化工原理2.1-2.4 流体输送设备课件教材
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化工原理2.1-2.4 流体输送设备课件教材
与转速的平方成正比
12
离心泵扬程的测定
Z1
u12 2g
p1
g
He
Z2
u22 2g
p2
g
H
f
两测压点之间的管路很短，其间的流 动阻力可忽略不计，即Hf=0m液柱
He
Z2
Z1
u22 u12 2g
p2 p1
g
2 1
扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。
13
功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵
5
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
6
离心泵的构造
主要组成部分是叶轮 (impeller)和蜗形泵壳 (pump case)。叶轮 安装在泵壳内，液体入 口在泵壳中央，正对叶 轮中心，并与吸入导管 相连。压出口在泵壳旁 侧，联结压出导管。
7
叶轮：由4～12片向后弯曲的叶片(vane,blade)组成， 安装在泵轴上，由电动机带动而快速旋转。
qe的单位为m3/s，在操作条件下，泵的
特性曲线方程为H=38-2.8105q2 ，q的
单位为m3/s，试求（1）管路的特性方程； （2）离心泵工作点的流量、压头和理论 功率。
27
离心泵的选择
1）选择泵的类型：首先根据被输送液体的性质和操作条件 确定泵的类型。 2）选择泵的型号：根据管路系统在最大流量下管路所需压 头，按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录中选出适 合的型号。
的有效功率，pe，单位为W。 与转速的三次方成正比
pe qV gHe
效率： pe / pa
pa 泵的轴功率
14
离心泵的特性曲线 (characeristic curve)
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离心泵扬程的测定
Z1
u12 2g
p1
g
He
Z2
u22 2g
p2
g
H
f
两测压点之间的管路很短，其间的流 动阻力可忽略不计，即Hf=0m液柱
He
Z2
Z1
u22 u12 2g
p2 p1
g
2 1
扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。
13
功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵
5
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
6
离心泵的构造
主要组成部分是叶轮 (impeller)和蜗形泵壳 (pump case)。叶轮 安装在泵壳内，液体入 口在泵壳中央，正对叶 轮中心，并与吸入导管 相连。压出口在泵壳旁 侧，联结压出导管。
7
叶轮：由4～12片向后弯曲的叶片(vane,blade)组成， 安装在泵轴上，由电动机带动而快速旋转。
qe的单位为m3/s，在操作条件下，泵的
特性曲线方程为H=38-2.8105q2 ，q的
单位为m3/s，试求（1）管路的特性方程； （2）离心泵工作点的流量、压头和理论 功率。
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离心泵的选择
1）选择泵的类型：首先根据被输送液体的性质和操作条件 确定泵的类型。 2）选择泵的型号：根据管路系统在最大流量下管路所需压 头，按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录中选出适 合的型号。
的有效功率，pe，单位为W。 与转速的三次方成正比
pe qV gHe
效率： pe / pa
pa 泵的轴功率
14
离心泵的特性曲线 (characeristic curve)
化工原理课件 流动传输2.1
2.1.1 输送机械的用途
•补充能量：将流体从一处输送到另一处 补充能量 •提高压强：给流体加压 提高压强 •造成设备真空：给流体减压 造成设备真空
2.1.2输送机械的分类 2.1.2输送机械的分类
