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3.6流体输送机械.ppt


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流体输送机械——
为流体提供机械能的机械设备
输送液体的机械——泵
输送气体的机械——压缩机或风机
(负压条件下工作的压缩机称为真空泵)
1
泵与压缩机可分为(按其工作原理):
⑴离心式、轴流式(统称叶轮式)
利用高速旋转的叶轮使流体获得动能并转变为静压能
⑵容积式或正位移式(往复式、旋转式)
利用活塞或转子的周期性挤压使流体获得静压能与动能
⑶流体动力式
利用流体高速喷射时动能与静压能相互转换的原理
吸引输送另一种流体。
本节以离心泵为代表重点讨论其工作原理、结构和工作特性。
2
离心式、轴流式
图3-17离心泵的构造与工作原理简图 1-叶轮 2-泵壳 3-泵轴 4-吸入管路 5-底阀 6-排出管路
3
容积式或正位移式(往复式、旋转式)
4
流体动力式
5
  离心泵
离心泵的关键部件:
高速旋转的叶轮(通常6~8片)
——给能部件
固定的泵壳(蜗壳流道)
——转能部件
离心泵的特点:
泵的流量与压头灵活可调
输送量稳定
适用介质范围广
  离心泵的工作原理
离心泵的工作过程:
液体从低压吸入管路连续地进入叶轮
叶轮向液体提供能量
蜗壳内液体的动能转换为静压能
气缚现象
6
一、离心泵的理论流量
图3-18 叶轮的几何参数与液流速度三角形
:随叶轮旋转的切向速度(又叫牵连速度)
切向速度(牵连速度)
相对速度
液体在叶轮中的绝对速度
cr2
cr1
D1、D2—叶轮进、出口的直径
b1、b2—叶轮进、出口处流道的宽度
1、2—叶片厚度占据空间使流道面积减小的系数
叶轮进、出口处流道的面积
b
 :叶轮的转速
r :液体所在位置的半径
:沿叶片表面相对于叶轮的相对速度
(方向为流体质点所在叶片处的切线方向)
相对于叶轮的径向流速
7
图3-18 叶轮的几何参数与液流速度三角形
切向速度(牵连速度)
相对速度
液体在叶轮中的绝对速度
cr2
cr1
离心泵的理论流量与液体径向流速的关系:
相对于叶轮的径向流速
叶轮进、出口处的速度三角形的确定:
*设叶轮为叶片数无限多的理想叶轮(流体运动轨迹与叶片的形状完全一致)
*速度三角形的底边 和高cr
*叶轮上叶片的安置角b(相对速度与牵连速度的反方向的夹角)
泵的流量、压头和功率与速度三角形的大小和形状直接相关
三角形的余弦定理
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二、离心泵的理论压头
在叶轮进出口截面列柏努利方程
泵的理论压头或扬程
图3-18 叶轮的几何参数与液流速度三角形
切向速度(牵连速度)
相对速度
液体在叶轮中的绝对速度
cr2
cr1
相对于叶轮的径向流速
*以叶轮中心线为轴线、且随叶轮一起匀速旋转的柱坐标系
*离心力场作用下的理想流体在该坐标系中的运动规律服从欧拉方程(-24)
*在旋转坐标系中液体的速度为
*液体所受的体积力主要是半径方向的离心力
(重力的作用已忽略不计)
类似于重力场中理想流体柏努利方程的推导方法(-52~57)
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9
液体在叶轮上沿叶片运动dt时间内获得动能的增量
从叶轮的入口到出口积分
以叶轮进、出口速度三角形参数表达的离心泵理论压头公式
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