第五节流体输送设备

第五节 流体输送设备,什么是流体输送设备？,在化工生产中，从一个地方输送到较远的地方。因此流体输送过程是最常见的。,为达到上述目的，需要外界给流体提供能量，这种为流体输送提供能量的设备，称为流体输送设备。,通常 把输送液体的设备称为泵. 输送气体的设备称为压缩机。,流体输送设备分类按流量和压强大小关系分 离心泵 和 正位移泵（往复泵、齿轮泵、螺杆泵）,2.按工作原理分 离心式、往复泵、旋转式、流体动力作用式。 齿轮泵、螺杆泵,1、离心泵 实际使用的泵，约80-90%的泵是离心泵。 离心泵具有以下特点：,a.操作容易，便于调节和自控；b.流量均匀，效率较高；c.流量和压头的适用范围广；d.适于输送腐蚀性或含有悬浮物的流体。,1离心泵的工作原理 离心泵由旋转叶轮和泵壳组成叶轮由6-12片后弯叶片组成。转速为1200-3600转/分,液体由泵壳的中心位置吸入，液体从叶轮中心甩向叶轮外缘，速度为15-25m/s，因泵壳流道逐渐扩大，流体的动能逐渐转化为压力能。因此，具有较高压强的液体，可由泵的出口输送到所需要的场所。,当液体被甩出后在叶轮中心形成真空，可把液体吸进来，填补被排出液体的位置，这样流体不断被吸入、排出，就可输送液体，由此可见，离心泵是靠叶轮旋转，使流体生产离心力，而达到输送流体的目的。,当泵内有空气时，因空气密度低，离心力就小，泵入口处真空小，不能将流体吸入泵内，这时离心泵不能输送液体，这种现象称为“气缚”。*因此启动时泵内应充满水，否则要灌水。入水管口装有单向阀可防止水倒流，方便灌水或在短时间停泵后，不用灌水。,2.离心泵的性能参数 在实际中，为满足具体要求选择适宜的离心泵，必须要了解泵的性能，反映泵性能的参数有流量、压头、轴功率、效率、气蚀余量等。,流量：单位时间内泵输送的液体量。泵的流量不是固定的，它与管路条件有关。压头：又称扬程，是指单位重量液体获得的能量。单位：米,泵的扬程与泵的结构（叶片弯曲、叶轮直径）、转速及流量有关，对于确定的泵和转速，扬程与流量有关。泵的扬程与升扬高度含义不同。, 轴功率：电动机传给泵的功率 有效功率：液体实际从泵得到的 功率Ne=QHg,效率：流体获得的功（QHg)与外界提供给泵的能量之比。 其能量损失主要为容积损失，水力损失，机械损失。小型泵效率为50-70%，大型泵为90%左右。泵的效率,3离心泵的特性曲线把离心泵性能参数的实验结果关系画在图上，这些曲线称为离心泵的特性曲线。,泵的特性曲线通常为三种： H-Q（扬程-流量）曲线：一般来说： Q H,N-Q（轴功率与流量）曲线： Q N *启动离心泵时，应关闭出口阀。（但有些泵，关闭出口阀会引起严重事故。）,-Q（效率-流量）曲线：Q 曲线存在效率最大点，这是泵的设计点，泵在此点对应的扬程和流量下工作，效率最高，单位输液量耗电最少，选泵时，泵的工作范围应在此附近。,泵上铭牌标明的流量、扬程、功率、允许吸上高度，都是泵效率最高时所对应的数值。上述泵特性参数的测量，都是以清水作为介质的。,液体物理性质对泵性能的影响粘度： Q 、 H 、 、 N 密度：对流量、扬程、效率无影响。 (H-Q,H-曲线不变)对有效功率、轴功率有影响。 