化工原理离心泵
化工原理第二章离心泵
容积式：如往复式、回转式等
特点：机械内部的工作容积不断发生变化
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、离心泵的工作点与流量调节
五、离心泵的安装高度 六、离心泵的选用、安装与操作
复习：
1. 流量测量（变压头流量计；变截面流量计）。
思考：泵启动前为什么要灌满液体
气缚现象：
离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远
小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心
处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，
离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚”。
为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止
逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于
思考：三种叶轮中哪一种效率高？
闭式叶轮的内漏最小，故效率最高，
敞式叶轮的内漏最大。
敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵 塞现象
平衡孔：在后盖板上钻有小孔，以
把后盖前后空间连通起来。
单吸式叶轮
液体只能从叶轮一侧被吸入，结
构简单。 按吸液方式
双吸式叶轮 相当于两个没有盖板的单吸式叶轮 背靠背并在了一起，可以从两侧吸 入液体，具有较大的吸液能力，而
1）离心泵基本方程式的导出
理想情况：
1）泵叶轮的叶片数目为无限多个，也就是说叶片的 厚度为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发 生任何环流现象。 2）输送的是理想液体，流动中无流动阻力。
理论压头
离心泵在上述理想情况下产生的压头，就做理论压头， 用H∞表示。
离心泵的基本方程
H
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工艺中常用的一种泵类，其工作原理是通过离心力将液体从低压区域抽吸到高压区域。
本教案将介绍离心泵的基本原理、组成部份以及工作过程。
二、离心泵的基本原理离心泵的工作原理基于离心力的作用。
当泵转子高速旋转时，液体在离心力的作用下被抛离出来，形成液体的离心力场。
离心力越大，液体被抛离的速度越快，从而形成更高的压力。
三、离心泵的组成部份离心泵主要由以下几个部份组成：1. 泵体：泵体是离心泵的主要外壳，用于容纳转子和叶轮等内部部件。
2. 转子：转子是离心泵的核心部件，通过电动机的驱动下高速旋转，产生离心力。
3. 叶轮：叶轮是转子上的一个或者多个叶片，通过旋转将液体抛离出来。
4. 进出口管道：进出口管道用于连接泵体和外部管道系统，实现液体的进出。
5. 密封装置：密封装置用于防止液体泄漏，保持泵的正常运行。
四、离心泵的工作过程离心泵的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 启动：当电动机启动时，转子开始高速旋转。
2. 吸入：液体通过进口管道进入泵体，进入离心泵的吸入室。
3. 离心力作用：转子的旋转产生离心力，将液体抛离出来。
4. 压力增加：被抛离出来的液体在叶轮的作用下形成高压区域，压力逐渐增加。
5. 排出：高压液体通过出口管道排出泵体，进入外部管道系统。
五、离心泵的应用领域离心泵广泛应用于化工工艺中的液体输送、循环、增压等方面。
常见的应用领域包括石油化工、化学工程、冶金工程、环境工程等。
六、离心泵的优缺点离心泵具有以下优点：1. 结构简单，易于维护。
2. 输送能力大，适合于大流量液体输送。
3. 压力稳定，能够提供较高的压力。
4. 运行平稳，噪音低。
离心泵的缺点包括：1. 效率较低，能量损失较大。
2. 不适合于高粘度液体的输送。
3. 对于含有固体颗粒的液体，易造成泵的磨损。
七、结语离心泵是化工工艺中常用的一种泵类，通过离心力将液体从低压区域抽吸到高压区域。
本教案介绍了离心泵的基本原理、组成部份以及工作过程，希翼能够对学习化工原理的同学有所匡助。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工程中常用的一种设备，广泛应用于液体输送、循环和增压等工艺过程中。
本教案将介绍离心泵的工作原理，包括离心泵的结构和工作原理、离心泵的性能参数以及离心泵的应用范围等内容。
二、离心泵的结构和工作原理离心泵主要由泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置等组成。
泵体是离心泵的壳体，内部有进口和出口，用于液体的进出。
叶轮是离心泵的核心部件，通过轴与电机相连，叶轮的旋转产生离心力，使液体被抛离叶轮并向出口方向流动。
