流体输送机械2(含小结).ppt

1,2 离心泵 七、离心泵的安装高度 八、离心泵的选用,第二章 流体输送机械,3 往复泵 一、往复泵的作用原理和类型 二、往复泵的流量调节,5 气体输送机械 一、离心式通风机 二、往复式压缩机,本章小结和习题,4 其他化工用 泵 一、非正位移泵 二、正位移泵,2,2 离心泵,七.离心泵的安装高度,1、什么是安装高度？,泵的安装,泵安装,如果Hg设置不合适，将会影响泵的运行及使用寿命。泵安装需关注：为什么Hg不能任意设置?怎样正确确定Hg?,5,2 离心泵,为避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在最大安装高度Hg,max。,为什么会有安装高度问题？,汽蚀现象：,Hg太大时，pkpv，液体汽化，形成气泡，受压缩后溃灭。,叶片表面产生蜂窝状腐蚀；泵体震动，并发出噪音；流量、压头、效率都明显下降；严重时甚至吸不上液体。,叶轮入口K处压强最低,6,2 离心泵,2、汽蚀余量 和最大安装高度Hg,max,刚好发生汽蚀时，pkpv，p1达到最小值p1,min。在1-1面、K-K面间列机械能衡算：,-临界汽蚀余量,是泵的特性参数之一，由厂家测定。,7,汽蚀余量测定,测定方法。不断降低进口压力P1，当泵刚出现汽蚀现象时测取压力p1,min，然后计算出临界汽蚀余量。为了确保泵正常操作，必需汽蚀余量(NPSH)r 等于临界汽蚀余量加0.3m。(NPSH)r=(NPSH)c+0.3而实际汽蚀余量NPSH要比必需汽蚀余量大0.5 m以上。,一般规定，实际汽蚀余量,必需汽蚀余量,8,（当离心泵出现汽蚀现象时）,当流体、温度、泵型号已知，吸入管的具体情况求出，就可以计算出离心泵的最大安装高度。,泵安装掌握内容,安装高度计算方法概念：汽蚀余量、允许安装高度输送高温或低沸点液体，允许安装高度往往很小，有时会出现负值。这时泵应安装在液面以下。,10,2 离心泵,类型：不下百种,八、离心泵的选用,11,离心泵的类型（1）清水泵（IS型，D型，Sh型）,最普通的清水泵为单级单吸式，其系列代号为“IS”。该系列泵是我国第一个按国际标准（ISO）设计，研制的新产品，共有29个品种，在化工生产中广泛应用。泵的性能为泵输液温度80，吸入压力0.3Mpa，口径为40200mm，流量为6.3400m3/h，扬程为5125m。,12,清水泵,IS、IR 型单级单吸离心泵,ISG 型管道离心泵,13,D型清水泵,多级离心泵，其系列代号为“D”，在同一根轴上串联多个叶轮。性能范围为流量为6.3580m3/h，扬程为501800m。,14,D 系列多级离心泵,TSWA型卧式多级泵T 透平式S 单吸泵W 介质温度低于80A 第一次更新,15,16,Sh型双吸式泵,双吸式泵，其系列代号为“S”，在同一泵壳内有背靠背的两个叶轮，从两侧同时吸液。同一管道流出。其性能为流量5014000m3/h，扬程8.7250m，可自动消除轴向推力。,17,S 型单级双吸离心泵,KSY 双吸中开式离心泵,S、SA、SH型单级双吸中开式离心泵,18,（2）耐腐蚀泵（F型）,输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体时，需用耐腐蚀泵，其系列代号为“F”。F型泵是典型的耐腐蚀泵，现在又新开发了IH型泵。IH泵是节能产品，比F型泵平均效率提高5%。IH泵的扬程为5125m，流量为6.3400m3/h。