化工原理chap2_1
化工原理第二章第一节讲稿gaofenziPPT课件
耐腐蚀泵 接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀材料制 成。要求：结构简单、零件容易更换、维修方便 、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有：铸铁、高 硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。（F型）
油泵 输送石油产品的泵 ，要求密封完善。（Y 型）
杂质泵
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输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵 ，又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要求不易 堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、 叶片数目少。
起到密封作用。
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3、离心泵的分类 1）按照轴上叶轮数目的多少
单级泵 轴上只有一个叶轮的离心泵，适用于出口压力 不太大的情况；
多级泵 轴上不止一个叶轮的离心泵 ，可以达到较高的 压头。离心泵的级数就是指轴上的叶轮数，我国 生产的多级离心泵一般为2~9级。
如何确定转速一定时， 泵的压头与流量之间 的关系呢？
实验测定
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H的计算可根据b、c两截面间的柏努利方程：
P b gu 2b g 2HZP g c u 2cg 2(hf)bc
HZP c gP buc22 gub2(hf)bc
H Z(P cP b)/g
离心泵的压头又称扬程。必须注意，扬程并不等于升举高 度△Z，升举高度只是扬程的一部分。
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气缚
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，用于开 停车和调节流量。
化工原理完整教材课件
深入理解实验的基本原理，为实验操作和结果分析提供理论依据。
实验数据处理与分析方法
数据记录与整理
掌握实验数据的记录方法，以及如何整理和筛选有效数据 。
误差分析
了解误差的来源和其对实验结果的影响，掌握误差分析和 减小误差的方法。
数据分析与处理
掌握常用的数据处理和分析方法，如平均值、中位数、标 准差等。
物质从高浓度区域向低浓度区域 的转移过程。
传质速率
表示物质转移快慢的物理量，与 扩散系数、浓度差和传质面积成
正比。
扩散系数
表示物质在介质中扩散快慢的物 理量，与物质的性质、温度和压
力有关。
吸收
吸收过程
利用混合气体中各组分在液体溶剂中的溶解度差异，使气体混合 物中的有害组分或杂质组分被吸收除去的过程。
在制药工业和食品工业中，化工原理 涉及药物的合成、分离和提纯，以及 食品的加工和保藏等环节。
02
流体流动
流体静力学
总结词
描述流体在静止状态下的压力、密度和重力等特性。
详细描述
流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力分布、流体对容器壁的压力以及 流体与固体之间的作用力。它涉及到流体的平衡性质和流体静压力的基本规律 。
利用气体在液体中的溶解度差异，通过鼓入空气或通入其他气体 产生泡沫而实现分离的方法。
05
化学反应工程
化学反应动力学基础
1 2 3
反应速率与反应机理
介绍反应速率的定义、计算方法以及反应机理的 基本概念，阐述反应速率的测定和影响因素。
反应动力学方程
介绍反应动力学方程的建立、求解及其在化学反 应工程中的应用，包括速率常数、活化能等参数 的确定方法。
对流传热速率方程
化工原理第二章第一节讲稿
3）在高温或低温下操作的设备，要求保温，以减少它们和
外界传热。
4）对于废热也需合理的利用与回收。
2、化工生产中传热过程的两种情况
1）强化传热：各种换热设备中的传热。
2）削弱传热：如对设备和管道的保温，以减少热损失
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动量传递 三传热量传递 质量传递
传热过程在化工生产中的应用 例如：蒸发、蒸馏、干燥、结晶等 传热过程的基本要求：1.强化传热；2.避免传热 热量传递方向：高温传向低温 传热过程的推动力：温差
2、蓄热式换热 (间歇操作）
蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。室中充 填耐火砖作为填料，当冷、热流体交替的通过同一室 时，就可以通过蓄热室的填料将热流体的热量传递给 冷流体，达到两流体换热的目的。
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3、间壁式换热
间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开，分别在壁
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三、工业上的换热方法
1、直接接触式传热 直接接触式传热的特点是冷、热两流体在传热器中以直接 混合的方式进行热量交换，也称混合式换热。前提是冷、 热两种流体可直接混合，不发生化学反应或其他不良影响。 化工厂常用的 凉水塔、喷洒式冷却塔、混合冷凝器等。
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程技术领域中极普遍的一种传递过程 。
1、化工与传热
