化工管路和離心泵

1、第一章第一章 流體流動及輸送技術(shù)流體流動及輸送技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) 管子的選用與管路安裝管子的選用與管路安裝 第二節(jié)第二節(jié) 流體流動的基礎(chǔ)知識流體流動的基礎(chǔ)知識 第四節(jié)第四節(jié) 液體輸送機械液體輸送機械第五節(jié)第五節(jié) 氣體輸送機械氣體輸送機械第一節(jié)第一節(jié) 流體輸送管路流體輸送管路 類類 型型結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)簡單簡單管路管路單一管路單一管路直徑不變、無分支的管路直徑不變、無分支的管路串聯(lián)管路串聯(lián)管路雖無分支但管徑多變的管路雖無分支但管徑多變的管路復(fù)雜復(fù)雜管路管路分支管路分支管路流體由總管分流到幾個分支，各分支出流體由總管分流到幾個分支，各分支出口不同口不同并聯(lián)管路并聯(lián)管路并聯(lián)管路中，分支最終又匯合到總管并聯(lián)

2、管路中，分支最終又匯合到總管一、管路的分類一、管路的分類 簡單管路簡單管路各種管路示意圖各種管路示意圖 復(fù)雜管路復(fù)雜管路 管路由管路由管子管子、管件管件和和閥門閥門等按一定的排列方式構(gòu)成，等按一定的排列方式構(gòu)成，也包括一些附屬于管路的管架、管卡、管撐等輔件。也包括一些附屬于管路的管架、管卡、管撐等輔件。 二、管路的基本構(gòu)成二、管路的基本構(gòu)成 種類及名稱種類及名稱金屬管金屬管鋼管鋼管有縫鋼管有縫鋼管無縫鋼管無縫鋼管鑄鐵管鑄鐵管有色金屬管有色金屬管銅管與黃銅管銅管與黃銅管鉛管鉛管鋁管鋁管非金屬管非金屬管陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡膠管等陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡膠管等1 1、化工管材

3、、化工管材 2 2、管件、管件 管件是用來管件是用來連接連接管子以達到延長管路、改變管路方向管子以達到延長管路、改變管路方向或直徑、分支、合流或封閉管路的附件的總稱?；蛑睆?、分支、合流或封閉管路的附件的總稱。 用以用以改變流向改變流向：9090彎頭、彎頭、4545彎頭、彎頭、180180回彎頭等；回彎頭等； 用以用以堵截管路堵截管路：管帽、絲堵：管帽、絲堵( (堵頭堵頭) )、盲板等；、盲板等； 用以用以連接支管連接支管：三通、四通等；：三通、四通等； 用以用以改變管徑改變管徑：異徑管、內(nèi)外螺紋接頭：異徑管、內(nèi)外螺紋接頭( (補芯補芯) )等；等； 用以用以延長管路延長管路：管箍：管箍( (束

4、節(jié)束節(jié)) )、螺紋短節(jié)、活接頭、法蘭等。、螺紋短節(jié)、活接頭、法蘭等。管件分類管件分類 180180回彎管回彎管 三通三通 四通四通 異徑管異徑管 9090彎頭彎頭 法蘭法蘭 卡箍活接頭卡箍活接頭 管帽管帽 4545彎頭彎頭管件示例管件示例 閥門是用來閥門是用來啟閉啟閉和和調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)流量及及控制安全控制安全的部件。通過的部件。通過閥門可以調(diào)節(jié)流量、系統(tǒng)壓力、及流動方向。閥門可以調(diào)節(jié)流量、系統(tǒng)壓力、及流動方向。 3 3、閥門、閥門 閘閥閘閥 截止閥截止閥 止回閥止回閥 球閥球閥旋塞閥旋塞閥 全啟式安全閥全啟式安全閥閥門示例閥門示例 第一節(jié)第一節(jié) 流體輸送管路流體輸送管路 第二節(jié)第二節(jié) 流體流動的

