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流体力学第七章泵-PPT精选

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流体力学实验第七章

流体力学实验第七章
kl 来表示. k h
29
〔2〕定床模型和动床模型
按照模型河床能否变形可把模型分成定床和动 床两类.
定床模型：模型河床不随水流作用而改变,其河 床常用水泥沙浆制作,模型水流是清水.
动床模型：模型河床随水流作用而改变,其河床 常用天然沙或轻质沙〔如煤粉、木屑、塑料沙、胶 木粉等〕制作,模型水流也常挟沙.当河床变形显著 或要了解河道冲淤情况时,需采用动床模型,动床模 型一般都是动态模型.
水洞可进行常规水动力学实验、空泡实验、 边界层机理和水噪声实验等.
17
小型水洞
18
重力式水洞的结构示意图如下所示：
水泵将地下水池中 的水泵入高位的水 箱中,水箱内的溢 流板使水箱中的水பைடு நூலகம்位保持恒定.水箱 内还插有多孔阻尼 板作为稳流装置, 用来消除进水所引 起的波动.水在管 道内经过扩压段、 整流网和收缩段后 进入实验段,然后 流入回流渠道,集 中到水池中.
32
Settling Chamber
Exit Section
小型水槽
Motor Assembly
9
大型水槽
10
船舶试验水槽〔400m〕
11
其它水槽 〔1〕拖曳水槽：船模实验、分层流实验等
12
〔2〕波浪水槽 在普通水槽上装上造波器和消波器,造波器用来模
拟海浪,有多种形式.在水槽的另一端,消波器使水波 以及模型产生的船波不再反射.
以及满足实验所需的流量要求,水槽实验装 置的供水不直接与自来水管道连接,而要通 过一独立的水箱管路系统,典型的由有一定 水头高度的水箱、连接管道、水渠道和水 泵组成.
水箱的溢流板使水箱中的水位在实验过程
中保持恒定,水箱内还可以插有几块多孔阻
尼板作为稳流装置,用来消除进水所引起的

流体力学泵与风机课件

流体力学泵与风机课件

详细描述
流量是泵在单位时间内输送的流体体积或质量，是衡量 泵输送能力的重要参数。扬程是泵所输送流体的出口压 力与入口压力之差，反映了泵对流体所做的功。功率是 泵在单位时间内所做的功或消耗的能量，反映了泵的工 作效率。效率是泵的实际输出功率与输入功率之比，反 映了泵的工作效率。转速是泵轴的旋转速度，反映了泵 的工作速度。这些性能参数是选择和使用泵的重要依据 。
详细描述
风机的工作原理主要是通过叶轮旋转产生的离心力或升力，使气体获得能量，如 压力和速度等。当叶轮旋转时，气体被吸入并随叶轮一起旋转，在离心力的作用 下，气体被甩向叶轮的外部，并获得能量，然后通过导流器将气体排出。
风机的性能参数
总结词
风机的性能参数
详细描述
风机的性能参数主要包括流量、压力、功率和效率等。流量表示单位时间内通过风机的气体体积或质 量，压力表示气体通过风机时所受到的压力，功率表示风机所消耗的功率，效率表示风机输出功率与 输入功率之比。这些性能参数是衡量风机性能的重要指标。
具有流动性、连续性和不 可压缩性，对流体的作用 力可以分解为法向应力和 切向应力。
流体静力学
静压力
静压力计算
流体在平衡状态下作用在单位面积上 的力，与重力加速度和高度有关。
通过压强计或压力传感器测量流体中 的静压力。
静压力特性
静压力沿重力方向递增，垂直方向上 静压力相等。
流体动力学
流量与速
流量是单位时间内流过某 一截面的流体体积，流速 是单位时间内流过某一截 面的距离。
05
CATALOGUE
泵与风机的应用场景
泵的应用场景
工业用水处理
泵在工业用水处理中用 于输送水、悬浮物和化
学药剂等。
农业灌溉

