流体机械

null 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 目录第二章 流体输送机械 第一节 离心泵 一、离心泵的构造和工作原理 二、离心泵主要构件的结构及功能 三、离心泵的主要性能参数 四、离心泵的特性曲线 五、离心泵的工作点与流量调节 习 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 课 六、离心泵的安装高度 七、离心泵的类型、选用、安装与操作目录目录第二节 其它类型泵 一、其它速度式泵 二、容积式泵 三、各类泵在化工生产中的应用 第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵 一、离心通风机 二、往复压缩机 第三版第18次印刷的教材更正第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械流体输送机械第二章 流体输送机械第二章 流体输送机械按泵的工作原理分:特点：依靠旋转的叶片向液体传送机械能 特点：机械内部的工作容积不断发生变化。第一节 离心泵第一节 离心泵一、离心泵的构造和工作原理1、离心泵的构造： 思考： 为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？请点击观看动画答案见后面的内容一、离心泵的构造和工作原理一、离心泵的构造和工作原理2、离心泵的工作原理请点击观看动画请点击观看动画思考： 流体在泵内都获得了哪几种能量？ 其中哪种能量占主导地位？思考：泵启动前为什么要灌满液体气缚现象答案：动能和静压能，其中静压能占主导二．离心泵主要构件的结构及功能二．离心泵主要构件的结构及功能1．叶轮闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，敞式叶轮的内漏最大。 但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象请点击观看动画思考：三种叶轮中哪一种效率高？叶轮是离心泵的心脏部件，有2 至6 片弯曲的叶片。 二．离心泵主要构件的结构及功能二．离心泵主要构件的结构及功能思考：泵壳的主要作用是什么？2．泵壳①汇集液体，并导出液体； ②能量转换装置（动能变静压能）呈蜗牛壳状 思考：为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反？3．导轮请点击观看动画答案见后面的内容固定不动 二．离心泵主要构件的结构及功能二．离心泵主要构件的结构及功能4. 轴封装置填料如浸油或渗涂石墨的石棉带、碳纤维、氟纤维和膨胀石墨等，请点击观看动画----减少泵内高压液体外流，或防止空气侵入泵内。由两个光滑而密切贴合的金属环形面构成，动环随轴转动，静环装在泵壳上固定不动，二者在泵运转时保持紧贴状态以防止渗漏。填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以压盖调节到有液体成滴状向外渗透。请点击观看动画 对于输送酸、碱的离心泵，密封要求比较严，多用机械密封。三．离心泵的主要性能参数三．离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数铭牌三．离心泵的主要性能参数三．离心泵的主要性能参数转速H，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，m。可用如图装置测量。Q，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。可测量。n，单位r.p.s或r.p.m在泵进口b 、泵出口 c 间列机械能衡算式：流量压头三．离心泵的主要性能参数三．离心泵的主要性能参数理论压头----理想情况下单位重量液体所获得的能量称为 理论压头，用H 表示。 泵的压头H与影响因素的关系式只能由实验测定，但理想情况下的关系式则可理论推导得到。 思考：由（1）、（2）可以得出什么结果？理论压头H理论压头H理论压头H在1与2之间列伯努利方程式，得：产生的原因：原因一：离心力作功1 kg液体受到的离心力为： 理论压头H理论压头H理论压头H在1与2之间列伯努利方程式，得：原因二：液体由1流到2时，由于流动通道逐渐扩大， w逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。理论压头H理论压头H液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种:周向运动：沿叶片表面的运动：处处与叶片相切，速度wu2u1w1w2思考：u1、u2孰大？ w1 、w2孰大？根据余弦定理可知：理论压头H理论压头H理论压头H12u22u1w1w2离心泵 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中，一般都使设计流量下的1=90则cos1=0。于是 r2b2c2uc2c2rc2uc2r理论压头H理论压头H理论压头H12u22u1w1w2r2b2c2uc2c2rc2uc2r思考：与H有关的因素有哪些？分别是怎样的关系？ 讨论： （1） H与流量Q、叶轮转速、叶轮的尺寸和构造（r2、b2、2）有关；（2）叶轮直径越大、转速越大，则H越大；null叶片后弯，2<90，ctg2>0， 即H随流量增大而减小；叶片径向，2=90，ctg2=0， 即H不随流量而变化；叶片前弯，2>90，ctg2<0， 即H随流量增大而增大。 2=902>90理论压头H理论压头H 似乎泵设计时应取前弯叶片，因其H 为最高。