十大买球的app通过学习,了解化工中常用的流体输送机械的基本结构、工作原理及操作特性,以便根据生产工艺要求,合理地选择和正确使用输送机械,并使之在高效率下可靠运行。
对于这些情况,都必须通过向流体提供机械能的方法来实现。向流体提供机械能的设备称为流体输送机械。
容积式:利用活塞或转子的挤压使流体升压以获得能量。包括往复式、旋转式输送机械
相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起,可以从两侧吸入液体,具有较大的吸液能力,而且可以较好的消除轴向推力。
1)泵叶轮的叶片数目为无限多个,也就是说叶片的厚度为无限薄,液体质点沿叶片弯曲表面流动,不发生任何环流现象。
液体与叶轮一起旋转的速度u1或u2方向与所处圆周的切线方向一致,大小为:
液体沿叶片表面运动的速度w1、w2,方向为液体质点所处叶片的切线方向,大小与液体的流量、流道的形状等有关。
两个速度的合成速度就是液体质点在点1或点2处相对于静止的壳体的速度,称为绝对速度,用c1、c2来表示。
单位重量理想液体,通过无数叶片的旋转,获得的能量称作理论压头,用H∞表示。
2)叶轮中相邻的两叶片构成自中心向外沿逐渐扩大的液体流道,液体通过时部分动能转化为静压能,这部分静
1)液体在叶轮内接受离心力所作的外功,单位重量液体所接受的外功可以表示为:
表示离心泵的理论压头与理论流量,叶轮的转速和直径、叶轮的几何形状间的关系。
(4)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b2的影响如下:
对于某个离心泵(即其β2、r2、b2固定),当转速n一定时,理论压头与理论流量之间呈线形关系,可表示为:
(3)理论压头H与液体密度无关。这就是说,同一台泵无论输送何种密度的液体,对单位重量流体所能提供的能量是相同的。
由于液体的流速过大,在动能转化为静压能的实际过程中,会有大量机械能损失,使泵的效率降低。
离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异,原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失,它主要包括:
例2-1(P94)已知某离心泵叶轮外径为192mm,叶轮出口宽度为12.5mm,叶片出口流动角为35°,若泵的转速为1750r/min,试求该泵的基本方程式(即理论压头和理论流量的关系)。
(1)流量(Q):单位时间由泵排到管路的液体体积, m3/s 。常用单位为L/s或m3/h
离心泵的 H、η、N 都与离心泵的 Q 有关,它们之间的关系由确定离心泵压头的实验来测定,实验测出的一组关系曲线:
离心泵在一定转速下有一最高效率点,通常称为设计点。离心泵在与最高效率点相对应的流量及压头下工作最为经济。
与最高效率点所对应的Q、H、N值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标明的就是指该泵在运行时最
高效率区:通常为最高效率的92%左右。在选用离心泵时,应使离心泵在该点附近工作。
例:吸入管内径100mm,排出管内径80mm,两测压口间垂直距离为0.5m。转速2900r/min,以20oC清水为介质测得流量为15L/s;泵出口
例:离心泵原来输送水时的流量为Q,现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液,其它物理性质可视为与水相同,管路状况不变,流量_________,扬程__________,效率__________ ,轴功率__________ 。
实验表明,当液体的运动粘度小于20cst(厘斯)时,对特性曲线的影响很小,如汽油、柴油、煤油等粘度的影响可忽略不计,可不进行修正。
当液体的粘度不大且转速n变化不大时(小于20%),利用出口速度三角形相似的近似假定,可推知:
在叶片入口的压强等于或低于输送温度下液体的饱和蒸气压时,液体汽化使泵不能正常工作的现象。
为避免汽蚀现象,安装高度必须加以限制,即存在最大安装高度又称为允许吸上高度,指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离,以Hg表示。
注意:HS’ 单位是压强的单位,通常以 m 液柱来表示。在水泵的性能表里一般把它的单位写成 m(实际上应为mH2O)。
HS’与泵的结构、流量、被输送液体的物理性质及当地大气压等因素有关。HS’ 随Q增大而减小。
确定离心泵安装高度时应使用泵最大流量下的HS’进行计算,通常由泵的制造工厂试验测定,实验在大气压为10mH2O(9.81Pa)下,以20℃清水为介质进行的。若输送其它液体,且操作条件与上述实验条件不符时,需对HS’进行校正。
