离心泵的课程设计.doc

目 录 摘要1 关键词1 1 列出工艺规程及有关工艺的参数1 1.1 工艺规程1 1.2 工艺参数1 1.21 感官检验 1 1.22 生理化指标 1 1.23 细菌指标 1 1.24 工艺条件的其他参数1 2确定离心泵的流量和扬程2 2.1 离心泵的流量的定22.2 离心泵扬程的确定22.21 离心泵的扬程由伯努利方程进行计算：23 由压头（H=31.875m qv=5m/h）来选用离心泵.3 4 安装高度的计算 4 4.1 允许吸上真空高度的计算Hs4 4.2 Ha的计算4 4.3 Hv的计算 4 4.4 安装高度的计算4 4.5 密度校正5 5 离心泵的工作点及流量调节(校核泵的性能参数)6 5.1 管路特性曲线65.2 特性曲线三个物理量的分析75.21 HQ曲线， 离心泵的扬程曲线75.22 NQ曲线， 离心泵的功率曲线75.23Q曲线， 离心泵的效率曲线75.3 设计点的确定75.31输送液体密度的影响75.32输送液体粘度的影响75.32叶轮速度的影响85.4离心泵工作点的确定85.5离心泵工作点的调节85.51改变管路特性曲线85.52改变K值的途径：95.53 改变离心泵的特性曲线96选用电动机(选用ABB电机)106.1计算轴功率106.2配带功率106.3电机功率106.4 对电机的标准进行审核106.41 ABB电机符合的标准116.42 ABB电机合理的结构设计11 6.43BB电机具有的电机性能116.44.防护等级11 6.45 双频率、宽电压使用情况。11 6.46.电机的绝缘等级，电机使用寿命的衡量。116.47 电机的效率11 7 结论128 本实验设计中的离心泵的优缺点139 心得和体会 1410 参考文献1611 纯牛奶的加工工艺过程图目 录 摘要1 关键词1 1 列出工艺规程及有关工艺的参数1 1.1 工艺规程1 1.2 工艺参数1 1.21 感官检验 1 1.22 生理化指标 1 1.23 细菌指标 1 1.24 工艺条件的其他参数1 2确定离心泵的流量和扬程2 2.1 离心泵的流量的定22.2 离心泵扬程的确定22.21 离心泵的扬程由伯努利方程进行计算：23 由压头（H=31.875m qv=5m/h）来选用离心泵.3 4 安装高度的计算 4 4.1 允许吸上真空高度的计算Hs4 4.2 Ha的计算4 4.3 Hv的计算 4 4.4 安装高度的计算4 4.5 密度校正5 5 离心泵的工作点及流量调节(校核泵的性能参数)6 5.1 管路特性曲线65.2 特性曲线三个物理量的分析75.21 HQ曲线， 离心泵的扬程曲线75.22 NQ曲线， 离心泵的功率曲线75.23Q曲线， 离心泵的效率曲线75.3 设计点的确定75.31输送液体密度的影响75.32输送液体粘度的影响75.32叶轮速度的影响85.4离心泵工作点的确定85.5离心泵工作点的调节85.51改变管路特性曲线85.52改变K值的途径：95.53 改变离心泵的特性曲线96选用电动机(选用ABB电机)106.1计算轴功率106.2配带功率106.3电机功率106.4 对电机的标准进行审核106.41 ABB电机符合的标准116.42 ABB电机合理的结构设计11 6.43BB电机具有的电机性能116.44.防护等级11 6.45 双频率、宽电压使用情况。11 6.46.电机的绝缘等级，电机使用寿命的衡量。