第二章 流体输送机械 (课件)《化工原理第四版》同步教学（化学工业出版社）

化工原理 第二章 流体输送机械 2024.1.5 1. 概述 目的：给流体加入机械能 1．1 管路特性 流体对输送机械的能量要求 从1至2截面 第二章 流体输送机械 高度湍流，K与流量无关 1．2 管路特性的影响因素 阻力部分：①管径d ②管长l、le或ζ ③ 势能增加部分：①位差Δz ②压差Δp ③密度ρ 1.3 流体输送机械分类 按作用原理分： 动力式(叶轮式)：离心式，轴流式； 容积式(正位移式)：往复式，旋转式； 其它类型：喷射式，流体作用式等。 按流体可压缩性分： 液体输送机械：统称为泵； 气体输送机械：通风机、 鼓风机、 压缩机、 真空泵 2 离心泵 2．1 离心泵的工作原理 1．主要构件(录像) 叶轮：迫使液体高速旋转，形成离心力场 中心加入低势能、低动能液体 外缘输出高势能、高动能液体 蜗壳：流道逐渐扩大，将动能部分转化成势能 2．等角速度旋转运动的流体能量关系 假定：①理想流体，定态流动 ②叶片无限薄，无限多 , , 得 或 3．理论压头 以静止系考察：势能 ，动能 (c绝对速度) 总机械能变化 通常，泵设计点(额定流量下)α1=90° 流量 或 转速、直径、弯角、流量 4．理论压头的影响因素 ①叶片弯角β2和流量qV ②叶轮转速n u2=nπD2 如果qV∝n，那么HT∝n2 ③气缚现象(录像) 液体密度不出现 Δp∝ ρ gHT, 气缚现象 灌泵---吸入管装单向阀， 泵启动前:灌泵排气 2．2 离心泵的特性曲线 1．泵的有效压头 泵内损失： 容积损失:部分流体漏回入口处 水力损失:μ≠0,叶片数目有限 机械损失:轴承、轴封的摩擦 2．泵的有效功率 Pe=ρgqVHe Pa基本上随流量qV单调上升 泵启动时关出口阀 3．泵的效率 泵的特性曲线测定(录像) d吸=38mm,d出=25mm, 测得水流量 qV=5×10-4m3/s, z2-z1=0.2m p压=0.2MPa, p真=27kPa。 求：He=? 解：由泵进、出口列方程 4．特性曲线的影响因素 ①密度: ρ对He~qV,η~qV无影响;对Pa~qV有影响 ②粘度: μ对He~qV,η~qV，Pa~qV都有影响 ③转速: 当n变化<20%时，比例定律： 如果 则有 2．3 离心泵的流量调节和组合操作 1．工作点 工程处理方法：过程分解法 2．流量调节 ①出口阀开度 优点：调节简便、灵活 缺点：能耗 ②改变转速n 节能，但不方便 新老泵特性曲线关系 时， ∴ (等效率点) 例1 已知：充分湍流， λ=常数，现将离心水泵 由输水改为输送CCl4, ρ=1630kg/m3 求：①当p1=p2时, qV ,H ,η ,p出 ,Pe ; ②当p1<p2时， qV ,H ,η ,p出 ,Pe 。 解：①管路特性不变,工作点 不变, qV不变, H不变, η不变。 由点3至2排能量方程 ②管路特性曲线下移， 因 ↓，图解思维 qV↑，H↓，η不定 例2 某离心泵特性曲线为 He=20-0.5qV2 (He—m,qV—m3/h) 两敞口容器液面高差10m, 原管径d1=25mm，流量 qV1=2m3/h，现要使流量增 加50%, 将原管路换粗成d2。 求：d2 解：分析 ①泵特性没变，靠管路特性改变 ②找d对管路特性的影响 ③合理简化处理(偏保险考虑) 由泵特性,得 由管路方程 (实际d↑, ε/d↓, λ↓, 偏保险) 消去K’可得 本次讲课习题： 第二章 1, 2, 3，4，5 离心泵 返回 气缚现象