皖西学院：《化工原理》课程教学资源（PPT课件）第二章 流体输送机械

第二章流体输送机械分类：泵工作介质：液体气体一风机或压缩机工作原理：动力式（叶轮式）：离心式、轴流式等；容积式（正位移式）：往复式、旋转式等；流体作用式：喷射式。2025/11/28

2025/11/28 1 工作介质：液体——泵 气体——风机或压缩机 工作原理： 动力式(叶轮式)：离心式、轴流式等； 容积式（正位移式）：往复式、旋转式等； 流体作用式：喷射式。 分类： 第二章 流体输送机械

第一节离心泵离心泵的工作原理一、叶轮泵壳泵轴底阀吸入管路1-叶轮；2-泵壳，3-泵轴4-吸入管；5-底阀；6-压出管排出管路离心泵装置简图2025/11/28

2025/11/28 2 一、 离心泵的工作原理 叶轮 泵壳 吸入管路 排出管路 泵轴 底阀 第一节 离心泵 1-叶轮；2-泵壳，3-泵轴； 4-吸入管；5-底阀；6-压出管 离心泵装置简图

充液 （灌泵）排液：出口切线方向吸液：叶轮中心由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为气缚现象表明离心泵无自吸能力2025/11/28

2025/11/28 3 由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体 的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中 心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵 内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种 现象称为气缚现象。 ——表明离心泵无自吸能力 充液（灌泵） 排液: 出口切线方向 吸液：叶轮中心

二、离心泵的主要部件(1)叶轮作用：将电动机的能量传给液体，使液体静压能给能装置及动能都有所提高按结构分为：闭式开式半开（闭）式2025/11/28

2025/11/28 4 二、离心泵的主要部件 （1） 叶轮 作用 ：将电动机的能量传给液体，使液体静压能 及动能都有所提高——给能装置 开式 半开（闭）式 闭式 按结构分为：

叶片的内侧带有前后盖板，适于输送干闭式叶轮净流体，效率较高。开式叶轮没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物。只有后盖板，可用于输送浆料或含固体半闭式叶轮悬浮物的液体，效率较低。2025/11/285

2025/11/28 5 闭式叶轮 开式叶轮 半闭式叶轮 叶片的内侧带有前后盖板，适于输送干 净流体，效率较高。 没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒 的液体悬浮物。 只有后盖板，可用于输送浆料或含固体 悬浮物的液体，效率较低

(2)泵壳作用：汇集叶轮甩出的液体，作导出液体的通道；使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能，减少能量损失(3)轴封装置作用：防止高压液体沿轴漏出：防止外界气体进入泵壳内。2025/11/28

2025/11/28 6 （2） 泵壳 作用：汇集叶轮甩出的液体 ，作导出液体 的通道； 使液体的能量发生转换，一部分 动能转变为静压能,减少能量损失。 （3） 轴封装置 作用：防止高压液体沿轴漏出；防止外界气 体进入泵壳内

三、离心泵的基本方程式1.离心泵基本方程式的导出由于液体在泵内流动过程的复杂性，而无法做理论计算，需做如下假设：1）泵叶轮的叶片数目为无限多个，也就是说叶片的厚度为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动，不发生任何环流现象，2）输送的是理想液体，流动中无流动阻力在这种理想条件下的压头称为理论压头，是离心泵所能提供的最大压头。2025/11/28

2025/11/28 7 ◼ 三、离心泵的基本方程式 1.离心泵基本方程式的导出 ◼ 由于液体在泵内流动过程的复杂性，而无法做理 论计算，需做如下假设： 1）泵叶轮的叶片数目为无限多个，也就是说叶片的 厚度为无限薄，液体质点沿叶片弯曲表面流动， 不发生任何环流现象。 2）输送的是理想液体，流动中无流动阻力。 ◼ 在这种理想条件下的压头称为理论压头，是离心 泵所能提供的最大压头

液体质点的运动包括：在高速旋转的叶轮当中，液体随叶轮旋转，经叶轮流道向外流动左图表示流体质点在叶β2A片点1和点2处的情况。液w体沿叶片表面运动的速度r9分别为wi、w，其方向为液体质点所处叶片处的切线方向，大小与液体的流yui量、流道的形状有关。液体进入与离开叶轮时的速度液体与叶轮一起旋转的速度u或u,方向与所处圆周的切线方向一致，大小为：2元rn2元2nuU260602025/11/288

2025/11/28 8 在高速旋转的叶轮当中，液体质点的运动包括： 液体随叶轮旋转，经叶轮流道向外流动。 液体进入与离开叶轮时的速度 左图表示流体质点在叶 片点1和点2处的情况。液 体沿叶片表面运动的速度 分别为w1、w2 ，其方向为 液体质点所处叶片处的切 线方向，大小与液体的流 量、流道的形状有关。 液体与叶轮一起旋转的速度u1或u2方向与所处圆周的切线 方向一致，大小为： 60 2 1 1 r n u  = 60 2 2 2 r n u  =

两个速度的合速度就是液体质点在点1或点2处相对于静止的壳体的速度，称为绝对速度，用CC2来表示。单位重量理想液体，通过无数叶片的旋转，获得的能量称作理论压头，用HT表示。单位重量液体由点1到点2获得的机械能为：Hr.。 = H, + H,= P2- Pi8D2gpg2025/11/28

2025/11/28 9 两个速度的合速度就是液体质点在点1或点2处相对 于静止的壳体的速度，称为绝对速度，用c1、c2来表示。 单位重量理想液体，通过无数叶片的旋转，获得的能 量称作理论压头，用HT,∞表示。 单位重量液体由点1到点2获得的机械能为： HT , = Hp + Hc g c c g p p 2 2 1 2 2 1 2 − + − = 

液体经叶轮后静压能的H.:液体经叶轮后动能的增加；H。：增加。静压能增加项H。主要由于两方面的因素促成：液体在叶轮内接受离心力所作的外功，单位质量液体心所接受的外功可以表示为：20UFdr =["rodr222）叶轮中相邻的两叶片构成自中心向外沿逐渐扩大的液体流道，液体通过时部分动能转化为静压能，单位质量静压2能的增加可表示为：W-W222025/11/2810

2025/11/28 10 Hc: 液体经叶轮后动能的增加；Hp: 液体经叶轮后静压能的 增加。静压能增加项Hp主要由于两方面的因素促成： 1）液体在叶轮内接受离心力所作的外功，单位质量液体 所接受的外功可以表示为： 2 ( ) 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 u u Fdr r dr r r r r r r −  =  = − =   2）叶轮中相邻的两叶片构成自中心向外沿逐渐扩大的液体 流道，液体通过时部分动能转化为静压能，单位质量静压 能的增加可表示为： 2 2 2 2 w1 − w