116.47 电机的效率11 7 结论128 本实验设计中的离心泵的优缺点139 心得和体会 1410 参考文献1611 纯牛奶的加工工艺过程目 录 摘要1 关键词1 1 列出工艺规程及有关工艺的参数1 1.1 工艺规程1 1.2 工艺参数1 1.21 感官检验 1 1.22 生理化指标 1 1.23 细菌指标 1 1.24 工艺条件的其他参数2 2确定离心泵的流量和扬程2 2.1 离心泵的流量的定22.2 离心泵扬程的确定22.21 离心泵的扬程由伯努利方程进行计算：23 由压头（H=31.875m qv=5m/h）来选用离心泵.3 4 安装高度的计算 4 4.1 允许吸上真空高度的计算Hs4 4.2 Ha的计算4 4.3 Hv的计算 4 4.4 安装高度的计算4 4.5 密度校正5 5 离心泵的工作点及流量调节(校核泵的性能参数)6 5.1 管路特性曲线65.2 特性曲线三个物理量的分析75.21 HQ曲线， 离心泵的扬程曲线75.22 NQ曲线， 离心泵的功率曲线75.23Q曲线， 离心泵的效率曲线75.3 设计点的确定75.31输送液体密度的影响75.32输送液体粘度的影响75.32叶轮速度的影响85.4离心泵工作点的确定85.5离心泵工作点的调节85.51改变管路特性曲线85.52改变K值的途径：95.53 改变离心泵的特性曲线96选用电动机(选用ABB电机)106.1计算轴功率106.2配带功率106.3电机功率106.4 对电机的标准进行审核106.41 ABB电机符合的标准116.42 ABB电机合理的结构设计11 6.43BB电机具有的电机性能116.44.防护等级11 6.45 双频率、宽电压使用情况。11 6.46.电机的绝缘等级，电机使用寿命的衡量。116.47 电机的效率11 7 结论128 本实验设计中的离心泵的优缺点139 心得和体会 1410 参考文献1611 纯牛奶的加工工艺过程目 录 摘要1 关键词1 1 列出工艺规程及有关工艺的参数1 1.1 工艺规程1 1.2 工艺参数1 1.21 感官检验 1 1.22 生理化指标 1 1.23 细菌指标 1 1.24 工艺条件的其他参数1 2确定离心泵的流量和扬程2 2.1 离心泵的流量的定22.2 离心泵扬程的确定22.21 离心泵的扬程由伯努利方程进行计算：23 由压头（H=31.875m qv=5m/h）来选用离心泵.3 4 安装高度的计算 4 4.1 允许吸上真空高度的计算Hs4 4.2 Ha的计算4 4.3 Hv的计算 4 4.4 安装高度的计算4 4.5 密度校正5 5 离心泵的工作点及流量调节(校核泵的性能参数)6 5.1 管路特性曲线65.2 特性曲线三个物理量的分析75.21 HQ曲线， 离心泵的扬程曲线75.22 NQ曲线， 离心泵的功率曲线75.23Q曲线， 离心泵的效率曲线75.3 设计点的确定75.31输送液体密度的影响75.32输送液体粘度的影响75.32叶轮速度的影响85.4离心泵工作点的确定85.5离心泵工作点的调节85.51改变管路特性曲线85.52改变K值的途径：95.53 改变离心泵的特性曲线96选用电动机(选用ABB电机)106.1计算轴功率106.2配带功率106.3电机功率106.4 对电机的标准进行审核106.41 ABB电机符合的标准116.42 ABB电机合理的结构设计11 6.43BB电机具有的电机性能116.44.防护等级11 6.45 双频率、宽电压使用情况。11 6.46.电机的绝缘等级，电机使用寿命的衡量。