化工原理課件 流體輸送單元操作及設備

1、第一節(jié) 概述一、流體輸送機械的作用1、流體輸送；2、向流體做功，傳遞能量，使流體位能、動能、 壓強能升高；二、流體輸送機械的分類 液體輸送機械:泵;1、據(jù)輸送的流體分 氣體輸送機械:風機或壓縮機; 離心式離心式2、據(jù)工作原理分 正位移式（容積）：往復式、旋轉(zhuǎn)式； 流體作用式 按終壓和壓縮比分氣體輸送機械:通風機、鼓風機壓縮 機和真空泵； 第二節(jié) 離心泵的性能及選用一、離心泵的工作原理與結構（一）結構及作用：1、葉輪作用：將原動機的機械能傳給液體，使液體的動能、壓強能大幅度提高。種類：開式、半開式、閉式2、泵殼（蝸殼）作用：（1）匯集液體； （2）轉(zhuǎn)能裝置：將動能轉(zhuǎn)化為壓強能；3、軸封裝置作用：

2、（1）防止泵內(nèi)高壓液體向泵外泄漏； （2）防止泵外氣體向泵內(nèi)泄漏；種類： 填料密封和機械密封； （二）工作原理1 1、排液原理：、排液原理：a.啟動離心泵前，先向泵內(nèi)灌水（即灌泵）；b.葉輪將原動機的機械能傳給液體，使液體的動能和壓強能都大幅度提高,液體在離心力的作用下被甩到葉輪外緣；c.液體在泵殼內(nèi)匯集起來，在泵殼流動時動能逐漸減小，壓強能逐漸增加，動能逐漸轉(zhuǎn)化為壓強能。 d.當液體壓力大于大氣壓時,表現(xiàn)為液體液面的上升,即排液.2 2、吸液原理：、吸液原理： 當葉輪中心的液體被甩出去后，中間形成一暫時的低壓區(qū)，當中心壓力小于大氣壓時，表現(xiàn)為離心泵的吸液。3、 “氣縛”現(xiàn)象：由于葉輪中心存有

3、氣體，雖啟動離心泵但不能送液的現(xiàn)象。 二、離心泵的主要性能及特性曲線(一)離心泵的主要性能1、流量 Q m3/h;2、揚程 H m;3、離心泵的軸功率和效率（1）有效功率Ne :單位時間內(nèi)泵對液體所做的 有效功。feHgppguuzzHH122122122gpphH120 計算公式： KW（2）軸功率N ：單位時間內(nèi)泵軸傳給泵的機械能量。（3）效率： 容積損失 泵的能量損失 水力損失 機械損失 gHQNe%100NNe（二）離心泵的特性曲線及影響因素 特性曲線： H H-Q：- N-Q：- -Q： -（三）影響離心泵性能的因素 N 密度 轉(zhuǎn)速：比例定律1、流體性質(zhì) 2、泵的性質(zhì) 粘度 葉輪直徑

4、：切割定律 比例定律：切割定律：1212DDQQ1212nnQQ21212nnHH31212nnNN21212DDHH31212DDNN四、離心泵的汽蝕現(xiàn)象和吸上（安裝）高度離心泵的吸上高度：指泵入口中心處至貯槽液 面的垂直距離。1、離心泵的吸上高度的限制 在貯槽液面與泵入口間進行能量衡算：H gp吸 上 高 度 示 意 圖10,21102fHguHggpgp 貯槽通大氣：10,21102fgHgugppH10,2112fagHgugppH2、 離心泵的“汽蝕”現(xiàn)象：起因：泵內(nèi)壓力低于輸送條件下被輸送流體的飽和 蒸汽壓?，F(xiàn)象：液體氣化、液化導致液體對葉輪、泵殼的撞 擊和剝蝕作用，泵產(chǎn)生振動和噪

5、聲。解決方法：控制泵的安裝高度。3、離心泵的允許汽蝕余量汽蝕余量：有效汽蝕余量:(NPSH)a必需汽蝕余量:(NPSH)r關系: (NPSH)a (NPSH)r+0.5mgpgugpNPSHhv22114、離心泵的安裝高度 因此:實際安裝時，考慮安全量:0.51.0m。例題：P56，（略）。1021102fgHgugppH100frvgHNPSHgpgpH五、離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)1、管路特性曲線2、泵的工作點 P 2BQAHe3、離心泵的流量調(diào)節(jié)方法：（1）改變管路特性曲線 調(diào)節(jié)流量閥：入口閥和出口閥（2）改變泵的特性曲線 改變轉(zhuǎn)速和葉輪直徑4、離心泵的組合操作（1）并聯(lián)操作：流量大幅度增

6、加，揚程有所增加，但幅度不大；（2）串聯(lián)操作：揚程大幅度增加，流量有所增加，但幅度不大；六、離心泵的類型與選用（1）類型： 清水泵（IS）、 單級雙吸式離心泵（Sh） 多級泵（D、DG）、 耐腐蝕泵（F）、油泵（Y）、雜質(zhì)泵（P）（2）規(guī)格：IS65-40-315類型 入口直徑：mm 出口直徑:mm 葉輪直徑：mmD12-253表示： 級數(shù) 單級揚程 流量 入口直徑 油泵 揚程 多級泵 25FB-16A 50Y60A入口直徑 耐腐蝕泵 材料代號 揚程 葉輪切割(3)選用*確定輸送系統(tǒng)的流量與揚程 *選擇泵的類型與型號 根據(jù)所輸送流體的種類選擇泵的類型，根據(jù)送液量及揚程選擇泵的型號；*核算泵所需