流体力学 第七章

流体力学 第七章
u2 h C 2
u2 dq d( ) 0 2 dp
等熵流动，dq=0
dp
u2 d( ) 0 2
积分形式

dp
u2 d( ) C 2
基本方程建立了速度、温度、压力、密度 的相互关系。即使用于可逆的绝热流动过 程，又适用于不可逆的绝热流动过程。
第三节 一元气体的流动特性
微分形式的可压缩气体总流的连续性方程 沿流管流体的速度、密度和流管的断面面积这 三者之间的相对变化量的代数和必然为0
二 可压缩气体的能量方程
由于气体的密度很小，所以质量力可以忽略不计。 气体是一维定常流动，则欧拉运动微分方程为
du dp u dx dx
积分
2
du 1 dp u 0 dx dx
以上分析表明:亚声速运动的点扰动源，扰动点始终 位于扰动波内，在足够长的时间以后，它的扰动总可 以传播到整个空间。因此亚声速运动的点扰动源的影 响域也是全流畅。 3)超声速运动的点扰动源的影响域 扰动点的运动速度 v大于声速c，设 t=0时刻点扰动位 于o点，在3t时刻 扰动到达半径为 3ct的o3球面上
( p dp) A PA dpA
沿活塞运动方向列动量方程
dpAdt cdtA(du 0)
dp du c
cd du d
dp cd c d
c
dp d (1 ) d
因为活塞速度很小，气体受到的扰动也很微弱， 其状态变化量很小，dρ/ρ可以忽略不计
C0 kRT0 1.4 287T0 20.1 273 20 343m / s
C1 kRT1 1.4 287T1 20.1 273 55 296m / s

《流体力学》 第七章 不可压缩粘性流体的流动

《流体力学》 第七章 不可压缩粘性流体的流动

应力与应变的关系--------本构关系
du
dy
对照牛顿实验
pyx
斯托克斯假设
(1). 应力与变形速率之间为线性关系(小变 形(各向同性假设) (3). 趋于零时, 应力状态退化为理想流体 的应力状态(当流体处于静止状态时,符合 静止流体的应力特征)
pyz pzy
pzx pxz
pyx
p y x y
dy 2
pyy

p y y y
dy 2
pxx

pxx x
dx 2
pxy

pxy x
dx 2
y x
pxx

pxx x
dx 2
pxy

pxy x
dx 2
pyx

p y x y
dy 2
pyy

p y y y
dy 2

p y x y

pzx z
)
将pxx pyx pzx 的表达式代入, 设不可压, 则有
同理有
ax

fx

1

p x


(
2u x 2

2u y 2

2u z 2
)
ay

fy

1

p y


(
2v x 2

2v y 2

2v z 2 )
az

fz

1

p z
pzz

p

2
w z
相 加
1 3
(
pxx

pyy

流体力学第七章 湍流.ppt

流体力学第七章 湍流.ppt
两大无法使人理解的问题: 爱因斯坦相对论和湍 流------海森堡
湍流研究大致形成两大理论：
（1）半经验理论(应用价值大)；半经验理论中最基本 的内容是“混合长度理论”。
（2）统计理论(应用价值小) 。
第一节 平均运动理论 7.1.1平均值(时、空平均)
u u u v v v 或V V V w w w
层流 这类流动的特点是所有流体质点的轨道都是平滑的 曲线，速度场和压强场是关于空间和时间的连续函数。 在层流运动中，摩擦应力服从牛顿粘性假设。
湍流 流体质点的轨道没有秩序，并且各质点间有不连续 的相对移动。
得出下述结论： （1）在扰动很小的时候，临界雷诺数可达很高的 值； （2）对于直管，Re<2000时，无论扰动多大，都 保持层流。
而 u X
t
x
Pxx u u uu
y
Pyx u v uv
z
Pzx u w uw
X x
Pxx uu
y
Pyx uv
z
Pzx uw
u u u u v u u v w u u w
x
x
y
y
z
z
u X
t
x
Pxx uu
V 1 Vdt
t t
要求 1 V dt 0或u ' v ' w' 0
t t
Current meter
为什么要求时 间平均？
由时间平均也可得出合成速度。如此，也可以合成一条流线。
3、实际求法 由于在实验上，对被测的量按时间求平均比较简单，所 以我们把这种实际情况作为在计算上只限于求时间平均值的 根据。
求平均值时的限制 1、所选体积的限制 就空间而言，在所选的一定体积τ（质心在内） ，

流体力学(共64张PPT)

流体力学(共64张PPT)