,19,耐腐蚀泵（F型）-所用材料,我国耐腐蚀泵所用材料、代号及使用液体种类简述于下：灰口铸铁“H”，用于浓硫酸；高硅铸铁“G”，用于硫酸；铬镍合金钢“B”，用于常温、低浓度硝酸、氧化性酸、碱液等；铬镍钼钛合金钢“M”，用于常温、高浓度硝酸；聚三氟氯乙烯塑料“S”，用于90以下的硫酸、硝酸、盐酸及碱液。,20,（3）油泵（Y型）,输送不含固体颗粒、无腐蚀性的油类及石油产品，其系列代号为“Y”。该类型泵要求密封好，可防止易燃液体外漏。典型的油泵为Y型泵，扬程为51740m，流量为5.51270m3/h。,21,（4）液下泵,液下泵是一种立式离心泵，整个泵体浸入在被输送的液体贮槽内，通过一根长轴，由安放在液面上的电机带动。适用于输送化工过程中各种腐蚀性液体，缺点是效率不高。,22,（5）屏蔽泵,屏蔽泵是一种无泄漏泵，它的叶轮和电动机联为一体并密封在同一泵壳内，不需要轴封装置。常输送易燃、易爆、剧毒及放射性液体，效率较低。,23,2 离心泵,高效区,选用原则：定类型-根据流体性质及操作条件 定规格-根据流量、压头大小，高效,有关离心泵的知识体系,基本原理：泵结构工作原理特性曲线,主要性能参数：压头H、流量qV轴功率Pa、效率,影响因素：密度、黏度、叶轮转数n、叶轮直径D,影响,理解,解释,操作与调节：启动控制流量防止气缚流量调节工作点,安装特点：安装高度汽蚀余量,分类选型：根据任务确定H、qV选择确定泵型号校核泵的特性曲线,应 用,26,3 往复泵,27,一、往复泵的作用原理和类型,结构：,泵缸、活塞、阀门、传动机构,工作原理：,利用容积的变化给流体加静压能,工作循环：一次吸液，一次排液,28,动力来源分：（1）电动往复泵 由电动机来驱动，是最常见的一种。（2）气动往复泵 由蒸汽机来驱动。作用方式分：（1）单动往复泵 一个行程只吸液一次，排液一次。（2）双动往复泵 同时进行吸液和排液。,类型：,29,二、往复泵的流量调节,（1）往复泵的理论流量往复泵的理论流量等于单位时间内活塞在泵缸内扫过的体积 实际流量小于理论流量（吸入阀和排出阀启闭不及时，液体漏损等）,30,（2）往复泵流量的不均匀性流量不均匀性是往复泵的严重缺点，因此往复泵不能使用在流量均匀性要求高的场合，同时增加了能量损失，易产生冲击，降低泵的吸入能力。,31,（3）提高管路流量均匀性第一，采用多缸往复泵。多缸往复泵的瞬时流量为各缸瞬时流量之和，只要各缸曲柄相对位置适当，流量就可以均匀。第二，装置空气室。利用气体的压缩和膨胀来贮存或放出部分液体，减小流量的不均匀性。,32,与离心泵比较：,只与泵的几何尺寸和转速有关，与管路特性无关（正位移泵）,正位移泵不能采用出口阀门来调节流量，否则流量急剧上升，导致电机损坏。,旁路,33,受大气压、液体密度和液温的影响,34,适用于小流量、高压头的情况下输送高黏度的液体。,He与qV无关（这又与离心泵不同），He受管路的承压能力限制。,由于受泵的部件机械强度和原动机功率的限制，泵的扬程不可能无限增大。压头越大，漏损越大。,功率与效率 与离心泵相似,35,3S2 系列高压往复泵,XPB-90B型高压旋喷注浆泵,型式：三缸单作用柱塞式柱塞直径：45mm柱塞行程：120mm工作压力：45MPa流量：46-103/min吸入管直径：2排除管直径：16-25mm电机功率：90KW电机型号：调速YCT 335-4C外形尺寸：3050X1800X1150mm,36,4 其他类型化工用泵,各类泵的适用范围,37,一、非正位移泵,1 旋涡泵,主要工作部分是叶轮及叶轮与泵体组成的流 道，流道用隔舌将吸入口和压出口分开。,38,旋涡泵的工作原理在工作时，叶轮高速旋转，叶轮各叶片间的液体在高速旋转中受到离心惯性力，于是，叶片外缘的液体压强高于叶片内缘液体的压强，构成一个与叶轮周围垂直的径向环流。