5、基礎(chǔ)知識流體流動的基礎(chǔ)知識 第四節(jié)第四節(jié) 液體輸送機械液體輸送機械第五節(jié)第五節(jié) 氣體輸送機械氣體輸送機械第一章第一章 流體流動及輸送技術(shù)流體流動及輸送技術(shù) d d為管道內(nèi)徑，單位為管道內(nèi)徑，單位m m；u u為流體適宜流速，單位為流體適宜流速，單位m/sm/s，uqdv4一、管子的選用一、管子的選用管道內(nèi)徑計算式為管道內(nèi)徑計算式為 適宜流速由經(jīng)濟衡算得出適宜流速由經(jīng)濟衡算得出流體類別及情況流體類別及情況流速范圍流速范圍(m/s)(m/s)水及低粘度液體（水及低粘度液體（0.10.11.0MPa1.0MPa）工業(yè)供水（工業(yè)供水（0.8 MPa0.8 MPa以下）以下）鍋爐供水（鍋爐供水（0.8

6、MPa0.8 MPa以下）以下）飽和蒸汽飽和蒸汽一般氣體（常壓）一般氣體（常壓）離心泵排出管（水一類液體）離心泵排出管（水一類液體）液體自流速度（冷凝水等）液體自流速度（冷凝水等）真空操作下氣體流速真空操作下氣體流速1.53.01.53.03.0204010202.53.00.510某些流體在管道中的流速范圍某些流體在管道中的流速范圍技能訓(xùn)練技能訓(xùn)練 管路拆裝訓(xùn)練管路拆裝訓(xùn)練 二、管路的布置與安裝原則二、管路的布置與安裝原則 工業(yè)上的管路布置既要考慮到工藝要求，又要考慮到經(jīng)濟要求，工業(yè)上的管路布置既要考慮到工藝要求，又要考慮到經(jīng)濟要求，還要考慮到操作方便與安全，在可能的情況下還要盡可能美觀。還

7、要考慮到操作方便與安全，在可能的情況下還要盡可能美觀。第三節(jié)第三節(jié) 管子的選用與管路安裝管子的選用與管路安裝 第一節(jié)第一節(jié) 流體輸送管路流體輸送管路 第二節(jié)第二節(jié) 流體流動的基礎(chǔ)知識流體流動的基礎(chǔ)知識 第五節(jié)第五節(jié) 氣體輸送機械氣體輸送機械第一章第一章 流體流動及輸送技術(shù)流體流動及輸送技術(shù) 流體輸送機械流體輸送機械液體輸送機械液體輸送機械氣體輸送氣體輸送機械機械（通稱為泵）（通稱為泵）（如風(fēng)機、壓縮機、真空泵等）（如風(fēng)機、壓縮機、真空泵等）離心式離心式往復(fù)式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式流體作用式流體作用式一、離心泵的結(jié)構(gòu)一、離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的外觀離心泵的外觀l-l-泵體；泵體；2-2-葉輪；葉輪；3-

8、3-密封環(huán)；密封環(huán)；4-4-軸套；軸套；5-5-泵蓋；泵蓋；6-6-泵軸；泵軸；7-7-托架；托架；8-8-聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；9-9-軸承；軸承；10-10-軸封裝置；軸封裝置； 11-11-吸入口；吸入口；12-12-蝸形泵殼；蝸形泵殼；13-13-葉片；葉片；14-14-吸入管；吸入管；15-15-底閥；底閥；16-16-濾網(wǎng)；濾網(wǎng)；17-17-調(diào)節(jié)閥；調(diào)節(jié)閥；18-18-排出管排出管離心泵結(jié)構(gòu)詳解離心泵結(jié)構(gòu)詳解1 1、離心泵葉輪、離心泵葉輪離心泵的吸液方式離心泵的吸液方式為使泵內(nèi)液體能量轉(zhuǎn)換效率增高，葉輪外周安裝導(dǎo)輪。為使泵內(nèi)液體能量轉(zhuǎn)換效率增高，葉輪外周安裝導(dǎo)輪。 2 2、離心泵泵殼、離