•流体输送机械按照其工作原理分为： •(1)动力式：利用高速旋转的叶轮使流体的机械能增加， 典型的是离心式、轴流式输送机械。 •(2)容积式：利用活塞或转子运动改变工作室容积而对流 体作功。典型的是往复式、旋转式输送机械。 •(3)其它类型：如利用另外一种流体作用的喷射式等。
2.1.2流体输送机械分类 2.1.2流体输送机械分类
液体输送机械 − − − 泵 流体输送机械 通风机、 通风机、鼓风机 气体压送机械 − − − 压缩机、真空泵 压缩机、
液体输送机械： 液体输送机械：统称为泵
离心泵：靠高速旋转的叶轮，液体在离心力作用下 获得能量，以提高压强。 往复泵：利用活塞的往复运动，将能量传给液体， 以完成输送任务。 旋转泵：靠泵内一个或一个以上的转子旋转来吸入 和排出液体。 旋涡泵：一种特殊类型的离机，鼓风机，压缩机，真空泵
压缩比=出口压力：进口压力
• • • • 通风机:终压≯14.7kpa(表压) 压缩比1～1.15 鼓风机:终压14.7～294.kpa (表压) 压缩比＜4 压缩机：终压 ＞294 kpa (表压) 压缩比＞4 真空泵：使设备产生真空（绝压＜大气压），一 般在0.2kgf/cm2(绝) 以下。
2.1.3 输送机械应满足生产要求
•对生产上不同的要求采用不同的输送机械。原因： •流体是多种多样的。水、油、腐蚀性流体等 •操作条件千差万别：输送量、效率、轴功率 •概括来说，输送机械应满足如下要求： •(1)满足工艺上对流率和能量的要求。 •(2)结构简单，重量轻，投资费用低。 •(3)运行可靠，操作效率高，日程操作费用低。 •(4)能适应被输送流体的特性，其中包括粘性、腐蚀性、 毒性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等。
化工原理完整教材课件 PPT
基本原理及其流动规律解决关问题。以
图1-1为煤气洗涤装置为例来说明： 流体动力学问题：流体（水和煤气）
在泵（或鼓风机）、流量计以及管道中 流动等；
流体静力学问题：压差计中流体、 水封箱中的水
图1-1 煤气洗涤装置
1.1 概述
确定流体输送管路的直径， 计算流动过程产生的阻力和 输送流体所需的动力。
根据阻力与流量等参数 选择输送设备的类型和型号， 以及测定流体的流量和压强 等。
流体流动将影响过程系 统中的传热、传质过程等， 是其他单元操作的主要基础。
图1-1 煤气洗涤装置
1.1.1 流体的分类和特性
气体和流体统称流体。流体有多种分类方法： （1）按状态分为气体、液体和超临界流体等； （2）按可压缩性分为不可压流体和可压缩流体； （3）按是否可忽略分子之间作用力分为理想流体与粘
化工原理完整教材课件
第一章 流体流动
Fluid Flow
--内容提要--
流体的基本概念 静力学方程及其应用 机械能衡算式及柏努 利方程 流体流动的现象 流动阻力的计算、管路计算
1. 本章学习目的
通过本章学习，重点掌握流体流动的基本原理、管 内流动的规律，并运用这些原理和规律去分析和解决流 体流动过程的有关问题，诸如：
气体的密度必须标明其状态。 纯气体的密度一般可从手册中查取或计算得到。当压
强不太高、温度不太低时，可按理想气体来换算：
（1-3）
式中
p ── 气体的绝对压强, Pa(或采用其它单位)； M ── 气体的摩尔质量, kg/kmol；
性流体（或实际流体）； （4）按流变特性可分为牛顿型和非牛倾型流体；
流体区别于固体的主要特征是具有流动性，其形状随容器形状 而变化；受外力作用时内部产生相对运动。流动时产生内摩擦从而 构成了流体力学原理研究的复杂内容之一
化工原理 流体输送机械ppt课件
泵的压头（或扬程）：指泵对单位重量的流体所提供的有效 能量，以H表示。
H = he
管路系统输送单位重量流体所需
泵对单位重量流体提供的机械能 的机械能
he
p u2 z
g 2g
hf
2.1.2.1 理论压头
假设：（1）叶轮内叶片数目无穷多，叶片的厚度无穷小, 即叶片没有厚度；
（2）液体为粘度等于零的理想流体；
第2章 流体输送机械
20
以上三个构造是离心泵的基本构造，为使泵更有效地工
作，还需其它的辅助部件：
导轮：液体经叶轮做功后直接进入泵体，与泵体产生较 大冲击，并产生噪音。为减少冲击损失设置导轮，导轮是位 于叶轮外周的固定的带叶片的环。弯曲方向与叶轮叶片的弯 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，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最 小，动压能转换为静压能的效率高。
2020/4/18
第2章 流体输送机械