轴是连接叶轮和电机的部件，承受叶轮的旋转力和液体的压力。
轴承用于支撑轴的转动，减少摩擦和磨损。
密封装置用于防止液体泄漏。
离心泵的工作原理是利用离心力将液体从进口吸入，并通过叶轮的旋转产生的离心力将液体抛离叶轮，使液体沿着泵体的流道流向出口。
当离心泵启动后，电机带动轴和叶轮一起旋转，液体被吸入泵体并经过叶轮的加速，然后被抛离叶轮，产生的离心力使液体压力增加，最终从出口排出。
三、离心泵的性能参数1. 流量：离心泵单位时间内输送的液体体积，通常用立方米/小时或加仑/分钟表示。
2. 扬程：离心泵输送液体时所克服的垂直高度差，通常用米或英尺表示。
3. 功率：离心泵所需的功率，通常用千瓦或马力表示。
4. 效率：离心泵的效率是指输送液体所消耗的功率与输入功率之比，通常以百分比表示。
5. NPSH：离心泵所需的净正吸入头，是指液体进入泵前的压力与液体饱和蒸汽压力之差，通常用米或英尺表示。
四、离心泵的应用范围离心泵广泛应用于化工工程中的各个领域，包括石油化工、制药、冶金、电力、水处理等。
具体应用包括：1. 液体输送：离心泵可以将液体从一个地方输送到另一个地方，如将原油从油井输送到炼油厂。
2. 循环系统：离心泵可以用于循环系统中，如水循环系统中的循环泵。
3. 增压系统：离心泵可以用于增压系统，如给水泵将水从低压区域输送到高压区域。
4. 冷却系统：离心泵可以用于冷却系统，如冷却水泵将冷却水循环输送到冷却设备中。
离心泵性能综合实验(化工原理实验)
离心泵性能综合实验一、实验目的1、观察离心泵汽蚀、气缚现象，了解汽蚀、气缚现象产生原因及其防止方法；2、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，了解转子流量计的工作原理；3、测定离心泵特性曲线，绘制出扬程、功率和效率与流量的关系曲线图。
二、实验原理1、气缚现象离心泵靠离心力输送液体。
离心力大小，除与叶轮直径及叶轮旋转速度有关外，还与流体重度有关。
若离心泵启动时，泵壳内存在大量空气，则由于空气的重度远远低于液体的重度，叶轮旋转所造成的离心力也很小，导致泵入口与水池液面间的压差太小，不能把水池内液体抽压到叶轮中心，就会发生离心泵空转却送不出液体的状况，这种现象称“气缚”。
所以，离心泵若安装在液面上方时，启动前必须先使泵体及吸入管路中充满液体(所谓“灌泵”)。
同时，在运转过程中也要防止外界空气大量漏入，以免产生气缚。
2、汽蚀现象离心泵之所以能吸取液体，是由于泵的叶轮旋转时，将液体抛向外沿，而中心形成真空，而贮槽液面上的压力却为大气压，因此，泵就依靠此压差将液体压入泵内，如果输送的是水，并设叶轮进口处为绝对真空，管路阻力为零，液面上为一个标准大气压，那么最大几何吸上高度也不超过10.33米。
图1离心泵吸上真空度参照图1，列0~0，1~1截面间柏努利方程式：0120112s f p p u Z h g g g ρρ-⎛⎫=-++∑ ⎪⎝⎭(1)式中s Z 为几何安装高度。
设：01s p p H gρ-=，s H 为吸上真空高度，则012112o s s f p p u H Z h g gρ--==++∑(2)由此可知，1p 愈小，s H 愈大。
但当1p 低达v p (输送液体的饱和蒸汽压)时，液体就要汽化，就产生汽蚀现象，使泵无法工作，所以对1p 的降低幅度应有限制。
由上式可见，1p 随着泵的几何安装高度s Z 提高而降低，故最终应对泵的几何安装高度加以限制。
在离心泵的铭牌(性能表)上一般都列有允许吸上真空高度s H 允许和汽蚀余量h ∆允许，二者均是对泵的安装高度加以限制，以避免汽蚀现象发生。
化工原理离心泵的工作原理
化工原理离心泵的工作原理离心泵，这个名字一听就让人觉得高大上，对吧？其实它的工作原理相当简单，简单到让你觉得“原来我也能懂”！我们先来聊聊什么是离心泵。
顾名思义，它是一种利用离心力来推动液体流动的机械设备，常用于化工、石油、制药等领域。
别看它小小的，功能可大了，简直是液体运输的“搬运工”！1. 离心泵的基本构造1.1 泵壳与叶轮首先，咱们得说说离心泵的基本构造。
它主要由泵壳和叶轮两部分组成。
泵壳就像是一个房子，负责把液体“安顿好”；而叶轮就像是“厨师”，负责把液体“煮熟”。
当叶轮转动时，液体就像被搅拌一样，瞬间飞速旋转，离心力把液体推向四周。
听起来是不是很神奇？1.2 吸入与排出然后，咱们再看看它是怎么“吸”进和“吐”出的。
离心泵的底部有个入口，液体通过这个入口进入泵体，接着被叶轮“吸住”，然后迅速旋转。
等到液体被“打上天”之后，它就从泵的出口流出去，像是一个小精灵，欢快地奔向它的新家。
这个过程就像我们打水，从水桶里吸水，然后把水倒出来，一气呵成，干净利落！2. 离心力的神奇2.1 什么是离心力那么，离心力到底是什么呢？简单来说，离心力是一种假想的力，当物体在圆周运动时，物体似乎受到向外的拉力。
就好比你坐在旋转木马上，身体会不由自主地向外倾斜，那就是离心力在作祟！离心泵就是利用这个原理，把液体像甩干毛巾一样甩出去。
2.2 实际应用离心泵的实际应用简直多得数不胜数。