在径向环流作用下，液体自吸入至排出的过程可多次进入叶轮并获得能量。,液体在旋涡泵中获得能量，与液体在流动过程中进入叶轮的次数有关。在流量小时，流体运动速度也小，液体流入叶轮的平均次数增多，扬程高，轴功率大，故这种泵启动时应开大阀门，使启动功率低些。流量增大时则相反。旋涡泵的效率比较低，只有20%50%。,39,旋涡泵的工作原理和特性曲线,40,旋涡泵的特点a、泵启动时应开大阀门，使启动功率下降；用旁路调节流量比较经济。b、与离心泵相同的条件下，压头高24倍，流量比离心泵低。c、结构简单，加工方便，可用各种耐腐蚀材料制造。d、输送液体黏度不宜太大（5倍水的黏度），否则效率和压头迅速下降。e、输送液体不能含固体颗粒。,41,2 轴流泵,转轴带动轴头转动，轴头上装有叶片，液体从箭头方向进入泵壳，经过叶片，然后经过固定于泵壳的导叶流入压出管路。,42,工作原理当叶片作等角速度旋转运动，液体在半径方向角速度不等，结果液体在叶片间作绕流运动。由于绕流运动，在叶片两侧形成压差，产生输送液体所需要的压头。,43,轴流泵的特点流量越小，功率越大；高效操作区很小，在额定点两侧效率急骤下降；大流量，低压头的流体输送；H qV曲线很陡，最大压头可达到额定值的1.5 2倍。,44,轴流泵的流量调节 常用的方法为改变叶轮转速和改变叶片安装角度，不能用出口阀门调节流量。轴流泵的安装高度 大多数为负吸液高度下工作，如果吸液高度为正，同样需要充液。,45,二、正位移泵,1 隔膜泵隔膜泵借弹性薄膜将活柱与被输送液体隔开，可保正缸体不受损伤。弹性薄膜用耐腐蚀材料橡皮或弹性金属薄片制成。当活柱往复运动，迫使隔膜交替向两边弯曲，将液体吸入和排出。,46,隔膜泵 1、吸入活门；2、压出活门；3、活柱；4、水（油）缸；5、隔膜,47,2 计量泵计量泵的构造与往复泵相同，但设有一套可以准确而方便地调节活塞行程的机构。可以准确计量液体或将几种液体按比例混合。,48,3 齿轮泵齿轮泵的特点是流量较小，压头较高，一般输送高黏度的液体或膏糊状物料，不宜输送含固体的悬浮液。,49,50,4 螺杆泵螺杆泵一般分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和五螺杆泵。其效率比齿轮泵高，流量均匀，选用于高粘度流体的输送。,51,52,5 气体输送机械,气体输送特点：,53,5 气体输送机械,终压p215kPa(表)，压缩比,终压p215kPa0.3MPa，压缩比,终压p20.3MPa，压缩比,生成负压，进口0.1MPa，出口0.1MPa,54,离心式通风机工作原理与离心泵相同，结构也大同小异。,离心通风机及叶轮1机壳;2叶轮;3吸入口;4排出口,2,一、离心式通风机,55,工作原理：,结构：,主要性能参数及特性曲线：,风量、风压、轴功率、效率,与离心泵相同,风量qV：,以进口状态计,与离心泵相似特点：叶片直径大，有前弯、直叶的，大多为后弯的；风压pT；动能在机械能中所占比重明显。,单位时间内从风机出口排出的气体体积，m3/s,56,风压pt：,在风机进出口间列机械能衡算方程式：,又称全压,按风压分类低压通风机 出口风压1kPa（表压）中压通风机 出口风压13kPa（表压）高压通风机 出口风压315kPa（表压）,习惯上以mmH2O表示。风压与通风机的结构、叶轮尺寸、n及进气密度有关，由实验测定。