化工原理流体输送机械

化工原理流体输送机械1第一页，共四十九页，编辑于2023年，星期五离心泵外形2第二页，共四十九页，编辑于2023年，星期五第一节离心泵2、基本部件与构造叶轮：开式、半开式、闭式；泵壳轴封装置：填料密封、机械密封3第三页，共四十九页，编辑于2023年，星期五叶轮：开式、半开式、闭式第一节离心泵4第四页，共四十九页，编辑于2023年，星期五第一节离心泵泵壳截面积逐步扩大的蜗牛壳形通道——蜗壳液体量大降低速度5第五页，共四十九页，编辑于2023年，星期五第一节离心泵导轮泵壳内在叶轮外周安装的一个固定的带叶片的环6第六页，共四十九页，编辑于2023年，星期五第一节离心泵轴封装置：填料密封(填料函)

密封圈,填入柔性填料机械密封

由两个光滑而密切贴合的金属环形面构成

7第七页，共四十九页，编辑于2023年，星期五第一节离心泵吸液方式：单吸、双吸8第八页，共四十九页，编辑于2023年，星期五二、离心泵的理论压头和实际压头1、压头和升扬高度第一节离心泵泵向单位重量液体提供的机械能——H[m]9第九页，共四十九页，编辑于2023年，星期五2、理论压头H∞假设：（1）叶片无数多（2）液体为理想流体可以在叶轮的进、出口列柏努利方程，推导出理论压头(推导见教材56-58页）第一节离心泵10第十页，共四十九页，编辑于2023年，星期五产生的原因：原因一：离心力作功1kg液体受到的离心力为：原因二：液体由1流到2时，由于流动通道逐渐扩大，

w逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。11第十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期五液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种:周向运动：沿叶片表面的运动：处处与叶片相切，速度w根据余弦定理可知：12第十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期五离心泵设计中，一般都使设计流量下的1=90则cos1=0。于是13第十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期五讨论：H与流量Q、叶轮转速、叶轮的尺寸和构造（r2、b2、2）有关；叶轮直径越大、转速越大，则H越大；在叶轮转速、直径一定时，流量Q与理论压头H的关系受装置角2的影响如下

:14第十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期五3、实际压头：叶片间的环流叶片数、黏度阻力损失流速（流量）平方冲击损失额定设计第一节离心泵15第十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期五三、离心泵的主要性能参数1、压头H和流量Q转速n、流量Q、压头H、轴功率N、效率η、汽蚀余量等第一节离心泵16第十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期五2、有效功率和轴功率3、效率容积损失水力损失机械损失容积损失：泵壳与叶轮之间有缝隙，从叶轮四周送出的压力较高的液体会有小量漏回到叶轮的中央入口，这部分液体所引起的能量损失较容积损失。水力损失：液体流过叶轮、泵壳时的摩擦阻力，流体入口处流动方向改变及边界层的分离导致的水力损失。机械损失：轴承、密封的机械部件的摩擦损失。大型泵效率可达90%；小型泵效率一般为50~70%。第一节离心泵17第十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期五18第十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期五四、离心泵的特性曲线及其应用1、特性曲线N~Q曲线：功率随流量的增大而上升：~Q曲线：效率随流量的增大先增大，到最大后下降H~Q曲线：压头随流量的增大而下降；第一节离心泵19第十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期五3、转速与叶轮尺寸对离心泵特性的影响转速影响：比例定律叶轮尺寸的影响：切割定律2、液体性质对离心泵特性的影响密度的影响:流量、压头不变；功率变粘度的影响：粘度大时考虑修正第一节离心泵20第二十页，共四十九页，编辑于2023年，星期五21第二十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期五五、离心泵的工作点与流量调节1、管路特性方程He=B+AQ2

2、离心泵的工作点3、流量调节改变阀门开度调节改变转速调节改变叶轮尺寸调节HQA22第二十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期五23第二十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期五六、离心泵的安装高度Zs＝Hg＝(ps-p1)/g-u12/2g-hf动能忽略100124第二十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期五1、“汽蚀”现象2、汽蚀余量