1) 柏努利方程式说明理想流体在管内做稳定流动，没有
外功参加时，任意截面上单位质量流体的总机械能即动能、
位能、静压能之和为一常数，用E表示。
即：1kg理想流体在各截面上的总机械能相等，但各种形式的机
械能却不一定相等，可以相互转换。
2) 对于实际流体，在管路内流动时，应满足：上游截面处的总机械能大于下游截面
p g 1z12 u 1 g 2W g ep g 2z22 u g 2 2g hf
JJ
kgm/s2
m N
流体输送机械对每牛顿流体所做的功
令
HeW ge,
Hf ghf
p g 1z12 u 1 g 2H ep g 2z22 ug 2 2 H f
静压头
位压头
动压头 泵的扬程（ 有效压头） 总压头
处的总机械能。
22
3)g式中z各、项 的2u 2物、理 意p 义处于g 某Z 个1 截u 2 1 面2上的p 1流 W 体e本 身g Z 所2具u 有2 22 的 能p 量2 ; hf
We和Σhf： 流体流动过程中所获得或消耗的能量〔能量损失〕;
We：输送设备对单位质量流体所做的有效功;
Ne：单位时间输送设备对流体所做的有效功，即有效功率;
u2 2
u22 2
u12 2
p v p 2 v 2 p 1 v 1
Ug Z 2 u2 pQ eW e
——稳定流动过程的总能量衡算式 18
UgZ 2 u2pQ eW e
2、流动系统的机械能衡算式——柏努利方程
1) 流动系统的机械能衡算式〔消去△U和Qe 〕
UQ'e vv12pdv热力学第一定律
26
五、柏努利方程应用
三种衡算基准

工程流体力学第七章 理想不可压缩流体的有旋流动和无旋流动讲解

工程流体力学第七章 理想不可压缩流体的有旋流动和无旋流动讲解
式的连续性方程

x
vx


y
v y

z
vz



t
0
或
(v) 0
t
连续性方程表示了单位时间内控制体内流体质量的增量等于流体在控
制体表面上的净通量。它适用于理想流体和粘性流体、定常流动和非定常
流动。
在定常流动中，由于 0 t
x

0
对于不可压缩流体 vr 1 v vz vr 0
r r z r
式中 r 为极径； 为极角
球坐标系中的表示式为:
1 (vrr 2 ) 1 (v sin ) 1 v 0
t r 2 r
r sin
r sin
在某流场O点邻近的任意点A上的速度可以分成三个部分： 分别为与O点相同的平移速度（平移运动）；绕O点转动在A点 引起的速度（旋转运动）；由于变形（包括线变形和角变形） 在A点引起的速度（变形运动）。
第三节 有旋流动和无旋流动
根据流体微团在流动中是否旋转，可将流体的流动分为两 类：有旋流动和无旋流动。

vx y





2 x

2 y


2 z
前面在流体微团的分析中，已给出E点的速度为 :
vxE

vx

vx x
dx

vx y
dy

vx z
dz

v yE

vy

vy x
dx
vy y
dy

vy z
dz

vzE

《工程流体力学》第七章 粘性流体动力学

《工程流体力学》第七章 粘性流体动力学
附面层厚度d：从外边界到物面的垂直距离
2.附面层位移厚度d*: 设物面P点附面层厚度d ，在垂直于纸面方向取单位宽度，
则该处通过附面层的质量流量：
通过同一面积理想流体流量：
ro, Vo —— 附面层外边界处理想
流体的密度和速度
以d*高度作一条线平行于物面，
使两块阴影处面积相同：
即在流量相等条件下将理想流体流动区从物面向外移动了
流体绕物体流动，整个流场分为三个区域：
1)附面层： 流速：由壁面上零值急剧增加到自由来流速度同数量级值 沿物面法线方向：速度梯度很大
即使流体粘性系数小：粘性应力仍可达到一定数值
由于速度梯度很大： 使得通过附面层物体 涡旋强度很大，流体 是有旋的
2)尾迹流： 附面层内流体：离开物体流入下游，在物体后形成尾迹流
各物理量都是统计平均值， \ 瞬时物理量＝平均物理量＋脉动物理量， 对整个方程进行时间平均的运算。
一、常用时均运算关系式：
时均运算规律：
推论：脉动量对空间坐标各阶导数的时均值=0。
二、连续方程：对二维流动，瞬态运动连续方程 进行时均运算：
\ 可压缩紊流运动连续方程：
进行时均运算： 上两式相减：
\ 附加法向应力
法向应力： l： 比例系数，与体积变化率有关
三个法向应力平均值的负值：为粘性流体在该点压强
最后得表面应力与变形率之间的关系：
第二节 粘性流体运动的基本方程
一、连续方程：
粘性流体运动：服从质量守恒定律 连续方程：不涉及力的作用 仍能得出与理想流体相同形式的方程
二、运动微分方程： 粘性流体中：微元六面体 微元六面体中心：c
三、雷诺方程： 二维不可压缩粘性流，不考虑质量力，N-S为：
对上式进行时均运算：

