流體輸送技術課件第一章 流體輸送技術

1、第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術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）（如風機、壓縮機、真空泵等）（如風機、壓縮機、真空泵等）離心式離心式往復式往復式旋轉式旋轉式流體作用式流體作用式第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術l-l-泵體；泵體；2-2-葉輪；葉輪；3-3-密封環(huán)；密封環(huán)；4-4-軸套；軸套；5-

2、5-泵蓋；泵蓋；6-6-泵軸；泵軸；7-7-托架；托架；8-8-聯軸器；聯軸器；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；濾網；17-17-調節(jié)閥；調節(jié)閥；18-18-排出管排出管離心泵結構詳解離心泵結構詳解第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單

3、元操作技術化工單元操作技術離心泵葉輪離心泵葉輪第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心泵的吸液方式離心泵的吸液方式第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術為使泵內液體能量轉

4、換效率增高，葉輪外周安裝導輪。 離心泵泵殼離心泵泵殼作用：作用：將葉輪封閉在一定的空間內，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換裝置。第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心泵軸封裝置離心泵軸封裝置作用：作用：防止泵殼內液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內類型：類型：填料密封、機械密封浸油、涂有石墨的石棉繩依靠裝在軸上的動環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面的相對運動第一章第一章 流體流動及輸送技

5、術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心泵工作原理離心泵工作原理 啟動前，泵殼內灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動啟動前，泵殼內灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉動，葉片間的液體也隨著轉動。在高速轉動，葉片間的液體也隨著轉動。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，又將部分動能轉變?yōu)殪o壓能動能轉變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要，最

6、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。可見，只要葉輪不斷地轉動，液體便會不斷地被續(xù)壓入葉輪中?？梢姡灰~輪不斷地轉動，液體便會不斷地被吸入和排出。吸入和排出。第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術 泵泵啟動啟動時，若泵殼與吸入管路內時，若泵殼與吸入管路內沒有充滿沒有充滿液體，則泵液體，則泵殼內存有空氣，由于空氣的密

7、度遠小于液體的密度，產生殼內存有空氣，由于空氣的密度遠小于液體的密度，產生的離心力很小，葉輪中心就不能輸送液體，此種現象稱為的離心力很小，葉輪中心就不能輸送液體，此種現象稱為氣縛。氣縛。離心泵的氣縛現象離心泵的氣縛現象第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術氣縛現象圖示氣縛現象圖示第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心泵的性能參數離心泵的性能參數流量：流量：指離心泵在單位時間內排入到管路系統(tǒng)內的液體體積，以Q表示，單位為L.s-1或m3.h-1。 揚程：揚程：指泵給予單位重量液體的有效能量，以H表示，

8、單位為m。效率：效率：反映泵對外加能量的利用程度，以表示，無量綱。軸功率：軸功率：指泵軸所需的功率，以P表示，單位為W或kW。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。第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術IS100-80-125 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第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心泵的選用離心泵的選用選用原則：選用原則： 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

9、流量流量和和揚程揚程 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 列出泵在列出泵在設計點設計點處的性能，供使用時參考處的性能，供使用時參考第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技

10、術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術p葉輪pv，使液體汽化離心泵的氣蝕現象離心泵的氣蝕現象汽蝕現象：汽蝕現象： 泵內液體汽化，汽泡形成和破裂的過程中使葉輪材料受到

11、損壞的現象產生原因：產生原因：危害：危害：（1）葉輪遭到剝蝕 ；（2）產生噪音和振動；（3）流量不穩(wěn)定，顯著下降，嚴重時不能送液。工程上規(guī)定，當泵的揚程下降工程上規(guī)定，當泵的揚程下降3 3時，認為進入了氣蝕狀態(tài)。時，認為進入了氣蝕狀態(tài)。第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術氣蝕現象預防措施氣蝕現象預防措施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第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術氣蝕現象圖示氣蝕現象圖示第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技

12、術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心泵的允許安裝高度離心泵的允許安裝高度工程上從根本上避免氣蝕現象的方法是工程上從根本上避免氣蝕現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象發(fā)生的最大安裝高度，即避免離心泵氣蝕現象發(fā)生的最大安裝高度，即泵的泵的吸入口吸入口與與吸入吸入 貯槽液面貯槽液面間可允許達到的間可允許達到的最大垂直距離最大垂直距離，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，由也叫允許吸上高度，由 表示。表示。gH第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術0101 離心泵的允許安裝高度Hg假定泵在