在化工厂里，它们负责输送各种液体，比如酸、碱、油等，甚至连水都不放过！有了离心泵，这些液体就像在高速公路上驰骋，不怕堵车，也不怕颠簸，效率高得不得了。
想想看，生活中能见到的矿泉水、饮料，离心泵可是大功臣呢！3. 离心泵的优缺点3.1 优点说到优缺点，离心泵的优点简直数不胜数。
首先，它结构简单，维护方便；其次，流量大，压力稳定；最后，噪音小，不像某些机器那样“叮叮咚咚”闹腾！就像是家里的小家电，虽然功能简单，但却能让我们的生活变得更加便利。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工程中常用的一种流体输送设备，广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业。
本教案将详细介绍离心泵的工作原理，包括离心泵的结构、工作原理和性能参数等方面的内容。
二、离心泵的结构离心泵主要由泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置等部分组成。
1. 泵体：泵体是离心泵的主要承载部分，通常由铸铁或不锈钢制成。
泵体内部包含进口和出口两个管道，分别用于流体的进出。
2. 叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，它通过转动产生离心力，将流体从进口处吸入并通过出口处排出。
叶轮通常由铸铁或不锈钢制成，形状有多种类型，如封闭式、半开放式和开放式等。
3. 轴：轴是连接叶轮和驱动装置的部分，通常由碳钢或不锈钢制成。
轴的强度和刚度对离心泵的工作稳定性和寿命有重要影响。
4. 轴承：轴承支撑轴的旋转运动，减少轴与泵体之间的摩擦。
常见的轴承类型有滚动轴承和滑动轴承。
5. 密封装置：密封装置用于防止流体泄漏，通常采用填料密封、机械密封或磁力密封等方式。
三、离心泵的工作原理离心泵的工作原理基于离心力的作用。
当泵启动后，驱动装置带动轴转动，轴上的叶轮也随之旋转。
叶轮的旋转产生离心力，使流体从进口处被吸入泵体内部，并在叶轮的作用下加速流动。
随着流体的加速，流体的压力也随之增加。
最终，流体通过出口管道被排出泵体，完成输送过程。
离心泵的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 叶轮旋转：驱动装置带动轴转动，叶轮也随之旋转。
2. 流体吸入：叶轮的旋转产生离心力，使流体从进口处被吸入泵体内部。
3. 流体加速：叶轮的作用下，流体被加速，流速增大，压力增加。
4. 流体排出：流体通过出口管道被排出泵体，完成输送过程。
四、离心泵的性能参数离心泵的性能参数主要包括流量、扬程、效率和功率等。
1. 流量：离心泵每单位时间内输送的流体体积，通常以立方米/小时或升/秒表示。
2. 扬程：离心泵输送流体时所需克服的总压力，通常以米或千帕表示。
化工原理第二章离心泵的工作原理教案
化工原理第二章离心泵的工作原理教案一、引言离心泵是化工工程中常用的一种流体输送设备，其工作原理是基于离心力的作用。
本教案将详细介绍离心泵的工作原理、结构特点、分类以及应用领域。
二、工作原理离心泵的工作原理是利用离心力将流体从泵的进口处吸入，并通过离心力的作用将流体加速，最后从泵的出口处排出。
其主要组成部分包括泵体、叶轮、轴、轴承和密封装置。
1. 泵体：泵体是离心泵的主要承载部分，通常由铸铁、不锈钢等材料制成。
泵体内部包含进口口和出口口，通过这两个口实现流体的进出。
2. 叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，其形状类似于一个圆盘，有多个叶片。
当泵转动时，叶轮也会随之转动，通过叶轮的旋转将流体加速。
3. 轴：轴是连接叶轮和电机的部件，起到传递动力的作用。
轴通常由高强度的合金钢制成，能够承受较大的转矩和压力。
4. 轴承：轴承用于支撑轴的转动，减小摩擦力和能量损失。
常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。
5. 密封装置：密封装置用于防止流体泄漏，常见的密封装置包括填料密封和机械密封。
离心泵的工作原理可以简单描述为：当电机启动时，通过轴传递动力给叶轮，叶轮开始旋转。
同时，泵体内的流体被叶轮的离心力吸入，并在叶轮的旋转下加速。
最后，流体从出口排出，完成一次循环。
三、结构特点离心泵具有以下结构特点：1. 结构简单：离心泵的结构相对简单，由少量的主要部件组成，易于制造和维修。
2. 流量大：离心泵的流量较大，适用于大型工程和工业生产中的流体输送。
3. 扬程高：离心泵的扬程较高，能够将流体输送到较远的距离。
4. 运行平稳：离心泵的运行平稳，噪音小，振动小。
5. 适应性强：离心泵适用于输送各种液体，包括清水、污水、化学药品等。
四、分类离心泵根据叶轮的进口方向和出口方向的关系，可分为以下几种类型：1. 横向离心泵：叶轮的进口和出口在同一水平面上，适用于流量较大的场合。
2. 竖向离心泵：叶轮的进口和出口在垂直方向上，适用于扬程较高的场合。