《流体力学》第七章不可压缩流体动力学基础分解

《流体力学》第七章不可压缩流体动力学基础分解
✓对于有旋流动，其流动空间既是速度场，又 是涡量场，涡量场中的涡线，涡管，涡通量分 别与流速场中的流线，流管和流量的概念相对 应而涡线方程和涡通量方程分别与流线方程和 元流连续性方程相对应。
通常涡通量是利用速度环量这个概念来计算 的。
在流场中任取一封闭曲线s,则流速沿曲线s 的积分称为曲线s上的速度环量。
F B
F’
B’
B
F
B’ B’’ F’ F’’ C’’
C’’
A
M
A’’
C= A
A’
C’
MC
+ A’
A’’
D’’
C’
yE E’’
D
D’’
(a)
D
E
D’
E’
(b)
D’ E’’ E’
(c)
0
x
图7-2 流体徽团的旋转运动和变形运动
对于三元流动,可得流体微团旋转角速度分量为:
X
1 (uz 2 y
uy ) z
第七章 不可压缩流体动力学基础
许多实际流体的流动差不多都是空间的 流动。
流体的三元流动。
本章的主要内容是有关流体运动的基本 概念和基本原理，以及描述不可压缩流 体流动的基本方程和定解条件。
第一节 流体微团运动的分析
刚体的运动： 平移和旋转
流体的运动： 平移、旋转、变形（线变 A 形和角变形）
uds
s
s uxdx uydy uzdz
规定积分沿s逆时针方向绕行为 s的正方向
斯托克斯定理
沿任意封闭曲线s的速度环量等于通过 以该曲线为边界的曲面A的涡通量。
汤姆逊定理
s J A
在理想流体的涡量场中，如果质量力具有 单值的势函数，那么，沿由流体质点所组 成的封闭曲线的速度环量不随时间而变。

流体力学教学课件chapter 7 孔口出流及管嘴出流

流体力学教学课件chapter 7 孔口出流及管嘴出流

1 pa
2g
H0 H 0
v0
c dc d c 0
= Ac = (d c / d ) 2 = 0.64
A
1
7
2.薄壁小孔口恒定自由出流的流速与流量计算
断面0-0和收缩断面C-C，列能量方程
2 2 pa 0v 0 pc cv c H = 0 hw g 2g g 2g
9 800 (6 2 2) 2
= 9800 (Pa)
13
第一节 孔口恒定出流
一（1）、薄壁孔口 一（2）、薄壁小孔口恒定自由出流 一（3） 、薄壁小孔口恒定淹没出流

二、薄壁大孔口自由出流
14
二、 薄壁大孔口自由出流
当液体通过大孔口出流时，可看成是由许多小孔口出流组成，而后予 以积分求其流量总和。
第二节 管嘴出流
例1 某水池壁厚=20cm，两侧壁上各有一直径d=60mm的圆孔，水池的来 水量=310-2 m3/s，通过该两孔流出；为了调节两孔的出流量，池内设有 隔板，隔板上开与池壁孔径相等的圆孔。求池内水位恒定情况下，池壁两 孔的出流量各为多少？
解 池壁厚= (3~4)d，所以池壁两侧孔口出流均为圆柱形外管嘴出流。 按孔口、管嘴出流的流量公式
10
112 2g
1
2 2 2 2g
2
H0
因： p1 = p2 = pa ，H1 H 2 = H 1v12 2v 2 2 令 H0 = H 2g 2g vc 2 则 H 0 = hw = ( 0 s ) 2g
vc = 1 1 2 gH 0 =
0
H1 0 v1
低出口流速。引射器，水轮机尾
水管，人工降雨设备。
m=0.9~0.96

