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往复泵,往复泵的工作原理,结构：由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀（活门）构成，有电动和汽动两种驱动形式。 原理：活塞往复运动，在泵缸中造成容积的变化并形成负压和正压，完成一次吸入和排出。,往复泵的输出流量,解决方法： （1）采用双动泵或多缸并联 （2）在往复泵的压出口与吸入口处设置空气室，利用气体的可压缩性来缓冲瞬间流量增大或减小。,单动往复泵流量不连续，流量曲线与活塞排液冲程的速度变化规律相一致，是半周正弦曲线。,后果：引起流体的惯性阻力损失，增加能量消耗，诱发管路系统的机械振动。,往复泵的输出流量,式中：a 活塞面积 m2 s 活塞的冲程 m（活塞在两端点间移动的距离） n 活塞往复的频率 1/min a 活塞杆的截面积 m2,往复泵的理论平均流量v（m3/s）,单缸单动泵,单缸双动泵,活门不能及时启闭和活塞环密封不严等原因造成容积损失。,小型泵（v 0.130 m3/h）：0.850.90 中型泵（v 30300 m3/h）：0.900.95 大型泵（v 300 m3/h）：0.950.99,v 容积效率,实际平均流量 v,往复泵的流量调节,往复泵流量由活塞扫过的体积决定，特性曲线为,由于容积损失，平均流量 v 在压头较高时会随压头的升高略微减小。 结合管路特性曲线，可确定往复泵的工作点（1点）。,往复泵的流量与管路特性曲线无关，所提供的压头完全取决于管路情况（具有这种特性的泵称为正位移泵）。,在泵出口安装调节阀不能调节流量，压头且随阀门开启度减小而增大。若出口阀完全关闭则会使泵的压头剧增，一旦超过泵的机械强度或发动机的功率限制，设备将受到损坏。,往复泵的流量调节,(1) 旁路流程：泵的总流量不变，部分液体经旁路回到泵的进口，减小主管路系统流量。这种调节不经济，只适用于变化幅度小的经常性调节。 (2) 变速电机：改变活塞行程或改变驱动机构转速。带有变速装置的电动往复泵采用改变转速来调节流量是一种较经济且常用的方法。,往复泵的流量调节,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,其它化工用泵,计量泵（metering pump）：又称比例泵。计量泵的传动装置是通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心轮的偏心距可调，以此来改变柱塞往复的行程，从而达到调节和控制泵的流量的目的。计量泵一般用于要求输液量十分准确或几种液体要求按一定配比输送的场合。,yjh 系列隔膜计量泵 1、电机 2、蜗轮蜗杆 3、凸轮 4、推杆 5、膜片 6、调节手轮 7、排出阀 8、吸入阀 9、泵头,其它化工用泵,jjm 系列计量泵,j 系列计量泵,jkm 系列计量泵 （液压驱动）,其它化工用泵,隔膜泵：用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活柱与被输送液体隔开，与活柱相通的一侧则充满油或水。 当活柱往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将液体吸入和排出。,隔膜泵因其独特的结构，适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。,其它化工用泵,齿轮泵：旋转类正位移泵。两齿轮在泵吸入口脱离啮合，形成低压区，液体被吸入并随齿轮的转动被强行压向排出端。在排出端两齿轮又相互啮合形成高压区将液体挤压出去。 齿轮泵可产生较高的扬程，但流量小。适用于输送高粘度液体或糊状物料，但不宜输送含固体颗粒的悬浮液。,其它化工用泵,螺杆泵：按螺杆的数目，有单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵以及五螺杆泵。螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，是借助转动的螺杆与泵壳上的内螺纹、或螺杆与螺杆相互啮合将液体沿轴向推进，最终由排出口排出。 螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于输送高粘度液体。,其它化工用泵,蠕动泵（软管泵）：,其它化工用泵,旋涡泵：一种特殊类型的离心泵。叶轮为一圆盘，四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列，叶片数目可多达几十片。叶轮旋转过程中泵内液体随之旋转的同时，又在径向环隙的作用下多次进入叶片反复作旋转运动，从而获得较高能量。,其它化工用泵,旋涡泵的压头随流量增大而下降很快，只有输送小流量才可获得高压头。旋涡泵的轴功率随流量增大而下降，流量为零时，轴功率最大。为此，启动泵时应将出口阀全开。,旋涡泵的效率一般较低（20%50%）。但因其结构简单，加工容易，可采用耐腐材料制造，适用于高压头、小流量，不含固体颗料且粘度不大的液体。,气体输送机械,共性：气体和液体同为流体，输送机械工作原理基本相似。 特性：气体密度远较液体小且可压缩。 (1) 一定质量流量下气体体积流量大，输送机械的体积较大； (2) 气体输送管路的常用流速要比液体大得多(一般约10倍)。而通常流体流动阻力正比于流速的平方，因此输送相同的质量流量，气体输送要求提供的压头相应也更高； (3) 由于气体的可压缩性，在输送机械内部气体压强变化时，其体积和温度随之而变。气体输送机械结构设计更为复杂，选用上必须考虑的影响因素也更多。,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1.0 kpa（表压） 中压离心通风机：出口风压1.03.0 k pa（表压） 高压离心通风机：出口风压3.015.0 k pa（表压）,离心通风机 （centrifugal fan ）,1机壳 2叶轮 3吸入口 4排出口,结构和工作原理：与离心泵基本相同，主要由蜗壳形机壳和叶轮组成。差异在于离心通风机为多叶片叶轮，且因输送流体体积大（密度小），叶轮直径一般较大而叶片较短。 叶片有平直、前弯和后弯几种形式。平直叶片一般用于低压通风机；前弯叶片的通风机送风量大，但效率低；高效通风机的叶片通常是后弯叶片。蜗壳的气体通道截面有矩形和圆形两种，一般低、中压通风机多为矩形。,离心通风机 （centrifugal fan ）,离心通风机的特性曲线,主要性能参数： 风量v：气体通过体积流量（按通风机进口状态计）。 风压ht（也称全风压）：单位体积气体所获得的能量(n/m2) 。 轴功率和效率： n、,空气直接由大气吸入时 u1 0，且（z2-z1）可忽略，则：,测定通风机特性曲线的依据,以通风机进口、出口为 1、2 截面列柏努利方程：,离心通风机 （centrifugal fan ）,全风压（压头）由静风压 hp 和动风压 hk 两项组成。风压与气体的密度成正比。 通风机特性曲线中的两条曲线分别代表全风压、静风压与风量的关系（ htv ，hpv）。 性能表上风压的空气条件为 20、0.1mpa。若实际输送气体与上述条件不同时，应加以换算：,轴功率与风压、风量和效率的关系为,当所输送的气体条件与上述试验条件不同时，应换算为,hp为风机静风压，hk为风机动风压，ht为全风压。通风机性能表上所列风压，是在20、0.1mpa条件下用空气测定的，该条件下空气的密度为1.2 kg/m3若实际输送气体条件与试验测定条件不同，选择风机时应按下式将实际条件 下 的风压换算为实验条件下风压 的值。,以通风机进口为1截面、出口为2截面，以单位体积气体为基准列柏努利方程,用附图所示的流化床干燥系统干燥某种粒状物料，流化床操作温度60，最大流量为5500m3/h。已知最大流速下空气通过加热器的阻力损失为2200pa，流化床阻力损失为4500 pa，旋风分离器的阻力损失为1500 pa。整个管路阻力损失为1000 pa，设风机入口空气温度为30，大气压强为96.5kpa，试选择一适合的通风机。,解：取风机入口为1-1截面，旋风分离器空气出口为2-2截面，列柏努利方程有 上式中(z2-z1)可忽略， p2=p1，u1u20，所以 将所需的ht换算成样本状况下的值,空气流量为,风量：46106454m3/h 全风压：1171711807pa 轴功率：37 kw,根据所需风量和风压,从风机样本中查得9-19no. 7.1(n=2900r/min)可满足要求，该通风机性能如下：,v=5004.5m3/h,轴功率是选配电动机的依据，轴功率与风压、风量和效率的关系为 当操作条件与试验条件不同时，也应换算为 除了需注意将实际条件下的风压 换算为样本条件下的风压ht而外，离心通风机的选用原则和方式与离心泵完全相似。