大学课件-化工原理-第2章小结.ppt

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1、第2章 流体输送设备,2.1 概述 泵的分类:叶片式泵 容积式泵,2.2 离心泵,2.3 容积式泵,2.4 其他类型的叶片式泵(简单了解),2.5 各类泵的比较与选择,2.6 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵 气体输送设备,本章主要内容:,2.2.1 离心泵的结构，原理，性能参数 2.2.2 离心泵的基本方程 2.2.3 离心泵的效率和实际压头 2.2.4 离心泵的特性曲线和测定 2.2.5 离心泵的汽蚀现象和安装高度 2.2.6 离心泵在管路中的工况 2.2.7 离心泵的组合运转 2.2.8 离心泵的类型与选用,2.2 离心泵 (重点),2.2.1结构、工作原理及性能参数,结构：叶轮impel

2、ler 叶片curved vanesblade ，随轴转动； 泵壳(蜗壳) volute吸入口、排出口。 形状:逐渐扩大,叶轮型式: type of impeller (1)开式Open impeller :抗堵塞能力强，但效率低。 (2) 蔽式Closed impeller :抗堵塞能力弱，但效率高。 (3) 半蔽式half-closed impeller ：适中 (4) 单吸式:结构简单，但产生轴向推力。 (5) 双吸式:结构复杂，能消除轴向推力。 附属结构： 底阀，止逆单向阀 平衡孔：平衡轴向推力,2.2 离心泵(centrifugal pump),electric motorenerg

3、y，impeller rotation centrifugal force liquid have pressure energy vacuum in inlet of the pump fluid suction.,气缚Air bind 气蚀Cavitation,性能参数： H， Head qV， Volumetric rate P， Shaft work Effective work Pe ， efficiency,简化假设：1）叶片数，且无限薄; 2）流体为理想流体，无能量损失。,2.2 离心泵,2.2.2离心泵的基本方程,方程应用： 1）离心泵理论压头H和理论流量qV,T的关系,2）后

4、弯叶片Curve backwards : qVT，H（动压比例小，效率高） 径向叶片Straight ： qVT， H= k 前弯叶片Curve forwards ： qVT，H,实际：泵用后弯或径向叶片 小型风机用前弯叶片,2.2 离心泵,2.2.3 离心泵的效率和实际压头 离心泵的效率1 原因：水力损失：摩擦损失（与流量平方成正比） Hydraulic loss 冲击损失（取决于安装角，导向装置） 环流损失（叶片数目有限） 结果:HH；水力效率：H H/H 容积损失：高压区向低压区泄漏，平衡孔 volumetric loss 结果:qV qVT;容积效率 V = qV/ qVT 机械损失:

5、轴承，轴封 mechanical loss 机械效率： M 离心泵总效率efficiency： = H V M,Virtual headtheory head,%,2.2.4 离心泵的特性曲线及其测定Operating characteristics,泵特性曲线： HqV； PqV； qV 测定条件： 水、20、常压、n=const(rpm),(1) 特性曲线,2.2 离心泵,注意封闭启动,(2) 特性曲线测定 （3）物性参数对离心泵特性曲线的影响,1）密度density ：对流量、压头及效率没有影响； 对轴功率有影响：,2）粘度viscosity: 粘度 则qv He （效率减小） N,（4

6、）叶轮直径和转数rotation frequency对特性曲线的影响,2.2 离心泵,2.2 离心泵,2.2.5 离心泵的汽蚀现象和安装高度installation 1）汽蚀现象cavitation 2）汽蚀余量NPSH net positive suction head 必需汽蚀余量NPSHr 装置汽蚀余量NPSHa 3）最大安装高度zmax 允许安装高度z 实际安装高度zz,S=0.61.0m,2.2 离心泵,2.2.6 离心泵在管路中的工况(1) 管路特性曲线和工作点 system characteristics,1）管路特性曲线方程,只与管路系统和流体物性有关与泵的特性无关,2) 泵的

