【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止在任何位置時(shí)，△ P總為定值 ,與流量無(wú)關(guān)。 ? 轉(zhuǎn)子停留在某固定位置時(shí)，流經(jīng)該環(huán)形截面的流量和壓強(qiáng)差的關(guān)系與流體通過(guò)孔板流量計(jì)小孔的情況類似。 ? 可仿照孔板流量計(jì)公式寫(xiě)出轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量公式 f f f fP A V g V g??? ? ? ?f f f fP A V g V g??? ? ? ?f f f fP A V g V g??? ? ? ?= ?若用于其他流體的測(cè)量，還需對(duì)原有刻度進(jìn)行重新標(biāo)定。 ?轉(zhuǎn)子流量計(jì)的 刻度需要校正 。一般用 20℃清水進(jìn)行標(biāo)定。 2v R RPq C A??? 流體流動(dòng)的阻力 ? 流體在管內(nèi)流動(dòng)的 總阻力損失 ? 流體在 直管中的流動(dòng)阻力 （ P119） ? 局部阻力 ? 流體在管路中流動(dòng)阻力與流速有關(guān)。 22fuhg??22fuhg?? 不同的流動(dòng)狀態(tài)、不同的管路，其阻力系數(shù)是不同的。應(yīng)分別討論 ?式中， 是阻力系數(shù)。 ? 流體在 直管中的阻力公式推導(dǎo) ? 層流的摩擦阻力 ? 湍流的摩擦阻力 64Re? ?264R e 2fluhdg? ? ??( R e , )d??經(jīng)驗(yàn)公式 查圖表 湍流時(shí)阻力損失定性分析 ? 受 管道粗糙度 影響很大： 光滑管和粗糙管 描述粗糙度的參數(shù) 層流時(shí)，粗糙度的影響： 湍流時(shí)，粗糙度的影響： 不大 1）層流底層厚度 δ＞ ε 2）層流底層厚度 δ＜ ε 光滑管流動(dòng) 完全湍流，完全粗糙管 量綱分析法 —— 公式推導(dǎo) ? 無(wú)法用理論分析法得到湍流時(shí)摩擦阻力系數(shù)的公式。 ? 量綱分析法的基礎(chǔ)：量綱一致性 ? 量綱分析法的基本定理： π定理 設(shè)該現(xiàn)象所涉及的物理量數(shù)為 n個(gè)，這些物理量的基本量綱數(shù)為 m個(gè)，則該物理現(xiàn)象可用 N＝（ n－ m） 個(gè)獨(dú)立的量綱為一的量之間的關(guān)系式表示。 ? 流體在內(nèi)徑為 d 的管中以流速 u 作定態(tài)流動(dòng)。如 圖選取衡算面。 22fluhdg?? ? ??直管阻力的計(jì)算通式 :范寧公式 局部阻力的計(jì)算 ? 阻力系數(shù)法 模仿總阻力損失的計(jì)算公式，將局部阻力引起的能量損失，表示為動(dòng)壓頭的一個(gè)倍數(shù)。 ? 當(dāng)量長(zhǎng)度法 將局部阻力損失折算成相當(dāng)長(zhǎng)度的直管的阻力損失，此相當(dāng)?shù)墓荛L(zhǎng)度稱為當(dāng)量長(zhǎng)度 le 22ell uhdg?? ? ??22luhg???進(jìn)口 出口 1?? ? ? 名稱 阻力系數(shù) 名稱 阻力系數(shù) 彎頭， 45176。 閘閥 彎頭， 90176。 全開(kāi) 三通 1 半開(kāi) 回彎頭 截止閥 管接頭 全開(kāi) 活接頭 半開(kāi) 止逆閥 角閥 全開(kāi) 2 球式 70 水表 盤式 7 搖板式 2 常用管件和閥門局部阻力系數(shù)表 （ 用于湍流） 阻力損失計(jì)算例題 常溫水由一敞口貯罐用泵送入塔內(nèi)，水的流量為20m3/h，塔內(nèi)壓力為 196KPa（表壓）。泵的吸入管長(zhǎng)度為 5m， φ108mm 4mm；泵出口到塔進(jìn)口之間的管長(zhǎng)為 20m，管徑 φ57mm 。塔進(jìn)口前的截止閥半開(kāi)。試求此管路系統(tǒng)輸送水需要的外加機(jī)械能，取 ε/d＝ 第二章 流體輸送機(jī)械 ? 流體輸送機(jī)械的作用 ? 常用流體輸送機(jī)械 ?泵 ； 輸送液體 ?風(fēng)機(jī) 。 ?壓縮機(jī)； ?真空泵。 輸送氣體 常用的流體輸送機(jī)械 泵的分類 1 按工作原理分 ?