化工原理流體輸送設(shè)備課件

化工原理流體輸送設(shè)備課件1第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四教學(xué)目的：重點：課型：教學(xué)方法：難點：熟悉各種流體輸送機械，了解各種流體輸送機械的工作原理和操作特點，能夠根據(jù)實際需要正確選擇適宜的流體輸送機械。離心泵的工作原理、性能參數(shù)、特性曲線離心泵安裝高度的計算；往復(fù)式壓縮機多級壓縮和中間冷卻的必要性機械設(shè)備講解、動畫演示第二章流體輸送設(shè)備2第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2.1概述采用流體輸送設(shè)備操作的目的是為了提高流體的動能、位能或靜壓能，或用于克服沿程的阻力，也可能幾種目的兼而有之。一、管路系統(tǒng)對流體輸送機械的能量要求3第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四按輸送的介質(zhì)分類：液體——泵氣體——風機、壓縮機

流體輸送設(shè)備分類

按工作原理分類：動力式（葉輪式） 正位移式(容積式)：往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式流體作用式（如噴射式）4第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2.2離心泵(centrifugalpump)離心泵是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的液體輸送機械。其突出特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、流量均勻、調(diào)節(jié)控制方便、故障少、壽命長、適用范圍廣（包括流量、壓頭和介質(zhì)性質(zhì)）、購置費和操作費用均較低。5第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2.2離心泵(centrifugalpump)6第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

離心泵的構(gòu)造主要組成部分是葉輪(impeller)和蝸形泵殼(pumpcase)。葉輪安裝在泵殼內(nèi)，液體入口在泵殼中央，正對葉輪中心，并與吸入導(dǎo)管相連。壓出口在泵殼旁側(cè)，聯(lián)結(jié)壓出導(dǎo)管。7第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四葉輪：由4～12片向后彎曲的葉片(vane,blade)組成，安裝在泵軸上，由電動機帶動而快速旋轉(zhuǎn)。8第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四流體在離心泵葉輪中的運動離心泵工作原理9第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四導(dǎo)輪的作用導(dǎo)輪引導(dǎo)液體在泵殼通道內(nèi)平穩(wěn)地改變方向,減少能量損失,提高能量轉(zhuǎn)換效率.10第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

氣縛(airbind)：NOTE：在開車前應(yīng)預(yù)先將離心泵的泵殼和吸入管路中充滿液體，運轉(zhuǎn)過程中也要防止空氣漏入。為便于泵內(nèi)充滿液體,吸入管底部安裝有止逆底閥。如果泵的位置低于槽內(nèi)液面，則啟動時無需灌泵。當離心泵啟動時，若泵內(nèi)存在空氣，就會形成葉輪空轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為“氣縛”。11第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

離心泵的主要性能參數(shù)(performanceparameter)離心泵的流量(pumpingoutput)：單位時間排出液體體積。與葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)。揚程(deliverylift)He：又稱為泵的壓頭，是指泵對單位重量的流體所做的功。與流量、葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)。與轉(zhuǎn)速成正比與轉(zhuǎn)速的平方成正比12第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四離心泵揚程的測定12兩測壓點之間的管路很短，其間的流動阻力可忽略不計，即Hf=0m液柱揚程并不等于升舉高度△Z，升舉高度只是揚程的一部分。13第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四功率：在單位時間內(nèi)，液體自泵實際得到的功稱為泵的有效功率，pe，單位為W。效率：與轉(zhuǎn)速的三次方成正比14第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