19
密封方式有：填料密封与机械密封，填料密 封适用于一般液体，而机械密封适用于有腐 蚀性易燃、易爆液体。
填料密封：简单易行，维修工作量大，有一定 的泄漏，对燃、易爆、有毒流体不适用；
机械密封：液体泄漏量小，寿命长，功率小密 封性能好，加工要求高。
2020/4/18
底阀（单向阀）：当泵体安装位置高于贮槽液面时，常 装有底阀，它是一个单向阀，可防止灌泵后，泵内液体倒流 到贮槽中。
滤网：防止液体中杂质进入泵体。
2020/4/18
第2章 流体输送机械
21
离心泵的分类
吸液 单吸：液体只从一侧吸入 方式 双吸：液体同时从两侧吸入。具有较大的吸液
能力
IS、IR 型单级单吸离心泵
《流体输送》PPT课件
3〕HT与VT的关系
令：A=u2/g
B= u2ctgβ2/g2πr 2b2
HT=A-BV 直线 〔三条〕
一般采用后弯叶片， 原因：
2.3、离心泵的性能曲线
2.3.1．实际的H～V线 1、实际情况为: ① 叶片数目是有限的6～12片，叶 片间的流道较宽，这样叶片对液体流 束的约束就减小了，使HT有所降低。 ② 液体在叶片间流道内流动时存在 轴向涡流，导致泵的压头降低。
1、离心泵的汽蚀现象
汽蚀现象汽蚀状态：扬程比正常下降 3％
泵的安装以不发生汽蚀现象为依据
2、正常操作必须满足 的条件
pk/ρg≥pv/ρg+e e＝0.3－0.5 我国e＝0.3 pv:饱和蒸汽压 允许极限状态：pk允/ρg＝
pv/ρg+e pk到达pk允时，p2到达p2允
3、最大安装高度Hg,max的 计算
3、最大安装高度Hg,max的 计算
Hg,max=p1/ρg -pv/ρg△h允-∑Hf1-2 (2-20式)
一般△h允与泵的构造和尺寸 有关，由实验测定，并同标 绘于性能曲线图上。
实验条件为大气压
3、最大安装高度Hg,max的 计算
2〕允许汲上真空度 HS,允计算 在1-2截面间列柏式 p1/g=Hg,max+p2允/ρg
工作原理：离心式 往复式 旋转式 流体作用式〔如喷射式〕
一．离心泵的工作原理及 主要部件
1．构造
1〕叶轮：叶轮内6～12片弯曲的叶 片
作用：原动机的机械能→液体→静压 能↑和动能↑
一．离心泵的工作原理及 主要部件
叶轮按其构造形状分有三种：
① 闭式：前后有盖板
② 半闭式：前有盖板
③敞式〔开式〕：前后无盖板
化工原理流体流动与输送机械精品PPT课件
1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
17
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
18
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
化工原理课件-第二章 流体输送设备
٭一般 ( H g )实际 H g (0.5 ~ 1), m ;
28
《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
(3)防止气蚀的措施
Hg
Hs
u12 2g
H
f ,01
Hg
pa
g
pv
g
h
H f ,01
p0
pa Hg
pa p1
g
u12 2g
H
f
,01
22
《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 五、离心泵的气蚀现象与允许安装高度
(1)允许吸上真空度( H)：s
Hg
pa p1
g
u12 2g
H f ,01
吸上真空度
p p H a 1
s g
Hg
Hs
u12 2g
例：吸入管内径100mm,排出管内径80mm,两测压口 间垂直距离为0.5m。转速2900r/min,以20oC清水为 介质测得流量为15L/s;泵出口 表压为2.55105Pa,入口真空度 为2.67104Pa;电动机输入功率 6.2kW,泵由电动机直接带动, 电动机效率93%。求泵的压头, 轴功率和效率。
② ٭Q h ③ ٭h与泵的结构和尺寸有关
27
《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
注意：
٭应取Qmax 时的( H s )min 和(h)max ;
٭若 p0 ,则pa用 替代p贮 槽 ； pa
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《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
