流体输送机教学课程.ppt
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1、流体输送机械一一.概述概述为了将流体从一处送到另一处,不论是提高其位置高度或增加其压强,还是克服管路的沿程阻力,都需要向流体施加外部机械能。流体输送机械就是向流体作功,把原动机的机械能转化为被输送流体的能量,以提高其机械能的装置。1.输送机械的用途及分类输送机械的用途及分类补充能量:将流体从一处输送到另一处补充能量:将流体从一处输送到另一处提高压强:给流体加压提高压强:给流体加压造成设备真空:给流体减压造成设备真空:给流体减压泵泵:输送和提升液体的流体机械。:输送和提升液体的流体机械。风风机机:输输送送和和提提升升气气体体(空空气气或或烟烟气气)并并提高气体能量的流体机械。提高气体能量的流体机
2、械。2.输送机械应满足生产要求输送机械应满足生产要求满足工艺上对流率和能量的要求。满足工艺上对流率和能量的要求。结构简单,重量轻,投资费用低。结构简单,重量轻,投资费用低。运行可靠,操作效率高,日程操作费用低。运行可靠,操作效率高,日程操作费用低。能适应被输送流体的特性,其中包括粘性、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、含固体腐蚀性、毒性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等。杂质等。3.泵与风机的分类泵与风机的分类分类分类原理原理例例特点特点叶叶片片式式利利用用轴轴带带动动叶叶轮轮高高速速旋旋转转,叶叶片片与与被被输输送送的的流流体体发发生生力力的的作作用用,使流体的
3、压能和动能增加。使流体的压能和动能增加。离心泵离心泵轴流泵轴流泵效率高、效率高、启动迅速、启动迅速、工作稳定、工作稳定、容易调节容易调节 容容积积式式 利利用用工工作作室室容容积积周周期期性性的的变变化化,以以增增加加流流体体的的机机械械能能,达达到到输输送送流体的目的。流体的目的。活塞泵活塞泵齿轮泵齿轮泵其他其他类型类型如利用流体射流为动力的射流泵如利用流体射流为动力的射流泵二二.离心泵离心泵 1.离心泵的基本结构离心泵的基本结构离离心心泵泵主主要要由由叶叶轮轮、泵泵壳壳等等组组成成,由由若若干干弯弯曲曲叶叶片片组组成成的的叶叶轮轮紧紧固固在在泵泵轴轴上上安安装装在在蜗蜗壳壳形形的的泵泵壳壳
4、内内。泵泵壳壳中中央央的的吸吸入入口口与与吸吸入入管管路路相相连连,侧侧旁旁的的排排出出口与排出管路连接。口与排出管路连接。2.离心泵的工作原理离心泵的工作原理泵壳内灌满所输送的液体泵壳内灌满所输送的液体电电机机泵泵轴轴旋旋转转叶叶轮轮旋旋转转叶叶片片间间的的液液体体旋旋转转受受离离心心力力的的作作用用使使液体向叶轮外缘作径向运动。液体向叶轮外缘作径向运动。流流体体通通过过叶叶轮轮获获得得了了能能量量,并并以以1525m/s的速度进入泵壳。的速度进入泵壳。在在蜗蜗壳壳中中由由于于流流道道的的逐逐渐渐扩扩大大,又又将将大大部部分分动动能能转转变变为为静静压压强强,使使压压强强进进一一步步提提高高
5、,最最终终以以较较高高的的压压强强沿沿切切向向进进入入排排出出管道,实现输送的目的,此即为管道,实现输送的目的,此即为排液原理排液原理。当当液液体体由由叶叶轮轮中中心心流流向向外外缘缘时时,在在叶叶轮轮中中心心处处形形成成了了低低压压。在在液液面面压压强强与与泵泵内内压压强强差差的的作作用用下下,液液体体经经吸吸入入管管路路进进入入泵泵的的叶叶轮轮内内,以以填填补补被被排排除除液液体体的的位位置置,此此即即为为吸吸液液原原理理。只只要要叶叶轮轮旋旋转转不不停停,液液体体就就被被源源源源不不断断地地吸吸入入和和排排出出,这这就是离心泵的工作原理。就是离心泵的工作原理。若若离离心心泵泵在在启启动动
6、前前泵泵壳壳内内不不是是充充满满液液体体而而是是空空气气,由由于于空空气气的的密密度度远远小小于于液液体体的的密密度度,产产生生的的离离心心力力很很小小,因因而而叶叶轮轮中中心心区区形形成成的的低低压压不不足足以以将将贮贮槽槽内内液液体体压压入入泵泵内内,此此时时虽虽启启动动离离心心泵泵但但不不能能够够输输送送液液体体,这这种种现现象象称称作作气气缚缚。表表示示离离心心泵泵无无自自吸吸能能力力。因因此此在在启启动动泵泵前前一一定定要要使使泵泵壳壳内内充充满满液液体体。通通常常若若吸吸入入口口位位于于贮贮槽槽液液面面上上方方时时,在在吸吸入入管管路路中中安安装装一一单单向向底底阀阀和和滤滤网网,
