《流体力学与机械》课程教学课件（讲稿）第十章 流体机械——泵与风机

第十章流体机械：泵与风机资源与环境工程学院

资源与环境工程学院 第十章 流体机械：泵与风机

10.1 离心式泵泵和风机是输送流体的机械。泵与风机也是传递和转换能量的机械，将机械能传递为流体的压能以克服流体在流道中的阻力。① 10.1 离心式泵① 10.1.1 离心式泵的构造与工作原理利用叶轮的旋转，在供性离心力的作用下，吸入、排出液体。叶轮向预先充满液体一叶轮旋转，传递能量给液体一液体摊出，固时吸入液体。图9.1离心式泵的构造略图1一叶轮；2一叶片；3—吸人口；4一机壳5一出口资源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 • 泵和风机是输送流体的机械。泵与风机也是传递和转换能量的 机械，将机械能传递为流体的压能以克服流体在流道中的阻力。 Ø 10.1 离心式泵 Ø 10.1.1 离心式泵的构造与工作原理 • 利用叶轮的旋转，在惯性离心力的作用下，吸入、排出液体。 • 叶轮间预先充满液体——叶轮旋转，传递能量给液体——液体 排出，同时吸入液体

10.1 离心式泵多级泵：几个叶轮按一定距离装在固一根轴上。AMMU① 10.1.2 泵的场程-单位重量液体在泵中实际获得的能量。·H=泵出口处的能量e2-泵入口处的能量e①泵场程的算(一)根据泵上压力表和真空表续数确定场程贵源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 • 多级泵：几个叶轮按一定距离装在同一根轴上。 Ø 10.1.2  泵的扬程 • 单位重量液体在泵中实际获得的能量。 • H =泵出口处的能量e2 -泵入口处的能量e1 Ø 泵扬程的计算 （一）根据泵上压力表和真空表读数确定扬程

10.1 离心式泵据定义，如图，据能量关系方程，以0-0为基准，对1-1和2-2断面:V2e=h++e, =h, +z, + P2g 2gg2g设大气压强为pa，真空表续数为p,，压力表续数为pm，则pi=pa-p,+yzyP2=Pa+Pm+zMP+p+2- V,-H =e, - e =(z, + zm)- , + Pv + p..2g2ggg(z2+zm)-Z,=z为压力表与真空表位置的高度差。当^z很小时可忽咯不计；若泵的进出口断面积相差很小，则V2~VH=P+p总场程g即为泵进口处的真空表读数与出口处压力表读数之和。贵源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 • 据定义，如图，据能量关系方程，以O-O为基准，对1-1和2-2 断面： • 设大气压强为pa，真空表读数为pv，压力表读数为pM，则 • p1=pa -pv+γzv • p2=pa+pM+γzM • (z2+zm)-zv =△z为压力表与真空表位置的高度差。 • 当△z很小时可忽略不计； • 若泵的进出口断面积相差很小，则v2≈v1 • 总扬程 • 即为泵进口处的真空表读数与出口处压力表读数之和

10.1离心式泵① 例题10.1：基工厂的水泵站，有一台水泵吸入管直经d,=250mm，压出管直经d,-200mm,水泵出口的压力表与入口的真空表的位置高差为0.3 m。 水泵正常运转时， 真空表的续数p,=3.92×104Pa， 压力表的续数pm=8.33×105Pa，测得其流量Q=60L/s。求水泵的场程H。解：水泵入口处平均速度Q1.222m/ sVpd?4Q·水泵出口处平均速度1.91m/ sV.pd?4·泵的扬程V2-yiH=Dz+PM +py89.41m2gg资源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 Ø 例题10.1：某工厂的水泵站，有一台水泵吸入管直径d1=250mm，压 出管直径d2=200mm，水泵出口的压力表与入口的真空表的位置高差 为0.3 m。水泵正常运转时，真空表的读数pv=3.92×104Pa，压力表的 读数pM=8.33×105Pa，测得其流量Q=60L/s。求水泵的扬程H。 • 解： • 水泵入口处平均速度 • 水泵出口处平均速度 • 泵的扬程

10.1离心式泵（ 二） 依据能量和水头关系计算如图，以0-0面为基准,列吸池液面与1-1断面的能量方程:p.+h.=e+h2g2ggg1Ve=h+Pi+2g2ggg列2-2断面与排液池液面d-d的能量方程：AV2PVa+hh+22g2gggO2gg则H=e,-e =h,+h,VL2g2ggg资源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 （二）依据能量和水头关系计算 • 如图，以O-O面为基准，列吸池液面与1-1断面的能量方程： • 列2-2断面与排液池液面d-d的能量方程： • 则