(3)防止气蚀的措施
Hg
Hs
u12 2g
H
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p0
pa Hg
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,01
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《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 五、离心泵的气蚀现象与允许安装高度
(1)允许吸上真空度( H)：s
Hg
pa p1
g
u12 2g
H f ,01
吸上真空度
p p H a 1
s g
Hg
Hs
u12 2g
例：吸入管内径100mm,排出管内径80mm,两测压口 间垂直距离为0.5m。转速2900r/min,以20oC清水为 介质测得流量为15L/s;泵出口 表压为2.55105Pa,入口真空度 为2.67104Pa;电动机输入功率 6.2kW,泵由电动机直接带动, 电动机效率93%。求泵的压头, 轴功率和效率。
② ٭Q h ③ ٭h与泵的结构和尺寸有关
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《制作化者：工黄德原春 理》课件——第二章 流体输送设备
第一节 离心泵 《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
注意：
٭应取Qmax 时的( H s )min 和(h)max ;
٭若 p0 ,则pa用 替代p贮 槽 ； pa
《流体输送机械》PPT课件
第一节 液体输送机械
表2-1液体输送机械的分类
泵是一种通用的机械，广泛使用在国民经济各部门中。 其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作方便等 优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点讲述离心 泵，对其它类型的泵作一般介绍。
第一节 液体输送机械
二、离心泵构造和原理
1.离心泵的工作原理 图2-1是一台安装在管路中 的离心泵装置示意图，主要部件 为叶轮1，叶轮上有6-8片向后弯 曲的叶片，叶轮紧固于泵壳2内 泵轴3上，泵的吸入口4与吸入管 5相连。液体经底阀6和吸入管5 进入泵内。泵壳上的液体从排出 口8与排出管9连接,泵轴3用电机 或其它动力装置带动。
泵
2.特性曲线
离心泵的有效压头、轴功率、效率与流量之间的关系曲线称为离心泵的特 性曲线 , 常 由 实 验 测 定 ， 如 图 2- 8 所 示 为 国 产 IS100-80-125型离心水泵在 n=2900rm-1时测得的特性曲线。其中以扬程和流量的关系最为重要。由于泵的 特性曲线随泵转速而改变，故其数值通常是在额定转速和标准试验条件(大气 压101.325kPa,20℃清水)下测得。通常在泵的产品样本中附有泵的主要性能 参数和特性曲线,供选泵和操作时参考。
图2-4 泵壳与导轮 1-叶轮；2-导轮；3-泵壳
第一节 液体输送机械
2.2泵壳：是一个截面逐渐扩 大的状似蜗牛壳形的通道，常称蜗 壳，如图2-5所示。叶轮在壳内顺 着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转, 愈接近液体出口,通道截面积愈大。 因此,液体从叶轮外缘以高速被抛 出后,沿泵壳的蜗牛形通道而向排 出口流动,流速便逐渐降低,减少了 能量损失,且使大部分动能有效地 转变为静压能。
另外：叶轮按其吸液方式的不同可分为单吸式和双吸 式两种，如图2-3所示。单吸式叶轮构造简单，液体从叶 轮一侧被吸入；双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入 液体。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，并较好地 消除轴向推力。故常用于大流量的场合。
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8
离心泵工作原理
流体在离心泵 叶轮中的运动
9
导轮的作用
导轮引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,减少能 量损失,提高能量转换效率.
