u气≈10u液，动能项大；
（3）管径 d
q m
π u
4
，qm相同时，
u↑10倍,
1
ρ↓ 1000
倍,
d↑10倍
2.5.2 气体输送机械分类
按结构分：
离心式 例：离心风机
往复式
往复式压缩机
旋转式
罗茨风机
流体作用式 喷射泵
一般按进出口压强差分 ：
通风机：出口压强≤15kPa(表)
鼓风机：出口压强15kPa~0.3MPa(表)
解：应当满足①安装高度②扬程
①
[Hg ]
p0
g
pV
g
H
f
01
[( NPSH
)r
0.5]
=10.33-0.24-1-3.5=5.59m>Hg=3m ②两槽液面之间列管路方程
H=ΔZ+ΣHf=20+1+6=27m<32.6m 该泵可以用，在使用中用阀门调去多余的能量。
2.2.5 离心泵的类型与选用 2.2.5.1 类型 (1)清水泵——单级、多级、双吸 (2)耐腐蚀泵——用耐腐蚀材料 (3)油泵——密封良好 (4)液下泵——转轴特别长 (5)屏蔽泵——无密封、无泄漏 2.2.5.2 选用 (1)根据泵的工作条件，如腐蚀性、潜水等
鼓风机 压缩机 真空泵
流体输送机械的主要技术指标 压头H——扬程，即提供给单位重量流体的能
量，单位m 风压，即提供给单位体积流体的能 量，单位Pa 流量qv——规定的输送量，单位m3/h， m3/s。 效率η——选择输送机械必须考虑的指标。 （本章的主线）
2.2 离心泵 2.2.1 离心泵的工作原理 2.2.1.1 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
2.2.3 离心泵的流量调节和组合操作 2.2.3.1 工作点 工程处理方法：过程分解法
2.2.3.2 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
q'V qV
n' n
时，H '
H
n' n
2
q'V qV
2
∴
H'
H qV2
2.3.3 流量特点： （1）正位移特性:流量由泵决定,
与管路特性无关。
（2）流量: qV = A L n ηV A泵缸截面, L活塞行程, n转速, ηV容积效率。
（3）不均匀性: 加气室, 双动, 多缸。
（4）流量调节 ①旁路阀 ②改变转速和行程
2.3.4 扬程 在电机功率范围内， 由管路特性决定 2.3.5 操作 一般无气缚，能自吸 2.3.6 安装 不装出口调节阀 也有汽蚀问题
如果 q'V n'
qV n
则有
H 'e He
n'2
n
P'a
n'3
Pa n
液体黏度对特性曲线的影响 泵厂是用20度清水标定泵的。 如液体黏度发生变化，
特性曲线也将发生变化。 从右图可见，黏度上升 扬程（压头）下降； 效率下降； 所需功率上升。 所以在选泵的时候要对
特性曲线进行修正。 具体方法可查有关手册。
应用过程分解法，将整个问题分解为泵特性 和管路特性，分别加以研究，然后通过供需平衡 的原则加以解决。
2.1.3 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
2.4 其它化工用泵 2.4.1 非正位移泵 2.4.1.1 轴流泵
2.4.1.2 旋涡泵
2.4.2 正位移泵
隔膜泵
计量泵
2.4.2 正位移泵
齿轮泵
螺杆泵
2.5 气体输送机械 2.5.1 气体输送特点 （1）流量：ρ液≈1000ρ气，当质量流量相同
时，qV气≈1000qV液； （2）经济流速：水1~3m/s；空气15~25m/s
压缩机：出口压强>0.3MPa(表)
真空泵：生成负压，进口<0.1MPa, 出口0.1MPa
2.5.3 通风机 2.5.3.1 常用类型
轴流式通风机
离心式通风机
2.5.3.2 离心式通风机(录像) 原理与离心泵相同，不同之处：
(1)风压 pT∝ρ (2)动能在总机械能中所占比重明显
2.5.3.3 特性曲线 参数：风量qV, 风压pT,pS, 功率P, 效率η
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 Pe
Pa
容积损失： 根据需要可选用不同类型的叶轮
v 0.85 ~ 0.95 水力损失：流体的粘性而产生的阻力损失（主要部分）
h 0.8 ~ 0.9 机械损失：轴与轴封，叶轮与流体间磨擦。
M 0.96 ~ 0.99
由点3至2排能量方程
②管路特性曲线下移，
p
因 g ↓，图解思维
qV↑，H↓，η不定
例2 图示管路输送液体, 泵转速n=2900r/min时， 泵特性曲线为 He=40-0.1qV2 (He单位为m,qV单位为m3/h) 流量为10m3/h, 现欲采用 降低转速的办法使流量
减少30% (流动处于阻力 平方区) 。 求：转速n’应降至多少？
g
2g
2g
2.2.1.3 理论压头 以静止系考察：势能
P
，动能
c2
c绝对速度
g
2g
总机械能变化
HT
P2 P1
g
c22 c12 2g
u22
c22 w22 2g
u12
c12 w12 2g
u2c2 cos 2 u1 c1 cos1
g
通常，泵设计点(额定流量下)α1=90°
流量 qV A2w2 sin 2
出厂标准：0.1MPa, 20℃空气, ρ=1.2kg/m3 以入口状态为基准：
①qV ②ρ ③pT 使用中注意换算
p'给出全压 1.8×103Pa, 现用于输送ρ’=1.5kg/m3 的气体。 求：PT’=?
2.2.1.2 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
dp w2 Xdx Ydy Zdz d( )
2
X 2x,Y 2y , Z g
u r
得
p1
g
z1
u12 2g
w12 2g
p2
g
z2
u22 2g
w22 2g
或 P2 P1 u22 u12 w12 w22
或 w2 A2
qV sin
2
H
u c cos u2
22
2
2
u 2
q ctg
T
g
g gA V
2
2
2.2.1.4 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)液体密度不出现 Δp∝ρgHT , 气缚现象(录像) 灌泵——吸入管装单向阀， 泵启动前:灌泵排气
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, 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黏度: 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：
得新泵特性方程
H 'e
40( n')2 n
0.1q'V2
将B点qV’=7m3/h; H’=20.82m代入 得 n' 0.8018
n
n’=0.8018×2900=2325 r/min
易犯错误：
解：n' n q'V 2900 7 =2030r/min
qV
10
对工作点的含义毫无认识。
2.2.3.3 组合操作 (1)串联组合 同样流量下，两泵压头相加
确定泵的类型； (2)根据管路所需的qV，H，确定泵的型号。
选用泵型号最方便的图—型谱图
查qV=10m3/h, He=30m, 可选50-32-160,n=2900rpm
或65-40-315,n=1450rpm
2.3 往复泵(录像) 2.3.1 主要构件：泵缸、活塞、活门 2.3.2 工作原理：直接提供压强能(动画)
2.2.4.2 汽蚀余量NPSH
由1至K：pg1
u12 2g
pk
g
uk2 2g
H
f 1 K
pK=pV, 发生汽蚀, 这时p1最小,
定义临界汽蚀余量(NPSH)c
( NPSH )C
p1min
g
u12 pV
2g g
uk2 2g
H
f
1 K
由0至K：
p0
g
Hg
H f 01
H f 1K
pk
g
uk2 2g
q'V2
(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。
第2章 流体输送机械