流体力学泵与风机ppt课件

流体力学泵与风机ppt课件

h
rg
cos
1.2流体机械分类和结构 1.2.1流体机械的分类 • 按工作介质分类： 液体机械和气体机械两大类。液体机械最常见的是泵，气体机械最常 见的有通风机和鼓风机。 • 按工作原理分类： 叶轮式、容积式以及其他如射流泵等三大类。 1.2.2叶轮式泵与风机的结构与运行管理 叶轮式泵与风机一般根据作功原理可以分为离心式、轴流式和混流式。 （1）离心式泵与风机的工作原理和结构特性 离心泵启动前需要使泵体和水管内充满水，然后启动电动机带动叶轮 高速旋转，产生的离心力使流体随之旋转从而获得能量。流体沿离心 方向流出叶轮进入螺旋形机壳，将部分动能转化为压力能，再通过排 水管排出。叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体 连续不断地被泵吸入和排出。
流体力学泵与风机
主要内容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 流体与流体机械 流体力学基础 泵与风机的性能 流动阻力及管路特性曲线 泵与风机的运行与调节 管路系统设计与配置
1. 流体与流体机械
• 学习引导 本章介绍流体、流体机械、流体性质及几种主要流体机械的结构。对 流体机械在空调制冷系统中的应用也将通过实践环节进行介绍。 • 本章重点 （1）流体的主要特征、流体机械的作用 （2）流体的主要物理性质 （3）流体机械的分类 （4）离心式泵与风机的运行原理和组成结构 （5）轴流式泵与风机的运行原理和组成结构 （6）泵与风机在制冷系统中的应用质量的流体所占有的体积，即为v（m3/kg）。 1 V 其表达式为： v v m 或 1.1.3压缩性和热胀性 流体受压时体积缩小、密度增大的性质，称为流体的压缩性；流体受 热时体积膨胀、密度减小的性质，称为流体的热胀性。 （1）液体的压缩性和热胀性 液体的压缩性用压缩系数表示，它表示单位压增所引起的体积变化率。 dV V 表达式为：

流体力学第七章

流体力学第七章

扰动因素
对比 抗衡
v
粘性稳定
d
惯性力 vd Re 粘性力
利于稳定
圆管中恒定流动的流态转化仅取决于雷诺数，这是客观规律 用无量纲量表达的又一例证，也是粘性相似准则的实际应用。
圆管中恒定流动的流态发生转化时对应的雷诺数称为临界雷 诺数，又分为上临界雷诺数和下临界雷诺数。上临界雷诺数表示 超过此雷诺数的流动必为紊流，它很不确定，跨越一个较大的取 值范围。有实际意义的是下临界雷诺数，表示低于此雷诺数的流 ReC 2320 动必为层流，有确定的取值，圆管定常流动取为
流动中流体所承受的阻力来自于流体质点间及流体和管壁间摩擦阻力，称为 沿程阻力。
l v2 h d 2g
称为沿程水头损失
2. 非均匀流动和局部损失hζ
在非均匀流动中，各流段所形成的阻力是各种各样的，但都集中在很 短的流段内，这种阻力称为局部阻力。
v2 h 2g
称为局部水头损失
§7-1 流动状态实验——雷诺实验
第七章 流体在管路中的流动
流动阻力和水头损失
层 流 与 紊 流 圆 管 中 的 层 流 运动 圆管中的紊流运动 局 部 水 头 损 失
实际流体具有粘性，单位重量的流体在运动过程中因克 服粘性阻力而耗损的机械能称为水头损失。为了使流体能维 持自身的运动，就必须从外界给流体输入一定的能量以补偿 水头损失。例如，为保证管路正常通水，就得通过水泵给水 管输入能量。因此，水头损失的研究具有重要的意义。
五. 紊流运动中的水头损失
影响的因素
f (Re, / r )
对Hale Waihona Puke 流64 Re对紊流
f (Re, / r )
§7-7
管中流动沿程阻力系数的确定

流体力学第七章(旋转流体动力学)