116.47 电机的效率11 7 结论128 本实验设计中的离心泵的优缺点139 心得和体会 1410 参考文献1611 纯牛奶的加工工艺过程16离心泵课程设计 学院：食品科学技术学院 班 级：xx姓名：xx 学 号：xx课程论文题目：纯牛奶的加工工艺过程中的离心泵的选用课程名称：食品工程原理指导老师：杨大伟评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期： 年 月 日纯牛奶的加工工艺过程中的离心泵的选用学 生：郭立纯（食品科学技术学院食科一班，201040717115）摘 要：纯牛奶的加工工艺过程中的离心泵的选用关系到最后牛奶品质的好坏，本设计通过列举工艺规程，查询相关工艺参数并计算，来确定扬程和流量，从而挑选出适合卫生泵，进而确定其在特定条件下的工厂安装高度，为该卫生泵挑选合适的电动机型号，并对其进行校核关键字：扬程；工艺参数；离心泵；电动机；安装高度1 列出工艺规程及有关工艺的参数1.1 工艺规程收奶系统 ：（原奶过磅原奶检验过滤冷却）贮存标准化系统：（预热净乳浓缩巴氏杀菌冷却）贮存UHT；工艺段：（预热脱气均质预保温UHT灭菌冷却）无菌输送无菌灌装喷码装箱码垛保温实验出厂1.2 工艺参数原料乳进入过滤机，需要一个离心泵进行输送。其中过滤机高2米，原料乳送到1.4米高处的，以离心泵进口液面和过滤机注入原料乳的液面为参考水平面。1.21 感官检验正常乳为乳白色或微黄色，不含有肉眼看不见的异物和异常气味。1.22 生理化指标GB69140-1986中规定，脂肪大于等于3.10%,蛋白质大于等于2.95%,酸度小于等于1.62%。1.23 细菌指标控制原乳中细菌数量，致病细菌的发现，细菌含量250ug/ml。故通过牛奶的检验得知，原料是安全无毒的。1.24 工艺条件的其他参数输送的牛奶液体中固体含量为13%。牛奶的密度为1050kg/m，粘度为1.6厘泊，qv=5m/h。出口压力表读数为275kPa,吸入口真空表的压力读数为25kPa.压力表和真空表间的垂直距离为400mm。吸入管和压出管内径分别为350mm和300mm.离心泵的使用环境为工厂厂房，温度为25。海拔高度为600m，质量流量qm=5.25th，过滤面积 A=7.875。吸入管路与压出管路中压头损失0.4m和1.1m。2 确定离心泵的流量和扬程2.1 离心泵的流量的确定离心泵的流量由生产任务决定，此次牛奶的输送过程中泵的流量为5m/h。2.2 离心泵扬程的确定2.21 离心泵的扬程由伯努利方程进行计算：原料乳通过管道进入过滤机，需要一个离心泵进行输送。其中过滤机高2米，原料乳送到1.4米高处的，以离心泵进口液面和过滤机注入原料乳的液面为参考水平面。吸入管路与压出管路中压头损失0.3m和1.0m。出口压力表读数为275kPa,吸入口真空表的压力读数为25kPa.已知： Z1=0m Z2=1.4m P1=101kpa P1=101kpa P2P1=(Pa Pe)(Pa Pvm）=275+25=300kpa 因为qm =Au所以 u= qmA=5250/（7.8751050）=0.6349mh由伯努利方程知：gz1+p1+u212+gh=gz2+p2+u222+hf1即：z1+p1g+u212g+h=z2+p2g+ u22g2+Hf则压头： H=Z+pg+u22g+Hf=1.4+300100010509.8+0.63490.634929.8+1.3=31.8750m功率Pe=qvgH=10509.831.8755/3600=0.456Kw 3 由压头（H=31.875m qv=5m/h）来选用离心泵根据介质特性决定选用哪种特性泵，如清水泵、耐腐蚀泵，或化工流程泵和杂质泵等等。在此次工艺流程中，我们应该选用不锈钢卫生泵，输送与水物理化学性质相类似的牛奶。即选用BAW卫生级离心泵。根据现场安装条件选择卧式泵、立式泵（含液下泵、管道泵）。