11 离心泵特性优秀课件.pptVIP

北京工商大学化学工程系/张言文 Fuluid moving machinery 11. Outline/Performance of centrifugal pump A. Outline of fluid-moving machinery B. Performance of centrifugal pump C. Example ■ 〓 PCE/ETP-BJTBU/ZYW 流体输送机械 第11讲 概述/离心泵特性 A. 流体输送机械概述 为克服流体摩擦损失和能位差，需外界提供能量── 通过流体输送机械传送给流体。 输送机械 液体 气体 ──离心泵、往复泵、…... ──通风机、鼓风机、…... 主要讨论离心泵的工作原理、特性及其应用。 a. 离心泵特性参数 离心泵 满足一定流量要求（V） 向管系提供所需能量──he─→H，m（扬程） 关系 V~H（离心泵扬程） V~N（轴功率） V~?（离心泵效率） 由离心泵本身结 构决定 b. 管路特性 对一定管系（含有离心泵），可以列出： 则有： ? 管路特性曲线为一抛物 线的右半支。如加大K 管 系阻力增大 ，该曲线上 翘：①→②。 ① ② V H ΔZ+Δp/ρg B. 离心泵特性 a. 结构及工作原理 结构 泵壳 叶轮 ──涡 壳，固定 ──转动，4-8个 叶片 后弯 ， 1000-3000r/m 工作原理 排液作用──…... 吸液作用──…... α2 β2 u2 c2 w2 u1 c1 w1 α1 β1 r2 r1 ? b. 理论特性方程 ⑴ 液体在叶片间的流动 流体在 叶轮内 切向速度u 相对速度w 绝对速度c 在叶片任一点处 余弦定律： w, c, u关系 w2 w1 如不计叶片厚度，则泵的流量： ⑵ 理论扬程 假设： ① 理想流体，无摩擦； ② 叶片无穷多，无厚度， 流径与叶片吻合； ③ 稳态流动。 α2 β2 u2 c2 w2 u1 c1 w1 α1 β1 r2 r1 ? ─→最大扬程──理论扬程，H? 在叶片进出口列机械能衡算方程： ──动能、静压能均提高 Δp ── ρg 离心力作功 动能→静压能 则： 代入前面余弦定律 整理可得： 泵设计中，流体从径向进入 叶片，α1 90° H?大 ，则： α2 β2 u2 c2 w2 A’ H? V 斜率K’ β〈 90? 后弯叶片 ⑶ V～H?关系 由速度三角形知： c2cosα2 u2-w2cosβ2 以及： 代入离心泵基本方程式： 或 A’-K’V 上式称离心泵基本方程或理论特性方程式。此式对离心泵 设计及影响因素分析具有指导意义。 c. 实际特性曲线 实际泵 内损失 容积损失 水力损失 机械损失 ──叶轮高压向低压处漏液,V实↓,?V ──摩擦冲击损失,?h ──机械摩擦,?m ──→使泵总效率? Ne/N ?V ?h ?m降低 实际H?V、N ?V、 ? ?V关系只能靠实验测定。通常离心 泵出厂时，以20℃水测定其特性曲线，并附在样本中。 如图所示，…… 。 H,m N,kW ? ,% H ? ? V ? N H V,m3/h 各种损失 ? ⑴ H随V增加而降低。 ⑵ N随V增加而增加， V 0时N最低，为 减小启动功率，启 动泵时，应关闭出 口阀门。 ⑶ ?有极值点，在此 点下操作损失最小， 对应流量称额定流 量，操作应在? ≥ 0.92?max进行。 ⑷ 具体测试方法在实验中体会。 实验装置如下图所示 离心泵特性曲线测定实验装置 d. 影响因素分析 影响因素 物性 泵 ──μ，ρ ── n，D ⑴ μ的影响 μ ↑──叶轮、泵壳内流动阻力↑── V~H线随V增加 而下降幅度增加。 当运动粘度? μ /ρ 20×10-6 m2/s时，则应对特性曲线 进行校正： V’ cVV H’ cHH η’ cηη 校正系数cV、cH、cη通常小于1，可在手册中查出。 与?max对应的V、H、 η都下降，而N↑。 ⑵ ρ的影响 由式： 可知： ① 离心泵的V、H与ρ无关── 一台泵输送任一流体的 V、H是一样的。 ② 但此时有： 所以ρ不同时应重新标绘N?V曲线。 ③ 因Δp ρgH?ρ，离心泵启动前应注满水 或其他液 体 ，以避免产生“气缚”现象。 ⑶ n，D的影响 由离心泵特性方程可知：泵的n、D不同，则特性不一样。 当 ① n、D的变化小于20%；② 改变前后速度三角形相 似， ?不变，且D2b2 D2’b2’，则可推出下面的比例定律： ? 推导思路 ■ 管路中设置流体输送机械的目的是向流体补加能量，以 使流体克服摩擦阻力，由低能位向高能位输送。 【本讲要点】 ■ 管路系统特性（Ｈ～Ｖ关系）是对该管系所列机械能衡 算方程式的变形，对一定的管路系统，Ｈ～Ｖ关系为抛物 线的