往复泵的扬程一一 往复泵往复泵o往复泵的流量调节往复泵的流量调节3)改变活塞（或柱塞）的行程改变活塞（或柱塞）的行程1)旁路调节旁路调节2)改变原动机转速改变原动机转速n n 往复泵的应用场合往复泵的应用场合o 小流量、高压强小流量、高压强o 高黏度液体时也比离心泵效果好高黏度液体时也比离心泵效果好o 不适宜输送腐蚀性液体和有固体颗粒的悬浮液不适宜输送腐蚀性液体和有固体颗粒的悬浮液一往复泵一往复泵n计量泵计量泵流量可通过改变偏心距调整流量可通过改变偏心距调整流量可通过改变偏心距调整流量可通过改变偏心距调整适用于要求输液量十分准确而又便于调整的场合适用于要求输液量十分准确而又便于调整的场合适用于要求输液量十分准确而又便于调整的场合适用于要求输液量十分准确而又便于调整的场合一往复泵一往复泵n隔膜泵（活柱往复泵）隔膜泵（活柱往复泵） 可用于定量地输送有毒、可用于定量地输送有毒、可用于定量地输送有毒、可用于定量地输送有毒、 易燃、易爆和腐蚀性液体易燃、易爆和腐蚀性液体易燃、易爆和腐蚀性液体易燃、易爆和腐蚀性液体二二 齿轮泵齿轮泵v齿轮泵的特点齿轮泵的特点压头高而流量小压头高而流量小适于输送粘稠适于输送粘稠 液体以至膏状物液体以至膏状物不能输送含有固不能输送含有固 体颗粒的悬浮物体颗粒的悬浮物流量均匀流量均匀三三 旋涡泵旋涡泵n旋涡泵的特点旋涡泵的特点n特殊的离心泵特殊的离心泵输送输液量小，压头高而黏度不大的液体输送输液量小，压头高而黏度不大的液体输送输液量小，压头高而黏度不大的液体输送输液量小，压头高而黏度不大的液体用旁路调节流量用旁路调节流量用旁路调节流量用旁路调节流量第三节 气体输送机械n气体输送和压缩的目的气体输送和压缩的目的n气体输送气体输送n产生高压气体产生高压气体n产生真空产生真空n气体输送和压缩机械的分类气体输送和压缩机械的分类n通风机：终压（出口压力）不大于通风机：终压（出口压力）不大于x103Pa（表压）（表压）n鼓风机：终压为鼓风机：终压为x103294 x103Pa （表压），压缩比小于（表压），压缩比小于4n压缩机：终压在压缩机：终压在294 x103Pa （表压）以上，压缩比大于（表压）以上，压缩比大于4n真空泵：终压为大气压，压缩比不确定真空泵：终压为大气压，压缩比不确定n气体输送和压缩机械气体输送和压缩机械与液体输送机械的不同点与液体输送机械的不同点n气体压、送机械比液体输送机械转速高气体压、送机械比液体输送机械转速高n气体在压、送过程中密度、温度发生变化，气体压、送机气体在压、送过程中密度、温度发生变化，气体压、送机械有冷却器械有冷却器第三节 气体输送机械一 离心式通风机离心式通风机1.离心式通风机的工作原理与基本结构离心式通风机的工作原理与基本结构2.离心式通风机的性能参数与特性曲线离心式通风机的性能参数与特性曲线流量流量qV0:指空气在标准条件（指空气在标准条件（20，101325Pa）下的风量。）下的风量。qV: 单位时间内流过风机单位时间内流过风机进口进口的气体体积，单位：的气体体积，单位：m3/h， m3/min第三节 气体输送机械全风压全风压 定义：单位体积气体流经通风机后获得的总机械能，以定义：单位体积气体流经通风机后获得的总机械能，以Pt表示表示以以1m3气体作为基准，对通风机进出口两截面列柏努利方程：气体作为基准，对通风机进出口两截面列柏努利方程：Ps为静压为静压第三节 气体输送机械全风压全风压 通风机的静风压通风机的静风压Pst 通风机的动风压通风机的动风压Pd 全风压与气体密度的关系：全风压与气体密度的关系：全风压与气体密度的关系：全风压与气体密度的关系：当当H一定时：一定时：Pt0：指通风机性能表上的在标准条件（：指通风机性能表上的在标准条件（20，101325Pa）下的全风压。）下的全风压。第三节 气体输送机械n离心通风机的特性曲线离心通风机的特性曲线二二 往复压缩机往复压缩机一工作过程工作过程入口压强入口压强P1出口压强出口压强P21.理想压缩循环理想压缩循环恒压吸气恒压吸气压缩压缩恒压排气恒压排气理想压缩功：理想压缩功：二二 往复压缩机往复压缩机吸气：吸气：压缩：压缩：排气：排气：总功：总功：1)等温压缩：等温压缩：二二 往复压缩机往复压缩机2)绝热压缩：绝热压缩：3) 多变压缩：多变压缩：压缩过程介于等温和绝热压缩过程压缩过程介于等温和绝热压缩过程之间，用多变指数之间，用多变指数k代替代替q等温压缩过程所做功最小等温压缩过程所做功最小二二 往复压缩机往复压缩机2.实际工作循环实际工作循环q余隙余隙吸气吸气压缩压缩排气排气膨胀膨胀活塞在气缸内扫过的体积为（活塞在气缸内扫过的体积为（V1-V3）吸入气体的体积为（吸入气体的体积为（V1-V4）按绝热压缩考虑，实际压缩功为：按绝热压缩考虑，实际压缩功为：二二 往复压缩机往复压缩机3. 余隙系数和容积系数余隙系数和容积系数1)余隙系数余隙系数2)容积系数容积系数o当当压缩比压缩比P2/P1一定时：一定时： o 排气排气量量 o当当压缩比压缩比P2/P1越高：余隙气体膨越高：余隙气体膨 胀后所占气缸体积越大，吸气量越胀后所占气缸体积越大，吸气量越 小，排气量越小小，排气量越小二二 往复压缩机往复压缩机三 多级压缩多级压缩