文档介绍：第二章流体输送机械
为流体提供能量的机械,称为流体输送机械。用于输送液体的机械常称为泵;用于输送气体的机械一般称为风机及压缩机。
第一节离心泵
一. 离心泵的工作原理
离心泵是利用叶轮的转动,通过叶轮上的叶片向流体提供机械能;然后依靠泵壳将流体的动能转化为静压能。
离心泵启动前,泵内必须灌满所需输送的流体,否则会产生“气缚”,造成泵不能正常工作。
二. 离心泵的主要性能参数
流量
泵的流量是指单位时间内泵所输送的液体体积。单位有: m3 / S 、m3 / min 、 m3 / h 等。
扬程 H
离心泵上叶轮中的叶片有三种形式:
径向叶片:泵的理论扬程与流量无关;
前弯叶片:泵的理论扬程随流量的增加而增大;
后弯叶片:泵的理论扬程随流量的增加而减小。
目前使用的离心泵主要为后弯叶片
离心泵的功率与效率
离心泵的叶轮通常是由电机通过传动轴进行驱动。
在单位时间内电机传递给离心泵的能量,称为离心泵的轴功率 P。
在单位时间内离心泵提供给流体的能量,称为离心泵的有效功率 Pe 。
Pe = qV r g H
离心泵的有效功率与离心泵的轴功率之比,称为离心泵的效率 h 。
h = Pe / P
离心泵能量损失的原因:
a. 容积损失;b. 水力损失;c. 机械损失。
三. 离心泵的特性曲线
离心泵的 H 、 P 、h 与 qV 之间的关系曲线称为离心泵的特性曲线。
其数值通常是指一定转速和标准状况下的数值。
离心泵的特性曲线由泵生产厂家,在泵出厂时通过实验测定得到。
四. 离心泵的流量调节
阀门开度
主要通过改变管路特性来调节流体的流量。
改变叶轮的直径
通过切削叶轮,以减小流体的流量。但切削量不能超过 5% 。
改变叶轮的转速
比例定律:
五. 离心泵的组合使用
当阀门开至最大,仍然无法满足流体输送任务时;可采用两台泵组合使用。
对于高阻管路,采用两台泵串联可使流量增加较多。
对于低阻管路,采用两台泵并联可使流量增加较多。
六. 离心泵的汽蚀现象与安装高度
1. 汽蚀现象
当 1—1 截面的静压强 P1 小于液体在操作温度下的饱和蒸汽压时,会有部分液体汽化,而产生大量的气泡。这些气泡随流体一起进入泵内。在泵内的高压区,这些气泡又会迅速破裂,使流体高速撞击叶轮,导致叶轮的损坏;这一现象被称为汽蚀。
汽蚀余量
液体在泵入口处所具有的压头与液体在工作温度下的饱和蒸气压头之差,称为有效汽蚀余量 Dha 。
液体从泵入口流到叶轮内最低压力点处的全部压头损失,称为必须汽蚀余量 Dhr 。
当 Dha > Dhr 时, 不发生汽蚀
当 Dha = Dh r 时, 开始发生汽蚀
当 Dha < Dhr 时, 严重汽蚀
为保证泵的安全操作,不发生汽蚀。离心泵的生产厂家在泵出厂时,都会提供一个该泵的汽蚀余量,即允许的汽蚀余量。
Dh = Dh r +
3. 离心泵的安装高度
离心泵的最大安装高度
在 0—0与1—1截面列机械能衡算式:
安装高度: Z1 — Z0 = Hg ; u0 = o
即有:
b. 离心泵的最大允许安装高度
七. 离心泵的选用
根据所需输送流体的体积流量 qV 以及所需的扬程 H ,由离心泵选择曲线来确定所需泵的型号。
离心泵选择曲线