葉片式泵 有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪。 如離心泵、軸流泵、渦流泵。 ?往 復(fù) 泵 靠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞排擠液體。如活塞泵、柱塞泵等。 ?旋轉(zhuǎn)式泵 靠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件推擠液體。如齒輪泵、螺桿泵等。 ?清水泵 適用于粘度與水相近的、無(wú)腐蝕性、不含雜質(zhì)的流體，如離心泵。 ?油泵 適用于高粘度的流體。如齒輪泵、旋轉(zhuǎn)泵等。 ?耐腐蝕泵 ?雜質(zhì)泵 ： 2 按用途分 離心泵 （ centrifugal pump） 的特點(diǎn)： ? 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ； ? 流量大而且均勻； ? 操作方便。 第二節(jié) 離心泵 為流體提供能量的機(jī)械稱為流體輸送機(jī)械。 在生產(chǎn)加工中，常常需要將流體 ?從低處輸送到高處； ?從低壓送至高壓； ?沿管道送至較遠(yuǎn)的地方 。 流體輸送機(jī)械的作用 為達(dá)到此目的 ， 必須對(duì)流體加入外功 ， 以克服流體阻力及補(bǔ)充輸送流體時(shí)所不足的能量 。 離心泵 一 . 結(jié)構(gòu) 1. 葉輪 612片后彎 葉片 （增能） impeller 2. 泵殼 蝸殼形，內(nèi)有逐漸擴(kuò)大的通道 pump body ` （ 轉(zhuǎn)能 ） 吸入管 底閥 1. 工作原理 2. 1） 當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí) ， 3. 充滿在泵體內(nèi)的液體在離心 4. 力作用下 ， 從葉輪中心拋向葉輪外緣 。 由于流速增大 ， 動(dòng)能增加； 5. 2） 液體從葉輪流進(jìn)泵殼 ， 液體的流道逐漸擴(kuò)大 ， 流速逐漸降低 ， 其中部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能 ， 使液體靜壓能提高 ， 最終以較高的靜壓強(qiáng)流入壓出管道； 3. 泵內(nèi)液體由于離心力作用 ， 從葉片中心向外緣拋出時(shí) ， 中心 （ 即葉輪進(jìn)水口的周圍 ） 形成低壓區(qū) ， P入 ＜ P液 ， 在吸入端液面 （ 貯槽液面 ） 和泵吸入口之間的壓差作用下 ， 液體就經(jīng)吸入管進(jìn)入泵內(nèi) 。 4. 只要葉輪不停地轉(zhuǎn)動(dòng) ， 液體就能連續(xù)不斷地從葉輪中心吸入 ， 并能以一定的壓強(qiáng)連續(xù)不斷地排出 ， 實(shí)現(xiàn)輸送的目的 。 ? 注意： ? 1. 離心泵在啟動(dòng)前應(yīng)灌泵 —— 使泵體內(nèi)和吸入管路內(nèi)充滿被輸送的液體 。 ? 原因： 離心泵能輸送液體 ， 主要靠離心力的作用 ， 流體的密度越大 ， 產(chǎn)生的離心力也越大 。 若啟動(dòng)前 ， 泵內(nèi)存在空氣 ， 因空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度 ， 產(chǎn)生的離心力很小 ， 葉輪中心所形成的低壓不足以形成吸上液體所需要的真空度 ，此時(shí)泵雖啟動(dòng) ， 但不能輸送液體 ， 這種現(xiàn)象稱為 氣縛 ， 表明泵無(wú)自吸能力 。 ? 2. 若離心泵的吸入口位于貯槽液面上方時(shí) ， 在吸入管路的進(jìn)口處應(yīng)安裝帶濾網(wǎng)的底閥 。 3 工作過(guò)程 ?啟動(dòng)后，葉輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)。 ?液體在 離心力的作用 下，沿葉片向邊緣拋出，液體以較高的靜壓能及流速流入機(jī)殼 ( 沿葉片方向， u?, P靜 ? )。由于渦流通道的截面逐漸增大， P動(dòng) ? P靜 。液體以較高的壓力 排出泵體 ，流到所需的場(chǎng)地。 ?葉片不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，液體不斷被吸入、排出，形成 連續(xù)流動(dòng) 。 ?由于液體被拋出，在泵的吸口處形成一定的真空度，泵外流體的壓力較高， 在壓力差的作用下被吸入泵口 ，填補(bǔ)拋出液體的空間。 ?啟動(dòng)前，前段機(jī)殼須 灌滿被輸送的液體 ，以防止 氣縛 。 離心泵實(shí)際安裝示意圖 敞開(kāi)式 半開(kāi)式 封閉式 泵殼： 蝸牛殼形通道。 ?有利于將葉輪拋出液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成靜壓能； ?有利于減少能耗。 葉輪： 二、 離心泵的主要工作部件 離心泵壓頭的大小取決于泵的結(jié)構(gòu)（如葉輪直徑的大小，葉片的彎曲情況等）、轉(zhuǎn)速及流量。 三、 離心泵的主要性能參數(shù) 離心泵的主要性能參數(shù)有 流量、揚(yáng)程、 功率和效率 。 ２ 揚(yáng)程Ｈ， J/N或 m液柱 泵的揚(yáng)程（又稱泵的壓頭）是指 單位重量 液體流經(jīng)泵后所獲得的能量。 １ 流量 Q ，Ｌ /ｓ或 m3/ｈ 泵的流量（又稱送液能力）是指單位時(shí)間內(nèi)泵所輸送的液體體積。 一定轉(zhuǎn)速下，揚(yáng)程與流量之間有關(guān)系，可通過(guò) 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 。 如右圖所示 ， 在泵的進(jìn)出口處分別安裝真空表和壓力表 ， 在真空表與壓力表之間列柏努得方程式 ， 即 實(shí)驗(yàn)：泵壓頭的測(cè)定 真空計(jì) 壓強(qiáng)表 離心泵 儲(chǔ)槽 式中： pM — 壓力表讀出壓力（表壓）， N/m2； pV— 真空表讀出的真空度， N/m2； u u2— 吸入管、壓出管中液體的流速， m/s； ΣHf— 兩截面間的壓頭損失， m。 ????? ?? fg uug pp HhH vm 20 2122?（ 21） ?兩截面之間管路很短，其壓頭損失 ∑H f可忽略不計(jì) 0 MvH h H H? ? ?(22) 簡(jiǎn)化式（ 21） ?若以 HM及 HV分別表示壓力表真空表上的讀數(shù)，以米液柱（表壓）計(jì)。 ????? ?? fg uug pp HhH vm 20 2122?（ 21） ?兩截面之間動(dòng)壓頭差很小，通常可忽略不計(jì) 例２ １ 某離心泵以 20℃ 水進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn) ， 測(cè)得體積流量為 720m3/h， 泵出口壓力表讀數(shù)為 ，吸入口真空表讀數(shù)為 210mmHg， 壓力表和真空表間垂直距離為 410mm， 吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為 350mm及300mm。 水在 20℃ 時(shí)密度為 ρ＝ 998 kg/m3 。 試求泵的壓頭 。 解：根據(jù)泵壓頭的計(jì)算公式，則有 guuvM HHhH 202122 ????? smu / 3 600/7 202 ?? ? smu / 3 600/7 201 ?? ?查得水在 20℃ 時(shí)密度為 ρ＝ 998 kg/m3，則 HM= = mH2O HV= = ｍ H2O OmH 22 ????? ? ?計(jì)算進(jìn)出口的平均流速 將已知數(shù)據(jù)代入，則 ? 3. 功率和效率 ? 1） 軸功率 Na ? 指電動(dòng)機(jī)輸入離心泵泵軸的功率 ， W。 ? 2） 有效功率 Ne ? 單位時(shí)間內(nèi)液體流經(jīng)泵實(shí)際所獲得的能量 ， W。 ? 即 單位： [W] e V eq gH?? 泵內(nèi)部損失主要有三種： ?容積損失 ?水力損失 ?機(jī)械損失 效率 所以泵軸所作的功并不可能全部為液體所獲得，以效率 ? 反映泵工作時(shí)能量損失大小的參數(shù)。 eaNN? ? 100% 容積損失是由于泵的泄漏造成的。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，有一部分獲得能量的高壓液體，通過(guò)葉輪與泵殼之間的間隙流回吸入口。 從泵排出的實(shí)際流量要比理論排出流量為低，其比值稱為容積效率 η 1。 ?