10.1 离心式泵: v～0, v~0;H= h, +ha + ha +hs+ Pa- Pog·其中,· h,+h,为排液池面与吸液池面的垂直距离，称为几何扬程,HG.。his+ha是吸入管与压出管路的阻力损失，称为损失扬程或损失水头，Hi;·PrPo为排液池面压强与吸液池面压强之差。所以,泵的总程用于将单位重量的液体送到几何高度h,+hd供给吸入管路与压出管路克服阻力所消耗的能量his+hia及克服排液池面与吸液池面压强差(PrPo/y注意：泵的场程是指单位重量流体从泵入口到出口的能量增量它与泵的出口水头是两个不固的概念，也不能片面地理解能将水提升H(m) 高。资源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 • vd≈0，v0≈0； • 其中， • hs+hd为排液池面与吸液池面的垂直距离，称为几何扬程，HG ； • hls+hld是吸入管与压出管路的阻力损失，称为损失扬程或损失 水头，Hl； • pd -p0为排液池面压强与吸液池面压强之差。 • 所以，泵的总扬程用于将单位重量的液体送到几何高度hs+hd、 供给吸入管路与压出管路克服阻力所消耗的能量hls+hld及克服 排液池面与吸液池面压强差(pd -p0 )/γ。 • 注意：泵的扬程是指单位重量流体从泵入口到出口的能量增量， 它与泵的出口水头是两个不同的概念，也不能片面地理解为泵 能将水提升H（m）高

10.1离心式泵据以上分析，场程计算具体又分三种借况：1. 当泵向开式（通大气）水池供水时H=h +ha +hu + h + Pa= Po=h +h, + hu + h.=Ha + H,g① 例题10.2： 电离心泵经管路向水塔供水， 其装置情况如下：(1）吸入管路。 管直径d,=250mm，管长l,=20m；每米长度的沿程损失i为0.02mH,0；装有一个带底的滤水网（=4.45），90°弯头（多=0.291 ）两个。(2）压出管路。 管直径d,=200mm，管长l,=200m；每米长度的沿程损失i为0.03mH,0；装有全开的（三,=0.05）一个，90°弯头（5-0.291 ）三个。管路出口的局部阻力系数x=1。(3）泵的吸入几何高度h=4m，压出何高度h=30m；翁水量Q-60L/s；吸水池与水落的液面均为大气。·试确定此水泵应具备的杨程H。资源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 • 据以上分析，扬程计算具体又分三种情况： 1. 当泵向开式（通大气）水池供水时 Ø 例题10.2：由离心泵经管路向水塔供水，其装置情况如下： （1）吸入管路。管直径d1=250mm，管长l 1=20m；每米长度的沿程损 失i 1为0.02mH2O；装有一个带底阀的滤水网（ξv=4.45），90°弯头（ ξb=0.291 ）两个。 （2）压出管路。管直径d2=200mm，管长l 2=200m；每米长度的沿程损 失i 2为0.03mH2O；装有全开的闸阀（ ξg=0.05）一个，90°弯头（ ξb=0.291 ）三个。管路出口的局部阻力系数ξex =1。 （3）泵的吸入几何高度hs=4m，压出几何高度hd=30m；输水量 Q=60L/s；吸水池与水塔的液面均为大气。 • 试确定此水泵应具备的扬程H

10.1 离心式泵·解:01.222m/sVp吸入管平均流速d?401.91m/ s压出管平均流速pds4·吸入管中的阻力损失为V.=0.783mH,O+2h2gX2g，压出管中的阻力损失为VV2+xexV,2+3xb=6.357mH,0ha=il,+xg2g2g2g·水泵应具有的扬程为H=h.+h,+hd+hs=41.14m贵源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 • 解： • 吸入管平均流速 • 压出管平均流速 • 吸入管中的阻力损失为 • 压出管中的阻力损失为 • 水泵应具有的扬程为

10.1离心式泵2. 泵向压力客器供水时·上部水池不是开式，而是将液体压入压力容器时，或从低压容器（压强为p）向高压容器（压强为p）供水时所需场程应附加(pcPo/yo3.泵在闭合环路管网上工作时·泵的场程仅仅是等于该环路的流动阻力。资源与环境工程学院

资源与环境工程学院 10.1 离心式泵 2. 泵向压力容器供水时 • 上部水池不是开式，而是将液体压入压力容器时，或从低压容 器（压强为p0）向高压容器（压强为pd）供水时所需扬程应附 加(pd -p0 )/γ。 3. 泵在闭合环路管网上工作时 • 泵的扬程仅仅是等于该环路的流动阻力