流体输送机械(多)概要复习课程.ppt

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1、流体输送机械(多)概要2．原理：甩出、真空、吸入。叶轮旋转时，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿叶片间的通道从叶轮中心被甩到叶轮外围，具有很高的能量，从而液体可流到所需场所。当液体被甩出后，在叶轮中心就会形成一定的真空，外界压力与该真空的压差就使液体经底阀，吸入管道流入叶轮中心。这样，只要叶轮不停地旋转，液体就源源不断地被吸入和排出。3．气缚：叶轮旋转时不能输送液体的现象。若离心泵启动前未充满液体，则叶片间必充满气体。由于气体密度很小，所产生的离心力也很小。所以在叶轮中心形成的真空不足以将液体吸入泵

2、内，这时叶轮虽然旋转，但不能输送液体。二、主要部件1．叶轮：见图2-2和图2-3。敞式（开式）半蔽式（半闭式）单吸蔽式（闭式）双吸为平衡轴向推力，可在叶轮后盖板上钻一些小孔（见图2-3a）或采用双吸式叶轮。2．泵壳：见图2-4。泵壳一般制成蜗牛壳形，以便动能有效地转化为静压能，为了进一步提高转化率，有时在叶轮与泵壳之间装有一个导轮。3．轴封（装置）：旋转的泵轴与固定的泵体之间的密封。(1)填料密封填料一般采用浸油或涂石墨的石棉绳。结构简单，但功率消耗大，且有一定程度的泄漏。(2)机械（端面）密封动环硬度大，常用硬质合金

3、、陶瓷等，而静环硬度较小，常用石墨制品、聚四氟乙烯等。三、基本方程11.推导由牛顿第二定律：可导出即——转动定律即：物体所受对某给定轴的合外力矩等于该物体对该轴的动量矩随时间的变化率。如图所设，设一段不可压缩理想液体在叶片间作连续稳定的流动，且流线与叶片重合，dt时间内由a1a2流动到b1b2，则外力对轴的力矩有：(1)重力的力矩。由于轴的对称性，重力的力矩之和为零。(2)进出口压力的力矩：由于压力垂直指向所考虑的流体的内部，所以压力的方向为径向，因此，压力对轴的力矩为零。(3)前后盖板压力的力矩：由于该压力的方向与轴

4、平行，所以该压力对轴的力矩为零。(4)内摩擦力的力矩：由于是理想流体，没有内摩擦力，所以内摩擦力的力矩为零。(5)叶片压力的力矩：该力矩即为转轴传给叶轮的转矩。设该转矩为M，则定积分得(相当于a1b1处的流体移到了a2b2处)又转矩的功：转矩的功率：所以而所以——基本方程(2-5)(P89)又由余弦定律得得——理论压头(2-4)(P89)在叶片进出口间列柏努利方程：得对比式(2-4)得所以静压头的增量来自离心力作功和流体沿叶片动压头的减少。质量为m的液体所受离心力：单位重量的液体所受离心力：单位重量的液体所受离心力所做

5、的功：三、基本方程21.离心力场流线柏努利方程由流线柏努利方程的最初形式：对理想流体，有对匀速离心力场和重力场中的稳定流动或某一时刻，有对不可压缩流体沿流线进行不定积分，得——离心力场流线柏努利方程2.基本方程假定：(1)叶轮为具有无穷多个叶片、每个叶片无限薄的理想叶轮，即液体质点严格沿叶片表面而流动，在同一圆周上所有液体质点的所有物理量都各自相等。(2)流过叶轮的液体为理想液体，即液体流过叶轮时无能量损失。在1、2两点间列某一时刻流线柏努利方程：所以站在叶轮上，在1、2两点间列同一时刻流线柏努利方程，则所以——理论压

6、头(2-4)(P89)由余弦定理得——基本方程(2-5)(P89)在离心泵的设计中，一般使1=90，则cos1=0所以由得由得代入上式，得又将代入上式，得2.讨论(1)理论压头与叶轮直径及转速成正比。(2)叶片的几何形状对理论压头的影响：a.后弯叶片，290，ctg20，b.径向叶片，2=90，ctg2=0，c.前弯叶片，290，ctg20，由上可见，2值越大，HT值越高，似乎前弯叶片较好。但由于2大于90以后，随2的增加，动压头增加，静压头反而减小，从而能量损失大，效率低。因

7、此，实际上离心泵的叶片总是后弯的。见图2-9。(3)理论流量对理论压头的影响当叶轮的几何尺寸(D2、b2、2)和转速(n)一定时，理论压头与理论流量呈线性关系。290，QT，HT2=90，QT，HT2<90，QT，HT实际上，叶轮的叶片数是有限的，液体也是非理想的，所以实际压头和实际流量的关系曲线应在理论压头和理论流量的关系曲线的下方。四、性能参数1.流量：单位时间内泵所输送的液体体积，Q，m3/s、m3/h或L/s。2.扬程（压头）：单位重量的液体流经泵后所获得的能量，H，m液柱。扬

8、程（一般）由实验测定，装置如图，原理如下：在真空表和压力表之间列柏努利方程：式中—叶轮提供给单位重量的液体的能量，m液柱。所以式中——分别是压力表和真空表的读数，Pa。3.有效功率：液体流经泵后所获得的功率，Ne，W。显然4.效率：有效功率与轴功率之比，即容积损失v，高压液体泄漏到低压处，Q能量损失机械损失m，轴与轴承，轴