化工原理课件第二章 总结

允许安装高度Hgmax
Hs

pa
p1,min
g
0.3
Hs
'

H
s实验值

Ha
10.33


pv 9.811000

0.24
1000

NPSHr


p1
g

u12 2g
m in

pv
g
0.5
H g max

Hs

u12 2g
H
水泵吸入管路上真空表的读数为386mmHg
（2）在2-2与3-3间列柏努利方程
Z2

p2
g

u22 2g

He

Z3

p3
g

u32 2g
H
f ,23
u2 u3
不计 H f ,23
He

0.2

2.45 105 51470 9.811000
30.4m
在1-1与4-4间列柏努利方程
头
，流量
，效率 ，
轴功率
。
（4）离心泵中
是将原动机的能传递给液体转
的部件。而 则是将动能转变为静压能的部件。
（5）在同一管路中，若用离心泵输送ρ=1200Kg/m3
的某流体（该溶液的其它性质与水相同），与输送水
相比，离心泵的流量
，扬程
，泵出口
压力
，轴功率
。
（6）泵启动时，先关闭泵的出口开关的原因是 ____________。
(1)管内流量和管内出现的最低压强各 为多少？
(2)若将垂直管无限延长，管内流量和 最低点压强有何改变？
（3）若将高位槽底部所接垂直管管 径加倍，长度不变，管内流量有何 变化？
1. 在断面1-1和2-2间列机械能衡算式得求u
2g(H h)
u2
8.1m / s
1
B


H d'
Qv 0.0634m3 / s

d
d
Qv=0.0777m3/s
2 9.81 0.1 9.9m / s 0.02
此时管内最低压强
对于温度为20℃的水pv=2338pa，PB远大于pv，
1、如果是理想流体，没有阻力损失，随着H的增加，管内流 体保持匀速运动，流体的重量依靠压差平衡，若管路出口为大 气压，管内必出现很大的真空度。
转速的影响：
Q2 n2 Q1 n1
H2 H1


n2 n1
2
N2 N1


n2 n1
3
叶轮直径的影响：
Q2 D2 Q1 D1
H2 H1


D2 D1
2
N2 N1


D2 D1
3
气蚀现象
气蚀是指当贮槽液面的压力一定时，如叶轮中心 的压力降低到等于被输送液体当前温度下的饱和 蒸汽压时，叶轮进口处的液体会出现大量的气泡， 这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而凝 结，致使气泡所在空间形成真空，周围的液体质 点以极大的速度冲向气泡中心，造成瞬间冲击压 力，从而使得叶轮部分很快损坏，同时伴有泵体 震动，发出噪音，泵的流量，扬程和效率明显下 降。
Wf
l le
d
u2 2
50 1.415 2 0.03
0.05 2
30.03
单位质量水所需外加功
We gZ2 Wf 10 9.81 30.03 128 .13J / kg
单位重量水所需外加功
H We 13.06m g
泵在该流量下所能提供的扬程
f ,01

pa
g

NPSH r

pv
g

H f,0-1
离心泵的工作点
泵的H~Q与管路的H~Q曲线的交点
H

u22 g

u2ctg2 gD2b2

A BQT
He

(z

p )
g

8 2g

l
le d5
Q 2

H0

k Q2
离心泵的流量调节
1. 改变出口阀开度 2. 改变叶轮转速
H h pa 0 pa u22
g
ຫໍສະໝຸດ Baidu
g 2g
u2 2g(H h)
pB

(gh

pa )

(1
B)
u B 2
2
pB
(3)在断面1-1和2-2间列机械能衡算式
u2'
2g(H h) 9.72m / s
1
B


H d'
Qv 0.305m3 / s
高位槽大幅度提高流量的往往达不到目的 在加大压头的统统是，管路阻力也加大了，流量的 增加有限，即使高位槽无限高(Qv仅增加了22.5%)
全风压：单位体积气体通过风机时获得的能量。
HT
( p2

p1)
u22
2

H st
Hk
轴功率和效率：
N QHt QHt
1000
N 1000
练习
（1）离心泵的工作点是
与
曲线的交点。
曲线
（2）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心 泵会发生———现象。
（3）若被输送的液体粘度增高，则离心泵的压
(1)如要求流量为10 m3/h ，单
位质量的水所需外加功为多少?
单位重量的水所需外加功为多
少?此泵能否完成任务?
10m
(2)如要求输送量减至8m3/h(通
过关小阀门来达到)，泵的轴功
率减少百分之多少?(设泵的效
率变化忽略不计)
解：
（1）
u