7、以以防防止止停停泵泵时时液液体体从从泵泵内内流流出出和吸入杂物。和吸入杂物。3.离心泵的主要部件离心泵的主要部件(1)(1)叶叶轮轮:它它通通常常由由6 61212片片后后弯弯叶叶片片所所组组成成,根根据据其其结结构构和和用用途分为开式、半开式和闭式三种。途分为开式、半开式和闭式三种。闭闭式式叶叶轮轮:适适于于输输送送较较清清洁洁的的流流体体,输输送送效效率率高高,一一般般离离心泵多采用这种叶轮。心泵多采用这种叶轮。半半开开式式叶叶轮轮(半半闭闭式式叶叶轮轮):适适于于输输送送含含小小颗颗粒粒的的溶溶液液,输输送效率低。送效率低。开式叶轮开式叶轮:适于输送含大颗粒的溶液,效率低。:适于输送含大
8、颗粒的溶液,效率低。(2)泵壳l泵泵壳壳亦亦称称为为蜗蜗壳壳、泵泵体体,构构造造为为蜗蜗牛牛壳壳形形,其其作作用用是是将将叶叶轮轮封封闭闭在在一一定定空空间间内内,汇汇集集引引导导液液体体的的运运动动,并并将将液液体体的的大大部部分分动动能能转转化化为为静静压压能能。这这是是因因为为随随叶叶轮轮旋旋转转方方向向,叶叶轮轮与与泵泵壳壳间间的的通通道道截截面面逐逐渐渐扩扩大大至至出出口口时时达达到到最最大大,使使能能量量损损失失减少的同时实现了能量的转化。减少的同时实现了能量的转化。为了减少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量为了减少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量损失,有时在叶轮
9、与泵壳间还安装一固定不动而带有叶片损失,有时在叶轮与泵壳间还安装一固定不动而带有叶片的的导轮导轮以引导液体的流动方向。以引导液体的流动方向。(3)轴封装置l在在泵泵轴轴伸伸出出泵泵壳壳处处,转转轴轴和和泵泵壳壳间间存存有有间间隙隙,在在旋旋转转的的泵泵轴轴与与泵泵壳壳之之间间的的密密封封,称称为为轴轴封封装装置置。其其作作用用是是防防止止高高压压液液体体沿沿轴轴泄泄漏漏,或或者者外外界界空空气气以以相相反反方方向向漏漏入入。常常用用的的有有填料密封和机械密封。填料密封和机械密封。l填填料料密密封封装装置置:由由填填料料函函壳壳、软软填填料料和和填填料料压压盖盖构构成成,软软填填料料为为浸浸油油
10、或或涂涂石石墨墨的的石石棉棉绳绳,将将其其放放入入填填料料函函与与泵泵轴轴之之间间,将将压压盖盖压压紧紧迫迫使使它它产生变形达到密封。产生变形达到密封。l机机械械密密封封装装置置:由由装装在在泵泵轴轴上上随随之之转转动动的的动动环环和和固固定定在在泵泵壳壳上上的的静静环环组组成成,两两环环形形端端面面由由弹弹簧簧力力使使之之紧紧贴贴在在一一起起达达到到密密封封目目的的。动动环环用用硬硬质质金金属属材材料料制制成成,静静环环一一般般用用浸浸渍渍石石墨墨或或酚酚醛醛塑塑料料等等制制成。成。l机机械械密密封封的的性性能能优优良良,使使用用寿寿命命长长。部部件件的的加加工工精精度度要要求求高高,安安装
11、装技技术术要要求求比比较较严严格格,价价格格较较高高。用用于于输输送送酸酸、碱碱、盐盐、油油等等密密封封要求高的场合。要求高的场合。4.离心泵的性能参数离心泵的性能参数l为为了了正正确确地地选选择择和和使使用用离离心心泵泵,就就必必须须熟熟悉悉其其工工作作特特性性和和它它们们之之间间的的相相互互关关系系。反反映映离离心心泵泵工工作作特特性性的的参参数数称称为为性性能能参参数数,主主要要有有转转速速、流流量量、扬扬程程、轴轴功功率率和和效效率率、气气蚀蚀余余量量等等。离离心心泵泵一一般般由由电电机机带带动动,因因而而转转速速是是固固定定的的,其其性性能能参参数数通通常常在在离离心心泵泵的的铭铭牌