7、工作点Duty point 泵的特性曲线和管路特性曲线 的交点,(2) 离心泵流量调节 节流调节 contraction改变管路特性曲线（z, p , , , ) 2) 改变泵的直径或转数改变泵的特性曲线,提出问题?,节流调节， 多消耗在阀门上能量为： A、 B、 C、,2.2 离心泵,2.2 离心泵,2.2.7 离心泵的组合运转,(1) 离心泵的串、并联合成特性曲线 图解法 公式法,1）并联 In parallel 工作点：,2.2 离心泵,2）串联 in series 工作点：,当A单泵的Hmax：必须串联操作， 并联操作压头不够。,(2) 两种组合操作方式的比较及选择,2.2 离心泵,(

8、2）两种组合操作方式的比较及选择,2.2 离心泵,通常： 高阻管路-串联 低阻管路-并联,low resistance pipeline -in parallel high resistance pipeline -in series,2.2 离心泵,2.2.8 离心泵的类型与选用,按结构分类 按介质分类,选泵的原则： 由介质和工艺条件选择泵的类型 由管路计算确定扬程、流量选定型号 工作点应在高效区 留有一定裕度15% 泵价格适宜,2.3 容积泵(正位移泵The positive displacement type),Reciprocating pump (往复泵） The piston pu

9、mp(活塞泵） The plunger or ram pump（柱塞泵） The diaphragm pump（隔膜泵） The metering pump（计量泵） Positive displacement rotary pump（旋转泵） The gear pump（齿轮泵）, The screw pump（螺杆泵）,2.3 容积泵(正位移泵),2.3.1 往复泵the piston pump,结构和工作原理 2) 正位移特性,a）流量与管路特性无关,b）压头与流量无关，取决于管路需要,3) 往复泵的流量调节 a) 改变活塞冲程、往复次数、泵缸容积 b) 旁(支)路调节branch pi

10、pe ,不能封闭启动；,4) 其它类型的正位移泵 隔膜泵 计量泵 齿轮泵 螺杆泵,2.6 风机、压缩机和真空泵,Fans (通风机)：P 1.471104Pa(g)， r 2.942105Pa(g) ，r 4,2.6 风机、压缩机和真空泵,离心式 往复式 2.6.1 离心式通风机,性能参数: 1)风量capacity qV ： 2)全风压discharge pressure HT,3)效率efficiency 4)轴功率shaft work,以进气口体积流量计，m3/s、m3/h,是选择风机的依据，Pa,2.6.1 离心式通风机,离心通风机的选用 1) 由流体性质，选择风机类型； 2) 由管路

11、所需风压、流量，确定具体型号；,特性曲线的校正 标定条件：,注意：按 HT 和 qV ，从样本中选择风机 3) 计算风机效率，使其在高效区工作。,2.6.3 压缩机,(1) 离心式压缩机Reciprocating piston compressor 为何采用多级压缩,工作原理与离心鼓风机相同 特点：常采用多级压缩 原因： a）为获得输送气体所需的高风压； 级数多，叶轮直径大，转数高(8500rpm) b）防止气体压缩时，温升过高；设级间冷却器，各级温度大致相等 c）使风机体积小(逐级减小)，流量大，流量均匀。 d）降低压缩机功耗，提高其经济性。,(2) 往复式压缩机Reciprocating piston compressor 无余隙压缩循环往复压缩机的操作原理和往复泵很相似，然而，往复压缩机处理的是可压缩的气体，它的工作过程自然与往复泵不同，因气体进出压缩机的过程完全是一个热力学过程。,有余隙压缩循环:,余隙体积：V3,余隙系数,新鲜气体：V1-V4,容积系数,无余隙, 一般的，压缩比 8时，应采用多级压缩； 当各级压缩比相等时，功耗最小，压头最大,压缩比：重要性能参数,