Ne=QHg、 N=Ne/ 不变,泵的转速n与叶轮直径D对泵性能的影响n对流量Q，扬程H、轴功率N的影响 D对流量Q，扬程H、轴功率N的影响,4离心泵的气蚀现象与允许吸上高度（或称安装高度） 泵抽液如果入口处真空太高，其绝压小于液体饱和蒸气压，液体就会气化，当气体进入泵出口处的高压区时，气泡又会迅速凝结为液体，周围液体以极高的速度补充气体原来的空间，冲击点的压强达到几十MPa,冲击频率达到几万次，泵的噪音很大，叶轮表面由点蚀到海绵状，到裂缝，叶轮很快损坏，这种现象称为气蚀。,为了避免气蚀现象发生，实际泵入口处的压力应大于操作温度下的液体的饱和蒸气压力。即 P泵入口液体饱和蒸气压,设P液面为上游贮槽液面上方的压力，PaP入口为泵吸入口处允许的最低绝对压强，Pa P入口应大于P饱,在贮槽液面0-0/与泵入口处1-1/列B.eq得： ,令H安装=Z1-Z0 H安装称为泵的允许吸上高度或称泵的允许安装高度。,令 H真空称为泵的允许吸上真空度,当P入口=P饱最大安装高度：实际安装高度：H安装= - 减额外值,额外值等于泵入口压力应高于液体饱和蒸汽压的值（以液柱表示） 即：额外值 =,令 称为气蚀余量气蚀余量与泵的结构、尺寸有关，是泵抗气蚀性能参数。,引入气蚀余量原式,泵说明书上标明的是泵的允许吸上高度，它的测定条件为： 大气压10mH2O柱（9.81104Pa）； 20的清水为介质； 清水密度取1000kgm3,如操作条件与测试条件不符，泵的允许吸上高度需要换算。,离心泵的工作点及流量调节 在输送液体时，实际的工作扬程和流量，不仅与泵的特性有关，而且与管路的特性有关。,在输送液体时，管路需要的压头为：,如上游截面的=0，=-0=则上式,在一定的管路上 为定值，令为，而l、le、d也为定值，湍流时变化不大，（看） 为定值，令为B,原式变为： Q 为流量称为管路特性曲线。 把泵的特性曲线与管路性能曲线画在同一图上。,两线有一交点，点称为工作点， 点对应的流量和扬程就是泵在 管路上工作时的实际流量和扬程。,如点落在最高效率点附近，说明泵 选择得较好。,怎样调节泵流量a.可调节离心泵出口管路上的阀门开度，通过改变管路阻力来调节流量，当关小阀门时，管路曲线往上移，工作点移至，流量由，流量变小了，生产上用得最多。,b.改变泵的转速n或叶轮直径。 前一种需要变速装置，后一种加工不当，有可能降低泵的效率，因此很少使用。,6.离心泵的使用选择泵的类型：水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵（含悬浮物或较稠液体）根据实际的扬程、流量选型号，使工作点在最高效率点附近。,泵的安装：按说明选择配套的电机，泵的安装应低于泵的允许吸上高度，防止气蚀或吸不上液，应降低吸入管路的阻力，选择管径大、光滑、直的管，其它管件尽量少。,泵的操作：泵在启动前先充满液体使没气体积存，启动时，先关闭出口阀门，以免电机超负荷，等电机运转正常后，逐渐打开出口阀门，停机时，应先关闭出口阀，避免管内液体倒流打坏叶轮。如流量需要调节，可利用出口阀控制。,经常检查：噪音、压力表变化、轴承、轴封是否发热。,单台离心泵不能满足输送任务时，可采用离心泵串联操作）或并联操作。,二其它类型泵1.往复泵结构,特点启动前不需要使泵内充满液体，但吸上高度仍有限制。单动泵的流量不均匀。,流量与泵的几何尺寸（横截面、冲程）和往复次数有关，与泵的压头及管路情况无关。无论在什么压头下工作，往复一次，排出液体量相等。单动泵流量Q=A S n,泵的扬程取决于泵的机械强度及电动机功率。 泵流量的调节采用回路调节装置，出口堵塞有可能造成泵、管、电机损坏。,往复泵适合流量小，压强高，粘度大的液体输送，不宜输送含有悬浮物的液体。,2计量