【正文】 N’= ρ’N/ρ核算軸功率 ， 若 N’ ≥ 表中的電機(jī)功率 ， 應(yīng)更換功率大的電機(jī) ， 否則電機(jī)會(huì)燒掉 。 ③ N =HQρg/η 。 4B20離心泵n＝ 2900r/min 30 26 22 18 14 10 0 20 40 60 80 100 120 140 12 8 4 0 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 0 H/m NkW Q/(m3/h) NHη圖 2－ 12 4B型離心泵的特性曲線 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 41 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵特性曲線的影響因素 離心泵特性曲線的影響因素 （ 1） 密度 ρ對(duì)特性曲線的影響 ① 理論 Q=2πr2b2c2sinα2 與 ρ無(wú)關(guān) ， 實(shí)際 Q也與 ρ無(wú)關(guān) ， 但ms=ρQ 與 ρ有關(guān) 。 在此點(diǎn) （ 設(shè)計(jì)點(diǎn) ） 對(duì)應(yīng)的流量 稱(chēng)為 額定流量 。這要求離心泵在啟動(dòng)時(shí)，應(yīng) 關(guān)閉泵的出口閥門(mén) ，以 減小啟動(dòng)功率 ，保護(hù)電動(dòng)機(jī)免因超載而受損。 （ 2） N ～ Q曲線 ： Q↑ ， N ↑ 。 4B20離心泵n＝ 2900r/min 30 26 22 18 14 10 0 20 40 60 80 100 120 140 12 8 4 0 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 0 H/m NkW Q/(m3/h) NHη圖 2－ 12 4B型離心泵的特性曲線 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 39 演示 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 40 2 流體輸送機(jī)械 — 由圖 2－ 12可知： （ 1 ） H～ Q 曲線 ： Q↑ ，H↓( Q很小時(shí) 可能例外 )。若泵的型號(hào)或轉(zhuǎn)速不同 ， 則特性曲線將不同 。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 38 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵特性曲線 （ Characteristic curves） 由于離心泵的各種損失難以定量計(jì)算 ， 使得離心泵的特性曲線 H～ Q、 N～ Q、 η～ Q的關(guān)系只能靠 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 ， 在泵出廠時(shí)列于產(chǎn)品樣本中以供參考 。 ?? /gHQN ?泵的軸功率， W 泵的壓頭， m 泵的流量， m3/s 流體密度， kg/ m3 泵的效率 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 37 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的主要性能參數(shù) （ 3） 葉輪轉(zhuǎn)速 n 1000~3000轉(zhuǎn) /min（或 ）； 2900轉(zhuǎn) /min最常見(jiàn)。 ③機(jī)械損失 該損失包括旋轉(zhuǎn)葉輪蓋板外表面與液體間的摩擦以及軸承機(jī)械摩擦所造成的能量損失。在三種葉輪中，開(kāi)式葉輪的容積損失較大，但在泵送含固體顆粒的懸浮液時(shí)，葉片通道不易堵塞；閉式葉輪的滲漏量較小，但在磨損后滲漏便嚴(yán)重。 NeN 泵的效率 η： 泵對(duì)外加能量的利用程度 ， η 100%。 （ 3） 沖擊損失 ：液體離開(kāi)葉輪周邊沖入蝸殼四周流動(dòng)的液體中 ， 產(chǎn)生渦流 。流體通過(guò)泵的過(guò)程中 壓頭損失的原因 ： （ 1） 葉片間的環(huán)流 ：由于葉片數(shù)目并非無(wú)限多 ， 液體有環(huán)流出現(xiàn) ， 產(chǎn)生渦流損失 。 2 90? ? 2c2coo2 30~25?? 由此可見(jiàn)，前彎葉片產(chǎn)生的 最大，似乎前彎葉片最有利，實(shí)際 情況是不是這樣呢？ H?2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 32 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭 實(shí)際壓頭 由于前彎葉片的絕對(duì)速度 c2大，液體在泵殼內(nèi)產(chǎn)生的沖擊劇烈得多，轉(zhuǎn)化時(shí)的能量損失大為增加，效率低。 動(dòng)壓頭雖然可以通過(guò)蝸殼部分地轉(zhuǎn)化為靜壓頭 ， 但由于 大 ， 液體在泵殼內(nèi)產(chǎn)生的沖擊劇烈得多 ， 轉(zhuǎn)換時(shí)的能量損失大為增加 ， 效率低 。 ???????? f2e 2 hgugpzh?泵的 壓頭 （或 揚(yáng)程 ）： 指泵對(duì)單位重量的流體所提供的有效能量，以 H表示。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 22 離心泵的分類(lèi) 吸液 方式 單吸 ： 液體只從一側(cè)吸入 雙吸 ： 液體同時(shí)從兩側(cè)吸入。 底閥 （ 單向閥 ） ：當(dāng)泵體安裝位置高于貯槽液面時(shí) ， 常裝有底閥 ， 它是一個(gè)單向閥 ， 可防止灌泵后 ， 泵內(nèi)液體倒流到貯槽中 。 為減少?zèng)_擊損失設(shè)置導(dǎo)輪 ， 導(dǎo)輪是位于葉輪外周的固定的帶葉片的環(huán) 。 填料密封 ：簡(jiǎn)單易行，維修工作量大，有一定的泄漏，對(duì)燃、易爆、有毒流體不適用； 機(jī)械密封 ：液體泄漏量小，壽命長(zhǎng)，功率小密封性能好，加工要求高。 泵軸與泵殼之間的密封 稱(chēng)為 軸封 。 因此泵殼不僅是液體的匯集器 ， 而且還是一個(gè) 能量轉(zhuǎn)換裝置 。 按照吸液方式 可以 將葉輪分為 單吸式 和 雙吸式 兩種 。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 10 離心泵 離心泵構(gòu)造、原理及主要部件 一、構(gòu)造和原理 離心泵的構(gòu)造： 吸入口 排出 管 泵軸 軸封 泵殼 葉輪 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 11 演示 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 12 吸入導(dǎo)管 壓出導(dǎo)管 為什么葉片彎曲？ 泵殼呈蝸殼狀？ 思考： 泵軸 泵殼 葉輪 底閥 ?????：、：、：、泵軸及軸封裝置泵殼葉輪3212022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 13 離心泵的工作原理： 流體在泵內(nèi)都獲得了什么能量？ 其中那種能量占主導(dǎo)地位？ 思考： 常壓流體 被甩出 高速流體 機(jī)械旋轉(zhuǎn) 的離心力 逐漸擴(kuò)大的 泵殼通道 高壓流體 灌滿液體 葉輪旋轉(zhuǎn) 離心力甩出液體 蝸殼內(nèi)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換 流體被壓出 葉輪中心形成真空 在壓力差的作用下流體被壓入泵內(nèi) 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 14 氣縛現(xiàn)象泵啟動(dòng)前為什么要灌滿液體？ 思考： 液體未灌滿 ρ氣 ρ液 離心力甩不出氣體 葉輪中心的真空度不夠 吸不上液體 泵無(wú)法正常工作 未灌滿 底閥漏液 其它地方泄漏 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 15 演示 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 16 二、主要部件 葉輪（ Impeller） :離心泵的 關(guān)鍵部件 ，是流體獲得機(jī)械能的主要部件， 作用 是 將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體，使液體的靜壓能和動(dòng)能均有所提高 ,其轉(zhuǎn)速一般可達(dá) 1200～ 3600轉(zhuǎn) /min，高速 10700～ 20450轉(zhuǎn) /min。 三、本章的目的 、結(jié)構(gòu)與性能。 液體 的輸送，主要用離心泵、漩渦泵、往復(fù)泵。漩渦泵總體 及 葉輪 離心通風(fēng)機(jī) 離心鼓風(fēng)機(jī) 離心壓縮機(jī)及葉輪 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 8 概 述 一、化工生產(chǎn)中為什么要流體輸送機(jī)械？ 連續(xù)流動(dòng)的各種物料或產(chǎn)品 由低處送至高處 由低壓送至高壓設(shè)備 克服管道阻力 流體輸送機(jī)械 …… ——為輸送流體而提供能量 的機(jī)械 按工作原理分： 動(dòng)力式（葉輪式） ：離心式，軸流式； 容積式（正位移式） ：往復(fù)式，旋轉(zhuǎn)式； 其它類(lèi)型 ：噴射式，流體作用式等。 固體 的輸送，可采用 流態(tài)化 的方法 氣體 的輸送和壓縮，主要用鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 9 二、為什么要用不同結(jié)構(gòu)和特性的輸送機(jī)械 化工廠中輸送的流體種類(lèi)繁多： 流體種類(lèi)有強(qiáng)腐蝕性的、高粘度的、含有固體懸浮物的、易揮發(fā)的、易燃易爆的以及有毒的等等； 溫度和壓強(qiáng)又有高低之分； 不同生產(chǎn)過(guò)程所需提供的流量和壓頭又各異。 、定規(guī)格、計(jì)算功率、安排位置。