第二章流体输送机械Word格式文档下载.docx
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离心泵基本方程式:
(式中n-叶轮转速,r/min)
时,不仅静压头相对地较后弯叶片的低,而且因液体出口绝对速度c2较大,导致液体在泵内产生的漩涡流较剧烈,能量损失增大。
因此为提高泵的经济指标,宜采用后弯叶片。
离心泵的实际压头必小于理论压头。
离心泵的压头与输送液体的密度无关,但泵出口处液体的压强与密度成正比。
离心泵的主要性能有流量(Q)、压头(H;
又称扬程)、轴功率(N)、效率(η)。
离心泵性能间的关系通常用特性曲线来表示。
离心泵的流量是指离心泵在单位时间排送到管路系统的液体体积,常用单位为L/s或m3/h。
离心泵的压头又称为扬程,它是指离心泵对单位重量(1N)的液体所能提供的有效能量,其单位为m。
离心泵的效率为容积损失效率、机械效率与水力效率的乘积,其中水力效率随流量变化而变化。
通常将最高效率下的流量称为额定流量。
离心泵的轴功率是指离心泵所需的功率。
当泵直接由电动机带动时,它即是由电机传给泵的功率,单位为W或kW。
离心泵的有效功率是指液体从叶轮获得的能量。
轴功率:
若离心泵的轴功率用kW来表示,则
三条特性曲线(标明泵的型号、实验时的转速):
Q~H;
Q~N;
Q~η
离心泵启动时应关闭泵的出口阀,使启动电流减小,以保护电机。
离心泵在一定转速下有一最高效率点,通常称为设计点。
泵在与最高效率相对应的流量及压头下工作最为经济,所以与最高效率点对应的Q、H、N值称为最佳工况参数。
离心泵的铭牌上标出的性能参数,就是指该泵在运行时效率最高的性能参数。
六、离心泵的工作点与调节
在特定管路系统中,于固定操作条件下,流体流经该管路时所需的压头与流量的关系曲线称为管路特性曲线(He~Qe)。
若离心泵的特性曲线H~Q与其在管路的特性曲线He~Qe绘于同一坐标图上,两线交点M称为泵在该管路上的工作点。
离心泵的流量可以通过改变阀门的开度或改变泵的转速来调节。
将两台型号相同的离心泵并联操作,各自的吸入管路相同,则两泵的流量和压头必各自相同,且具有相同的管路特性曲线。
在同一压头下,两台并联泵的流量等于单台泵的两倍。
由于流量增大使管路流动阻力增加,因此两台泵并联后的总流量必低于原单台泵流量的两倍。
并联的台数愈多,流量的增加率愈小。
将两台型号相同的泵串联操作,则每台泵的压头和流量也是各自相同的,因此在同一流量下,两台串联泵的压头为单台泵的两倍。
两台泵串联操作的总压头必低于单台泵压头的两倍。
管路特性曲线较平坦的低阻管路,采用并联组合,可获得较串联组合为高的流量和压头。
对于管路特性曲线较陡的高阻管路,采用串联组合,可获得较并联组合高的流量和压头。
对于(
)值高于单泵所能提供最大压头的特定管路,则必须采用串联组合方式。
七、离心泵的类型、选择与使用
(一)
离心泵的类型
1)水泵(B型、D型、Sh型)
B型水泵为单级单吸悬臂式离心泵的代号,应用最为广泛。
若所要求的压头较高而流量并不大时,可采用多级泵。
国产多级泵的系列代号为D,称为D型离心泵。
B前的数字为吸入口直径,单位为in(英寸),×
25后可以化为mm(毫米)单位。
B后数字为泵的扬程。
若输送液体的流量较大而所需的压头并不高,则可采用双吸泵。
国产双吸泵的系列代号为Sh。
耐腐蚀泵(F型):
多采用机械密封装置,F后面再加一个字母表示材料代号。
F前的数字为吸入口直径,单位为mm。
油泵(Y型):
输送200℃以上的油品时,轴封装置和轴承等部件常装有冷却水夹套。
Y前的数字为吸入口直径,单位为mm。
杂质泵(P型):
污水泵PW、砂泵PS、泥浆泵PN。
水泵系列特性曲线图中扇形面的上方弧线代表基本型号,下方弧线代表叶轮直径比基本型号小一级的型号A。
