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1、第二章流體的輸送流體的輸送1345概述流體靜力學(xué)流體輸送機(jī)械主要內(nèi)容2流體的主要物理量流體動(dòng)力學(xué)5.1流體輸送機(jī)械的類型泵離心泵，軸流泵，混流泵葉片泵（透平泵）容積式泵往復(fù)泵：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵回轉(zhuǎn)泵：齒輪泵，螺桿泵，滑片泵其他類型泵：噴射泵，真空泵旋渦泵5流體輸送機(jī)械5.2離心泵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流量大且均勻、操作方便5.2.1離心泵的工作原理5.2.2離心泵的氣縛現(xiàn)象泵內(nèi)沒有充滿液體，或在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中泵內(nèi)滲入了空氣，由于氣體的密度比液體小得多，產(chǎn)生的離心力小，無法把空氣甩出去，導(dǎo)致葉輪中心所
2、形成的真空度不足以將液體吸入泵內(nèi)，盡管葉輪在不停的旋轉(zhuǎn)，卻無法輸送液體，這種現(xiàn)象稱為氣縛。5.2.3離心泵的氣蝕現(xiàn)象離心泵內(nèi)壓力小于液體飽和蒸汽壓的時(shí)候，液體發(fā)生大量汽化產(chǎn)生氣泡。含氣泡的液體擠入高壓區(qū)后急劇凝結(jié)或破裂。因氣泡的消失產(chǎn)生局部真空，周圍的液體就以極高的速度流向氣泡中心，瞬間產(chǎn)生了極大的局部沖擊力，造成對(duì)葉輪和泵殼的沖擊，使材料受到破壞。把泵內(nèi)氣泡的形成和破裂而使葉輪材料受到破壞的過程，稱為氣蝕現(xiàn)象。離心泵氣蝕的危害泵出現(xiàn)振動(dòng)和噪音泵的性能下降泵部件的損害造成氣蝕的原因2、輸送介質(zhì)溫
3、度過高3、流量過大，出口閥門開度太大4、安裝高度過高，影響泵的吸液量1、進(jìn)口管路阻力過大或者管路過細(xì)5.2.4離心泵的主要性能3、功率：每秒鐘泵對(duì)輸出液體所作的功，稱為泵的有效功率，以Pe表示，單位為W或kW2、揚(yáng)程：指泵給予單位重量液體的有效能量，以H表示，其單位為m。1、流量：指離心泵在單位時(shí)間內(nèi)排入到管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以Q表示，其單位為m3.s-1或m3.h-1。軸功率是指泵軸所需的功率，即電機(jī)傳給泵軸的功率，單位為W或kW。4、效率：反映泵利用能量情況的參數(shù)，以?表示離心泵輸送液體中
4、的能量傳遞、變化過程：離心泵的效率與泵的類型、尺寸，制造精密程度、液體的流量和性質(zhì)等有關(guān)。一般小型離心泵的效率為50～70％，大型泵可高達(dá)90％。?小于1，離心泵在輸送液體過程中存在能量損失，主要有三種：1)容積損失容積損失是指泵的泄漏所造成的損失;2)機(jī)械損失由機(jī)械摩擦而引起的能量損失稱為機(jī)械損失；3)水力損失粘性液體流經(jīng)葉輪通道和蝸殼時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力以及在泵局部處而產(chǎn)生的局部阻力，統(tǒng)稱為水力損失。離心泵的效率在某一流量下為最高，而小于或大于該流量時(shí)?都將降低。通常將最高效率下的流量稱為額定流
5、量例：采用圖示裝置測(cè)定離心泵的性能。泵的吸入和排出管內(nèi)徑分別為100mm和80mm，兩測(cè)壓口間垂直距離為0.5m,泵的轉(zhuǎn)速為2900rpm,用20℃清水作為介質(zhì)時(shí)測(cè)定，數(shù)據(jù)為:流量15l/s,泵出口處表壓2.55×105Pa進(jìn)口處真空度2.67×104Pa,電機(jī)功率6.2kW(電機(jī)效率93%)其中:Z2=0.5mZ1=0解：①泵的流量：Q=15×10-3×3600=54m3/h②泵的揚(yáng)程：在真空表和壓強(qiáng)表所在截面1-1′與2-2′間列柏努利方程:p2＝2.55×105Pa(表)p1＝-2.67
6、×104Pa(表)Hf≈0z21Z1③軸功率：N軸=6.2×0.93＝5.77kW④效率：故該泵主要性能為：Q=54m3/h，H=29.5m,N=5.77kW，η=75.2%,n=2900rpm5.2.5離心泵的特性曲線當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)H、N、η與Q的關(guān)系曲線H—Q曲線代表的是在一定轉(zhuǎn)速下流體流經(jīng)離心泵所獲得的能量與流量的關(guān)系，是最為重要的一條特性曲線。在一定轉(zhuǎn)速下，泵的軸功率隨輸送流量的增加而增大，流量為零時(shí)，軸功率最小。關(guān)閉出口閥啟動(dòng)離心泵，啟動(dòng)電流最小，防止過載。5.2.6影響離心泵特性的
7、因素液體的密度：對(duì)離心泵的揚(yáng)程、流量和效率無影響，ρ↑N軸↑液體的粘度：液體的粘度↑，能量損失↑泵的揚(yáng)程、流量↓效率↓軸功率↑離心泵的轉(zhuǎn)速：葉輪直徑：泵的工作點(diǎn)QH泵特性曲線管路特性曲線工作點(diǎn)離心泵的工作點(diǎn)：泵的揚(yáng)程曲線(H~Q線)與管路特性曲線(H~Q線)的交點(diǎn)(a點(diǎn))。5.2.7離心泵的調(diào)節(jié)工廠操作中經(jīng)常要遇到對(duì)離心泵及其管路系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足工藝上對(duì)流體的流量和壓頭的要求，實(shí)際上這對(duì)應(yīng)著改變泵的工作點(diǎn)位置。該調(diào)節(jié)方法的主要優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，但管路上阻力損失大且可能使泵的工作點(diǎn)位于低效率區(qū)，因
8、此多在調(diào)節(jié)幅度不大但需經(jīng)常調(diào)節(jié)的場(chǎng)合下使用。1）改變管路特性曲線：如閥門開度變小，管路流動(dòng)阻力變大，曲線邊陡，特性曲線將發(fā)生相應(yīng)的變化，我們發(fā)現(xiàn)工作點(diǎn)由a上移至a’流量由Q減少為Q’2）改變泵H~Q特性曲線：——改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速將葉輪轉(zhuǎn)速由n調(diào)節(jié)n’到或n’’，根據(jù)離心泵的比例定律式，泵的H-Q曲線會(huì)有相應(yīng)的改變。隨轉(zhuǎn)速增加或減少、泵的H-Q特性曲線上移或下移，工作點(diǎn)相應(yīng)移動(dòng)到a’或a’’，流量與壓頭發(fā)生相應(yīng)改變而并不額外增加管路阻力損失，離心泵仍在高效區(qū)工作。該調(diào)節(jié)方法能量利用率更高，隨著電機(jī)變頻