10
气缚(air bind)：
当离心泵启动时，若泵内 存在空气，就会形成叶轮 空转，这种现象称为“气 缚”。
NOTE：在开车前应预先将离心泵的泵壳和吸入管路中充满 液体，运转过程中也要防止空气漏入。 为便于泵内充满液体,吸入管底部安装有止逆底阀。 如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。
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离心泵的构造
主要组成部分是叶轮 (impeller)和蜗形泵壳 (pump case)。叶轮 安装在泵壳内，液体入 口在泵壳中央，正对叶 轮中心，并与吸入导管 相连。压出口在泵壳旁 侧，联结压出导管。
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叶轮：由4～12片向后弯曲的叶片(vane,blade)组成， 安装在泵轴上，由电动机带动而快速旋转。
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离心泵的允许安装高度
Hg Hs" u12 Hf 2g
20
离心泵的允许安装高度
Hg
pa pv
g
NPSH
H f ,01
（2-28）
21
例：用离心泵将真空蒸发器的完成液送至 结晶器。蒸发器中液面的上的绝对压力 （即操作温度下溶液的饱和蒸汽压）为 29.3KPa。泵安装在地面上。已知泵的必 需汽蚀余量为2.5m，吸入管路的压头损失 为1.2m，试确定蒸发器内液面距泵口的垂 直高度。
化工原理
1
第二章 流体输送设备
教学目的： 熟悉各种流体输送机械，了解各种流体输送机械 的工作原理和操作特点，能够根据实际需要正确 选择适宜的流体输送机械。
重 点： 离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线 难 点： 离心泵安装高度的计算；
往复式压缩机多级压缩和中间冷却的必要性 课 型： 机械设备 教学方法： 讲解、动画演示
与转速的平方成正比
12
离心泵扬程的测定Z1u12 2gp1
g
He
Z2
u22 2g
p2
g
H
f
两测压点之间的管路很短，其间的流 动阻力可忽略不计，即Hf=0m液柱
He
Z2
Z1
u22 u12 2g
p2 p1
g
2 1
扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。
13
功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵
功率在流量为零时最小，因此开车时常在出口阀关闭状况 下启动
3） — qv：选择或使用离心泵时，应尽量使泵在最高效
率点附近（一般不低于最高效率点的92%）运转。
离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们都是与最高效 率点对应的性能参数。
16
离心泵的安装高度Hg：
1 Hg 0
Z0
u02 2g
p0
g
Z1
u12 2g
g 2g
允许吸上真空高度Hs’：是离心泵的性能参数之一。是按大气 压为10m水柱、输送20℃清水、在指定流量下通过实验测定的。 为了保证泵在运转中不发生气蚀现象，Hs’ 要留有一定的安全量。
实际操作时允许吸上真空高度：
Hs'' Hs'(Ha 10) (HV 0.24)
Ha———当地大气压，m水柱 Hv——输送液的饱和蒸气压，m水柱
的有效功率，pe，单位为W。 与转速的三次方成正比
pe qV gHe
效率： pe / pa
pa 泵的轴功率
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离心泵的特性曲线 (characeristic curve)
注意：测定条件一般是20℃清水，转速固定
15
1）He— qv：随流量增大，扬程有所下降。
2）pe— qv：当流量增大时，功率也随之增大；离心泵的
11
离心泵的主要性能参数(performance parameter)
离心泵的流量(pumping output)：单位时间排出液体体 积。与叶轮结构、尺寸和转速有关。
与转速成正比
扬程(delivery lift)He：又称为泵的压头，是指泵对单 位重量的流体所做的功。与流量、叶轮结构、尺寸和转 速有关。
p
g
Hf
Z0 0m, Z1 Hg , u0 0m • s1
Hg p0 p1 u12 Hf
g 2g
17
气蚀
Hg p0 p1 u12 Hf
g 2g
安装高度过高将会导致叶轮中心处的压力过低(低于被输 送流体在操作温度下的饱和蒸汽压)，从而发生气蚀。
18
Hg p0 p1 u12 Hf
Hg
pa pv
g
NPSH
H f ,01
22