流体力学第七章(旋转流体动力学)
12
万有引力（地心引力）与惯性离心力 合成重力项，于是：
F
2 R
g
dV 1 2 g p V 2 V dt
旋转流体力学运动方程
13
地转偏向力的讨论：
①引进了旋转坐标系之后或者说考虑了地球的旋转效 应之后，出现了地转偏向力（或称柯氏力）。地转偏 向力与流速相垂直，且它只改变流速的方向，并不改 变流速矢量的大小；沿着流向观测，对于地球流体运 动而言，地转偏向力使流体向右偏转（北半球）。
重力为有势力
方程变为： 2k V 1 G ( ' , p ' ) z R0 Fr
31
1 z ' ' 2k V G ( , p ) Fr R0
梯度取旋度为零
对上式取旋度 (k V ) 0
U L V 1 1 g 2 (V )V p 2 L g L2 V 2k V U L UT t L
RO
1/Fr
Ek
1 1 L V 1 2 R0 (V )V p g Ek V 2k V Fr UT t R0
实际应用中：
大尺度运动（L大），流速缓慢（U小）， RO 1，旋转效应重要，采 用旋转流体运动方程； 中小尺度运动，流速快， RO 1，可以不考虑地球的旋转效应，采用 一般的流体运动方程。
22
2.埃克曼数
特征粘性力 U / L2 Ek 特征偏向力 U L2
反映了旋转流体中粘性的相对重要性
1 g 重力项： Fr