在此，我们可以选用立式泵，使得进口和出口的夹角为180度。根据流量大小选用单吸泵、双吸泵，或小流量离心泵。本次输送过程中流量较小，可用开式的叶轮的单吸泵进行输送。结构简单清洗方便，适宜于输送含杂质的液体。根据扬程高低选用单级泵、多级泵，或高速离心泵等。该工艺中扬程并不是很大，可直接用单级泵进行输送。以上各项确定后即可根据各类泵中不同系列泵的特点及生产厂的条件，选择合适的泵系。BAW卫生级离心泵性能参数如表1表1 BAW卫生级离心泵性能参数：型号流量（T/h）扬程（m）进出口径（mm）功率（KW）BAW-3-1631640/320.75BAW-5-24524401.5BAW-5-32532402.2BAW-10-24102450/402.2BAW-10-36103650/403BAW-15-241524503BAW-20-242024504BAW-20-362036505.5BAW-30-24302465/507.5BAW-40-36403680/607.5BAW-50-40504080/6011BAW-80-30803010015BAW-80-40804010018.5BAW-100-401004012522表2 选用的不锈钢卫生泵/奶泵/离心泵规格说明品牌自选型号BAW -5 -32 材质不锈钢性能卫生用途输送牛奶泵轴位置卧式叶轮结构敞开式叶轮叶轮吸入方式单吸式流量5（m3/h）扬程32（m）轴功率72.2（kW）吸入口径40（mm）排出口径40（mm）备注BAW -5 -32 配ABB电动机 Hs=7.4mn=2900rppm n=80% 4 安装高度的计算 4.1 允许吸上真空高度的计算HsPa=101kpa P1=25kpaHs=pag-p1g Hg=pag-p1g-u212g-hf根据离心泵的型号得知：Hs=7.4mHs原样本中给出的允许吸上真空高度m4.2 Ha的计算Ha水泵工作是的大气压头m 与海拔高度有关，工厂的海拔高度为600m Ha=9.6m 4.3 Hv的计算 查表知，温度为25时，水的饱和蒸汽压Hv=pvg=32000/1050/9.8=3.0981m 4.4 安装高度的计算Hs1=Hs+(Ha10.33)-(Hv0.24)=7.4+（9.6-10.33）-(3.0981-0.24)=3.82mHg=pag-p1g-u212g-hf=3.82-0.02-1.3=2.5m泵的实际安装高度为2.5-0.5=2m4.5 密度校正若输送液体的密度为，则Hs1*牛奶/水=21000/1050=1.90m此次输送的液体为牛奶，密度为1050kg/m。所以这个泵的实际安装高度为2-0.5=1.90m5 离心泵的工作点及流量调节(校核泵的性能参数)5.1 管路特性曲线 设 则 管路特性方程反映管路所需外加功的大小与流量的关系。离心泵的特性曲线 5.2 特性曲线三个物理量的分析5.21 HQ曲线， 离心泵的扬程曲线流量Q增加；扬程H下降。5.22 NQ曲线， 离心泵的功率曲线 流量Q增加；功率增加。 流量为零；功率最小。5.23Q曲线， 离心泵的效率曲线5.3 曲线有最高效率点，此点为设计点。 一般，离心泵的使用效率不能低于最高效率点的92%.离心泵特性曲线的影响因素 5.31输送液体密度的影响离心泵的扬程和效率与密度无关；有效功率与密度成正比。 5.32输送液体粘度的影响 常温下，输送液体的粘度增加，最高效率点下的流量、扬程和效率均下降，轴功率增加。 输送液体粘度不大时，液体粘度对特性曲线的影响可以不计。 