,已知空气的最大输送量为14500kg/h。在最大风量下输送系统所需的风压为1600pa（以风机进口状态计）。风机的入口与温度为40，真空度为196pa的设备连接，试选合适的离心通风机。当地大气压强为93.3103pa。,解：将系统所需的风压pt换算为实验条件下的风压pt，即,操作条件下的计算：（40，p=（93300196）pa） 从附录中查得1.0133105pa，40时的=1.128 kg/m3,所以,风量按风机进口状态计,根据风量q=13940m3/h和风压pt=1846pa 从附录中查得47211no.6c型离心通风机可满足要求。 该机性能如下： 风压 1941.8pa=198mmh2o 风量 14100 m3/h 效率 91% 轴功率 10kw,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,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 80 kpa（表压）。出口压强过高，泄漏量增加，效率降低。,罗茨鼓风机,l6ld 系列,l10wda 系列,l4ld 系列,3r5wd 系列,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。 离心鼓风机的送气量大，但出口压强仍不高，一般不超过 0.3 mpa（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。,多级低速离心鼓风机,离心鼓风机 （透平鼓风机 turboblower ）,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 （reciprocating compressor）,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。,往复压缩机的构造、工作原理与往复泵相似。往复压缩机的主要部件有气缸、活塞、吸气阀和排气阀，依靠活塞的往复运动而将气体吸入和排出。,值得注意的是：虽然往复压缩机的构造和工作原理与往复泵相似，但因往复压缩机所处理的是可压缩的气体，在压缩后气体的压强增高，体积缩小，温度升高，因此往复压缩机的工作过程与往复泵有所不同，故其排气量、排气温度和轴功率等参数应运用热力学基础知识去解决。往复压缩机的结构复杂，必须附设冷却装置。,o与，p2/p1有关，p2/p1高到某程度，o可为0。 当压缩比一定时，余隙系数加大，容积系数就变小，压缩机的吸气量就减少。对于一定的余隙系数，气体的压缩比愈高，余隙体积膨胀后所占气缸的体积也愈大，使每一循环吸气量下降更多。当压缩比高到某一程度时，容积系数可能变0，失去工作意义。这时人们产生了多级压缩。,多级压缩 气体只经过一次压缩的过程称为单级压缩，而多级压缩是将气体进行多次压缩过程，以提高终压。经过一次压缩后，压力提高，温度也增高，为此要经过中间冷却器冷却，再通过油水分离器将气体中夹带的油水除去，然后气体进入下一个气缸进行压缩。,二、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： 压缩排气膨胀吸气,余隙,工作原理及理想循环 假设 ：被压缩的气体为理想气体。 气体流经吸入阀和排气阀的流动阻力不计，进、出口压强相等。 压缩机无泄漏、全部排净。 理想压缩循环是由吸气、压缩、排气三个过程所组成，则理想循环功应是三个过程中活塞对气体所作的功的代数和。,压缩机,往复式压缩机：往复式压缩机的基本结构和工作原理与往复泵相似。不同的是，气体压缩过程体积缩小、密度增大、温度升高。气体p-v状态变化图。,实际压缩过程是指上述的假设都不存在，而且为了安全，在排气终了时，活塞与气缸盖之间必须留出很小的空隙，称为余隙。 