化工原理2流體輸送機械課件

1、目錄離心泵的結構和工作原理離心泵的性能參數(shù)和特性曲線離心泵的工作點和流量調節(jié)離心泵的串、并聯(lián)汽蝕現(xiàn)象和安裝高度離心泵的類型和選用其他類型泵氣體輸送機械2022/7/271工作介質：液體泵 氣體風機或壓縮機工作原理：動力式(葉輪式)：離心式、軸流式等；容積式（正位移式）：往復式、旋轉式等；流體作用式：噴射式。分類： 第二章 流體輸送機械2022/7/272一、 離心泵的工作原理葉輪泵殼吸入管路排出管路泵軸底閥第一節(jié) 離心泵1-葉輪；2-泵殼，3-泵軸；4-吸入管；5-底閥；6-壓出管離心泵裝置簡圖2022/7/273 由于泵內存有空氣，空氣的密度遠小于液體的密度，葉輪旋轉產(chǎn)生的離心力小，因而葉輪

2、中心處所形成的低壓不足以將貯槽內的液體吸入泵內，此時雖啟動離心泵，也不能輸送液體，這種現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象。 表明離心泵無自吸能力充液（灌泵）排液: 出口切線方向吸液：葉輪中心2022/7/274二、離心泵的主要部件（1） 葉輪 作用 ：將原動機的能量傳給液體，使液體靜壓能 及動能都有所提高給能裝置 半開（閉）式閉式開式按結構分為：2022/7/275（2） 泵殼作用：匯集葉輪甩出的液體； 實現(xiàn)動能到靜壓能的轉換轉能裝置； 減少能量損失。（3） 軸封裝置作用：防止高壓液體沿軸漏出； 防止外界氣體進入泵殼內。2022/7/276三、離心泵的主要性能參數(shù) 流量 qV單位時間內泵所輸送液體的體積，m3/

3、s或 m3/h。 壓頭或揚程 H 離心泵對單位重量液體所做的功，J/N或m液柱。 效率 容積損失；水力損失；機械損失 一般，小型泵，效率為6085%，大型泵效率可達90%。2022/7/277 軸功率P軸功率P，有效功率Pe 2022/7/278四、離心泵的特性曲線HqV 、PqV 、qV：廠家實驗測定一定轉速、常壓、20清水（一）離心泵的特性曲線2022/7/279離心泵特性曲線n一定2022/7/2710HqV曲線：較大范圍內，qV H PqV曲線：qVPqV=0時，PPmin 離心泵啟動時，應關閉出口閥門2022/7/2711 qV曲線：離心泵在一定轉速下有一最高效率點 離心泵的設計點離

4、心泵銘牌上標注的性能參數(shù)均為最高效率點之值。離心泵的高效工作區(qū)：2022/7/2712（二）離心泵性能的改變與換算（1） 密度的影響qV不變，H不變，基本不變，P隨 變化。（2） 粘度的影響H，qV，而 P2022/7/2713（3） 離心泵轉速的影響 當液體的粘度不大，轉速變化小于20%時，認為效率不變，有：比例定律2022/7/2714（一）管路特性曲線五、離心泵的工作點與流量調節(jié) 在截面1-1與2-2 間列柏努利方程，有：特定的管路系統(tǒng)： 一定操作條件一定：其中：2022/7/2715而認為流體流動進入阻力平方區(qū)，變化較小 。為一常數(shù)亦為一常數(shù)2022/7/2716則管路特性方程管路特性

5、曲線HqV 管路特性曲線反映了被輸送液體對輸送機械的能量要求泵特性曲線工作點2022/7/2717（二）工作點解析法：管路特性方程泵特性方程工作點：管路特性曲線與泵特性曲線交點。 （三） 流量調節(jié)改變管路特性：調出口閥門；改變泵特性： 調轉速（或葉輪直徑）。2022/7/2718(1) 改變出口閥門開度適用：調節(jié)幅度不大，而經(jīng)常需要改變的場合。關小出口閥 le qV ,H 管路特性曲線變陡 工作點左上移特點：方便、快捷，流量連續(xù)變化； 閥門消耗阻力，不經(jīng)濟。2022/7/2719(2) 改變泵的轉速適用：調節(jié)幅度大，時間又長的季節(jié)性調節(jié)。n泵HqV曲線上移工作點右上移， H ， qV 特點：泵