某离心泵的允许吸上真空高度为6.5 m（已包括0.3 m 的安全量），在高原上使用，若当地大气压为90 Kpa， 已知吸入管路的阻力和动压头之和为3m水柱。当地夏 季最高水温为30 oC。拟将该泵安装在水面上3米处， 问该泵能否正常工作？
Hg Hs" u12 Hf 2g
2
2.1 概述
一、管路系统对流体输送机械的能量要求
He
z
p
g
u 2 2g
H f
采用流体输送设备操作的目的是为了提高流体 的动能、位能或静压能，或用于克服沿程的阻 力，也可能几种目的兼而有之。
3
流体输送设备分类
按输送的介质分类： 液体——泵 气体——风机、压缩机
按工作原理分类： 动力式（叶轮式） 正位移式(容积式)：往复式、旋转式 流体作用式（如喷射式）
得的流量和压头即为泵 的工作点。在特定曲线
Hs'' Hs'(Ha 10) (HV 0.24)
23
安装泵时，为保险计，实际安装高度比允许安装高度还要 小0.5至1米。（如考虑到操作中被输送流体的温度可能会升 高；或由贮槽液面降低而引起的实际安装高度的升高）。
24
管路特性方程
p u2
He z g 2g H f
Hf
l
le
d
u2 2g
令 K Z p
g
l B d
le
8 2d
4
g
方程
He
z
p
g
u 2 2g
H
f
变为 He K Bqe2 管路特性方程
25
离心泵工作点
He K Bqe2 （管路特性方程） （2-5）
H Aa Gq2 （泵的特性方程） （2-17）
联立泵的特性方程式
和管路特性方程式所解
4
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体输送机械。 其突出特点是结构简单、体积小、流量均匀、调节 控制方便、故障少、寿命长、适用范围广（包括流 量、压头和介质性质）、购置费和操作费用均较低。
5
2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
离心泵工作原理
流体在离心泵 叶轮中的运动
9
导轮的作用
导轮引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,减少能 量损失,提高能量转换效率.
10
气缚(air bind)：
当离心泵启动时，若泵内 存在空气，就会形成叶轮 空转，这种现象称为“气 缚”。
NOTE：在开车前应预先将离心泵的泵壳和吸入管路中充满 液体，运转过程中也要防止空气漏入。 为便于泵内充满液体,吸入管底部安装有止逆底阀。 如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。
6
离心泵的构造
主要组成部分是叶轮 (impeller)和蜗形泵壳 (pump case)。叶轮 安装在泵壳内，液体入 口在泵壳中央，正对叶 轮中心，并与吸入导管 相连。压出口在泵壳旁 侧，联结压出导管。
7
叶轮：由4～12片向后弯曲的叶片(vane,blade)组成， 安装在泵轴上，由电动机带动而快速旋转。
19
离心泵的允许安装高度
Hg Hs" u12 Hf 2g
20
离心泵的允许安装高度
Hg
pa pv
g
NPSH
H f ,01
（2-28）
21
例：用离心泵将真空蒸发器的完成液送至 结晶器。蒸发器中液面的上的绝对压力 （即操作温度下溶液的饱和蒸汽压）为 29.3KPa。泵安装在地面上。已知泵的必 需汽蚀余量为2.5m，吸入管路的压头损失 为1.2m，试确定蒸发器内液面距泵口的垂 直高度。
化工原理
1
第二章 流体输送设备
教学目的： 熟悉各种流体输送机械，了解各种流体输送机械 的工作原理和操作特点，能够根据实际需要正确 选择适宜的流体输送机械。
重 点： 离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线 难 点： 离心泵安装高度的计算；
往复式压缩机多级压缩和中间冷却的必要性 课 型： 机械设备 教学方法： 讲解、动画演示
与转速的平方成正比
12
离心泵扬程的测定Z1u12 2gp1
g
He
Z2
u22 2g
p2
g
H
f
两测压点之间的管路很短，其间的流 动阻力可忽略不计，即Hf=0m液柱
He
Z2
Z1
u22 u12 2g
p2 p1
g
2 1
扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。
13
功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵
功率在流量为零时最小，因此开车时常在出口阀关闭状况 下启动
3） — qv：选择或使用离心泵时，应尽量使泵在最高效
率点附近（一般不低于最高效率点的92%）运转。
离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们都是与最高效 率点对应的性能参数。