1）绝大多数化学反应过程都要求在一定的温度下进行，为 了使物料达到并保持指定的温度，就要预先对物料进行加
热或冷却，并在过程中及时取出放出的热量或补充需要吸
收的热量。
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2）一些单元操作过程，例如蒸发、蒸馏、干燥等，需要按
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
化工原理第二章习题答案
第二章2－1解：∵ρ=995.7kg/m3,q v=540m3/h,p M=350kpa,p V=-30kpa(表压),h0=0.35,d1=0.35m,d2=0.31m∴u1= q v/(π/4)d12=(540/3600)/（0.785×0.352）＝1.56m/su2=u1(d1/d2)2=1.56×（0.35/0.31）2=1.99m/s∴H=h0+(p M-p V)/ ρg+(u22-u12)/2g=0.35+[350×103-（-30×103）]/(995.7×9.81)+（1.992-1.562）/（2×9.81）＝0.35+38.9+0.078＝39.3mH2O存在问题：注意内差法查物性数据；用表压时p V=-30kpa；动能项(u22-u12)/2g不能忽略。
2－2解：（1）液体密度增大，离心泵的压头不变。
说明？（2）液体密度增大，出口压力表读数将增大。
说明？（3）液体密度增大，轴功率P=q vρgH/η将增大。
说明？存在问题：缺少原因说明2－3：答案，981w;15.5m3/h;14.9mH2O2－4解：已知d=0.075m,l+le=400m,ζ=32(1)管路特性方程：H=H0+kq v2H0=Δz+Δp/ρg=10+0=10mH2OK=8/π2g×[λ(l+le)/d5+∑ζ/d4]=8/（π2×9.81）×（0.03×400/0.0755+32/0.0754）=5.02×105H=10+5.02×105 q v2(2)工作点的流量与扬程：在q v－H坐标上分别画出管路特性曲线和离心泵特性曲线，由曲线的交点得：工作点流量q vA=0.0045m3/s,扬程H A=19.8mH2O存在问题：400m已包含了除换热器以外的所有局部阻力的当量长度；泵特性曲线一般不能由实验数据直接得出；工作点应由曲线交点获得2－5解：流量q v=0.0053 m3/s,扬程H=23.7mH2O存在问题：应做出组合泵特性曲线，由曲线交点获得工作点2-6解：流量q v=0.0061 m3/s,扬程H=30.02mH2O存在问题：应做出组合泵特性曲线，由曲线交点获得工作点2－7：答案,1.62m;-0.69m2-8:答案，Hg允许＝3.66-H f第(2)方案的安装高度Hg=7m,大于Hg允许,不能完成输送任务；第(1)方案的安装高度Hg=-1m,则H f≤4.66mH2O时可以用。
化工原理第二版天津大学贾绍义_夏清版课后习题答案
化工原理课后习题答案（夏清、贾绍义主编.化工原理.天津大学出版社,2011.）第一章流体流动2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。
试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ5．用本题附图中串联Ｕ管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸气压，Ｕ管压差计的指示液为水银，两Ｕ管间的连接管内充满水。
化工原理 第2章
一.管路特性曲线与离心泵工作点 离心泵工作点
—— 管路特性曲线（Q~H）与泵特性 曲线（Q~H）的交点。
1、管路特性方程 —— 管路流量~所需外加压头
外加压头：
p u 2 H e z H f， 2 1 g 2g
H ~Q
Q ，Hf ，H
假设：
~叶片数——液体无环流 ~理想流体——无能量损失
u 2 c 2 cos 2 1 Q 2 H r ctg A BQ g g 2b 2 g
——离心泵基本方程
r—叶轮半径；—叶轮旋转角速度；Q—泵的体积流量； b—叶片宽度； —叶片装置角。
液体从截面1到截面2，静压头 的变化来自两方面：
介质： 液体 —— 泵 气体 —— 风机、压缩机 工作原理： 离心式 正位移式：往复式、旋转式 其它（如喷射式）
2-1-1
离心泵
离 心 泵 的 外 观
一 主要部件
（1）叶轮 —— 叶片（含盖板）
4 ~ 8个叶片（前弯、后弯，径向） 液体通道。 前盖板、后盖板，无盖板 闭式叶轮
半开式 开式
（2）泵壳： 泵体的外壳，包围叶轮
2 1
2g
2 2
即
因此： H T，
2 2 2 u 2 u1 1 2 C2 C1 2 2 2 2g 2g 2g
Cr2
u2-Cr2ctgβ2
根据余弦定律及圆周速度u、相对速度ω 和绝对速度C之 间的关系：
c u 2c1u1 cos1
2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2
H~Q曲线： N~Q曲线： ~Q曲线：
Q
Q Q
H
N
H [ m]
化工原理第二版国防工业出版社课后习题及答案【完整版】
第一章流体流动1-1 燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含8.5%CO2，7.5%O2，76%N2，8%H2O（体积%）。
试求温度为500℃、压强为101.33×103Pa时，该混合气体的密度。
解M m=M A y A+ M B y B+ M C y C+ M D y D=44⨯8.5%+32⨯7.5%+28⨯76%+18⨯8%=28.26ρ=P M m /(RT)=101.33⨯28.26/(8.314⨯773)=0.455kg/m31-2 在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。