7、的軸功率；*確定泵的安裝高度； 例2-4題。七、離心泵的安裝與操作1、安裝與運轉(zhuǎn)計算安裝高度，盡量減小進口阻力，在出口安裝單向閥；啟動泵前應先灌泵排氣；啟動時關閉出口閥，停泵時先關閉出口閥；定期檢查泵體、軸承潤滑和軸封等狀況； 第三節(jié) 其它化工生產(chǎn)用泵一、往復泵1、結構：泵缸、活塞、吸入閥和出口閥。2、工作原理：3、主要性能：（1）流量 單動泵： 與容積有關 雙動泵： 實際輸液量： 為容積效率 ASnQTSnaAQT 2TQQ沖程:活塞在兩端點間的位移或距離。 （2）揚程：揚程理論上與流量無關； 適用場合： 小流量，大揚程；輸送高粘度流體（3）流量調(diào)節(jié)方法：采用旁路調(diào)節(jié)； 啟動泵前應打開出口閥

8、;（4）允許汽蝕余量 往復泵也可能發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，所以安裝高度受限制；但往復泵啟動前不需用灌泵，有自吸能力；例（略）二、計量泵：結構：往復式作用:準確定量的輸送液體，保證液體的配比。 三、齒輪泵結構：適用場合：輸送小流量、高揚程的粘稠的液體。07429三、旋渦泵1、結構：葉輪、泵體2、工作原理（同離心泵）3、特性曲線： Q增加，H減??； Q增加，Ne減??； Q增加，先增加后減??；4、特點：（1）啟動前應打開出口閥；（2）調(diào)節(jié)流量用旁路調(diào)節(jié)；5、適用場合： 高揚程、小流量；補充：螺桿泵、隔膜泵等螺桿泵結構：種類：單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵特點：壓頭高，效率高、流量穩(wěn)定；適用場合：輸送高壓、高粘度

9、流體。隔膜泵結構、特點： 適用于輸送腐蝕性液體或懸浮液。第四節(jié) 氣體輸送機械簡介1、用途: （1）輸送氣體； （2）產(chǎn)生高壓氣體； （3）營造真空狀態(tài)；2、輸送特點：（1）體積流量大，動力消耗大；（2）設備體積龐大；（3）氣體具有可壓縮性，體積和溫度變化大；3、種類：根據(jù)出口壓強與壓縮比分通風機:小于15KPa,壓縮比為1-1.15; 鼓風機:15-300KPa,壓縮比小于4; 壓縮機:大于300KPa，壓縮比大于4; 真空泵:終壓為大氣壓；一、往復式壓縮機結構：氣缸、活塞、吸氣閥和排氣閥；工作原理：利用活塞的往復運動達到輸送或壓 縮氣體的目的。工作過程：吸氣、壓縮、排氣、膨脹。1、基本結構與

10、工作原理：2、往復式壓縮機的主要性能（1）排氣量生產(chǎn)能力：單位時間排出的氣體體積（按吸入狀態(tài)計）。 單動壓縮機： 雙動壓縮機： 實際排氣量： 排氣系數(shù)：0.8-0.95;rASnQminrSnAQ 2minminminQQd（2）軸功率和效率 效率一般在0.7-0.9（3）往復式壓縮機的類型及選用類型：空氣壓縮機、氮壓縮機、氧壓縮機、氫壓縮機；單動、雙動壓縮機； 單級、雙級和多級壓縮機；低壓、中壓、高壓和超高壓機；按排氣量分：微型、小型、中型、大型；立式、臥式、角式和對稱平衡式；氣缸布置成L型、V型、W型和星型等不同角度的。 氣缸橫臥排列在曲軸軸頸互成180度的曲軸兩側，布置成H型，其慣性力基

11、本能平衡。選用：選型號：據(jù)排氣量和排氣壓力；選類型：據(jù)輸送流體的種類；選結構、型式：據(jù)生產(chǎn)任務及生產(chǎn)條件；二、離心式通風機1、結構和類型 葉輪、機殼（矩形）；工作原理： 同離心泵。葉片直徑大，數(shù)目多類型：低壓（低于1KPa表） 中壓（1-3KPa表） 高壓（3-15KPa表） 2、性能參數(shù)與特性曲線（1）風量：Q m3/h;（2）全風壓：Ht Pa;fTHgppuuzzgH122122122由于 g(z2-z1) 、gHf和u12/2 可以忽略，則： 其中：Hst為靜風壓，Hk為動風壓， Ht為全風壓。（3）軸功率與效率 kw；kstTHHuppH222121000QHNt4、離心通風機的選用（1）根據(jù)管路計算系統(tǒng)所需實際風壓;（2）據(jù)所輸送氣體種類和風壓范圍，選擇 風機的類型；（3）據(jù)風量和風壓選擇風