但实际上泵的设计都采用后弯叶片。Why？c2w2u2后弯叶片c2小，泵内流动阻力损失小回忆： 思考： 为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？ 思考： 为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反？理论压头H理论压头H（4）理论压头H与液体密度无关。 这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液体，对单位重量流体所能提供的能量是相同的。实际压头H实际压头H实际压头比理论压头要小。具体原因如下： 此损失只与叶片数、液体黏度等有关，与流量几乎无关。（1）叶片间的环流运动请点击观看动画 考虑这一因素后，图中理论压头线a变为直线b 。 b实际压头H实际压头H（2）阻力损失 考虑到这项损失后，压头线变为曲线c 。 此损失可近似视为与流速的平方呈正比。bc实际压头H实际压头H（3）冲击损失 在设计流量下，此项损失最小。流量若偏离设计量越远，则冲击损失越大。bcd 考虑到这项损失后，压头线应为曲线d。 三．离心泵的主要性能参数三．离心泵的主要性能参数轴功率和效率轴功率， 用N表示，单位W 或kW效率，无量纲有效功率Ne=mswe＝QgH，单位W 或kW 三者关系（如图）：三．离心泵的主要性能参数三．离心泵的主要性能参数轴功率和效率小型水泵：一般为5070% 大型泵：可达90%以上（1）容积损失： （2）水力损失（3）机械损失内漏与效率有关的各种能量损失：环流损失、阻力损失和冲击损失 泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦三．离心泵的主要性能参数三．离心泵的主要性能参数允许汽蚀余量将在后面介绍。四．离心泵的特性曲线四．离心泵的特性曲线N~Q曲线 ~Q曲线 测定条件： 固定转速， 20C清水 上述这些主要性能参数间的关系无法理论推得，一般由厂家测定，并用曲线表示出来，称为离心泵特性曲线。常用的共有三条线，如图。H~Q曲线四．离心泵的特性曲线四．离心泵的特性曲线由图可见： Q，H  ，N，有最大值（设计点）。思考： 离心泵启动时出口阀门应关闭还是打开，why？ 为什么Q＝0时，N0？离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素液体性质 密度:黏度:Why？当比20℃清水的大时，H，N， 实验表明，当<20倍清水的黏度（ 20℃ ）时，对特性曲线的影响很小，可忽略不计。对H~Q曲线、~Q曲线无影响，但故，N~Q曲线上移。离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素 叶轮转速 当转速变化不大时（小于20%），利用出口速度三角形相似的近似假定，可推知：若不变，则思考：若泵在原转速n下的特性曲线方程为H=A+BQ2，则新转速n下泵的特性曲线方程表达式？离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素泵在原转速n下的特性曲线方程离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素 叶轮直径当叶轮直径因切割而变小时，若变化程度小于20%，则若不变，则思考：若泵在原叶轮直径下的特性曲线方程为H=A+BQ2，则叶轮切割后泵的特性曲线方程表达式？注意：教材式（2-15）、（2-16c）有误五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节泵----供方 管路--需方匹配：1、管路特性曲线泵提供的流量 = 管路所需的流量 泵提供的压头H = 管路所需的压头he---管路所需压头he与流量关系曲线对如图所示的管路列机械能衡算式：五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节管路特性方程完全湍流时，与流量无关与流量有关五、离心泵的工作点与流量调节五、离心泵的工作点与流量调节2、流量调节 ——调节阀门（改变曲线中的B）——改变n、切割叶轮阀门开大阀门关小工作点两种方法缺点：多耗动力，并可能使泵低效率区工作 优点：迅速、方便，可在某一最大流量与零之间随意变动。 不经常改变流量时用，大中型泵的流量调节倾向于首先考虑采用这一技术 习题课习题课----根据流量、压头选泵 将流量、压头裕量控制在10%左右。设计型问题计算举例设计型问题计算举例【例】 要用泵将水送到15 m高之处，最大流量为80 m3h-1。此流量下管路的压头损失为3 m。试在IS 型泵中，选定合用的一个。【解】题中已给出最大流量为： Q=80 m3h-1取he的1.05～1.1倍则为18.9~19.8m。查图2-18得：IS100-80-125，n＝2900 rmin-1 另：IS125-100-250，n＝1450 rmin-1泵虽同样合用，但泵体较大，一般情况下都选前者。 操作型问题计算举例操作型问题计算举例【例】某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.（转/min），其特性曲线方程为H=30－0.01V2 。当泵的出口阀全开时，管路特性曲线方程为he=10＋0.04V2，式中V的单位为m3/h，H及he的单位均为m。求： （1）阀全开时，泵的输水量为多少？ （2）要求所需供水量为上述供水量的75%时： a．若采用出口阀调节，则多损失的压头为多少m水柱？ b．若采用变速调节，则泵的转速应为多少r.p.m.？ 