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第七节 流体输送机械流体输送机械在化工生产中的作用1、为流体提供动力，以满足输送要求。2、为工艺过程创造必要的压力条件。对流体做功（提供能量）的机械装置统称为流体输送机械。通常输送液体的机械叫泵输送和压缩气体的机械叫气体压送机械。1.7.2离心泵的工作原理(1)排出阶段叶轮旋转(产生离心力，使液体获得能量）→流体流入涡壳(动能→静压能) →流向输出管路。（2）吸入阶段液体自叶轮中心甩向外缘 →　叶轮中心形成低压区 →　贮槽液面与泵入口形成压差　→　液体吸入泵内。（演示）气缚现象：当启动离心泵时，若泵内未能灌满液体而存在大量气体，则由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的惯性离心力很小，因而叶轮中心处不能形成吸入液体所需的真空度，这种虽启动离心泵，但不能输送液体的现象。（演示）说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体。特别注意：在离心泵启动前必须先开启出口阀进行灌泵排气。灌液完毕后，此时应关闭出口阀后启动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以保护电机。启动后渐渐开启出口阀。而离心泵停机前，为防止出口管路中的高压流体向泵体内倒灌（因叶轮中心在停机瞬间尚处真空状态），以致对设备造成破坏，需先关闭出口阀后方可停机。思考：离心泵操作时的开启、关闭顺序？1.7.3离心泵的性能参数及特性曲线一、离心泵的性能参数1.流量（送液能力）　指单位时间内从泵内排出的液体体积，用Q表示，工程上通常以单位m3/h .离心泵的流量与离心泵的结构、尺寸和转速有关。离心泵的流量在操作中可以变化，其大小可以由实验测定。离心泵铭牌上的流量是离心泵在最高效率下的流量，称为设计流量或额定流量。2.扬程　是离心泵对1N流体所做的有效功，它是1N流体在通过离心泵时所获得的能量，用H表示，单位m，也叫压头。离心泵的扬程与离心泵的结构、转速和流量有关。离心泵铭牌上的扬程是离心泵在额定流量下的扬程。(最高效率下）思考：离心泵的扬程与柏努力方程中的外加压头有何区别？3.轴功率　离心泵从原动机械那里所获得的能量。，用P表示。单位W，由实验测定，是选取电动机的依据。有效功率离心泵在单位时间内对流体所做的功（提供给流体的实际能量），用Pe表示，单位W。有效功率由下式计算，即Pe＝HQρg离心泵铭牌上的轴功率是离心泵在额定状态下的轴功率。（最高效率下）4.效率　是反映离心泵利用能量情况的参数。由于机械摩擦、流体阻力和泄漏等原因，离心泵的轴功率总是大于其有效功率的，两者的差别用效率来表示，用η表示。其定义式为：η=Pe/P。离心泵效率的高低既与泵的类型、尺寸及加工精度有关，又与流量及流体的性质有关，一般地，小型泵的效率为50％～70％，大型泵的效率要高些，有的可达90％。此外还有转速、汽蚀余量等离心泵的性能参数总结如下：小型泵效率，50~70%；大型泵效率，90%左右。③功率：有效功率Pe：轴功率P：④效率η：①流量Q：②扬程H：二、离心泵的特性曲线对特性曲线的讨论（1）从H～Q特性曲线中可以看出，随着流量的增加，泵的压头是下降的，即流量越大，泵向单位重量流体提供的机械能越小。（2）轴功率随着流量的增加而上升，流量为零时轴功率最小，离心泵应在关闭出口阀的情况下启动，这样可以使电机的启动电流最小，以保护电机。（3）泵的效率先随着流量的增加而上升，达到一最大值后便下降。但流量为零时，效率也为零。根据生产任务选泵时，应使泵在最高效率点附近工作，称泵的高效区，在高效区内泵的效率一般不低于最高效率点的92%.（4）离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们都是与最高效率点对应的性能参数，称为最佳工况参数。三、影响离心泵特性曲线的主要因素①密度对泵特性曲线的影响离心泵的压头和流量均与液体的密度无关，有效功率和轴功率随密度的增加而增加，这是因为离心力及其所做的功与密度成正比，但效率又与密度无关说明：流体密度变化时，应校正P- Q曲线。②粘度对泵特性曲线的影响定性分析：当液体的粘度增加时，液体在泵内运动时的能量损失增加，从而导致泵的流量、扬程和效率均下降，但轴功率增加。所以，当被输送流体的粘度有较大变化时，泵的特性曲线也要发生变化。③叶轮转数对特性曲线的影响同一台离心泵，转速改变，特性曲线也发生变化。若转速改变后，叶轮出口速度三角形相似、泵的效率近似 保持不变， 则有：适用：叶轮转数变化不超过20%比例定律：④叶轮直径对特性曲线的影响当泵的转速一定时，压头、流量与叶轮外径有关。对于某同一型号的离心泵，若对其叶轮外径进行“切割”而其他尺寸不变，在叶轮外径减小变化不超过5％时离心泵的性能可进行近似换算。从而可以导出以下关系：适用：叶轮切削量小于10%-20%切削定律：必须注意：扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。本节主要内容离心泵的基本结构及其作用离心泵的工作原理（气缚现象）离心泵的主要性能参数离心泵的特性曲线思考题：1、离心泵的叶片为什么要加工成后弯形？2、离心泵的泵体为什么要加工成蜗壳形？3、离心泵的特性曲线有哪几条线段构成？可获得的结论有哪些？4、什么是离心泵的气缚现象？如何避免？

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