例:用离心油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷。贮罐内液面恒定,其上方绝压为6.65kgf/cm2。泵在贮罐液面下1.5m处,吸入管路的压头损失为l.6m。异丁烷在输送条件下密度为530kg/m3,饱和蒸气压为6.5kgf/cm2。已知输送流量下泵的允许气蚀余量为3.5m。试确定该泵能否正常操作。
【例】用型号为 的离心泵,将敞口水槽中的水送出,吸入管路的压头损失为 4m,当地环境大气的绝对压力为98kPa。当地环境大气的绝对压力为98kPa。试求:(1)水温20℃时泵的安装高度,(2)水温80℃时泵的安装高度。
管路布置不同, He~Qe曲线℃的清水从敞口水池输送到高位槽,两液面间的垂直距离为15m,吸入管和排出管的管径均为Φ140 4.5mm,管总长200m(包括所有阻力的当量长度)。摩擦系数λ=0.02。若高位槽液面上方的压强分别为常压和4.5 104Pa(表压)时,分别写出两种情况下的管路特性方程。(图)
【例】在内径为150mm、长度为280mm的管路中,用离心泵输送清水。已知该管路局部摩擦阻力损失的当量长度为85m,摩擦系数可取0.03。离心泵的特性曲线m(水柱),试求离心泵的工作点。
改变管路特性曲线即改变离心泵出口管路上调节阀门开度改变管路特性曲线,灵活方便,耗能大;
改变泵的特性曲线改变泵转速或叶轮直径实质上是改变泵特性曲线,节能,投资大。
工作点沿管路特性曲线r/min,离心泵特性曲线/min,H:m,管路特性曲线时,工作点QA及HA; ② B=5时,工作点QA’及HA’; ③阀门调节后多消耗的能量
例: 某管路安装一台水泵,其特性曲线如图所示。将水池中的水送至高度为10m,表压为9.81104Pa 的密闭容器内,管内流量为16.7L/s,试求管路特性曲线( 为定值)及输送每千克水所需要的能量;
若将阀门关小,使管内流量减小25%,管路特性曲线有何变化?此时输送每千克水所需要的能量为多少?
两台相同型号的离心泵串联组合,在同样的流量下,其提供的压头是单台泵的两倍。
两台相同型号的离心泵并联,若其各自有相同的吸入管路,则在相同的压头下,并联泵的流量为单泵的两倍。
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。
A 确定输送系统的流量和压头:一般情况下液体的输送量是生产任务所规定的,如果流量在一定范围内波动,选泵时按最大流量考虑,然后,根据输送系统管路的安排,用柏努利方程计算出在最大流量下管路所需压头。
B 选择泵的类型与型号:首先根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型,按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录中选出适合的型号。
若是没有一个型号的H、Q与所要求的刚好相符,则在邻近型号中选用H和Q都稍大的一个;若有几个型号的H和Q都能满足要求,那么除了考虑那一个型号的H和Q外,还应考虑效率η在此条件下是否比较大。
为了保证不发生气蚀现象或泵吸不上液体,泵的实际安装高度必须低于理论上计算的最大安装高度,同时,应尽量降低吸入管路的阻力。
这主要是为了防止“气傅”现象的发生,在泵启动前,向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止。
例:用离心泵从江中取水送入贮水池内,池中水面高出江面20m,管路长度(包括局部阻力的当量长度)为45m。水温为20℃,关闭相对粗糙度ε/d=0.001。要求输水量为20~25m3/h。
例:某等径输水管路系统要求压头为18m,流量为80m3/h, 试选择离心泵,并求该泵实际运行时所需轴功率及因阀门调节流量而多消耗的轴功率。
操作时流量为80m3/h,为了达到要求的输水量,应改变管路特性曲线,故要用阀门调节流量。操作时,可关小阀门,增加管路的压头损失。实际操作时的压头应由工作点来确定。
泵壳内有两个齿轮。一个用电机带动旋转,另一个被啮合着向相反方向旋转,吸入腔内两轮的齿互相拨开,形成低压而吸入液体,被吸入的液体被齿嵌住,随齿轮转动而达到排出腔 ,排出腔内两轮的齿互相合拢,形成高压而排出液体。齿轮泵可以产生较高的压头,但流量较小,用于输送粘稠的液体,但不能输送含颗粒的悬浮液。
图(a)为单螺杆泵,螺杆在具有内罗纹的泵壳中偏心转动,将液体沿轴向推进,最终沿排出口排出。(b)为双螺杆泵,工作原理与齿轮泵十分相似,利用两根相互啮合的螺杆来输送液体。
旋涡泵是一种特殊类型的离心泵,它是由叶轮和泵体组成。叶轮是一个圆盘,四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列。叶轮在泵壳内转动,其间有引水道,吸入管接头和排出管接头之间为间壁,间壁与叶轮只有很小的缝隙,用来分隔吸腔和排出腔。泵内液体在随叶轮旋转的同时,又在引水道与
各叶片间作漩涡形运动。因而,被叶片拍击多次,获得较多的能量。液体在叶片与引水道之间的反复迂回是靠离心力的作用。因此,旋涡泵在开动前也要灌满液体。旋涡泵适用于要求输送量小,压头高而粘度不大的液体。