化工原理（第四版）ppt课件（化学工业出版社）第二章 流体输送机械.ppt

《化工原理（第四版）ppt课件（化学工业出版社）第二章 流体输送机械.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理（第四版）ppt课件（化学工业出版社）第二章 流体输送机械.ppt（61页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、2022/12/11,1,工作介质：液体泵 气体风机或压缩机,工作原理：动力式(叶轮式)：离心式、轴流式等；容积式（正位移式）：往复式、旋转式等；流体作用式：喷射式。,分类：,第二章 流体输送机械,2022/12/11,2,一、 离心泵的工作原理,叶轮,泵壳,吸入管路,排出管路,泵轴,底阀,第一节 离心泵,1-叶轮；2-泵壳，3-泵轴；4-吸入管；5-底阀；6-压出管离心泵装置简图,2022/12/11,3,由于泵内存有空气，空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的离心力小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，这种现象称为气缚现象。 表明

2、离心泵无自吸能力,充液（灌泵）排液: 出口切线方向吸液：叶轮中心,2022/12/11,4,二、离心泵的主要部件,（1） 叶轮 作用 ：将原动机的能量传给液体，使液体静压能 及动能都有所提高给能装置,半开（闭）式,闭式,开式,按结构分为：,2022/12/11,5,（2） 泵壳作用：汇集叶轮甩出的液体； 实现动能到静压能的转换转能装置； 减少能量损失。,（3） 轴封装置作用：防止高压液体沿轴漏出； 防止外界气体进入泵壳内。,2022/12/11,6,三、离心泵的主要性能参数, 流量 qV单位时间内泵所输送液体的体积，m3/s或 m3/h。 压头或扬程 H 单位重量的液体经泵后所获得的能量，J/

3、N或m液柱。, 效率,容积损失；水力损失；机械损失,一般，小型泵，效率为6085%，大型泵效率可达90%。,2022/12/11,7, 轴功率P轴功率P，有效功率Pe,2022/12/11,8,四、离心泵的特性曲线,HqV 、PqV 、qV：厂家实验测定,一定转速、常压、20清水,（一）离心泵的特性曲线,2022/12/11,9,离心泵特性曲线,n一定,2022/12/11,10,HqV曲线：较大范围内，qV,H, PqV曲线：qV,P,qV=0时，P,Pmin,离心泵启动时，应关闭出口阀门,2022/12/11,11, qV曲线：,离心泵在一定转速下有一最高效率点 离心泵的设计点离心泵铭牌上

4、标注的性能参数均为最高效率点下之值。,离心泵的高效工作区：,2022/12/11,12,（二）离心泵性能的改变与换算,（1） 密度的影响qV不变，,H不变，,基本不变，,P随 变化。,（2） 粘度的影响,H,，qV,，而 P,2022/12/11,13,（3） 离心泵转速的影响,当液体的粘度不大，转速变化小于20%时，认为效率不变，有：,比例定律,2022/12/11,14,（一）管路特性曲线,五、离心泵的工作点与流量调节,在截面1-1与2-2 间列柏努利方程，有：,特定的管路系统：,一定,操作条件一定：,其中：,2022/12/11,15,而,认为流体流动进入阻力平方区，变化较小 。,为一常

5、数,亦为一常数,2022/12/11,16,则,管路特性方程,管路特性曲线反映了被输送液体对输送机械的能量要求,2022/12/11,17,（二）工作点,工作点：管路特性曲线与泵特性曲线交点。,（三） 流量调节,改变管路特性：调出口阀门；,改变泵特性： 调转速。,2022/12/11,18,(1) 改变出口阀门开度,适用：调节幅度不大，而经常需要改变的场合。,关小出口阀 le, qV ,H , 管特线变陡, 工作点左上移,特点：方便、快捷，流量连续变化； 阀门消耗阻力，不经济。,2022/12/11,19,(2) 改变泵的转速,适用：调节幅度大，时间又长的季节性调节。,n泵HqV曲线上移,工作

6、点右上移，, H ， qV ,特点：泵在高效率下工作， 能量利用经济; 需变速装置或切削叶轮。,2022/12/11,20,（3）离心泵的组合操作, 并联操作,qV并 2qV单,H并 H单,2022/12/11,21, 串联操作,qV串 qV单,H串 2H单,2022/12/11,22, 组合方式的选择,低阻时，并联优于串联； 高阻时，串联优于并联。,2022/12/11,23,六、离心泵的汽蚀现象与安装高度,（一） 汽蚀现象,叶轮入口处最低压力 ，液体汽化，产生汽泡，受压缩后破灭，周围液体以高速涌向汽泡中心。叶轮受冲击而出现剥落，泵体振动并发出噪音。,2022/12/11,24,（二） 有效