6、在高效率下工作， 能量利用經(jīng)濟; 需變速裝置或切削葉輪。2022/7/2720（3）離心泵的組合操作 并聯(lián)操作qV并 H單 2022/7/2721 串聯(lián)操作qV串 qV單 H串 hr , pk pv時， 不汽蝕ha hr , pk pv時，開始發(fā)生汽蝕ha hr , pk qV需, H泵 H需 （4） 核算泵的功率。2022/7/2730第二節(jié) 其他類型化工用泵一、 往復泵（一） 構造與工作原理主要部件：泵缸、活塞 和單向活門。2022/7/2731工作原理：活塞對流體直接做功，提供靜壓能單動往復泵流量不均勻2022/7/2732雙動往復泵：2022/7/2733（二）往復泵的性能參數(shù) 流量單

7、動泵：理論流量實際流量V泵的容積效率，在0.90.97之間。流量由泵特性決定，而與管路特性無關。2022/7/2734流量調節(jié)方法：1. 改變活塞的往復次數(shù)或沖程；2. 旁路調節(jié)。2022/7/2735 壓頭（ 揚程）在電機功率范圍內，由管路特性決定。管路特性2H2管路特性1H1泵特性HqV正位移特性 流量只與泵特性有關，而壓頭與管路特性有關qVqV理2022/7/2736 功率與效率往復泵的總效率，一般為0.650.85。 適用壓頭高、流量小的液體，但不能輸送腐蝕性大及有固體的懸浮液。2022/7/2737二、 齒輪泵具有正位移特性。2022/7/2738三、旋渦泵（一）結構一種特殊的離心泵

8、。2022/7/2739（二）特點1. 啟動泵時，要打開出口閥門，改變流量時，旁路調節(jié)比安裝調節(jié)閥更經(jīng)濟；2. 能量損失大，效率低（20%40%），不適合輸送高粘度液體；3. 壓頭比離心泵高24倍，適用于高壓頭、小流量、低粘度清潔液體。2022/7/2740分類：按出口壓力或壓縮比分為： 通風機 p出(表) 15kPa =11.15 鼓風機 p出(表)=15300kPa 300kPa 4 真空泵 p出(表）=0 壓縮比由真空度決定第三節(jié) 氣體輸送機械2022/7/2741（一）工作原理與結構一、離心式通風機2022/7/2742（二）性能參數(shù)與特性曲線1. 性能參數(shù)（1）風量qV單位時間從風機

9、出口排出的氣體體積， m3/h或 m3/s。注意： qV應以風機進口狀態(tài)計。2022/7/2743（2）全風壓pt與靜風壓ps全風壓：單位體積的氣體經(jīng)風機后所獲得的能量，Pa或mmH2O以單位質量的氣體為基準 以單位體積的氣體為基準 2022/7/2744動風壓 靜風壓 全風壓2022/7/2745（3）軸功率與效率2. 特性曲線 用20、101.3kPa的空氣（=1.2kg/m3）測定。 風機的全風壓與氣體的密度成正比。qVPqVqVptqVpSqVn一定2022/7/2746(三) 離心通風機的選用 1. 計算輸送系統(tǒng)所需的全風壓，再換算成標定狀態(tài)下的全風壓；3. 根據(jù)qV、pt0 選風機

10、的型號。 qV qV需 ， pt0 pt0需2. 根據(jù)氣體的性質及風壓范圍，確定風機的類型；2022/7/2747二、鼓風機（一）離心鼓風機特點：外形離心泵外殼直徑與厚度之比較大葉片數(shù)目較多轉速較高 單級出口表壓多在30kPa以內；多級可達0.3MPa 2022/7/2748（二）羅茨鼓風機2022/7/2749 流量調節(jié)旁路調節(jié)或調轉速； 開機時打開出口閥門； 操作溫度5000rpm）2022/7/2751（二）往復式壓縮機2022/7/27521.工作過程假設 理想氣體； 氣體流經(jīng)吸氣、排氣閥時流動阻力忽略不計； 壓縮機無泄漏。 2022/7/2753（1）理想壓縮循環(huán)壓縮過程（1 2）恒壓排氣過程（2 3）恒壓吸氣過程（4 1）理想壓縮循環(huán)功：等溫絕熱2022/7/2754 等溫壓縮 絕熱壓縮2022/7/2755（2）實際壓縮循環(huán)余隙：排氣終了時，活塞與氣缸之間的空隙。1 2 壓縮過程2 3 排氣過程4 1 吸氣過程3 4 膨脹過程余隙氣體膨脹吸氣壓縮排氣2022/7/2756（3）余隙系數(shù)與容積系數(shù) .余隙系數(shù)低壓氣缸： 8%，高壓氣缸：可達12%。.容積系數(shù)2022/7/2757二者關系：討論：2022/7/27582. 多級壓縮2022/7/2759 避免排出氣體溫度過高； 減少功耗，提高壓縮機的經(jīng)濟性；