流体力学课件第七章管网计算

流体力学课件第七章管网计算

01
02
03
04
假设管网中的流体为不可压缩 的牛顿流体；
假设流体在管网中流动时，遵 循牛顿第二定律，即流体受到
的力与加速度成正比；
假设流体在管网中流动时，管 道的长度、直径、粗糙度等因 素对流体流动的影响忽略不计
；
假设流体在管网中流动时，管 道的转弯、分支等对流体流动
的影响忽略不计。
02
管网水力计算
流速
流体在管道内的流动速度， 与管径、流体性质、水力 坡度等因素有关。
关系
水力坡度与流速之间存在 一定的关系，可以通过伯 诺里方程等公式进行计算。
管径选择与流量分配
管径选择
计算方法
根据流量、流速、流体性质等因素选 择合适的管径，以满足流体输送的要 求。
通过试算、经验公式等方法确定管径 和流量分配方案。
常用优化算法
线性规划法
通过线性方程组求解， 适用于管网布局和流量
分配的简单问题。
非线性规划法
遗传算法Biblioteka 模拟退火算法考虑管网中水头损失、 管道弹性等因素，适用
于复杂管网问题。
模拟生物进化过程的优 化算法，适用于多目标、 多约束的管网优化问题。
借鉴物理中退火过程， 适用于解决局部最优解
的问题。
案例分析：某城市管网优化设计
维护效果
经过一段时间的管理与维护，该城市管网的故障率明显降低，提高 了供水保障能力。
THANKS
感谢观看
物理场的模拟。
ANSYS Fluent
02
一款流体动力学仿真软件，适用于各种流体流动和传热问题的
模拟。
OpenFOAM
03
一款开源的流体动力学仿真软件，具有强大的计算能力和灵活
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  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3. 油泵
油泵用于输送石油及油类产品，油泵系列代号为Y。因油类 液体具有易燃、易爆的特点，因此对此类泵密封性能要求 较高。输送200℃以上的热油时，还需设冷却装置。
4. 液下泵
液下泵是一种立式离心泵，整个泵体浸入在被输送的液体 贮槽内，通过一根长轴，由安放在液面上的电机带动。
7.1.5离心泵的类型与选用
例： 用清水测定某离心泵的特性曲 线，实验装置如附图所示。当调节 出口阀使管路流量为25m3/h时，泵出 口处压力表读数为0.28MPa（表压）， 泵入口处真空表读数为0.025MPa， 测得泵的轴功率为3.35kW，电机转 速为2900转/分，真空表与压力表测 压截面的垂直距离为0.5m。试由该 组实验测定数据确定出与泵的特性 曲线相关的其它性能参数。
7.1.6离心泵的运行
2.正常启动：
（1）准备工作经检查正常后可启动泵。启动后应注意电流表，泵 转向，压力表，泄漏等情况，一切正常后再慢慢打开出口阀。 （2）检查泵的轴承温度不得大于65 ℃ ，电机温度不得大于70 ℃ （3）可用泵出口阀门调节流量 （4）观察出口压力表、电流表的波动情况 （5）检查泵的运行、振动、泄漏情况。 （6）检查泵冷却水的供应情况，润滑油液面的变化情况。 （7）打封油的泵，封油压力至少高出泵出口压力0.05-0.1MPa. （8）对于长周期运转的泵，要定期更换润滑油或润滑脂，保证泵 在良好的润滑状态下工作。
二、离心泵的并联和串联
离心泵并联和串联，将组合安装的离心泵视为一 个泵组，泵组的性能曲线或称合成性能曲线，据 此确定泵组工作点。
离心泵并联操作时，泵在同一压头下工作，泵组 的流量为该压头下各泵对应的流量之和。据此，
可得并联离心泵组的H-Q性能曲线。
离心泵串联操作时，泵送流量相同，泵组的扬程 为该流量下各泵的扬程之和。由此可得离心泵串 联工作时的合成性能曲线。
液体输送机械
泵
流体输送机械
气体压送机械
通风机、鼓风机 压缩机、真空泵
7.1 离心泵
泵是把原动机的机械能转换为液体的能量的机器。 原动机（电动机、柴油机等）通过泵轴带动叶轮旋转，对
液体作功，使其能量（包括位能、压能和动能）增加，从 而使液体输送到高处或要求有压力的地方。
7.1.1 离心泵的工作原理与构造
二、汽蚀现象
当泵内某点的压强低至液体饱和蒸汽压时部分液体将汽 化，产生的汽泡被液流带入叶轮内压力较高处再凝聚。 由于凝聚点处产生瞬间真空，造成周围液体高速冲击该 点，产生剧烈的水击。瞬间压力可高达数十个MPa，众 多的水击点上水击频率可高达数十kHz，且水击能量瞬 时转化为热量，水击点局部瞬时温度可达230℃以上。
流体力学与 流体机械
2019/9/8
浙江工业大学
第七章 泵
2
§7.1 离心泵 §7.2 往复泵 §7.3 隔膜泵 §7.4 齿轮泵 §7.5 旋涡泵 §7.6 螺杆泵
流体输送机械
为流体提供机械能的机械设备统称为流体 输送机械。
分类
按工作原理：离心式；往复式；旋转式；流体作 用式。
按输送介质：
1.症状：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下 降。
2.后果：高频冲击加之高温腐蚀同时作用使叶片表面产生 一个个凹穴，严重时成海绵状而迅速破坏。
二、汽蚀现象
汽蚀表面现象
汽蚀后的叶 轮
3.防止措施：
A. 控制泵的流量：泵的工作流量不应大于额定流 量；不应小于允许的最小流量。
B. 限制泵的转速。 C. 不允许采用泵的入口阀门调节流量 D. 泵启动时空运行时间不能过长。 E. 把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内
16
40
12
12 30
8
8 20
4
4 10
0 0
20 40 60 80 100 120 1400
0
Q/ m3/h
离心泵的性能曲线由制造厂附于产 品样本中，是指导正确选择和操作 离心泵的主要依据。
一、性能参数：
流量Q[m3/s] 压头H [mH2o] 轴功率N [kW] 效率h[%]
二、性能曲线：
1.离心泵并联
同一压头下，并联泵的流量为单泵流量的两倍， 据此作出合成性能曲线。
并联泵的流量大于一台单泵的流量，小于两台单 泵的流量
Q 单＜Q并＜Q双
合成特性曲线
合成特性曲线
H
H
V单
V并
V单 V并 V双
2.离心泵串联
同一流量下，串联泵的压头为单泵压头的两倍， 据此作出串联泵合成特性曲线
5. 杂质泵
杂质泵有多种系列，常 分为污水泵、渣浆泵、 泥浆泵等。这类泵的主 要结构特点是叶轮上叶 片数目少，叶片间流道 宽，有的型号泵壳内还 衬有耐磨材料。
1－泵体；2－泵盖；3－叶轮；4－泵轴；5－密封环； 6－轴套；7－轴承；8－连轴器
7.1.6离心泵的运行
1.运行前准备工作：
（1）检查泵出、入口管线上的阀门、法兰地脚螺栓、联轴器、温度 计和压力表等。 （2）检查泵的运转情况，先盘车，听是否有杂音，看是否灵活。 （3）打开入口阀，排出泵体内的气体，给泵内充满所要输送的液体 ，再关死出口阀。 （4）往泵的油箱加好润滑油或润滑脂。 （5）给冷却水，打开压力表，看是否灵敏。 （6）检查安全设备如对轮罩、接地线等。 （7）对热油泵看预热情况，使泵体温度不能低于界质温度的40度。 （8）与各有关岗位、有关单位联系好。做好启动准备。
H—Q曲线 N—Q曲线
h—Q曲线
H—Q曲线
17
离心泵的压头H又称扬程，是指泵对单位重量的 流体所能提供的机械能[J/N]，单位为m。因此 H—Q曲线代表离心泵所提供的能量与流量的关 系，离心泵压头H随流量Q增加而下降。
泵的扬程计算见课本P154。
H—Q曲线
18

