化学化工基础第六讲 流体输送设备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,流体输送设备,第六讲,目录,7,、,流体输送设备,7.1,离心泵的构造及工作原理,用来输送流体并向流体提供能量的机械设备称,为流体输送设备。其中用于输送液体的设备多称为,泵；而输送气体的设备则称为鼓风机或压缩机。,7,、流体输送设备,7.1,、,离心泵的构造及工作原理,（一）,离心泵的主要部件和工作原理,1,离心泵的构造和主要部件,（,1,）,叶轮,：,叶轮是离心泵的核心部件，由,6-12,片的叶片组成，构成了数目相同的液体通道。按有无盖板分为开式、闭式和半开式。,1,离心泵的构造和主要,部件（了解）,（,1,）,叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，由,6-12,片,的叶片组成，构成了数目相同的液体通道。按有无,盖板分为开式、闭式和半开式。,开式,适用于输送含有较多固体的悬浮液或浆状、,糊状物料。,半开式,适用于输送含有固体颗粒和杂质的流体。,闭式,适用于输送洁净的流体，扬程高。,（,2,）,泵壳：泵体的外壳，在叶轮四周形成一个截,面积逐渐扩大的蜗牛形通道。此外，泵壳还设有与,叶轮所在平面垂直的入口和切线出口。,（,3,）,泵轴：位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直,的一根轴。它由电机带动旋转，以带动叶轮旋转。,2,离心泵的工作,原理（重点）,（,1,）,叶轮,被泵轴带动旋转，对位于叶片间,的流体做,功，流体,受离心力的作用，由叶轮中心被抛,向外围。,当,流体,到达叶轮,外周时，流速非常,高。,（,2,）,泵壳,汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液,体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使,流体的动能转化为静压能，减小能量损失。所以,泵,壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换,装置。,（,3,）液体吸入原理：,依靠叶轮高速旋转，迫使叶,轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中,心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸,上,。,什么叫气缚,？,如果,离心泵在启动前壳内充满,的是,气体，则,启动后,叶轮,中心气体被抛时不能在该,处形成,足够大的,真空,度，这样,槽内液体便不能被吸,上,这,一现象称为气,缚。,3,气缚现象（难点、重点）,怎样防止气缚现象的发生,离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌,满，这一步操作称为,灌泵。,为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内，,在泵吸入管路的入口处装有,止逆阀（底阀）,；如果,泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。,不用于输送因抽吸而沸腾汽化的低沸点液体或高,温液体。,4,离心泵的主要性能参数,（叶轮）转速,n,：,1000,-,3000r,min,-1,；2900r,min,-1,最常见。,流量,q,V,：,以体积流量表示的泵的输液能力，与叶轮,结构、尺寸和转速有关。,压头（扬程）,He,：,泵给单位重量流体提供的机械能,。与流量、叶轮结构、尺寸和转速有关。扬程不是升,举高度。,（,4,）,功率,（,A,）,有效功率,P,e,：,离心泵在单位时间内对流体,做的功,（,B,）,轴功率,P,：,单位时间内由电机输入离心泵的能量。,（,5,）效率,不,能,100%,地传给液体，因此离心泵都有一,个效率的,问题,，它反映了泵对外加能量的利用,程度。,He,q,V,曲线、,P,q,V,曲线和,q,V,曲线,。离,心泵,的特,性,曲线一般由离心泵的生产厂家提供,，标,绘于泵,产品,说,明书中，其测定条件一般是,20,清水,，转速也固,定。,5.,离心泵的特性曲线,He,q,V,从特性曲线中可以看出，随着流量的增加，泵,的压头是下降的，即流量越大，泵给单位重量流体,提供的机械能越小。但是，这一规律对流量很小的,情况可能不适用。,P,q,V,轴,功率随着流量的增加而上升，所以大流量,输送,一定对应着,大的配套电机,。,离心泵,应,在关闭,出口,阀的,情况,下启动，,这样可以使,电机的启动电流最小。,q,V,泵的效率先随着流量的增加而上升，达到一最,大值后便下降，根据生产任务选泵时，应使泵在最,高效率点附近工作，其范围内的效率一般不低于最,高效率点的,92%,。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。,6.,离心泵,的安装高度,离心泵的安装高度是指被输送的流体所在贮槽的,液面到离心泵入口处的垂直距离，,即下图,中的,H,g,。,思考：在,安装离心泵时，,安装高度,是否,可以无限制,的高，还是,受到某种条件,的制约？,安装高度（重点）,对如图所示的入口管线，在,0-0,和,11,间列柏努利,方程，可得：,式中,为泵入口压强，,u,0,=0,，,u,1,为入口流速。,称为允许吸上真空高度,(allowablesuctlift,),。,泵的允许吸上真空高度可用实验测定。产品说明书,中的 值，,是在,9.8110,4,pa,下输送,20,清水,时,的测定结果。,（,2,）气蚀现象,产生气蚀现象的原因,对于确定的管路，当被输送流体也一定时，若增,加泵的安装高度,H,g,则入口管线的压头损失也增加。,在贮槽液面上方,压力一定的情况下，叶轮中心,1,处,的压力必然下降。当下降至被输送流体在操作温度下,的饱和蒸汽压时，则将在泵内,产生：气蚀现象。,气蚀现象的表现,被输送流体在叶轮中心处发生汽化，产生大量气泡,气泡在由叶中心向周边运动时，由于压力增加而急,剧凝结，产生局部真空，周围液体以很高的流速冲向,真空区域；,当气泡的冷凝发生在叶片表面附近时，众多液滴犹,如细小的高频水锤撞击叶片。,离心泵在汽蚀状态下工作,泵体振动并发出噪音；,压头、流量大幅度下降，严重时不能输送液体；,时间长以后，在水锤冲击和液体中微量溶解氧对,金属化学腐蚀的双重作用下，叶片表面出现斑痕和,裂缝，甚至呈海绵状逐渐脱落。,（,3,）泵的最大安装高度,在一定流量下，泵的安装位置越高，泵入口,处压强越低，叶轮入口处的压强将更低。当泵的安,装位置达到某一极限高度时，,则入口处的压强等于,此时液体的饱和蒸气压时,，气蚀现象遂将发生。此,极限高度称为泵的最大高度。,例题分析,某工段领到一台离心泵，泵的铭牌上标着：流量,q,v,=,20m,3,h,-1,，扬程 为,30.8,米水柱，转速,n,= 2900,转,/,分，允许吸上真空高度为,7.2m,，泵的流量和扬,程均符合要求，若已知管路的全部阻力为,1.8,米水,柱，当时当地大气压为,736,毫米汞柱，试计算：,(1),输送,20,的水时泵的安装高度为多少？,(2),输送,90,水时泵的安装高度又为多少？,思考：若压强大于或小于,9.8110,4,pa,时情况如何？,下次预习要点,3.1,热传导,谢谢各位同学！,