16
离心泵的安装高度Hg：
1 Hg 0
Z0
u02 2g
p0
g
Z1
u12 2g
g 2g
允许吸上真空高度Hs’：是离心泵的性能参数之一。是按大气 压为10m水柱、输送20℃清水、在指定流量下通过实验测定的。 为了保证泵在运转中不发生气蚀现象，Hs’ 要留有一定的安全量。
实际操作时允许吸上真空高度：
Hs'' Hs'(Ha 10) (HV 0.24)
Ha———当地大气压，m水柱 Hv——输送液的饱和蒸气压，m水柱
的有效功率，pe，单位为W。 与转速的三次方成正比
pe qV gHe
效率： pe / pa
pa 泵的轴功率
14
离心泵的特性曲线 (characeristic curve)
注意：测定条件一般是20℃清水，转速固定
15
1）He— qv：随流量增大，扬程有所下降。
2）pe— qv：当流量增大时，功率也随之增大；离心泵的
11
离心泵的主要性能参数(performance parameter)
离心泵的流量(pumping output)：单位时间排出液体体 积。与叶轮结构、尺寸和转速有关。
与转速成正比
扬程(delivery lift)He：又称为泵的压头，是指泵对单 位重量的流体所做的功。与流量、叶轮结构、尺寸和转 速有关。
p
g
Hf
Z0 0m, Z1 Hg , u0 0m • s1
Hg p0 p1 u12 Hf
g 2g
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气蚀
Hg p0 p1 u12 Hf
g 2g
安装高度过高将会导致叶轮中心处的压力过低(低于被输 送流体在操作温度下的饱和蒸汽压)，从而发生气蚀。
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Hg p0 p1 u12 Hf
Hg
pa pv
g
NPSH
H f ,01
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某离心泵的允许吸上真空高度为6.5 m（已包括0.3 m 的安全量），在高原上使用，若当地大气压为90 Kpa， 已知吸入管路的阻力和动压头之和为3m水柱。当地夏 季最高水温为30 oC。拟将该泵安装在水面上3米处， 问该泵能否正常工作？
Hg Hs" u12 Hf 2g
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2.1 概述
一、管路系统对流体输送机械的能量要求
He
z
p
g
u 2 2g
H f
采用流体输送设备操作的目的是为了提高流体 的动能、位能或静压能，或用于克服沿程的阻 力，也可能几种目的兼而有之。
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流体输送设备分类
按输送的介质分类： 液体——泵 气体——风机、压缩机
按工作原理分类： 动力式（叶轮式） 正位移式(容积式)：往复式、旋转式 流体作用式（如喷射式）
得的流量和压头即为泵 的工作点。在特定曲线
Hs'' Hs'(Ha 10) (HV 0.24)
23
安装泵时，为保险计，实际安装高度比允许安装高度还要 小0.5至1米。（如考虑到操作中被输送流体的温度可能会升 高；或由贮槽液面降低而引起的实际安装高度的升高）。
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管路特性方程
p u2
He z g 2g H f
Hf
l
le
d
u2 2g
令 K Z p
g
l B d
le
8 2d
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g
方程
He
z
p
g
u 2 2g
H
f
变为 He K Bqe2 管路特性方程
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离心泵工作点
He K Bqe2 （管路特性方程） （2-5）
H Aa Gq2 （泵的特性方程） （2-17）
联立泵的特性方程式
和管路特性方程式所解
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2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体输送机械。 其突出特点是结构简单、体积小、流量均匀、调节 控制方便、故障少、寿命长、适用范围广（包括流 量、压头和介质性质）、购置费和操作费用均较低。
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2. 2 离 心 泵(centrifugal pump)