若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？解塔内绝对压强维持相同，则可列如下等式P a1-9.84×104= P a2-PP = P a2-P a1+9.84×104=8.437×104Pa1-3 敞口容器底部有一层深0.52m的水，其上部为深3.46m的油。
求器底的压强，以Pa表示。
此压强是绝对压强还是表压强？水的密度为1000kg/m3，油的密度为916 kg/m3。
解表压强P(atg)=ρ1gh1+ρ2gh2=1000⨯9.81⨯0.52+916⨯9.81⨯3.46=3.62⨯104Pa绝对压强P(ata)= P(atg)+ P a=3.62⨯104+101.33⨯103=1.37⨯105 Pa1-4 为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用如本题附图所示的装置。
控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。
今测得U型压差计读数R=130mmHg，通气管距贮槽底部h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980 kg/m3。
试求贮槽内液体的储存量为多少吨？解压缩空气流速很慢，阻力损失很小，可认为b 截面与通气管出口截面a 压强近似相等，设h 1为通气管深入液面下方距离，因此1-5 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880 kg/m 3。
化工原理第二章
化工原理第二章
•五、离心泵的安装高度
•安装高度: •液面到泵入口处的垂直距离(Hg)
•问题： •安装高度有无限制？
化工原理第二章
•0-0~1-1，B.E. •Hg，则p1 •当p1pv，•叶轮中心汽化汽泡•被抛向外围•压力升高 •凝结局部真空•周围液体高速冲向汽泡中心
化工原理第二章
•4-8个叶片（前弯、后弯，径向）•液体通道。 •前盖板、后盖板，无盖板 •闭式叶轮 •半开式 •开式
化工原理第二章
•（2）泵壳：•泵体的外壳，包围叶轮
•截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道
• 液体入口——中心
•出口——切线
思考：泵壳的主要作用是什么？
•①汇集液体，并导出液体； •②能量转换装置
•< 90度 — 后弯~流动能量损失小 •= 90度 — 径向叶片 •（2）后弯叶片，ctg >0 •b、r、, 则H
•Q ，则H （线性规律）
•（3）理论压头H与流体的性质无关
•（4）H与H的差距—•叶片间环流；阻力损失；冲击损失
化工原理第二章
•问：为什么泵采用后弯叶片的居多？
•后弯叶片：理论压头随流量增大而减少；径向：无关； •前弯：增大。在一定的叶轮尺寸、转速和流量下，前弯叶 •片产生的理论压头最大。但压头的提高包括静压头和动压 •头的提高。对后弯叶片静压头的提高大于动压头的提高，而 •对前弯叶片则相反，液体动压头的提高较大，同时液体在泵 •壳流动部分动压头转换为静压头时能量损失较大。为获得较 •高的能量利用率，离心泵总是采用后弯叶化片工原形理第式二章
化工原理第二章
•（2）转速——比例定律
•—— n 20%以内
化工原理第二章第四节讲稿-31页文档资料
变温差传热：传热温度差随位置而改变的传热。一侧或两侧的
流体，温度随着流动方向而发生变化。
1）.恒温传热温度差：
设横坐标为换热器壁面，纵坐标为温度，因为冷热两种流 体的温度均不发生变化，所以，传热的温度差也就始终不
th tc
会发生变化，则 Δtm=th -tc
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2）变温传热平均温度差 ： （1）流动型式：
2) 通过管壁的传导传热
2AmTWtW或 TWtW A 2m
3) 管壁与流动中的冷流体的对流给热
32A 2tWt或 tWt 2A 32
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此过程为稳态传热，所以Ф1 = Ф2= Ф3 = Ф，把以上三式相加
则： 11A 1TT W 或 TT W 1A 11 2AmTWtW或 TWtW A 2m 32A 2tWt或 tWt 2A 32
d(Tt)qm,1 1cp,1qm,2 1cp,2d
d(Tt) d
11 qm ,1cp,1 qm ,2cp,2 K(Tt)dA d(Tt)
11 qm,1cp,1 qm,2cp,2
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f
即： ( 1 1 )Kd A d(Tt)
2r1 1 L 12 T rm L t2r2 1 L 2 1 1r1 2 L rm (T t )A 2 m r2
其中
rmlr2n r2r1,当 rr1 2 2； rmr1 2r2,当 rr1 2 2
r1
在圆筒中，有一个特殊情况，就是化工生产中最常见的薄壁管，此时
依据：总传热速率方程和热量衡算。
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一、总传热速率方程：
1.总传热过程分析：
固
T
热流体
体 壁 冷流体
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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。
常用填料为浸透石墨或黄油 的棉织物或石棉。
浙江大学本科生课程 化工原理 第二章 流体输送机械 11/28
浙江大学本科生课程 化工原理
第二章 流体输送机械
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三．离心泵的理论压头和实际压头