13、可允許的最高位置上操作，以液面為基準面，則由下列貯槽液面0-0與泵的吸入口1-1兩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2011,0 12gfppuHHgg 允許安裝高度，m； 吸入液面壓力，Pa； 吸入口允許的最低壓力，Pa； 吸入口處的流速，m/s； 被輸送液體的密度，kg/m3； 流體流經吸入管的阻力，m。gH0p1p1u10,fh第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術2112Sppuhggg 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。0,0 1SgfppHhHgg

14、 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最小數值，用 表示。h第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術 當允許安裝高度為負值時，離心泵的吸入口低于貯槽液面。當允許安裝高度為負值時，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。 第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術C080530.4736 10,971.8skgPPam0sgfPPH

15、hHg吸入3598 100.4736 102.04971.8 9.81m69. 0例例1 1 用型號為用型號為IS65-50-125IS65-50-125的離心泵將敞口貯槽中的離心泵將敞口貯槽中8080的水的水送出，吸入管路的壓頭損失為送出，吸入管路的壓頭損失為4m4m，當地大氣壓為，當地大氣壓為98kPa98kPa。試確。試確定此泵的安裝高度。定此泵的安裝高度。 解：查附錄：解：查附錄：水， IS65-50-125泵氣蝕余量 =2.0m泵允許安裝高度： = =第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術m5 . 0mHg2 . 15 . 069. 0m

16、2 . 1 為安全起見，再降低即 即泵需要安裝在水槽液面以下或更低。第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術例2 用油泵從貯槽向反應器輸送用油泵從貯槽向反應器輸送4444的異丁烷，貯槽中異丁的異丁烷，貯槽中異丁烷液面恒定，其上方絕對壓力為烷液面恒定，其上方絕對壓力為652kPa652kPa。泵位于貯槽液面以。泵位于貯槽液面以下下1.5m1.5m處，吸入管路全部壓頭損失為處，吸入管路全部壓頭損失為1.6m1.6m。4444時異丁烷的時異丁烷的密度為密度為530kg/m530kg/m3 3，飽和蒸汽壓為，飽和蒸汽壓為638 kPa638 kPa。所選用泵

17、的允許汽。所選用泵的允許汽蝕余量為蝕余量為3.5m3.5m，問此泵能否正常操作？，問此泵能否正常操作？解：泵允許的安裝高度：0sfPPHghHg 吸入6 . 15 . 381. 9530106386523）（m4 . 2yHgHg允實此泵安裝不當，會發(fā)生氣蝕現象。 第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術2vABqHe 管路的特性曲線管路的特性曲線對于給定的管路，其輸送任務（流量）與完成任務所需要的壓頭之間也存在一定的關系，這種關系稱為管路特性，表示在壓頭壓頭與流流量量的關系圖上，稱為管路的特性曲線。管路特性方程管路特性方程: :第一章第一章 流體流

18、動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術QAHeBqv2qvHe管路特性曲線管路特性曲線第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術管路特性影響因素管路特性影響因素 管路的鋪設情況管路的鋪設情況 操作條件操作條件與泵的特性無關！與泵的特性無關！ 第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術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。 離心泵的工作點離心泵的工作點將泵的Hqv曲線與管路的Heqv曲線繪在同一坐標系中，兩曲線的交點稱為泵的工作點當

19、泵安裝在指定管路時，流量與壓頭之間的關系既要滿足泵的特性，也要滿足管路的特性第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術 QeHeQHHM=H=HeMQMHMQM=Q=Qe離心泵的工作點離心泵的工作點第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心泵的流量調節(jié)離心泵的流量調節(jié)調節(jié)泵的工作點調節(jié)泵的工作點調節(jié)管路特性曲線和泵的特性曲線調節(jié)管路特性曲線和泵的特性曲線第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術改變閥門的開度改變閥門的開度 離心泵的流量調節(jié)離心泵的流量調節(jié)第一章第一

