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第二章 流体输送机械 液体随叶轮旋转，在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的液体的静压强提高，流速增大。液体离开叶轮进入蜗壳，因蜗壳内流道逐渐扩大而使流体速度减慢，液体的部分动能转换成静压能。于是，具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路，被输送到所需的管路系统。由于液体被抛出，在泵的吸口处形成一定的真空度，泵外流体压力较高，在压力差的作用下被吸入泵口，填补抛出液体的空间。 离心泵的外观 在实际工作中，当单台离心泵不能满足输送任务的要求或者为适应生产大幅度变化而动用备用泵时，都会遇到泵的并联与串联使用问题。这里仅讨论二台性能相同泵的并联与串联的操作情况。 八、 并联与串联操作 联合特性曲线的作法：在每一个压头条件下，使一台泵操作时的特性曲线上的流量增大一倍而得出。 ?? 当一台泵的流量不够时，可以用两台泵并联操作，以增大流量。 1 并联操作 He-Qe 0 H H H并 Ⅰ Ⅱ Q Q Q并 曲线Ｉ表示一台泵的特性曲线 曲线Ⅱ表示两台相同的泵并联 操作时的联合特性曲线 注意：对于同一管路，其并联操作时泵的流量不会增大一倍，如图所示。因为两台泵并联后，流量增大，管路阻力亦增大。 Q并< 2Q 当生产上需要利用原有泵提高泵的压头时，可以考虑将泵串联使用。 两台相同型号的泵串联工作时，每台泵的压头和流量也是相同的。在同样的流量下，串联泵的压头为单台泵的两倍。 0 H H H串 Q Q Q串 Ⅰ Ⅱ 联合特性曲线的作法：将单台泵的特性曲线Ｉ的纵坐标加倍，横坐标保持不变，可求得两台泵串联后的联合特性曲线 Ⅱ ， H串< 2H 2 串联操作 （1）确定输送系统的流量与压头 流量一般为生产任务所规定。 根据输送系统管路的安排，用柏努利方程式计算管路所需的压头。 选择离心泵的基本原则，是以能满足液体输送的工艺要求为前提的。 选择步骤为： 九、 离心泵的选择 （2）选择泵的类型与型号 根据输送液体性质和操作条件确定泵的类型； 按确定的流量和压头从泵样本产品目录选出合适的型号； 如果没有适合的型号，则应选定泵的压头和流量都稍大的型号； 如果同时有几个型号适合，则应列表比较选定； 按所选定型号，进一步查出其详细性能数据。 （3）校核泵的特性参数 如果输送液体的粘度和密度与水相差很大，则应核算泵 的流量与压头及轴功率。 十 离心泵的安装与操作 安装 ①安装高度应小于允许安装高度 ②尽量减少吸入管路阻力，短、直、粗、管件少； 调节阀应装于出口管路。 操作 ①启动前应灌泵，并排气。 ②应在出口阀关闭的情况下启动泵 ③停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮 ④经常检查轴封情况 例2-4 如附图所示，今有一输送河水的任务，要求将某处河水以80m3/h的流量，输送到一高位槽中，已知高位槽水面高出河面10m，管路系统的总压头损失为7mH2O。试选择一适当的离心泵.并估算由于阀门调节而多消耗的轴功率。 1 1‘ 2 2‘ 10m 解 根据已知条件，选用清水泵。以河面1-1截面为基准面，并取1-1与2-2截面列柏努利方程式，则 由于所选泵压头较高，操作时靠关小阀门调节，因此多消耗功率为： 根据流量Q(80m3/h) 和H(17m) 可选4B20型号的泵。由附录查得该泵性能为： 流量90m3/h；压头20mH2O；轴功率6.36kW；效率78% 。 例题：用泵把20℃的苯从地下贮罐送到高位槽，流量为300 l/min。高位槽液面比贮罐液面高10m。泵吸入管用? 89×4mm的无缝钢管，直管长为15m，管上装有一个底阀(可初略地按旋启式止回阀全开时计算)、一个标准弯头；泵排出管用? 57×3.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的截止阀和三个标准弯头。贮罐和高位槽上方均为大气压。设贮罐液面维持恒定。试选择合适的泵。 1 1‘ 2 2‘ 10m 7m 7m 式中，z1=0, z2=10m, p1=p2, u1?0, u2 ? 0 ∴ W=9.81×10+∑hf 解： 依题意，绘出流程示意图。取截面和基准面，如图所示。在两截面间列柏努利方程，则有 进口段： d=89-2×4=81mm, l=15m 查图， 得?=0.029 进口段的局部阻力： 底阀：le=6.3m 弯头：le=2.73m 进口阻力系数：?=0.5 变化趋势：开始η随Q的增大而增大，达到最大值后，又随Q的增大而下降。 η—Q曲线最大值相当于效率最高点。泵在该点所对应的压头和流量下操作，其效率最高，故该点为离心泵的设计点。 3 η－Q曲线 泵在最高效