压头： 泵提供给单位重量液体 的能量称为泵的压头， 用H表示，单位m。
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三．离心泵的理论压头和实际压头
Qu2 Q 2 u ctg 2 r2 ctg 2 2r2 b2 2b2 H g g
2 2
请思考：与 H有关的因素有那些？分别是什么关系？
讨论： （1）理论压头与流量 Q、叶轮转速、叶轮的尺寸和构 造（r2、b2、 2）有关；
（2）叶轮直径及转速越大，则理论压头越大；
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2 u2
H
Qu2 Q 2 ctg 2 r2 ctg 2 2r2 b2 2b2 g g
（3）在叶轮转速、直径一定时，流量 Q 与理论 压头 H的关系受装置角 2 的影响如下：
u1
三．离心泵的理论压头和实际压头
c 2 u2 cos 2 c1 u1 cos 1 H g
一般地，1=90 则 cos1=0，于是： （5）
c 2 u2 cos 2 c 2 u u2 H g g
w2 2 2
2
c2 u2
w1 1
浙江大学本科生课程 化工原理 第二章 流体输送机械
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第二章 流体输送机械
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2.1 液体输送机械——泵
按泵的工作原理为:
离心泵 、 混 流 式 等 特点：有可旋转的叶轮 叶 片 式 泵 ： 如 往复泵 、 齿 轮 泵 、 螺 杆特点：机械内部的工作 泵等 容 积 式 泵 ： 如 容积不断发生变化。 其 它 类 型 ： 如 旋 涡 泵 真 、空 泵 、 动 力 作 用 式 泵
主要取决于叶片数目、装置角 2、叶轮大小、液体粘度等因素，而几 乎与流量大小无关。
c2
c2
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第二章 流体输送机械
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三．离心泵的理论压头和实际压头 （2）水力损失
阻力损失 冲击损失
阻力损失 可近似视为与流速的平方呈正比
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第二章 流体输送机械
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第二章 流体输送机械
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三．离心泵的理论压头和实际压头
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。
(1)流 体 为 理 想 流 体 ( 2)叶 轮 的 叶 片 数 目 为 无 穷 多，且叶片厚度不计。
问：由（1） 、 （2）可以得出什么结果？
底阀
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二．离心泵主要构件的结构及功能
1．叶轮
闭式叶轮 敞式叶轮 半闭式叶轮
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二．离心泵主要构件的结构及功能
思考 2：三种叶轮中那一种效率高？
闭式叶轮的内漏较弱些， 敞式叶轮的最大。 但敞式叶轮和半闭式叶 轮不易发生堵塞现象
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二．离心泵主要构件的结构及功能
叶轮轴向力问题
轴向力 叶轮轴向力将导致轴 及叶轮的窜动和叶轮 与泵壳的相互研磨。
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第二章 流体输送机械
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二．离心泵主要构件的结构及功能
2．泵壳
思考3：泵壳的主要作用是什么？
①汇集液体，并导出液体； ②能量转换装置
幻灯片1目录
2.1 液体输送机械——泵 2.1.1 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、离心泵的理论压头和实际压头
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第二章 流体输送机械
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第二章 流体输送机械
泵 液 体 输 送 机 械 流体输送机械 通 风 机 、 鼓 风 机 气 体 压 送 机 械 压 缩 机 、 真 空 泵
2 2
（4）理论压头与液体密度无关。 这就是说，同一台泵无论输送何种液体，所 能提供的理论压头是相同的。 注意：泵对单位体积流体所加的能量=gH 与密度呈正比。
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第二章 流体输送机械
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三．离心泵的理论压头和实际压头
2. 离心泵的实际压头
实际压头比理论压头要小。具体原因如下： （1）叶片间的环流运动
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第二章 流体输送机械
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二．离心泵主要构件的结构及功能
导轮
思考4： 为什么导轮的弯曲方向与叶 片弯曲方向相反？