由于气缸内有余隙体积存在，使往复压缩机的实际压缩循环余理想压缩循环不同，可用下图表示：,往复式压缩机 （reciprocating compressor）,单动往复压缩机活塞运行位置及对应的气体 p-v 状态变化图,工作循环分析：,余隙的存在不仅减少气体吸入量而且增加压缩机能量损耗。,余隙系数,容积系数,0 随余隙系数 e 和压缩比 p1/p2 增大而下降并有可能达到 0,压缩机（compressor）,根据稳流体系热力学第一定律，多变压缩过程理论上在一个工作循环中活塞对气体所做的功为,式中 t1 为吸气温度。 压缩功与压缩气体温升都随压缩比增加而增加。实际压缩比一般不超过 8。 高终压 (0.51.0mpa) 压缩机都为多级。气体经上一级压缩后，通过中间冷却器和油水分离器进入下一级气缸再压缩。各级压缩比只占总压缩比的一部分，对于 n 级压缩，取各级压缩比相等则其仅为总压缩比 （p1/p2） 的 n 次方根。 多级压缩可避免单级压缩比过高而引起的排出气体超温、容积系数低的问题，而且由于级间冷却使气体体积减小并使压缩过程接近于等温过程，因此还可减少功耗。,在实际压缩循环中，按绝热过程计算计算循环功：,余隙系数和容积系数,o与，p2/p1有关，p2/p1高到某程度，o可为0。 当压缩比一定时，余隙系数加大，容积系数就变小，压缩机的吸气量就减少。对于一定的余隙系数，气体的压缩比愈高，余隙体积膨胀后所占气缸的体积也愈大，使每一循环吸气量下降更多。当压缩比高到某一程度时，容积系数可能变0，失去工作意义。这时人们产生了多级压缩。,多级压缩 气体只经过一次压缩的过程称为单级压缩，而多级压缩是将气体进行多次压缩过程，以提高终压。经过一次压缩后，压力提高，温度也增高，为此要经过中间冷却器冷却，再通过油水分离器将气体中夹带的油水除去，然后气体进入下一个气缸进行压缩。,采用多级压缩的理由： 1、避免排出气体的温度过高； 2、省功，减少功耗，级数越多，越接近等温过程。 3、提高气缸利用率，使得容积系数增大； 4、压缩机的结构更为合理。,多级压缩,二、往复式压缩机,往复压缩机的类型和选用 按其压缩气体的种类分类： 空气压缩机、氮气压缩机、氢气压缩机、氨气压缩机、石油气压缩机； 按气体受压次数分类： 多级、多级； 按气缸摆放的位置分类： 立式、卧式等等。,往复式压缩机的选用,根据所输送气体性质确定压缩机的类型（如空气压缩机、氨气压缩机、氢气压缩机等），再根据生产能力和排出压强选择合适的型号。 注意：一般标出的排气量是以 20，101.33 kpa 状态下的气体体积表示的。,往复式压缩机的排气是脉动的，可在出口处安装贮气罐，既可使气体平稳输出，又可使压缩机气缸带出的油沫和水分离。,压缩机（compressor）,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。,压缩机（compressor）,旋片式压缩机,螺杆式压缩机,可连续输出流量超过400 m/min，压力高达1 mpa。 和叶片式压缩机相比，此类压缩机能输送出连续的无脉动的压缩空气。,涡旋式压缩机,20 世纪 90 年代开发的高科技压缩机，结构简单，只有四个运行部件。压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而到压缩和排出空气。,特点：效率高、可靠性好，是最节能压缩机。低噪声、长寿命，被誉为“环保型压缩机”。 由于涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。,真空泵就是在负压下吸气并加压后排向大气的压缩机。常用的真空泵有：往复式真空泵、水环真空泵、旋转真空泵、喷射真空泵等，它又可分为干式真空泵和湿式真空泵。,真空泵,真空泵的主要特性： 1、抽气速率（简称抽率）：单位时间内真空泵吸入口吸进的气体体积（在吸入口温度压力条件下的条件流量）。即真空泵的生产能力。 2、残余压力或极限真空度：即真空泵所能达到的最低压力，单位为torr（读作托，1托1mmhg）。 上述两个特性，是作为选择真空泵的主要依据。,真空泵 （vacuum pump）,水环真空泵,水环真空泵属湿式真空泵，结构简单。由于旋转部分没有机械摩擦，使用寿命长，操作可靠。适用于抽吸夹带有液体的气体。但效率低，一般为30%50%，所能造成的真空度还受泵体内水温的限制。,由圆形的泵壳和带有辐射状叶片的叶轮组成。