化工原理 第02章 课件

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1、2.1概述目的：给流体加入机械能2.1.1管路特性流体对输送机械的能量要求从1至2截面第2章流体输送机械高度湍流，K与流量无关2.1.2管路特性的影响因素阻力部分：①管径d②管长l、le或ζ③势能增加部分：①位差Δz②压差Δp③密度ρ=过程分析法及其在泵流管路问题上的应用过程分解法当一个过程由若干个子过程综合而成，各个过程之间无交互影响或影响微弱而可忽略，则对子过程分别研究解决，然后通过一定的原则或方法加以综合，可使整个过程得到简化并解决。泵流管路问题的解决方案应用过程分解法，将整个问题分解为泵特性和管路特性，分别加以研究，然后通过供需平衡的原则加以解决。2.1.3流体输送

2、机械分类按作用原理分：动力式(叶轮式)：离心式，轴流式；容积式(正位移式)：往复式，旋转式；其它类型：喷射式，流体作用式等。按流体可压缩性分：液体输送机械：统称为泵；气体输送机械：通风机鼓风机压缩机真空泵流体输送机械的主要技术指标压头H——扬程，即提供给单位重量流体的能量，单位m风压，即提供给单位体积流体的能量，单位Pa流量qv——规定的输送量，单位m3/h，m3/s。效率η——选择输送机械必须考虑的指标。（本章的主线）2.2离心泵2.2.1离心泵的工作原理2.2.1.1主要构件(录像)叶轮：迫使液体高速旋转，形成离心力场中心加入低势能、低动能液体外缘输出高势能、高动能液体

3、蜗壳：流道逐渐扩大，将动能部分转化成势能2.2.1.2等角速度旋转运动的流体能量关系假定：①理想流体，定态流动②叶片无限薄，无限多,,得或2.2.1.3理论压头以静止系考察：势能，动能c绝对速度总机械能变化通常，泵设计点(额定流量下)α1=90°流量或2.2.1.4理论压头的影响因素(1)叶片弯角β2和流量qV(2)叶轮转速nu2=nπD2如果qV∝n，那么HT∝n2(3)液体密度不出现Δp∝ρgHT,气缚现象(录像)灌泵——吸入管装单向阀，泵启动前:灌泵排气当H一定，则当泵启动时，泵内充满空气，造成泵吸入口的真空度太小无法吸入液体。这种现象称为“气缚”现象。2.2.2离心

4、泵的特性曲线（1）泵的有效压头泵内损失：容积损失:部分流体漏回入口处水力损失:μ≠0,叶片数目有限机械损失:轴承、轴封的摩擦（2）泵的有效功率Pe=ρgqVHePa基本上随流量qV单调上升泵启动时关出口阀（3）泵的效率容积损失：根据需要可选用不同类型的叶轮水力损失：流体的粘性而产生的阻力损失（主要部分）机械损失：轴与轴封，叶轮与流体间磨擦。泵的特性曲线测定(录像)d吸=38mm,d出=25mm,测得水流量qV=5×10-4m3/s,p压=0.2MPa,p真=27kPa。求：He=?解：由泵进、出口列方程（4）特性曲线的影响因素①密度:ρ对He~qV,η~qV无影响;对Pa~

5、qV有影响②黏度:μ对He~qV,η~qV，Pa~qV都有影响③转速:当n变化<20%时，比例定律：如果则有液体黏度对特性曲线的影响泵厂是用20度清水标定泵的。如液体黏度发生变化，特性曲线也将发生变化。从右图可见，黏度上升扬程（压头）下降；效率下降；所需功率上升。所以在选泵的时候要对特性曲线进行修正。具体方法可查有关手册。2.2.3离心泵的流量调节和组合操作2.2.3.1工作点工程处理方法：过程分解法2.2.3.2流量调节(1)出口阀开度优点：调节简便、灵活缺点：能耗(2)改变转速n节能，但不方便新老泵特性曲线关系时，∴(等效率点)例1已知：充分湍流，λ=常数，现将离心水泵

6、由输水改为输送CCl4,ρ=1630kg/m3求：①当p1=p2时,qV,H,η,p出,Pe;②当p1

7、102=30m代入管路方程新工作点B:qV’=7m3/h;H’=12+0.18×72=20.82m将,同时代入泵特性方程H=40-0.1qV2得新泵特性方程将B点qV’=7m3/h;H’=20.82m代入得n’=0.8018×2900=2325r/min易犯错误：解：=2030r/min对工作点的含义毫无认识。2.2.3.3组合操作(1)串联组合同样流量下，两泵压头相加H单=φ(qV)，H串=2φ(qV)例如：H单=20-2qV2H串=40-4qV2工作点H’≠2H(2)并联组合同样压头下，两泵流量相加H单=φ(q