9、心泵泵殼作用：作用：將葉輪封閉在一定的空間內(nèi)，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體將葉輪封閉在一定的空間內(nèi)，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體外形：外形：多為蝸殼形，故又稱蝸殼多為蝸殼形，故又稱蝸殼蝸殼形流道截面積逐漸擴大，從葉輪四周甩出的高速液體蝸殼形流道截面積逐漸擴大，從葉輪四周甩出的高速液體逐漸減速，部分動能有效轉(zhuǎn)換為靜壓能。逐漸減速，部分動能有效轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時又是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時又是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。3 3、離心泵軸封裝置、離心泵軸封裝置作用：作用：防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入

10、泵殼內(nèi)類型：類型：填料密封、機械密封填料密封、機械密封浸油、涂有石墨的石棉繩浸油、涂有石墨的石棉繩依靠裝在軸上的動環(huán)與固定在依靠裝在軸上的動環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面的相對泵殼上的靜環(huán)之間端面的相對運動運動二、離心泵工作原理二、離心泵工作原理 啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動。在高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動。在離心力離心力的作用下，液體的作用下，液體從葉輪中心被從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由

11、于流道的逐漸擴大而減速，又將部分形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真真空空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢姡灰~輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被續(xù)壓入葉輪中?？梢?，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出。吸入和排出。離心泵工作原理圖示離心泵工作原理圖示 泵

12、泵啟動啟動時，若泵殼與吸入管路內(nèi)時，若泵殼與吸入管路內(nèi)沒有充滿沒有充滿液液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度遠小于液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度遠小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心就不能輸體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心就不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛。送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛。* *離心泵的氣縛現(xiàn)象離心泵的氣縛現(xiàn)象氣縛現(xiàn)象圖示氣縛現(xiàn)象圖示三、離心泵的性能參數(shù)三、離心泵的性能參數(shù)流量：流量：指離心泵在單位時間內(nèi)排入到管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以指離心泵在單位時間內(nèi)排入到管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以Q表示，表示，單位為單位為L.s-1或或m3.h-1。 揚程：揚程：指泵給予單位重量

13、液體的有效能量，以指泵給予單位重量液體的有效能量，以H表示，單位為表示，單位為m。效率：效率：反映泵對外加能量的利用程度，以反映泵對外加能量的利用程度，以 表示，無量綱表示，無量綱。軸功率：軸功率：指泵軸所需的功率，以指泵軸所需的功率，以P表示，單位為表示，單位為W或或kW。每秒鐘泵對輸出液體所作的功，稱為泵的有效功率，以每秒鐘泵對輸出液體所作的功，稱為泵的有效功率，以Pe表示表示。見例見例1-71-7IS100-80-125 2900r/min Q/m3/h Pe/W H/m H-Q -Q N-Q 離心泵性能曲線示意圖離心泵性能曲線示意圖四、離心泵的選用四、離心泵的選用選用原則：選用原則：

14、確定離心泵的確定離心泵的類型類型 確定輸送系統(tǒng)的確定輸送系統(tǒng)的流量和揚程流量和揚程 確定離心泵的確定離心泵的型號型號 校核校核軸功率軸功率 列出泵在設(shè)計點處的性能，供使用時參考列出泵在設(shè)計點處的性能，供使用時參考p葉輪葉輪pv，使液體汽化使液體汽化五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象五、離心泵的氣蝕現(xiàn)象汽蝕現(xiàn)象：汽蝕現(xiàn)象： 泵內(nèi)液體汽化，汽泡形成和破裂的過程中使葉輪材料受到損壞的現(xiàn)象泵內(nèi)液體汽化，汽泡形成和破裂的過程中使葉輪材料受到損壞的現(xiàn)象產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：危害：危害：（1 1）葉輪遭到剝蝕）葉輪遭到剝蝕 ；（2 2）產(chǎn)生噪音和振動；）產(chǎn)生噪音和振動；（3 3）流量不穩(wěn)定，顯著下降，嚴重時不能送液。）流量