叶轮偏心安装。泵内充有一定量的水，当叶轮旋转时，水在离心力作用下形成水环，将叶片间的空隙分隔为大小不等的气室，当气室由小变大时、形成真空吸入气体；当气室由大到小时，气体被压缩排出。,真空泵 （vacuum pump）,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：干式真空泵，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。 可达较高的真空度，如能有效控制管路与泵等接口处的空气漏入，且采用高质量的真空油，真空度可达99.99%以上。,真空泵 （vacuum pump）,往复式真空泵,工作原理与往复式压缩机相同，只是因抽吸气体压强很小，结构上要求排出和吸入阀门更加轻巧灵活，易于启动。 达到较高真空度时，泵的压缩比很高，如95%的真空度，压缩比约为20左右，为减少余隙的不利影响，真空泵气缸设有一连通活塞左、右两端的平衡气道。在排气终了时让平衡气道短时间连通，使余隙中的残留气体从活塞的一侧流至另一侧，从而减少余隙的影响。 往复式真空泵属干式真空泵，不适宜抽吸含有较多可凝性蒸汽的气体。,真空泵 （vacuum pump）,喷射真空泵,利用工作流体通过喷嘴高速射流时产生真空将气体吸入，在泵体内与工作流体混合后排出。工作流体可以是蒸汽或液体； 结构简单，无运动部件，但效率低，工作流体消耗大。单级可达 90% 的真空度，多级喷射泵可获得更高的真空度。,w 系列水力喷射器,cp 型系列喷射泵,离心泵、往复泵的启停操作及常见问题的判断处理,离心泵启停、切换操作 开泵 1、检查电气线路有无松动，现场及远传仪表、控制阀门是否合格； 2、检查地角螺栓、管线及法兰是否松动，阀门开关是否灵活； 3、检查储油室油位（视镜或油杯），必要时加油；确保电机已加入正确适量的润滑油（脂）； 4、用手转动联轴器23圈，应感觉轻松且轻重均匀，并注意辨别泵内有无磨擦声和异物滚动等杂音，如有则应设法排除，并将联轴器的护罩安装好； 5、打开循环冷却水进出口阀，关闭连通阀，观察循环冷却水管线上压力表； 6、打开泵吸入管路的阀门，使液体充满泵内，打开放空阀，排除泵内气体；检查工艺管线上阀门应处于开泵位置； 7、关闭出口管路阀门，启动电机； 8、慢慢打开出口管路阀门，根据工艺要求调节出口流量。 9、全面检查有无异常，如发现严重泄漏、振动、尖锐声响、温升过高等现象，立即停泵处理。,停泵,1、关泵出口阀； 2、按停泵按钮，注意电机惰走时间； 3、关闭入口阀，与工艺流程断开（如有必要）。,切泵,1、检查备用泵； 2、检查电气线路有无松动，现场及远传仪表、控制阀门是否合格； 3、检查地角螺栓、管线及法兰是否松动，阀门开关是否灵活； 4、检查储油室油位（视镜或油杯），必要时加油；确保电机已加入正确适量的润滑油（脂）； 5、用手转动联轴器23圈，应感觉轻松且轻重均匀，并注意辨别泵内有无磨擦声和异物滚动等杂音，如有则应设法排除，并将联轴器的护罩安装好； 6、打开循环冷却水进出口阀，关闭连通阀，观察循环冷却水管线上压力表；,7、打开泵吸入管路的阀门，使液体充满泵内，打开放空阀，排除泵内气体；检查工艺管线上阀门应处于开泵位置； 8、关闭出口管路阀门，启动电机； 9、全面检查有无异常，如发现严重泄漏、振动、尖锐声响、温升过高等现象，立即停泵处理。 10、慢慢打开出口管路阀门，同时缓关被切泵出口管路阀门，注意出口管路的压力、流量的平稳。 11、当被切泵出口管路阀门完全关闭，停主电机，注意电机惰走时间； 12、关闭入口阀，与工艺流程断开（如有必要）。,7、打开泵吸入管路的阀门，使液体充满泵内，打开放空阀，排除泵内气体；检查工艺管线上阀门应处于开泵位置； 8、关闭出口管路阀门，启动电机； 9、全面检查有无异常，如发现严重泄漏、振动、尖锐声响、温升过高等现象，立即停泵处理。 10、慢慢打开出口管路阀门，同时缓关被切泵出口管路阀门，注意出口管路的压力、流量的平稳。 11、当被切泵出口管路阀门完全关闭，停主电机，注意电机惰走时间； 12、关闭入口阀，与工艺流程断开（如有必要）。,7、打开泵吸入管路的阀门，使液体充满泵内，打开放空阀，排除泵内气体；检查工艺管线上阀门应处于开泵位置； 8、关闭出口管路阀门，启动电机； 9、全面检查