p1<pv会发生汽蚀。汽蚀余量h=(pe/g

+ue2/2g)-pv/g，

h愈大，愈能防止汽蚀hmin＝(pemin/g

+ue2/2g)-pv/g

h允许=hmin+0.34、离心泵的安装高度Zs允许＝(ps-pV)/g-hf-h允许饱和蒸汽压25第二十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期五输送高温或低沸点的液体时，由于其饱和蒸汽压高，允许的吸上高度就会很小，甚至出现负值，就需采取以下措施：（1）尽量减小吸入管内的压头损失。例如：不将调节阀安在进口管路上。（2）将泵安装在液面下方，使液体自灌而不是吸入。26第二十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期五用油泵从密闭容器中送出30℃的丁烷。容器内丁烷液面上方的绝对压力为343kN/m2。输送到最后，液面将降到泵入口中心线以下2.8m。液体丁烷在30℃时的密度580kg/m3,饱和蒸汽压304kN/m2。吸入管的压头损失估计为1.5m。所选油泵汽蚀余量3m.问这个泵能否正常操作？27第二十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期五类型：水泵——悬臂式泵、多级或双吸式泵耐腐蚀泵油泵杂质泵七、离心泵的选用、安装与操作28第二十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期五1、选用原则：根据液体性质及操作条件确定泵的类型根据流量、压头确定泵的型号2、安装与操作注意安装高度不得高于允许值启动前必须在泵内充满液体；启动时出口阀门应关闭；离心泵应尽可能在高效率区工作；离心泵工作时应注意轴发热情况。29第二十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期五30第三十页，共四十九页，编辑于2023年，星期五31第三十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期五第二节其他类型泵一、往复泵32第三十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期五二、计量泵33第三十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期五三、旋转泵34第三十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期五四、螺杆泵35第三十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期五三、气体输送机械输送和压缩气体的设备统称气体压送机械。用途：气体输送产生高压气体产生真空输送机械出口压强（表压）压缩比通风机（Fan）15kPa1～1.5鼓风机（Blower）15kPa～0.3MPa<4压缩机（Compressor）>0.3MPa>4真空泵（Vacuumpump）大气压减压抽吸第三十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/202336一、通风机1、结构2、性能参数和特性曲线3、选用37第三十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期五二、离心鼓风机和压缩机三、往复压缩机四、真空泵绝热压缩等温压缩38第三十八页，共四十九页，编辑于2023年，星期五1、通风机（Fan）工业上常用通风机按其结构形式有轴流式和离心式两类。轴流式通风机排风量大而风压很小，一般仅用于通风换气，而不用于气体输送。离心式通风机的应用十分广泛，按其产生风压可分为：低压离心通风机：出口风压小于1.0kPa（表压）中压离心通风机：出口风压1.0～3.0kPa（表压）高压离心通风机：出口风压3.0～15.0kPa（表压）第三十九页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/2023391－机壳2－叶轮3－吸入口4－排出口离心通风机第四十页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/202340离心通风机（CentrifugalFan）9-19D高压离心通风机G\Y4-73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第四十一页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/2023412、鼓风机（Blower）罗茨鼓风机（容积式风机、正位移类型）工作原理：与齿轮泵相似。结构：由机壳和腰形转子组成。两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。改变两转子的旋转方向，则吸入与排出口互换。工业上常用的鼓风机主要有旋转式和离心式两种类型。特点：风量与转速成正比而与出口压强无关，故出口阀不可完全关闭，流量用旁路调节。应安装稳压气罐和安全阀。工作温度不能超过85℃，以防转子因热膨胀而卡住。罗茨鼓风机的出口压强一般不超过80kPa（表压）。出口压强过高，泄漏量增加，效率降低。第四十二页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/202342罗茨鼓风机L6LD系列L10WDA系列L4LD系列3R5WD系列第四十三页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/202343离心鼓风机（透平鼓风机Turboblower）工作原理：与离心泵相同。单级风机的风压较低，风压较高的离心鼓风机采用多级，其结构也与多级离心泵类似。多级低速离心鼓风机离心鼓风机的送气量大，但出口压强仍不高，一般不超过0.3MPa（表压），即压缩比不大，因而无需冷却装置，各级叶轮的直径大小也大致相同。第四十四页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/202344离心鼓风机（透平鼓风机Turboblower）第四十五页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/2023453、压缩机（Compressor）工业上使用的压缩机主要有往复式和离心式两种类型。往复式压缩机（ReciprocatingCompressor）结构：主要部件有气缸、活塞、吸入和压出活门。工作原理：与往复泵相似，依靠活塞往复运动和活门的交替动作将气体吸入和压出。气体在压缩过程中体积缩小、密度增大、温度升高。第四十六页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/202346离心式压缩机离心式压缩机又称透平压缩机，其主要结构和工作原理与离心鼓风机相似，但压缩机有更多的叶轮级数，通常在10级以上，因此可产生很高的风压。由于压缩比较高，气体体积收缩大，温升也高，所以压缩机也常分成几段，每段又包括若干级，叶轮直径逐级减小，且在各段之间设有中间冷却器。离心式压缩机流量大，供气均匀，体积小，维护方便，且机体内无润滑油污染气体。离心式压缩机在现代大型合成氨工业和石油化工企业中有很多应用，其压强可达几十MPa，流量可达几十万m3/h。第四十七页，共四十九页，编辑于2023年，星期五5/25/202347旋片式压缩机螺杆式压缩机可连续输出流量超过400m³/min，压力高达1MPa。和叶片式压缩机相比，此类压缩机能输送出连续的无脉