化工原理-第二章-离心泵
2、离心泵的工作原理
（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做 功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围 。当流体到达叶轮外周时，流速非常高（15～25 m/s)，使流体获得动能。
（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体 在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流 体的动能转化为静压能。
例：有一离心泵用来输送水，出口管速 度为3.6m/s，流体离开叶轮的线速度是 30m/s，试确定流体流经泵前后的压力差 。忽略阻力损失。
2023/11/12
解：从叶轮边沿处到泵的出口处列伯努利方程为：
Z1
u12 2g
P1
g
H
Z2
u22 2g
P2
g
H
f
忽略高度差，即 Z1=Z2
已知 H=0 ΣHf=0 u1=30m/s u2=3.6m/s
2023/11/12
离心泵的压头取决于：
▪ 泵的结构（叶轮的直径、叶片的弯曲情况等）
▪ 转速 n
▪ 流量 Q
可以通过实验测定离心 泵的压头（扬程），其 具体方法为： （1）在泵的前后安装 真空表、压力表； （2）进行能量衡算。
2023/11/12
H的计算可根据进、出两截面间的柏努利方程：
P进
g
u进2 2g
导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反 ，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液 体在泵壳的通道内平缓的改变方向，使能量损失减小，使动 能向静压能的转换更为有效。
2023/11/12
（3）轴封装置
a)轴封的作用
为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出，或者外界
空气漏入泵壳内。
n2 n1
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例题1 确定泵是否满足输送要求。
将浓度为95%的硝酸自常压罐输送至常压设备中去，要求输送量为36m 3
/h, 液体的扬升高度为7m 。
输送管路由内径为80mm 的钢化玻璃管构成，总长为160（包括所有局部阻力的当量长度）。
现采用某种型号的耐酸泵，其性能列于本题附表中。
问：
（1） 该泵是否合用？
（2） 实际的输送量、压头、效率及功率消耗各为多少？ Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m) 19.5 19 17.9 16.5 14.4 12 η(%)
17
30
42
46
44
已知：酸液在输送温度下粘度为1.15⨯10-3
Pa ⋅s ；密度为1545kg/m 3。
摩擦系数可取为0.015。
解：（1）对于本题，管路所需要压头通过在储槽液面（1-1’）和常压设备液面（2-2’）之间列柏努利方程求得：
式中0)(0,7,0212121≈=====u ，u p p m z z 表压 管内流速：s m d Q
u /99.1080.0*785.0*360036
42
2
==
=
π
管路压头损失：m g u d l l H e f
06.681
.9*299.108.0160015.022
2==∑+=∑λ
管路所需要的压头：()m H z z H f e 06.1306.6711=+=∑+-= 以（L/s ）计的管路所需流量：s L Q /103600
1000
*36==
由附表可以看出，该泵在流量为12 L/s 时所提供的压头即达到了14.4m ，当流量为管路所需要的10 L/s ，它所提供的压头将会更高于管路所需要的13.06m 。
因此我们说该泵对于该输送任务是可用的。
另一个值得关注的问题是该泵是否在高效区工作。
由附表可以看出，该泵的最高效率为46%；流量为10 L/s 时该泵的效率大约为43%。
因此我们说该泵是在高效区工作的。
（2）实际的输送量、功率消耗和效率取决于泵的工作点，而工作点由管路物特性和泵的特性共同决定。
由柏努利方程可得管路的特性方程为：2006058.07Q H e += （其中流量单位为L/s ） 据此可以计算出各流量下管路所需要的压头，如下表所示： Q(L/s) 0 3 6 9 12 15 H(m)
7
7.545
9.181
11.91
15.72
20.63
据此，可以作出管路的特性曲线和泵的特性曲线，如图所示。
两曲线的交点为工作点，其对应的压头为14.8m ；流量为11.4L/s ；效率0.45；轴功率可计算如下：
点评（1）判断一台泵是否合用，关键是要计算出与要求的输送量对应的管路所需压头，然后将此压头与泵能提供的压头进行比较，即可得出结论。
另一个判断依据是泵是否在高效区工作，即实际效率不低于最高效率的92%。