NeHVg
7.1.5离心泵的类型与选用
1-泵体；2-泵盖；3-叶轮；4-轴；5-密封环；6-叶轮螺母；7-止动垫圈； 8-轴盖；9-填料压盖；10-填料环；11-填料；12-悬架轴承部件
7.1.5离心泵的类型与选用
2. 耐腐蚀泵
输送腐蚀性流体用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵所有与流体介质接 触的部件都采用耐腐蚀材料制作。离心耐腐蚀泵有多种系 列，其中常用的系列代号为F。
泵效率为
hNe2.1564.2%
N 3.35
7.1.3 离心泵的工作点与串并联
当泵安装在一定管路 系统中的离心泵工作 时，泵输出的流量即 为管路流量、泵提供 的压头即为管路所要 求的压头。泵的性能 曲线与管路特性曲线 有一交点a点，该交 点称为离心泵的工作 点。
一、离心泵的流量调节
改变流量 改变工作点 改变泵的特性 改变管路特性
填料密封 1－填料套；2－填料环；3－填料；4－填料压盖；5－长扣双头螺栓；6－螺母
3.主要部件
（4）导轮的作用 — 减少能量损失
7.1.2 离心泵的性能曲线
H [m] N [kW]
h [%]
36
32
IS00-80-160B Àë ÐÄ Ã±
n=2900r/min
90 80
28
70
24
60
20
50
压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液 体的饱和蒸汽压。
7.1.5离心泵的类型与选用
1. 清水泵 清水泵物理化学性质类似于水的介质。清水
泵有若干系列。最简单的为单级单吸式，系 列代号为“IS”，结构简图如图，若需要的扬 程较高，则可选D系列多级离心泵。若需要 流量很大，则可选用双吸式离心泵，其系列 代号为“Sh” 。
串联泵的压头大于一台单泵的压头，小于两台单
泵的和压头
H 单＜H并＜H双
H HL
H串V
H2
H LV 2
H V
1
H1
II
I
0
V1
V2
V
3.并串联的选择
高阻管路： 串联泵
低阻管路： 并联泵
高阻管路
低阻管路
Q并 Q串 Q串 Q并
7.1.4离心泵的安装高度与气蚀现象
一、安装高度
从整个吸入管路到泵的吸入口直至叶轮内缘，液体的压强 是不断降低的。研究表明，叶轮内缘处的叶片背侧是泵内压 强最低点。
三、离心泵装置简图
某
多
7
级
离
心
泵
拆
装
爆
炸
图
离心泵的分解动画
离心泵结构工作原理
四、吸上原理与气缚现象
1.吸上原理
原动机 ： 轴 ＋ 叶轮，旋转
离心力
叶片间液体: 中心
高速离开叶轮 动能
外围 — 液体被做功 静压能
2.气缚现象
如果离心泵在启动前壳 内充满的是气体，则启 动后叶轮中心气体被抛 时不能在该处形成足够 大的真空度，这样槽内 液体便不能被吸上。这 一现象称为气缚。
当地大气压 安装高度
p1
g

p0
g

Hg

u12 2g

Hf
Hg p0
0
1
K
1
K
0
7.1.4离心泵的安装高度与气蚀现象
由于P1不能小于或等于液体的饱和蒸汽压P蒸,故 Hg称为离心泵的极限吸程.
可见,离心泵的吸程是受到大气压、液体饱和蒸 汽压、吸入管的流速及阻力等因素的影响。
通常离心泵说明书上所规定的吸程值是在 760mmHg、水温为20℃的清水实验所得。使用 条件不符时，应进行修正，以确保使用安全。
一、离心泵结构：
高速旋转的叶轮和固定的泵壳，叶轮上装有若干叶 片，叶轮将输入的轴功提供给液体。
二、离心泵工作原理：
液体随叶轮旋转在离心力作用下沿叶片间通道向外 缘运动，速度增加、机械能提高。液体离开叶轮进 入蜗壳，蜗壳流道逐渐扩大、 流体速度减慢，液 体动能转换为静压能，压强不断升高，最后沿切向 流出蜗壳通过排出导管输入管路系统。