根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為： 葉輪 ： 思考：三種葉輪中哪一種效率高？ 開(kāi)式 半開(kāi)式 閉式 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 17 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 18 哪種形式的葉輪做功效率高 ？ 閉式 葉輪效率最高 ， 半開(kāi)式 葉輪效率次之 ， 開(kāi)式 葉輪效率最低； 原因 在于葉片間的流體倒流 （ 外緣壓力高， 葉輪中心壓力低 ） 回葉輪中心 ， 做了無(wú)用功；增加了前后蓋板使倒流的可能性減小 。 2. 泵殼 從葉輪中拋出的流體匯集到泵殼中 ， 泵殼是蝸殼形的 ,故其流道不斷地?cái)U(kuò)大 ， 高速的液體在泵殼中將大部份的 動(dòng)能 轉(zhuǎn)化為 靜壓能 ， 從而避免高速流體在泵體及管路內(nèi)巨大的流動(dòng)阻力損失 。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 19 3. 軸封裝置 前面已提到泵啟動(dòng)后在葉輪中心產(chǎn)生 負(fù)壓 （ 吸入口在泵體一側(cè) ） ， 故其會(huì) 吸入外界的空氣 ；液體經(jīng)過(guò)葉輪的做功 ， 獲得機(jī)械能經(jīng)過(guò)泵殼的匯集， 能量轉(zhuǎn)換成靜壓能較高的流體進(jìn)入排出管 ， 對(duì)半開(kāi)式與閉式葉輪 ， 葉輪四周的高壓流體可能泄漏到蓋板與泵體間的空隙 （ 葉輪可旋轉(zhuǎn) ， 泵體相對(duì)固定 ， 葉輪軸與泵體間必有間隙 ） ， 故其會(huì)向外界 漏液 。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 20 密封方式 有： 填料密封 與 機(jī)械密封 ，填料密封 適用于 一般液體，而機(jī)械密封 適用于 有腐蝕性易燃、易爆液體。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 21 以上三個(gè)構(gòu)造是離心泵的基本構(gòu)造 ， 為使泵更有效地工作 ， 還需其它的 輔助部件 ： 導(dǎo)輪 ：液體經(jīng)葉輪做功后直接進(jìn)入泵體 ， 與泵體產(chǎn)生較大沖擊 ， 并產(chǎn)生噪音 。 彎曲方向與葉輪葉片的彎曲方向相反 ， 其彎曲角度正好與液體從葉輪流出的方向相適應(yīng) ， 引導(dǎo)液體在泵殼通道內(nèi)平穩(wěn)地改變方向 ， 使能量損耗最小 ， 動(dòng)壓能轉(zhuǎn)換為靜壓能的效率高 。 濾網(wǎng) ：防止液體中雜質(zhì)進(jìn)入泵體 。具有 較大的吸液 能力 S 型單級(jí) 雙吸 離心泵 IS、 IR 型單級(jí) 單吸 離心泵 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 23 TSWA 型臥式多級(jí)泵 單級(jí) ： 只有一個(gè)葉輪 DL 型立式多級(jí)泵 DFW 型臥式離心泵 ISG 型管道離心泵 多級(jí) ： 多個(gè)葉輪， 可 提供更高 的揚(yáng)程 葉輪 個(gè)數(shù) 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 24 離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭 H = he 泵對(duì)單位重量流體提供的機(jī)械能 管路系統(tǒng)輸送單位重量流體所需的機(jī)械能 理論壓頭 假設(shè) ： （ 1） 葉輪內(nèi) 葉片數(shù)目 無(wú)窮多 ， 葉片的 厚度 無(wú)窮小 ,即葉片沒(méi)有厚度； （ 2）液體為粘度等于零的 理想流體 ； （ 3）泵內(nèi)為 定態(tài)流動(dòng) 過(guò)程。 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 25 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭 gcgpHgcgp22222211 ????? ??(22) 即 gccgppH2212212 ????? ?(22a) H∞ ——葉輪對(duì)液體所加的壓頭， m； p1 、 p2 ——液體在 2兩點(diǎn)處的壓力， Pa； c1 、 c2 ——液體在 2兩點(diǎn)處的絕對(duì)速度， m/s； ρ —— 液體的密度， kg/m3； c2 w2 u2 前彎 后彎 r2 β 2 c1 w1 u1 液體進(jìn)入與離開(kāi)葉輪時(shí)的速度 1 2 α 2 α 1 β 1 2022/5/30 第 2 章 流 體 輸 送 機(jī) 械 26 2 流體輸送機(jī)械 — 離心泵的理論壓頭與實(shí)際壓頭 液體從點(diǎn) 1運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) 2， 靜壓頭增加（ p2