5.33叶轮转速的影响 输送粘度与水相近的流体，转速变化不大于20%时，可认为其效率不变，则： 5.34叶轮转速的影响 5.4离心泵工作点的确定管路特性方程反映管路所需外加功的大小与流量的关系。离心泵特性方程反映离心泵所能提供的能量的大小与流量的关系。则管路特性方程与离心泵特性方程的交点所对应的流量与扬程的关系既符合管路特性方程，又符合离心泵特性方程。称该交点为离心泵的工作点。5.5离心泵工作点的调节5.51改变管路特性曲线改变离心泵的特性曲线管路特性曲线的形状主要决定于K值，K值意味着流体在管路中的流动阻力，阻力越大，K值越大。由图中可以看到：K值增大管路所需的扬程随流量增加较快管路特性曲线变陡工作点沿离心泵特性曲线上移（左移）扬程增加；流量减小。K值减小管路所需的扬程随流量增加较慢管路特性曲线变平工作点沿离心泵特性曲线下移（右移）扬程减小；流量增加。5.52改变K值的途径：1在离心泵出口处安装调节阀门，改变管路局部阻力。优点：操作简单、灵活、方便。缺点：增加局部阻力将增加能量损失。2改变输送管路管径，改变管路沿程阻力。因为： ，即所以：管径d；K值。管径d；K值。5.53 改变离心泵的特性曲线改变离心泵的特性曲线的途径： 1、改变离心泵转速n转速n增加离心泵特性曲线上移离心泵工作点上移（右移）扬程增加；流量增加。转速n减小离心泵特性曲线下移离心泵工作点下移（左移）扬程减小；流量减小。 2、改变离心泵叶轮直径d 离心泵叶轮直径d减小流量减小；扬程减小工作点下移（左移）。6选用电动机(选用ABB电机)6.1计算轴功率=105059.831.87500.8=0.56Kw6.2配带功率离心泵本身所配带电机的功率。6.3电机功率P=水泵损失系数K*水泵排水量Q*提升高度H/102总效n=0.15*5*31.875/102*0.85=0.28kw 故可选用M2QA 80M4A 0.55KW B5型M2QA三相异步电动机是ABB公司设计的2000款系列产品中的基本系列, 符合欧共体|级效率标准。电机的设计与制造符合IEC 60034、IEC60072、DIN 42673、BS 4999、GB755、GB 10069和Q/JBQS 27。M2QA 系列电机具有较好的电气与机械性能。表3 电机选用过程中重要的参数系列：电源、功率、频率要求：工作电压：220-240V直流电流额定频率：50/60Hz安装方式：立式（法兰安装）B5工作方式：连续（S1）防护等级：IP55绝缘等级：F（可应客户要求供B级绝缘产品）海拔不超过1000m工厂海拔600m环境温度-15+40离心泵温度为256.4 对电机的标准进行审核好校对6.41 ABB电机符合的标准ABB电机符合下列标准GB755 Q/JBQS28 GB100696.42 ABB电机的结构设计灵活的引出线方向，电机接线盒的安装方式可在电机顶部、左侧、右侧，接线盒自身可旋转安装。71-132机座的接线盒可旋转4*90方向，160及以上机座接线盒可旋转2*180方向。6.43BB电机具有的电机性能低噪音、低振动选用进口品牌轴承，并通过优化设计及工艺的改进，M2QA系列电机的噪音和振动有了大幅度降低，并达到国际先进水平。6.44.电机的防护等级电机的标准设计防护等级为IP55，可按用户要求提供更高要求的防护等级。6.45 电机的频率和电压情况电机设计考虑了不同地区的电压变化，使电机适应多个地区电压使用，并保证用户使用性能。6.46.电机的绝缘等级和使用寿命。标准电机采用了F级绝缘结构，从而提高了电机使用寿命，增加了电机可靠性，还可按用户提供高等级的绝缘结构。6.47 电机效率电机采用优化设计，效率指标符合欧洲CEMEP-EU标准中的Eff2标准，可生产可观的节能效果。