12、牌或或样样本说明书中标明,以供选用时参考。本说明书中标明,以供选用时参考。l流量流量:离心泵在单位时间内排出的液体体积,用:离心泵在单位时间内排出的液体体积,用Q表示,表示,单位为单位为m3h。离心泵的流量与其结构、尺寸。离心泵的流量与其结构、尺寸(叶轮直叶轮直径和宽度径和宽度)、转速、管路情况有关。、转速、管路情况有关。l扬程扬程:指离心泵对单位重量的液体所提供的有效能量,:指离心泵对单位重量的液体所提供的有效能量,用用H表示,单位为表示,单位为m。泵的扬程与泵的结构尺寸、转速、。泵的扬程与泵的结构尺寸、转速、流量等有关。对于一定的泵和转速,扬程与流量间有一流量等有关。对于一定的泵和转速,扬
13、程与流量间有一定的关系。扬程的值由实验测定。定的关系。扬程的值由实验测定。l效率效率:指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需:指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需功率之比,称为泵的总效率,用功率之比,称为泵的总效率,用表示,恒小于表示,恒小于100%。它的大小反映泵在工作时能量损失的大小。它的大小反映泵在工作时能量损失的大小。总效率:总效率:小泵:小泵:=50 70 大泵:大泵:90 离心泵的能量损失主要包括:离心泵的能量损失主要包括:(1)容容积积损损失失:由由于于泵泵的的泄泄漏漏、液液体体的的倒倒流流等等所所造造成成,使使得得部部分分获获得得能能量量的的高高压压液液体体返返回回去
14、去被被重重新新作作功功而而使使排排出出量量减减少浪费的能量。容积损失用容积效率少浪费的能量。容积损失用容积效率V 表示。表示。(2)机机械械损损失失:由由于于泵泵轴轴与与轴轴承承间间、泵泵轴轴与与填填料料间间、叶叶轮轮盖盖板板外外表表面面与与液液体体间间的的摩摩擦擦等等机机械械原原因因引引起起的的能能量量损损失失。机机械损失用机械效率械损失用机械效率m表示。表示。(3)水水力力损损失失:由由于于液液体体具具有有粘粘性性,在在泵泵壳壳内内流流动动时时与与叶叶轮轮、泵泵壳壳产产生生碰碰撞撞、导导致致旋旋涡涡等等引引起起的的局局部部能能量量损损失失。水水力力损损失用水力效率失用水力效率h 表示。表示
15、。5.离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线l在在一一定定转转速速下下,离离心心泵泵的的扬扬程程、功功率率、效效率率随随流流量量的的变变化化关关系系称称为为特特性性曲曲线线。它它反反映映泵泵的的基基本本性性能能的的变变化化规规律律,可可做做为为选选泵泵和和用用泵泵的的依依据据。各各种种型型号号离离心心泵泵的的特特性性曲曲线线不不同同,但都有共同的变化趋势。但都有共同的变化趋势。扬程一般随流量增大而下降扬程一般随流量增大而下降(流量极小时可例外流量极小时可例外)。轴轴功功率率随随流流量量增增大大而而增增大大,流流量量为为零零时时轴轴功功率率最最小小。因因而而启启动动离离心心泵泵时时应应关关闭闭出出口口
16、阀阀,使使启启动动电电流流减减小小,保保护护电电机机,待运转正常后再开启阀门待运转正常后再开启阀门,调节适当的流量。调节适当的流量。效效率率随随流流量量增增大大而而上上升升,达达到到一一最最大大值值后后随随流流量量增增加加而而下下降降。说说明明在在一一定定转转速速下下,离离心心泵泵存存在在一一最最高高效效率率点点,称称为为设设计计点点。离离心心泵泵在在与与最最高高效效率率点点相相对对应应的的Q和和H下下工工作作最最为为经经济济,效效率率最最高高点点对对应应的的参参数数Q、H、N称称为为最最佳佳工工况况参参数数(泵泵铭铭牌牌所所标标出出即即指指此此)。在在选选用用离离心心泵泵时时应应使使其其在在
17、该该点点附附近近工工作作,一一般般规规定定一一个个工工作作范范围围,称称为为高高效效区区,为为最最高高效效率率的的92%左右。左右。三三.离心泵的工作点与流量调节离心泵的工作点与流量调节据据离离心心泵泵特特性性曲曲线线知知离离心心泵泵的的工工作作运运行行范范围围很很大大,但但实实际际工工作作时时的的运运行行状状况况要要受受到到管管路路的的制制约约,因因为为泵泵是是安安置置在在管管路路上上工工作作的的。因因此此要要了了解解其其工工作作状状况况,就就必必须须了了解解管管路路的的工工作作特特性性以以及和泵特性之间的关系。及和泵特性之间的关系。1.管路特性曲线管管路路特特性性曲曲线线反反映映的的是是在
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