離心泵的特性曲線

(characeristiccurve)注意：測定條件一般是20℃清水，轉(zhuǎn)速固定

15第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1）He—qv：隨流量增大，揚程有所下降。2）pe—qv：當流量增大時，功率也隨之增大；離心泵的功率在流量為零時最小，因此開車時常在出口閥關(guān)閉狀況下啟動3）—qv：選擇或使用離心泵時，應(yīng)盡量使泵在最高效率點附近（一般不低于最高效率點的92%）運轉(zhuǎn)。離心泵的銘牌上標有一組性能參數(shù)，它們都是與最高效率點對應(yīng)的性能參數(shù)。16第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四離心泵的安裝高度Hg：01Hg17第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四安裝高度過高將會導(dǎo)致葉輪中心處的壓力過低(低于被輸送流體在操作溫度下的飽和蒸汽壓)，從而發(fā)生氣蝕。氣蝕18第18頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四允許吸上真空高度Hs’：是離心泵的性能參數(shù)之一。是按大氣壓為10m水柱、輸送20℃清水、在指定流量下通過實驗測定的。實際操作時允許吸上真空高度：Ha———當?shù)卮髿鈮?，m水柱Hv——輸送液的飽和蒸氣壓，m水柱為了保證泵在運轉(zhuǎn)中不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，Hs’要留有一定的安全量。19第19頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四離心泵的允許安裝高度20第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四離心泵的允許安裝高度（2-28）21第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四例：用離心泵將真空蒸發(fā)器的完成液送至結(jié)晶器。蒸發(fā)器中液面的上的絕對壓力（即操作溫度下溶液的飽和蒸汽壓）為29.3KPa。泵安裝在地面上。已知泵的必需汽蝕余量為2.5m，吸入管路的壓頭損失為1.2m，試確定蒸發(fā)器內(nèi)液面距泵口的垂直高度。22第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四某離心泵的允許吸上真空高度為6.5m（已包括0.3m的安全量），在高原上使用，若當?shù)卮髿鈮簽?0Kpa，已知吸入管路的阻力和動壓頭之和為3m水柱。當?shù)叵募咀罡咚疁貫?0oC。擬將該泵安裝在水面上3米處，問該泵能否正常工作？23第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四安裝泵時，為保險計，實際安裝高度比允許安裝高度還要小0.5至1米。（如考慮到操作中被輸送流體的溫度可能會升高；或由貯槽液面降低而引起的實際安裝高度的升高）。24第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四管路特性方程令管路特性方程方程變?yōu)?5第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四離心泵工作點

聯(lián)立泵的特性方程式和管路特性方程式所解得的流量和壓頭即為泵的工作點。在特定曲線圖上，泵的工作點對應(yīng)泵的特性曲線和管路特性曲線的交點。（管路特性方程）（2-5）（泵的特性方程）（2-17）工作點26第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四用離心泵將水池中20oC的清水送至表壓為80kPa的密閉高位槽中，水池與高位槽液面保持恒定高度差10m，流體在管內(nèi)的流動在阻力平方區(qū)。管路系統(tǒng)的全部壓頭損失可表達為Hf=2.6105qe2，qe的單位為m3/s，在操作條件下，泵的特性曲線方程為H=38-2.8105q2，q的單位為m3/s，試求（1）管路的特性方程；（2）離心泵工作點的流量、壓頭和理論功率。27第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四離心泵的選擇

1）選擇泵的類型：首先根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型。

2）選擇泵的型號：根據(jù)管路系統(tǒng)在最大流量下管路所需壓頭，按已確定的流量和壓頭從泵樣本或產(chǎn)品目錄中選出適合的型號。離心泵有哪些類型？離心泵的型號代表什么意思？28第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四離心泵的操作

1）“灌泵”：

在泵啟動前，向泵內(nèi)灌注液體直至泵殼頂部排氣嘴處在打開狀態(tài)下有液體冒出時為止。4）停車：一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機。3）運轉(zhuǎn)：逐步開啟出口閥門，調(diào)節(jié)流量2）啟動：離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時啟動29第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2.3往復(fù)泵(reciprocatingpump)往復(fù)泵主要部件:泵缸(workingbarrel)活塞(piston)單向活門(checkvalve)往復(fù)泵是依靠活塞的往復(fù)運動直接以壓力能的形式向液體提供能量。30第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四往復(fù)泵送液量不均勻31第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四＆往復(fù)泵的操作特點＆往復(fù)泵的效率一般都在70%以上，最高可達90%，它適用于所需壓頭較高的液體輸送。往復(fù)泵可用以輸送粘度很大的液體，但不宜直接用以輸送腐蝕性的液體和有固體顆粒的懸浮液，因泵內(nèi)閥門、活塞受腐蝕或被顆粒磨損、卡住，都會導(dǎo)致嚴重的匯漏。32第32頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四齒輪泵(gearpump)齒輪泵的壓頭高而流量小，可輸送粘稠液體。以至膏狀物料，但不能用于輸送含有固體顆粒的懸浮液。33第33頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四產(chǎn)生高壓2.4氣體輸送和壓縮機械輸送氣體產(chǎn)生真空34第34頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四氣體輸送機械的分類按出口壓力（終壓）和壓縮比不同分為如下幾類：通風機：終壓不大于15kPa（約1500mmH2O）,壓縮比1至1.15鼓風機：終壓15～300kPa，壓縮比小于4。壓縮機：終壓在300kPa以上，壓縮比大于4。真空泵：在設(shè)備內(nèi)造成負壓，終壓為大氣壓，壓縮比由真空度決定。35第35頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2.4.1離心式風機(centrifugalblower)離心式通風機可按產(chǎn)生的風壓（出口）不同分為：低壓通風機:風壓小于1kPa(表壓)；中壓通風機:風壓1~3kPa(表壓)；高壓通風機:風壓3~15kPa(表壓)。出口壓力的差異主要在于葉片的形狀，中、低壓風機的葉片是向前彎的，高壓的葉片則是向后彎的。離心通風機及葉輪1—機殼;2—葉輪;3—吸入口;4—排出口2