7 结论根据计算应该选用型号为BAW -5 -32 的离心泵和型号为M2QA 80M4A 0.55KW B5的 ABB电动机8 本实验设计中的离心泵的优缺点 优点有：其输送过程中的流量和压力都平稳，没有很大的波动，适合中小企业的液体的输送。离心泵的转数较高，可以与ABB电动机直接相连，传动机构简单紧凑。同时，卫生泵的操作方便可靠，调节和维修容易，并易于实现自动化和远距离操作。还具有造价低廉和维修费用较低等优点。 离心泵的缺点有：在一般情况下，离心泵起动前需先灌泵或用真空泵将泵内空气抽出。在目前的使用上还有局限性。液体粘度对泵的性能影响较大。当液体粘度增加时，泵的流量，扬程，吸程和效率都会显著地降低。本次输送中的牛奶的粘度又会随着温度的变化而变化，因此具有不稳定性。离心泵在小流量情况下应用，受到一定的限制。因为小流量离心泵的泵体流道很窄，制造困难，同时功率效率也很低。9 心得和体会 通过制作，我更懂得了对word和excel的操作和应用，通过设计过程中图表的制作和图表的绘制，我更加熟练了其中的操作。同时，也更加明白格式的重要性，当我把工艺流程写好后，我以为就差不多完成工艺了，没想到，修改格式就用了好久，这时，我才发现原来细节是那么的重要。在工艺的确定中，当时我就纠结了好久，我不知道是用葡萄酒的工艺的离心泵设计还是牛奶的加工工艺中的离心泵设计，后来，我思索衡量其工艺的差别后，我就选用了纯牛奶的加工工艺中离心泵设计的任务。在工艺确定后，我就开始根据工艺流程的途经确定哪里需要利用到离心泵。比如纯牛奶工艺中运输到过滤机的加工工艺步骤和后面通过灭菌后输送的过程。然后我就通过查阅资料确定了加工中所需要的工艺参数，如工厂海拔，温度，环境等，然后根据书本的知识，确定好体积流量。起初，我并没有注意到体积流量和质量流量的关系和大小，也没有根据工厂的实际情况就把体积流量确定为500，然后我根据书本中和上课老师讲授的知识，我就开始计算扬程，最后根据我选用的水泵的允许安装的高度求出安装高度，然后我通过文献了解得知，输送的液体如果和水的密度和性质不一样的话，需要自己进行校正，找了很多资料都没有很大的头绪，我就运用所学的物理知识觉得如果把安装高度的和牛奶的密度与水的密度的比值进行相乘，这个应该就是实际的安装高度，但是我又不太确定，偶然的一次机会，在一篇文档里面我找到了关于密度校正的具体方法，事实也和我猜想的一模一样，这个时候，我更加树立了完成这份论文的信心和决心。到后面的选型过程我才发现，这样大的体积流量，根本就不太符合工厂的具体工艺生产条件。通过后面的高度确定和离心泵的选型中，我才发现，这样大的体积流量对于一个工艺任务来说，有点偏大，所以我就把体积流量调整为5.在牛奶输送中，我原以为水跟牛奶的性质差不多，可以用水泵进行输送，但是，我通过跟网上的实体店的水泵交流中心交谈时候，我才发现，水泵不可以运输牛奶。客服人员告诉我没有不锈钢的水泵。然后，我就通过 询问工程师和自己翻阅不锈钢的知识和特点，我才确定，我应该选用卫生泵，于是我就在中国知网和维普网找到了关于卫生泵的具体的型号和流量扬程和功率等具体的工艺参数条件。论文中的格式要求，图表必须自己绘制，所以，我就耐心的通过绘表格制作出了一个又一个的图表，看到这些一个又一个可爱的图表绘制完毕，我感觉到特别的满足。尤其是把一些文本文档制作成表格，通过文本转化表格和表格转化文本过程中，我也学会了很多的技巧和知识。这些也让我更加了解到工艺中曲线绘制的艰难。我就根据再次调整好的体积流量，计算出质量流量和流速等，然后我根据伯努利方程计算中扬程H，计算H时，我发现这个Hs中s的小图标很难打，后面我通过对搜狗的应用，我才学