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第二章 流体输送机械
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二．离心泵主要构件的结构及功能
3. 轴封装置
减少泵内高压 液体外流，防 止空气侵入泵 内。
填料密封 机械密封
1
c1
u1
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三．离心泵的理论压头和实际压头
又 Q 2r2 b2 c 2r
u2 c 2 u ctg 2 c 2r Q c 2 u u2 ctg 2 2r2 b2
w2 2
2
2
c2 c2 r c2u
2
u2
w1
代入式 5 得： Qu2 Q 2 2 u2 ctg 2 r2 ctg 2 2r2 b2 2b2 H g g
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三．离心泵的理论压头和实际压头 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， 冲击损失越大。
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设计 流量
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三．离心泵的理论压头和实际压头 （3）容积损失 以泄漏流量q大小来估算。可以证明，当泵的结构不变时， q值与扬程的平方根成正比。 H
叶轮
泵轴
吸入导管
思考1： 为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？
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底阀
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第二章 流体输送机械
一．离心泵的构造和工作原理
2．离心泵的工作原理
问 1： 流体在泵内都获得了什么能量？ 其中那种能量占主导地位？
压出导管
泵壳
叶轮
问 2： 泵启动前为什么要灌满液体？
气缚为
离心式 、轴流式、喷射式等 速度式：如 泵 往复式 、回转式等 容积式：如
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2.1.1
一．离心泵的构造和工作原理
离心泵
压出导管
泵壳
1．离心泵的构造：
1、叶轮： 2、泵壳： 3、泵轴及轴封装置：
q-H
q
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设计 流量
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机 械 损 失
容 积 损 失
水 力 损 失
N
Ne
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第二章 流体输送机械
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由(1) 液体在泵内无摩擦阻力损失
由(2) 流体与叶片的相对运动的运动轨迹 可视为与叶片形状相同。
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三．离心泵的理论压头和实际压头
1. 理论压头表达式的推导
液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种:
周向运动:
u r
2 c2 u2
与叶片的相对运动： 处处与叶片相切
叶片后弯，2<90，ctg2>0， 即H随流量增大而减小； 叶片径向，2=90，ctg2=0， 即H不随流量而变化； 叶片前弯，2>90，ctg2<0， 即H随流量增大而增大。
w2 2 w2 2 2 w2
浙江大学本科生课程 化工原理 后弯叶片
第二章 流体输送机械 径向叶片
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三．离心泵的理论压头和实际压头
原因二：液体由 1 流到 2 时，由于流动通道逐渐扩大，故 w 逐渐 变小，这部分能量将转化为静压能
2 2 p 2 p1 w1 w2 g 2g 2
w2 2 2
2
c2 u2
w1 1
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r2
p2 p1 Fc dr g 1 r1 rdr
2 r1 2 2 u u 1 2 2 1 r2 r12 2 2 2 r2
w2 2 2
2
c2 u2
w1 1 1 c1
u1
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第二章 流体输送机械
w2 在 1 与 2 之间列机械能衡算方程式，得：2 2
H
2 p 2 p1 c2 c12 g 2g
w1 1 1 c1
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(1)
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u1
三．离心泵的理论压头和实际压头
p2 p1 使静压头增加 的原因： g 2 原因一：离心力作功 cF r
根据余弦定理可知：
w c u 2c1 u1 cos 1 （3）
2 1
2 2
2 1
2 1
w2 2 2
2
c2 u2
w c u 2c 2 u2 cos 2 （4）
2 2 2 2
w1 1 1 c1
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