【解】 （1）null2015(2)多损失的压头为多少m水柱？ a. 采用调节出口阀门的方法泵特性曲线方程管路特性曲线方程null泵特性曲线方程管路特性曲线方程b. 采用调节转速的方法，则泵的转速应为多少r.p.m.？ 2015注意：以下解法错误!!!新转速下泵的特性曲线方程为： 因为比例定律只适用于泵，而不能用于由泵和管路特性曲线共同决定的工作点（管路特性曲线过坐标原点时除外）。henull作业：六、离心泵的安装高度ZS六、离心泵的安装高度ZS1、什么是安装高度？ 思考：安装高度为什么受限制？ 六、离心泵的安装高度ZS六、离心泵的安装高度ZS思考：安装高度为什么受限制？ 为避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在最大安装高度ZS,max。汽蚀现象： 叶片背面 当pk＝pv 时，K处发生部分汽化现象。 叶片表面产生蜂窝状腐蚀 ； 泵体震动，并发出噪音； 流量、压头、效率都明显下降； 严重时甚至吸不上液体。六、离心泵的安装高度ZS六、离心泵的安装高度ZS2、最大安装高度ZS,max和允许汽蚀余量h允许 刚好发生汽蚀时， pk＝pv， pe达到最小值pe,min。 在s-s面、e-e面间列机械能衡算：最小汽蚀余量又称最小净正吸上高度 （NPSH，Net Positive Suction Head） 六、离心泵的安装高度ZS六、离心泵的安装高度ZS一般规定，允许汽蚀余量h允许是泵的特性参数之一，由厂家测定。 hmin的实验测定： 用20℃清水测定。以泵的扬程较正常值下降3%作为发生汽蚀的标志，测定泵刚好发生汽蚀时的pe即可。----最小汽蚀余量实际的安装高度还应比允许值低0.5～1m。六、离心泵的安装高度ZS六、离心泵的安装高度ZS当输送条件与测定条件不同时，则要对Δh允许值进行校正。求校正系数的曲线载于泵的 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 书中。校正系数常小于1，故为简便计，也可不校正，而将其视为外加的安全因数。h允许的校正：七、离心泵的类型、选用、安装与操作七、离心泵的类型、选用、安装与操作类型：不下百种 请点击观看动画七、离心泵的类型、选用、安装与操作七、离心泵的类型、选用、安装与操作高效区选用原则： 定类型-----根据流体性质及操作条件 定规格-----根据流量、压头大小，高效返回目录第二节 其它类型泵第二节 其它类型泵一、其它速度式泵第二节 其它类型泵第二节 其它类型泵二、容积式泵1、往复泵工作原理：与离心泵比较：结构：泵缸、活塞、阀门、传动机构 利用容积的变化给流体加静压能 工作循环：一次吸液，一次排液 -----具有自吸能力，不必灌液 ----安装高度也受限制，但无汽蚀现象-----流量与压头几乎无关 由于受泵的部件机械强度和原动机功率的限制，泵的扬程不可能无限增大。 压头越大，漏损越大.请点击观看动画1、往复泵1、往复泵与离心泵比较：输液量均匀性？连续性？流量调节方法？----输液量不均匀、不连续 ----流量调节不可用出口阀门调节方法。 适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度的液体。 效率高，通常为7293%。 请点击观看动画null2、其他容积式泵：null三、各类泵在化工生产中的应用请点击观看动画 离心泵应用范围最广。特别适用于化工生产的原因是它的流量均匀而易于调节，又能输送有腐蚀性、含悬浮物的液体。 往复泵往复泵只宜在压头高、流量也较大的情况下使用。返回目录第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵终压为大气压，压缩比近似第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵工作原理：结构：主要性能参数及特性曲线：与离心泵相似 特点：叶片数目多、短，有径向、前弯、后弯等， 通道多呈矩形 风量、风压、静风压、轴功率、效率与离心泵相同风量Q：以进口状态计 一、离心通风机第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵一、离心通风机风压pt：在风机进出口间列机械能衡算方程式： 又称全风压,Pa若使用条件与测定条件不同，需换算： -----用1atm、20℃空气测定的风压 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 全风压pt0第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵一、离心通风机全压效率70%~90% 效率： 功率N：二、往复压缩机二、往复压缩机结构、工作原理与往复泵相似。 但因气体密度小、可压缩的特性，决定了压缩机的阀门更加轻巧、灵活。 工作循环： 压缩排气膨胀吸气 思考：为什么压缩比p2/p1不能过大？ 由于余隙的存在，压缩比p2/p1过大时，新鲜吸气量会过小。 压缩比一般取5~7以内。超过此值，需用多级压缩。 请点击观看动画二、往复压缩机二、往复压缩机多级压缩 在一个气缸里压缩了一次的气体，送入中间冷却器冷却之后再送入次一气缸进行压缩，经几次压缩再达到所需的终压。 压缩机的级数愈多，构造便愈复杂，因此常用的多为2至6级，每级压缩比约为3至5。 第二章 小结第二章 小结设计型、操作性问题计算第二章 小结第二章 小结第三版第18次印刷的教材更正第三版第18次印刷的教材更正习题2-6第二行：“压力降”改为“压力损失” 答案改为：IH40-32-160，2.07 kW 习题2-3答案：34.75改为34.76 习题2-9答案：1505转min-1