,57,5 气体输送机械,若使用条件与测定条件不同，需换算：,出厂标准：pT0,-用0.1MPa、20空气测定的风压,58,5 气体输送机械,全压效率70%90%,效率：,功率Pa：,59,离心通风机（Centrifugal Fan）,9-19D高压离心通风机,GY4-73 型锅炉离心通、引风机,DKT-2系列低噪声离心通风机,B30防爆轴流通风机,高温离心通风机,60,二、鼓风机,注意：正位移特性 温度过高会使转子卡住,1.罗茨鼓风机,61,罗茨鼓风机,L6LD 系列,L10WDA 系列,L4LD 系列,3R5WD 系列,62,离心式鼓风机的结构特点：离心式鼓风机的外形与离心泵相象，内部结构也有许多相同之处。,2.离心鼓风机,多级低速离心鼓风机,63,离心鼓风机（透平鼓风机 Turboblower）,64,三、往复式压缩机,结构、工作原理与往复泵相似。但因气体密度小、可压缩的特性，决定了压缩机的阀门更加轻巧、灵活。,工作循环：膨胀吸气压缩排气,余隙,65,工作循环：膨胀吸气压缩排气,余隙,VD,A,B,C,D,p2,p1,66,压缩机的选用指标 生产能力（m3/min）和排出压强。压缩后气体的处理 压缩机出口连接气柜，稳定出口气体压力；压缩后的气体经过旋风分离器除水和油。,67,1 往复式真空泵,往复式真空泵的构造与往复式压缩机相同，但真空泵的压缩比很大（约20），气体的压强很小，余隙要求更小。在运行时气体中不能含有液体。,四、真空泵,68,2 水环真空泵,水环真空泵外壳为圆形，内部安装一偏心轮。水环真空泵的特点允许有少量液体存在，工作时要不断补充水，维持泵内液封。,69,3 旋片真空泵,由泵壳、带有两个旋片的偏心转子和排气阀片组成。泵工作时，旋片始终将泵腔分为吸气、排气两个工作室，转子每转一周，完成两次吸、排气过程。,特点：适用于抽除干燥或含有少量可凝性蒸汽的气体。不适宜抽除含尘和对润滑油起化学反应的气体。,70,真空泵,目的：获得和维持负压,主要性能参数：,1.极限真空：能达到的稳定的最低压强，用绝压表示,2.抽气速率：以吸入口状态为基准，m3/h,真空泵抽的是什么？,流体输送机械,液体输送：离心泵：以高速旋转的叶轮产生的离心力为依据，送液能力大，流量均匀，但压头不大。旋涡泵：小流量大压头往复泵：活塞的往复作用为依据，压头高，但流量不均匀。包括计量泵旋转泵：以转子的相互积压为依据。流量均匀、压头高，但送液量小。包括齿轮泵、螺杆泵气体输送：压缩机鼓风机通风机真空泵,离心式：通风机、鼓风机、压缩机旋转式：罗茨鼓风机、液环压缩机 真空泵往复式：压缩机、真空泵,72,本章小结和习题,设计型、操作性问题定性分析与计算,本 章 小 结,73,本章小结和习题,74,例1 用离心泵将江水送至高位槽。若管路条件不变，则下列参数随着江面的下降有何变化？（设泵仍能正常工作）泵的压头H，管路总阻力损失Hf，泵出口处压力表读数，泵入口处真空表读数。,管路特性曲线,平行上移,解：,江面下降，泵特性曲线不变,工作点左移,本章小结和习题,75,本章小结和习题,76,本章小结和习题,解：（1）,例2 某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.（转/min），其特性曲线方程为。当泵的出口阀全开时，管路特性曲线方程为，式中qV 的单位为m3/h，H 的单位均为m。求：（1）阀全开时，泵的输水量为多少？（2）要求所需供水量为上述供水量的75%时：a若采用出口阀调节，则节流损失的压头为多少m水柱？b若采用变速调节，则泵的转速应为多少r.p.m.？,77,本章小结和习题,(2)a.采用调节出口阀门的方法,78,本章小结和习题,b.采用调节转速的方法,qV,qV,新转速下泵的特性曲线方程为：,