流体输送机械-泵

2.2.2离心泵的特性曲线
（3）液体密度 对特性曲线的影响
u c cos 2 但 qm qv 与 有关理论 H T 2 2 与 无关，实际 H e也 g 与 无关。 qH Pa v e （KW） P392泵性能表上列出轴功率指输送 102 20 C 清水时的 P ，所选泵用于输送 比水大的液体应先核 a 算 Pa Pa ，若 Pa 表中的电机功率，应更换功率大的电
d 2 4 d g
2 2 qv Kqv
H B Aqv 2
B p
管路特性曲线方程
K 8( l l ) 8( ) 8 (l + le ) d d 2 2d 4 g 2d 4 g g d5
g
2.1 概述
2.1 概述
（2）流体输送机械的压头和流量（风机的全风压和风量）
泵的流量指泵的单位时间内送出的液体体积，也等于管路中 的流量，这是输送任务所规定必须达到的输送量。
泵的压头（又称扬程） （解题指南用H表示，m）是指泵向 He 单位重量流体提供的能量。
泵 H e 与 qv 的关系是本章的主要内容。
2.1 概述
Fc p , HT 与 无关. A2 g
气缚现象（前一节已解释）
2.2.2离心泵的特性曲线
（1）泵的有效功率
Pe 和效率
Hale Waihona Puke 液体从泵中实际得到的功率称为有效功率 P e
P qv He g e
电动机给予泵轴的功率称为轴功率 P 。泵在运转过程中由于 a 存在种种原因导致机械能损失，使得 Pe Pa ， e与Pa之比称为泵的 P
2.2.3离心泵的流量调节和组合操作
（1）离心泵的工作点
管路特性曲线方程 泵特性曲线方程
H f(qv ) B Kqv2
He (qv ) C Dqv2
泵的工作点即为两条曲线的交点。
2.2.4离心泵的安装高度
（1）汽蚀现象 液面较低的液体，能被吸入泵的进口，是由于叶轮将液体 从其中甩向外围，而在叶轮中心进口处形成负压（真空）。泵 内压强最低处是叶轮中心进口 K K 处，在 0 0 面与 K K 面之间到机械能衡算式并以 0 0 面为基准水平面，得：
c2大，液体在泵壳内产生的冲击剧烈得多，
2 25o ~ 30o ）。
转换时的能量损失大为增加，效率低。故为获得较多的能量利用率，离
2.2.1离心泵的工作原理
（5）液体密度 对理论压头的影响
H T 与 无关，也就是说被输送液体 变，在其他条件不变时 H T 不变。可以这样解释：
Fc mr 2 , p
（3）流体输送机械的分类 ① 动力式（叶轮式）：包括离心式、轴流式； ② 容积式（正位 移式）：包括往复式，旋转式； ③ 其他类型：如喷射式等。
2.2离心泵
2.2.1离心泵的工作原理
2.2.2离心泵的特性曲线
2.2.3离心泵的流量调节和组合操作 2.2.4离心泵的安装高度
2.2.5离心泵的类型与选用
H e n 2 H e n1
2
P qv He n3 a
Pa n2 Pa n1
3
上式称为离心泵的比例定律, n变化<20%, 相等时成立。
2.2.2离心泵的特性曲线
（5）叶轮直径 D2 对特性曲线的影响
泵的特性曲线是针对某一型号的泵（D2 一定），一个过大的 泵，若将其叶轮略加切削而使直径变小，可以减低 qv 和 H e 而节 省 Pa 。若 D2 变化 5% ，可认为 2 不变， 不变，则
吸上性能，下面简述其意义，并说明如何利用该指标来确定泵的
H g 不致与发生汽蚀现象。
2.2.4离心泵的安装高度
（2）最大安装高度 Hg,max 、最大允许安装高度 H g 与实际要 安装的高度 H g pk pv 时发生汽蚀现象，此时的安装高度最大
H g,max
uK 2 p0 pv H f (01) H f (1K) g g 2g
( NPSH )r 称为必需汽蚀余量，( NPSH )r 0.5 > ( NPSH )C
2.2.1离心泵的工作原理
（1）离心泵的主要构件——叶轮和蜗壳
（2）离心泵的理论压头 H T 假设：①叶片的数目无限多，叶片的厚度无限薄，从而可以认为 液体完全沿着叶片的弯曲表面流动，无任何环流现象；②液体是理想 流体，无摩擦阻力损失。在叶轮的进、出口截面到机械能衡算式，从 而导出离心泵理论压头 H T 为 ：
u2 2 ctg ①径向叶片， 2 = 90 ， 2 =0， H T = 与 qv 无关。 g

u22 ②后弯叶片， 2 90 ,ctg2 0, H T g u2 2 ③前弯叶片， 2 90 ,ctg2 0, H T g 由此可见，前弯叶片产生的 H T 最大，似乎前弯叶片最有利，实际 情况是否果真如此呢？
效率
Pe Pa
Pa
轴功率

