1、流體輸送設備第六講第1頁第1頁目錄7、流體輸送設備7.1離心泵結構及工作原理第2頁第2頁 用來輸送流體并向流體提供能量機械設備稱為流體輸送設備。其中用于輸送液體設備多稱為泵；而輸送氣體設備則稱為鼓風機或壓縮機。7、流體輸送設備第3頁第3頁7.1、離心泵結構及工作原理（一） 離心泵主要部件和工作原理1離心泵結構和主要部件（1）葉輪：葉輪是離心泵關鍵部件，由 6-12 片葉片構成，構成了數目相同液體通道。按有無蓋板分為開式、閉式和半開式。1離心泵結構和主要部件（理解）（1）葉輪：葉輪是離心泵關鍵部件，由 6-12 片葉片構成，構成了數目相同液體通道。按有無蓋板分為開式、閉式和半開式。第4頁第4頁

2、開式適合用于輸送含有較多固體懸浮液或漿狀、糊狀物料。 半開式適合用于輸送含有固體顆粒和雜質流體。 閉式適合用于輸送潔凈流體，揚程高。第5頁第5頁（2）泵殼：泵體外殼，在葉輪四周形成一個截面積逐步擴大蝸牛形通道。另外，泵殼還設有與葉輪所在平面垂直入口和切線出口。（3）泵軸：位于葉輪中心且與葉輪所在平面垂直一根軸。它由電機帶動旋轉，以帶動葉輪旋轉。第6頁第6頁2離心泵工作原理（重點）（1）葉輪被泵軸帶動旋轉，對位于葉片間流體做功，流體受離心力作用，由葉輪中心被拋向外圍。當流體到達葉輪外周時，流速非常高。第7頁第7頁（2）泵殼匯集從各葉片間被拋出液體，這些液體在殼內順著蝸殼形通道逐步擴大方向流動，使

3、流體動能轉化為靜壓能，減小能量損失。因此泵殼作用不但在于匯集液體，它更是一個能量轉換裝置。第8頁第8頁（3）液體吸入原理：依托葉輪高速旋轉，迫使葉輪中心液體以很高速度被拋開，從而在葉輪中心形成低壓，低位槽中液體因此被源源不斷地吸上 。第9頁第9頁 什么叫氣縛？ 假如離心泵在啟動前殼內充斥是氣體，則啟動后葉輪中心氣體被拋時不能在該處形成足夠大真空度，這樣槽內液體便不能被吸上這一現象稱為氣縛。 3 氣縛現象（難點、重點）第10頁第10頁如何預防氣縛現象發生離心泵啟動前要用外來液體將泵殼內空間灌滿，這一步操作稱為灌泵。為預防灌入泵殼內液體因重力流入低位槽內，在泵吸入管路入口處裝有止逆閥（底閥）；假如

4、泵位置低于槽內液面，則啟動時無需灌泵。不用于輸送因抽吸而沸騰汽化低沸點液體或高溫液體。第11頁第11頁第12頁第12頁4離心泵主要性能參數（葉輪）轉速n：1000-3000rmin-1；2900rmin-1最常見。 流量qV：以體積流量表示泵輸液能力，與葉輪結構、尺寸和轉速相關。壓頭（揚程）He：泵給單位重量流體提供機械能。與流量、葉輪結構、尺寸和轉速相關。揚程不是升舉高度。第13頁第13頁（4）功率（A）有效功率Pe：離心泵在單位時間內對流體做功（B）軸功率P：單位時間內由電機輸入離心泵能量。（5）效率 不能 100%地傳給液體，因此離心泵都有一個效率問題，它反應了泵對外加能量利用程度。第1

5、4頁第14頁 HeqV曲線、PqV曲線和 qV曲線。離心泵特性曲線普通由離心泵生產廠家提供，標繪于泵產品闡明書中，其測定條件普通是 20清水，轉速也固定。 5.離心泵特性曲線第15頁第15頁 HeqV 從特性曲線中能夠看出，伴隨流量增長，泵壓頭是下降，即流量越大，泵給單位重量流體提供機械能越小。但是，這一規律對流量很小情況也許不合用。第16頁第16頁 PqV 軸功率伴隨流量增長而上升，因此大流量輸送一定相應著大配套電機。離心泵應在關閉出口閥情況下啟動，這樣能夠使電機啟動電流最小。 第17頁第17頁 qV 泵效率先伴隨流量增長而上升，達到一最大值后便下降，依據生產任務選泵時，應使泵在最高效率點附

6、近工作，其范圍內效率普通不低于最高效率點 92%。離心泵銘牌上標有一組性能參數，它們都是與最高效率點相應性能參數。第18頁第18頁6.離心泵安裝高度 離心泵安裝高度是指被輸送流體所在貯槽液面到離心泵入口處垂直距離，即下圖中Hg。思考：在安裝離心泵時，安裝高度是否能夠無限制高，還是受到某種條件制約？第19頁第19頁安裝高度（重點） 對如圖所表示入口管線，在0-0和11間列柏努利方程，可得：式中為泵入口壓強，u0=0，u1為入口流速。第20頁第20頁 稱為允許吸上真空高度(allowablesuctlift )。泵允許吸上真空高度可用試驗測定。產品闡明書中 值，是在9.81104pa下輸送20清水

7、時測定結果。第21頁第21頁（2）氣蝕現象 產氣憤蝕現象原因 對于擬定管路，當被輸送流體也一定期，若增加泵安裝高度Hg,則入口管線壓頭損失也增長。在貯槽液面上方 壓力一定情況下，葉輪中心 1 處壓力必定下降。當下降至被輸送流體在操作溫度下飽和蒸汽壓時，則將在泵內產生：氣蝕現象。第22頁第22頁氣蝕現象表現被輸送流體在葉輪中心處發生汽化，產生大量氣泡氣泡在由葉中心向周圍運動時，由于壓力增長而急劇凝結，產生局部真空，周圍液體以很高流速沖向真空區域；當氣泡冷凝發生在葉片表面附近時，眾多液滴猶如細小高頻水錘撞擊葉片。第23頁第23頁離心泵在汽蝕狀態下工作泵體振動并發出噪音；壓頭、流量大幅度下降，嚴重時

8、不能輸送液體；時間長以后，在水錘沖擊和液體中微量溶解氧對金屬化學腐蝕雙重作用下，葉片表面出現斑痕和裂縫，甚至呈海綿狀逐步脫落。第24頁第24頁（3）泵最大安裝高度 在一定流量下，泵安裝位置越高，泵入口處壓強越低，葉輪入口處壓強將更低。當泵安裝位置達到某一極限高度時，則入口處壓強等于此時液體飽和蒸氣壓時，氣蝕現象遂將發生。此極限高度稱為泵最大高度。第25頁第25頁例題分析某工段領到一臺離心泵，泵銘牌上標著：流量qv=20m3h-1，揚程 為30.8米水柱，轉速n = 2900 轉/分，允許吸上真空高度為7.2m，泵流量和揚程均符合要求，若已知管路所有阻力為 1.8 米水柱，當初當地大氣壓為 736 毫米汞柱，試計算：(1