10 / 3600 0.785 0.052
1.415m / s
H e Z4 H f ,14
Z4 30.4 0.2 0.5 29.7m
水泵的升扬高度为29.7m (3)水泵的轴功率
N gHQ 1000 9.81 30.5 36 / 3600 4.27kW

0.7 1000
流体力学
【1-12】高位槽内贮有20℃的水，水 深1m并维持不变。高位槽底部接 一长12m直径100mm的垂直管。若 假定管内的阻力系数为0.02，试求
水泵的轴功率（kw）；
2 4.8m
3 2
03.2m
1
1
（1）在1-1与2-2间列柏努利方程
0

Z2

p2
g

u22 2g

H
f ,12
u

36 / 3600 0.785 0.0762

2.2m /
s
0 4.8 p2 2.22 0.2 1000 9.81 2 9.81
p2 51470 Pa 386 mmHg
适当增加管径，不仅增大流通面积又降低管道阻力， 流量的提高大于4倍。
3. 改变叶轮直径
离心泵的选用
（1）根据液体的性质确定类型 （2）确定管路流量和所需外加压头 （3）根据所需Q和H确定泵的型号 （4）校核轴功率
离心式通风机的工作原理
和离心泵相似，依靠叶轮的旋转运动，使气体 获得能量，从而提高了气体的压强和速度。
离心式通风机的性能参数
风量：按入口状态计的单位时间内的排气体积。
第二章 复习
知识结构图
流 体 输 送 机 械
液体 输送 机械
气体 输送 机械
工作原理
性能参数与基本方程式
离心泵
性能曲线 性能影响因素 气蚀现象
工作点与流量调节 选型
往复泵及 其它泵
工作原理
离心式 性能参数 通风机 性能曲线
选型
往复式 工作原理与理想压缩循环 压缩机 压缩类型
离心泵工作原理
离心泵主要部件？ 什么是气缚现象？ 如何启动与关闭泵？
（7）离心泵的扬程含义是
。
（8）为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低
压力
输送温度下液体的饱和蒸汽压。
习题课
例1：如图的输水系统。已知管内径为d=50mm, 在 阀门全开时输送系统的Σ(l+le)=50m，摩擦系数可取 λ=0.03，泵的性能曲线，在流量为6m3/h至15m3/h范 围内可用下式描述: H=18.92－0.82Q0.8，此处H为泵 的扬程m，Q为泵的流量m3/h，问:
N前
13.7510
如图所示的输水系统，输水量为36m3/h，输水管均为 φ80×2mm的钢管，已知水泵吸入管路的阻力损失为 0.2m水柱，压出管路的阻力损失为0.5m水柱，压力表 的读数为2.45×105Pa，试求：
（1）水泵吸入管路上真空表的 读数（mmHg 柱）。
（2）水泵的升扬高度;
4
4
（3）若水泵的效率η＝70％，
从管入口点B至管出口没有任何局部阻力。故B点处的h 最低，压强最低。在断面1-1和B-B间列机械能衡算式：
gh
pa


pB

uB2 2
B
uB2 2
pB
（ gh
pa）（1


）uB2
B2
2
2. 当管长H无限延长，上式中水深h， 入口损失和出口动能皆可忽略。
u
2 gH
H

2g
H泵=18.92-0.82Q0.8=18.92-0.82×100.8=13.75
H泵 H需
泵可用
（2） N gH泵Q泵 N H泵Q泵

N前 13.75 10
H泵后=18.92-0.82Q0.8=18.92-0.82×80.8=14.59
N后 14.59 8
(N前 - N后）＝1－ 14.598 15.1%
离心泵的性能参数与基本方程式
扬程
HT

u2c2 cos2
g
流量 Q c D b
T
r2
22
轴功率 Ne HQg
效率
Ne
N
N Ne

离心泵的性能曲线 H~Q N~Q ~Q
H,m
~Q
n一定
H ~Q N ~Q
离
心
N
泵 特
性
曲
线
Q, m3/h
离心泵性能影响因素
密度的影响：（H，Q，）与无关；, (N、Ne) 粘度的影响： ，（H，Q，）；N