Pe

qV H e g q H （W）= V e （KW） 102
2.2.2离心泵的特性曲线
(2)离心泵的特性曲线 由于离心泵的种类很多，前述各种泵内损失难以估计， 使得离心泵的实际特性曲线关系 H Q 、 N Q 、 Q 只能 靠实验测定，在泵出厂时列于产品样本中以供参考。 实验测出的特性曲线如图所示，图中有三条曲线，在图 左上角应标明泵的型号（如4B20）及转速 n ，说明该图特性 曲线是指该型号泵在指定转速下的特性曲线，若泵的型号或 转速不同，则特性曲线将不同。借助离心泵的特性曲线可以 较完整地了解一台离心泵的性能，供合理选用和指导操作。
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2.流体输送机械
2.1概述 2.2离心泵 2.3往复泵 2.4其他化工用泵 2.5气体输送机械
2.1 概述
（1）管路特性曲线方程——描述管路中流量 qv与所需补加能量H 的关系式
2.1 概述
列以单位重量流体为蘅算基准的机械能蘅算式（实际流体柏努利方程式）
2.2.2离心泵的特性曲线
2.2.2离心泵的特性曲线
由图可见： ①一般离心泵扬程H 随流量 Q 的增大而下降（ Q 很小时可能例外 ）。当 Q =0时，由图可知 H 也只能达到一定数值，这是离心泵的一个 重要特性； ②轴功率N 随流量增大而增加，当Q 0 时， 最小。这要求离心 N 泵在启动时，应关闭泵的出口阀门，以减小启动功率，保护电动机免 因超载而受损； ③ Q曲线有极值点（最大值），在此点下操作效率最高,能量 损失最小。与此点对应的流量称为额定流量。泵的铭牌上即标注额定 值，泵在管路上操作时，应在此点附近操作，一般不应低于92% max 。
D2 qv c2 u2 D2 (u2 r2 , r2 ) 2
He u2c2 D22
得:
P qv He ~ D23 a
上式称为离心泵的切割定律，D2变化 5% ， 相等时成立。
qv D2 H e D2 2 Pa D2 3 , ( ) , ( ) qv D2 H e D2 Pa D2
p1 u12 p2 u2 2 z1 H z2 Hf g 2g g 2g
p2 p1 u2 2 u12 H ( z2 ) ( z1 ) Hf g g 2g
p u 2 H f g 2g
2.1 概述
2 qv 2 l l u H f 4 d 2g 2g d l 8( )
HT
u2c2cos 2 g
2.2.1离心泵的工作原理
（3）流量对理论压头的影响：
u22 u2ctg2 HT qV g gA2
A2 2 r2b2
qv A2c2r 2 r2b2c2 sin 2
2.2.1离心泵的工作原理
（4）叶片形状对理论压头的影响
当泵转速n、叶轮直径D2、叶轮出口处叶片宽度 b2、流量 qv一定时， H T 随叶片形状 2 而变。
理论 qv D2b2c2 sin 2 与 无关，实际 qv 与 也无关，
机，否则电机会烧坏。

2.2.2离心泵的特性曲线
（4）液体粘度 对特性曲线的影响
， Hf ，qv He ， ，Pa 的幅度超过 qv He （ 的幅
度，a ）。泵厂家提供的特性曲线是用清水测定的，若实际 P 输送液体 比清水 大得较多。特性曲线将有所变化，应校 后再用，其他书有介绍校正方法。
p0 pK uK 2 Hg H f (0 K ) g g 2g
若液面压强 p0 ，吸入管路流量及管路一定（即 uK 、 H f (0K )
一定）。安装高度 Hg , pK ，当 pK 至等于操作温度下被输送
液体的饱和蒸汽压 pv 时（即 P pv ），液体将发生沸腾部分 K 汽化，所生成的大量蒸汽压泡在随液体从叶轮进口向叶轮外围
导致叶片过早损坏。这种现象称为泵的汽蚀现象。汽蚀现象发生
时，泵体振动，发出噪音，泵的 qv , He , ，严重时甚至吸不上 液体。
2.2.4离心泵的安装高度
汽蚀现象是有害的，必须加以避免。从上面的分析可知，泵的安 装高度H g不能太高，以保证叶轮中各处压强高于被输送液体的饱 和蒸汽压 pv 。我国的离心泵规格中采用下述两种指标来表示泵的
注意： 2 ①解题指南p177，式（11-9）he B KQ 等于上式 p he H，qv Q，B z g
qv (m3 / s), H (m) ②
3 3 若指定解题时 qv (m / h或m / min)，所求H仍为（m）。K=？