15、不穩(wěn)定，顯著下降，嚴重時不能送液。工程上規(guī)定，當(dāng)泵的揚程下降工程上規(guī)定，當(dāng)泵的揚程下降3 3時，認為進入了氣蝕狀態(tài)。時，認為進入了氣蝕狀態(tài)。預(yù)防：預(yù)防：vpp葉輪只需使得只需使得 即可，亦即或者升高即可，亦即或者升高 或者降低或者降低葉輪pvp氣蝕現(xiàn)象圖示氣蝕現(xiàn)象圖示六、離心泵的允許安裝高度六、離心泵的允許安裝高度工程上從根本上避免氣蝕現(xiàn)象的方法是工程上從根本上避免氣蝕現(xiàn)象的方法是限制泵的安裝高度限制泵的安裝高度避免離心泵氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的最大安裝高度，即避免離心泵氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的最大安裝高度，即泵的吸入口與吸入泵的吸入口與吸入 貯槽液面間可允許達到的貯槽液面間可允許達到的最大垂直距離最大垂直距離，

16、稱為離心泵的允許安裝稱為離心泵的允許安裝 高度高度, ,也叫允許吸上高度，用也叫允許吸上高度，用 表示。表示。gH0101 離心泵的允許安裝高度離心泵的允許安裝高度Hg假定泵在可允許的最高位置上操作，以液面為基準面，則由列貯槽假定泵在可允許的最高位置上操作，以液面為基準面，則由列貯槽液面液面0-00-0與泵的吸入口與泵的吸入口1-11-1兩截面間的伯努利方程式，可得兩截面間的伯努利方程式，可得離心泵的允許安裝高度離心泵的允許安裝高度10,21102fghgugppH 允許安裝高度，允許安裝高度，m m； 吸入液面壓力，吸入液面壓力，PaPa； 吸入口允許的最低壓力，吸入口允許的最低壓力，PaP

17、a； 吸入口處的流速，吸入口處的流速，m/sm/s； 被輸送液體的密度，被輸送液體的密度，kg/mkg/m3 3； 流體流經(jīng)吸入管的阻力，流體流經(jīng)吸入管的阻力，m m。gH0p1p1u10,fhgpgugphv2211允許汽蝕余量：允許汽蝕余量：一般由實驗測定，由泵性能中查取。一般由實驗測定，由泵性能中查取。10,0fvgHhgpgpH離心泵的允許安裝高度離心泵的允許安裝高度泵吸入口處動壓頭與靜壓頭之和比被輸送液體的飽和蒸汽壓頭高出的泵吸入口處動壓頭與靜壓頭之和比被輸送液體的飽和蒸汽壓頭高出的最小數(shù)值，用最小數(shù)值，用 表示。表示。h 當(dāng)允許安裝高度為負值時，離心泵的吸入口低于貯槽液面。當(dāng)允許安

18、裝高度為負值時，離心泵的吸入口低于貯槽液面。 為安全起見，泵的實際安裝高度通常能比允許安裝高度低為安全起見，泵的實際安裝高度通常能比允許安裝高度低 0.5m0.5m1m1m。 2BAQHe七、管路的特性曲線七、管路的特性曲線對于給定的管路，其輸送任務(wù)（流量）與完成任務(wù)所需要的壓頭對于給定的管路，其輸送任務(wù)（流量）與完成任務(wù)所需要的壓頭之間也存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系稱為管路特性，表示在之間也存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系稱為管路特性，表示在壓頭壓頭與與流量流量的關(guān)系圖上，稱為管路的特性曲線。的關(guān)系圖上，稱為管路的特性曲線。管路特性方程管路特性方程: :QAHeBQ2QHe管路特性曲線管路特性曲線管路特性影響因素管路特性影響因素 管路的鋪設(shè)情況管路的鋪設(shè)情況 操作條件操作條件與泵的特性無關(guān)！與泵的特性無關(guān)！ 指定指定泵安裝在泵安裝在特定特定管路中，只能有管路中，只能有一個一個穩(wěn)定穩(wěn)定的工作點的工作點。 八、離心泵的工作點八、離心泵的工作點將泵的將泵的H HQ Q曲線與管路的曲線與管路的H HQ Q曲線繪在同一坐標系中，兩曲線曲線繪在同一坐標系中，兩曲線的交點稱為泵的工作點的交點稱為泵的工作點當(dāng)泵安裝在指定管路時，流量與壓頭當(dāng)泵安裝在指定管路時，流量與壓頭之間的關(guān)系既要滿足泵的特性，也要之間的