20、章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心泵的操作離心泵的操作離心泵的開停車操作離心泵的開停車操作 （1 1）開車前的準備工作）開車前的準備工作 （2 2）開車程序）開車程序 （3 3）停車程序）停車程序 （4 4）兩泵切換）兩泵切換離心泵操作訓練離心泵操作訓練 離心泵操作仿真訓練離心泵操作仿真訓練 第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術第三節(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) 流體流動的基礎知識流體流動的基礎知識 第四節(jié)第四節(jié) 液體輸送機械液體

21、輸送機械第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術氣體輸送機械氣體輸送機械 輸送和壓縮氣體的設備統(tǒng)稱為輸送和壓縮氣體的設備統(tǒng)稱為氣體壓送機械氣體壓送機械 氣體壓送機械也分離心式、旋轉式、往復式等類型氣體壓送機械也分離心式、旋轉式、往復式等類型第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術類類 型型終壓終壓/kPa/kPa（表壓）（表壓）壓縮比壓縮比用途用途通風機通風機15151 11.151.15用于換氣通風用于換氣通風鼓風機鼓風151.

22、154 4用于送氣用于送氣壓縮機壓縮機3003004 4造成高壓造成高壓真空泵真空泵當地大氣壓當地大氣壓由真空度決定由真空度決定用于減壓操作用于減壓操作氣體壓送機械的分類氣體壓送機械的分類 第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術 工業(yè)上常用的通風機主要有工業(yè)上常用的通風機主要有離心離心通風機和通風機和軸流軸流通風機兩通風機兩種型式。軸流式通風機所產生的風壓很小，一般只作通風換種型式。軸流式通風機所產生的風壓很小，一般只作通風換氣之用。用于氣體輸送的，多為離心通風機。氣之用。用于氣體輸送的，多為離心通風機。通風機通風機第一章第一章 流體流動及輸送技術

23、流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術 離心式通風機的工作原理和基本結構與離心泵相似離心式通風機的工作原理和基本結構與離心泵相似，但機殼斷面有方形和圓形兩種，一般低、中壓通風機多，但機殼斷面有方形和圓形兩種，一般低、中壓通風機多為為方形，高壓的多為圓形，葉輪上葉片數目方形，高壓的多為圓形，葉輪上葉片數目較多且長度較短。較多且長度較短。離心通風機結構與工作原理離心通風機結構與工作原理第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心通風機性能參數離心通風機性能參數風量風量: :風壓：風壓：軸功率與全壓效率：軸功率與全壓效率：按進口處的氣體狀態(tài)計

24、的單位時間內從風機出口排出的氣體體積，以Q表示，單位為 。hm /3單位體積的氣體流過風機時所獲得的能量，以 表示，單位為 。TH3/mJ1000tpQN軸功率以P表示，單位kw，全壓效率以 表示，無量綱。兩者之間關系為第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心通風機特性曲線示意圖離心通風機特性曲線示意圖第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術與離心式通風機、鼓風機相似，但由于單級壓縮機不可能產生很與離心式通風機、鼓風機相似，但由于單級壓縮機不可能產生很高的風壓，故離心壓縮機都是高的風壓，故離心壓縮機都是

25、多級多級的，的，葉輪的級數多葉輪的級數多，通常，通常1010級級以上。以上。葉輪轉速高葉輪轉速高，一般在，一般在5000r/min5000r/min以上。因此可以產生很高的以上。因此可以產生很高的出口壓強。由于氣體的體積變化較大，溫度升高也較顯著，故離出口壓強。由于氣體的體積變化較大，溫度升高也較顯著，故離心壓縮機常心壓縮機常分成幾段分成幾段，每段包括若干級，每段包括若干級，葉輪直徑逐段縮小葉輪直徑逐段縮小，葉，葉輪輪寬度也逐級有所縮小寬度也逐級有所縮小。段與段間設有。段與段間設有中間冷卻器中間冷卻器將氣體冷卻，將氣體冷卻，避免氣體終溫過高。避免氣體終溫過高。離心式壓縮機離心式壓縮機工作原理：工作原理：第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離心式壓縮機典型結構圖離心式壓縮機典型結構圖第一章第一章 流體流動及輸送技術流體流動及輸送技術 化工單元操作技術化工單元操作技術離