7、汽蚀余量与必需汽蚀余量,有效汽蚀余量,必需汽蚀余量,允许汽蚀余量,泵入口处压头,叶轮压力最低处压头,饱和蒸汽压头,必需汽蚀余量hr,有效汽蚀余量ha,2022/12/11,25,判别汽蚀条件：,ha hr , pk pv时， 不汽蚀,ha hr , pk pv时，开始发生汽蚀,ha hr , pk pv时， 严重汽蚀,2022/12/11,26,（三） 离心泵的安装高度,在0-0和1-1间列柏努利方程：,最大安装高度,最大允许安装高度,2022/12/11,27,七、离心泵的类型与选用,（一） 离心泵的类型（1） 清水泵（ IS型、D 型、Sh型 ）,（2）耐腐蚀泵（F型）,（3）油泵（Y型）

8、,2022/12/11,28,（二）离心泵的选用（1） 确定泵的类型；（2） 确定输送系统的流量和压头；（3） 选择泵的型号； qV泵 qV需, H泵 H需 （4） 核算泵的功率。,2022/12/11,29,第二节 其他类型化工用泵,一、 往复泵,（一） 构造与工作原理主要部件：泵缸、活塞 和单向活门。,2022/12/11,30,工作原理：,活塞对流体直接做功，提供静压能,单动往复泵流量不均匀,2022/12/11,31,双动往复泵：,2022/12/11,32,（二）往复泵的性能参数, 流量,单动泵：理论流量,实际流量,V泵的容积效率，在0.90.97之间。,流量由泵特性决定，而与管路特

9、性无关。,2022/12/11,33,流量调节方法：1. 改变活塞的往复次数或冲程；2. 旁路调节。,2022/12/11,34, 压头（ 扬程）,在电机功率范围内，由管路特性决定。,管路特性2,H2,管路特性1,H1,泵特性,H,qV,正位移特性,qV,qV理,2022/12/11,35, 功率与效率,往复泵的总效率，一般为0.650.85。,适用压头高、流量小的液体，但不能输送腐蚀性大及有固体的悬浮液。,2022/12/11,36,二、 齿轮泵,具有正位移特性。,2022/12/11,37,三、旋涡泵,（一）结构,一种特殊的离心泵。,2022/12/11,38,（二）特点,1. 启动泵时，

10、要打开出口阀门，改变流量时，旁路调节比安装调节阀更经济；2. 能量损失大，效率低（20%40%），不适合输送高粘度液体；3. 压头比离心泵高24倍，适用于高压头、小流量、低粘度清洁液体。,2022/12/11,39,分类：,第三节 气体输送机械,2022/12/11,40,（一）工作原理与结构,一、离心式通风机,2022/12/11,41,（二）性能参数与特性曲线,1. 性能参数（1）风量qV单位时间从风机出口排出的气体体积， m3/h或 m3/s。注意： qV应以风机进口状态计。,2022/12/11,42,（2）全风压pt与静风压ps,全风压：单位体积的气体经风机后所获得的能量，Pa或mm

11、H2O,以单位质量的气体为基准,以单位体积的气体为基准,2022/12/11,43,动风压,静风压,全风压,2022/12/11,44,（3）轴功率与效率,2. 特性曲线,用20、101.3kPa的空气（=1.2kg/m3）测定。,风机的全风压与气体的密度成正比。,2022/12/11,45,(三) 离心通风机的选用,1. 计算输送系统所需的全风压，再换算成标定状态下的全风压；,3. 根据qV、pt0 选风机的型号。 qV qV需 ， pt0 pt0需,2. 根据气体的性质及风压范围，确定风机的类型；,2022/12/11,46,二、鼓风机,（一）离心鼓风机,特点：外形离心泵外壳直径与厚度之比

12、较大叶片数目较多转速较高,单级出口表压多在30kPa以内；多级可达0.3MPa,2022/12/11,47,（二）罗茨鼓风机,2022/12/11,48,流量调节旁路调节或调转速； 开机时打开出口阀门； 操作温度 85 ，以免转子受热卡住。,正位移特性,2022/12/11,49,三、压缩机,（一）离心压缩机,特点： 多级（10级以上）； 大叶轮； 高转速（n5000rpm）,2022/12/11,50,（二）往复式压缩机,2022/12/11,51,1.工作过程,假设 理想气体； 气体流经吸气、排气阀时流动阻力忽略不计； 压缩机无泄漏。,2022/12/11,52,（1）理想压缩循环,理想压

13、缩循环功：,等温,绝热,2022/12/11,53,等温压缩,绝热压缩,2022/12/11,54,（2）实际压缩循环,余隙：排气终了时，活塞与气缸之间的空隙。,2022/12/11,55,（3）余隙系数与容积系数 .余隙系数,低压气缸： 8%，高压气缸：可达12%。,.容积系数,2022/12/11,56,二者关系：,讨论：,2022/12/11,57,2. 多级压缩,2022/12/11,58,避免排出气体温度过高； 减少功耗，提高压缩机的经济性； 提高气缸容积利用率； 使压缩机结构更合理。,一般当 时，采用多级压缩，常用26级，每级压缩比为35。,2022/12/11,59,四、真空泵,性能：（1）真空度或极限剩余压力； （2）抽气速率：单位时间在极限剩 余压力下吸入的气体体积。,（一）往复式真空泵,2022/12/11,60,（二） 水环真空泵,2022/12/11,61,（三）喷射泵,