若扇形面有三条弧线,则最下方弧线代表叶轮直径比中间A型再小一级的型号B型。
(二)
离心泵的选择
1)确定输送系统的流量与压头
选泵时应按最大流量考虑,利用柏努利方程计算该流量下管路所需的压头。
2)选择泵的类型和型号
3)核算泵的轴功率:
(三)离心泵的安装和操作
1)离心泵的安装高度必须低于允许吸上真空度,以免出现气蚀和吸不上液体的现象。
因此在管路布置时应尽可能减小吸入管的流动阻力。
2)离心泵在启动前必须向泵内充满待输送的液体,保证泵内和吸入管内无空气积存,避免气缚现象。
3)离心泵应在出口阀关闭的情况下启动,这样启动功率最小,保护电机。
停泵前也应关闭出口阀,以免排出管路液体倒流,使叶轮受冲击而损坏。
2-1-2往复泵
往复泵是一种容积式泵。
它依靠活塞的往复运动并依次开启吸入阀和排出阀,从而吸入和排出液体。
往复泵内的低压是靠工作室的扩张造成的,所以在泵启动前无需向泵内灌满液体,即往复泵具有自吸能力。
往复泵的排液能力与活塞位移有关,但与管路情况无关,压头则受管路承受能力的限制,这种性质称为正位移特性,具有这种特性的泵称为正位移泵。
往复泵是正位移泵之一。
往复泵的流量(排液能力)只与泵的几何尺寸和活塞的往复次数有关,而与泵的压头及管路情况无关,即无论在什么压头下工作,只要往复一次,泵就排出一定体积的液体,所以往复泵是一种典型的容积式泵。
正位移泵启动时不能将出口阀关闭,也不能用出口阀调节流量。
往复泵的流量调节方法有两种:
(1)旁路调节;
(2)改变活塞冲程和往复次数。
往复泵主要适用于小流量、高压强的场合,输送高粘度液体时的效果也比离心泵好,但它不宜输送腐蚀性液体和固体粒子的悬浮液。
2-1-3其它类型泵
一、计量泵:
又称比例泵,从操作原理来看就是往复泵。
二、旋转泵:
靠泵内一个或一个以上的转子的旋转来吸入与排出液体的,又称转子泵。
齿轮泵压头高而流量小,适用于输送粘稠液体以至膏状物,但不能输送含有固体粒子的悬浮液。
螺杆泵压头高、效率高、噪音低、适用在高压下输送粘稠性液体。
它也是正位移泵,若单位时间内旋转速度恒定,则排液能力也固定。
三、旋涡泵:
适用于要求输液量小,压头高而粘度不大的液体。
启动前也要灌满液体。
流量调节方法与正位移泵相同。
启动泵时,出口阀和旁路阀必须全开。
第二节气体输送和压缩机械
输送和压缩气体的机械统称为气体压送机械,其作用与液体输送机械颇为类似,都是对流体作功,以提高流体的压强。
主要用于以下三个方面。
(1)
输送气体;
(2)产生高压气体;
(3)产生真空。
压送机械出口气体压强也称为终压。
压缩比是指压送机械出口与进口气体的绝对压强的比值。
根据终压,压缩机械可分为:
通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。
风量是单位时间内从风机出口排出的气体体积,但以风机进口处的气体状态计,以Q表示,单位为m3/h。
风压是单位体积的气体流过风机时所获得的能量,以HT表示,单位为J/m3(即Pa)。
离心通风机以1m3气体为基准,设风机进口为截面1-1/,出口为截面2-2/,根据以单位体积流体为基准的柏努利方程式可以得离心通风机的风头压简化为:
上式中
称为静风压,以
表示;
称为动风压。
离心通风机的风压为静风压和动风压之和,又称全风压。
通风机性能表上所列的风压是指全风压。
离心鼓风机又称透平鼓风机,离心压缩机常称为透平压缩机。
罗茨鼓风机称之为定容式鼓风机。
出口应安装气体稳压罐,并配置安全阀。
出口阀门不能完全关闭,一般采用回流支路调节流量。
液环压缩机亦称纳氏泵。
从设备或系统中抽出气体,使其中的绝对压强低于大气压,此时所用的输送机械称为真空泵。
常用的有水环真空泵和喷射泵。
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