第二章--化工原理---谭天恩.

1、第二节第二节 其他类型泵其他类型泵 1 1、往复泵的结构和工作原理、往复泵的结构和工作原理 泵缸 活塞、活塞杆 排出口 吸入口 四川大学化工原理 主要部件:缸体、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀。 一、往复泵一、往复泵 u双动泵 2 2、往复泵的流量和压头、往复泵的流量和压头 单动往复泵交替地进行吸入和排除过程,所以流量 不连续。 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。 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。 单缸单动泵: 6060 zFsnnzV V s 60 )2(

2、 60 snfFznzV V s 单缸双动泵: 式中:V 每一个活塞往复一次排出的液体体积m3 Z 缸体数目 F 活塞面积 m2 S 活塞的行程（冲程） m（活塞在两端 点 间移动的距离） n 活塞往复的频率（冲数） 1/min f 活塞杆的截面积 m2 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。 实际平均流量 V VV v 常数 V V H H 0 a a 1 1 管路特性曲线 3 3、往复泵的特性曲线、往复泵的特性曲线 往复泵流量由活塞扫过的体积决定,理论特性曲线为 VV v 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）。

3、4 4、往复泵的流量调节、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。 1、外观 2、应用场合 输送量或配比要求非常精确 二、计量泵二、计量泵 1、工作原理 2、应用场合 腐蚀性液体,固体悬浮液 三、隔膜泵三、隔膜泵 1、齿轮泵:属于正位移泵。 KCB 型齿轮油泵 应用场合: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

4、粒的悬 浮液。 流量调节:转速或旁路调节。 四、旋转泵四、旋转泵 应用场合:螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于 输送高粘度液体。 2、螺杆泵: 属于正位移泵。 流量调节:转速或旁路调节 一种特殊类型的离心泵。 应用场合: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。并且启动泵时应将出口阀全开。 流量调节:与正位移泵相同。 五、漩涡泵五、漩涡泵 泵的类型非正位移泵正位移泵 离心泵漩涡泵往复泵旋转泵 流 量 均匀性均匀均匀不均匀比较均匀 恒定性随管路特性而变恒定恒定 范围大流量小流量较小流量小流量 压

5、头大小低较高高较高 效率稍低低高较高 启动出口阀 关闭 出口阀全 开 出口阀全 开 出口阀全 开 调节流量调节出 口阀,转 速,叶轮 直径 转速或旁 路调节 转速或旁 路调节 转速或旁 路调节 各类泵的比较各类泵的比较 第三节第三节 气体输送机械气体输送机械 1 1、气体输送机械在工业生产中的应用、气体输送机械在工业生产中的应用 （1）气体输送:需要提高的压力不大; （2）产生高压气体: （3）产生真空: 2 2、气体输送机械的分类、气体输送机械的分类 按工作原理离心式,旋转式,往复式,喷射式等 一、概述一、概述 按出口压力（终压）和压缩比: 通风机:终压15kPa,压缩比11.15 鼓风机:

6、终压15300kPa,压缩比小于4 压缩机:终压300kPa以上,压缩比大于4 真空泵:造成负压,终压p0,压缩比由真空镀决定。 二、离心式通风机二、离心式通风机 1 1、离心式通风机的结构特点、离心式通风机的结构特点 叶轮直径较大适应大风量 叶片数较多 叶片有平直、前弯、后弯 不求高效率时前弯 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 2 2、性能参数和特性曲线、性能参数和特性曲线 （1 1）风量（流量）风量（流量）: :从风机排出的气体体积流量; （2 2）压头（风压）压头（风压）: :单位体积气体通过风机时获得的能量。 J/m3,Pa m3/s,m3/h g u

7、g p H g u g p t 22 2 22 2 11 g uu g pp Ht 2 2 1 2 212 g u g p H t 2 2 22 2 2 2 2 u ppt 全压头静压头 动压头全风压 静压动压 说明: 气体获能=进出口静压差（静风压）+动能差（动风压） 出口速度很高,且压缩比小,动风压占比例很高 （3 3）轴功率和效率）轴功率和效率 1000 t pQ N %90%70 性能表上参数（1atm、20） )/2 . 1 ()/( 00 ttt ppp （4 4）特性曲线）特性曲线 HT Hp N V N V HT V Hp V V 1atm、20用空气测定 3 3、离心式通风机

8、的选用、离心式通风机的选用 （1）根据气体种类和风压范围,确定风机的类型 （2）确定Q0和 pt0 （3）根据Q0和pt0查找合适型 号 Pt0Q,Pst0Q,NQ,Q P76 例题2-6 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 （1）叶片数目更多 （2）转速较高,且叶轮外周装有导轮 （3）单级出口表压在30kPa以内;多级可达0.3MPa （4）选型方法与离心泵相同。 多级低速离心鼓风机 三、离心式的鼓风机三、离心式的鼓风机 （1）工作原理与离心式鼓风机相同 （2）转速更高 （3）分几段,且段与段之

9、间设有冷却器。 （4）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。 四、离心式压缩机四、离心式压缩机 工作原理工作原理: :与齿轮泵相似。 结构结构: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。 五、罗茨鼓风机五、罗茨鼓风机 特点特点: :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,流量用旁路调节旁路调节。应安装稳压气罐和安 全阀。工作温度不能超过 8585,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

10、口压强过高,泄漏量增加,效率降低。 L6LD 系列L10WDA 系列 L4LD 系列3R5WD 系列 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。 六、往复压缩机六、往复压缩机 1 1、操作原理与理想压缩循环、操作原理与理想压缩循环 （1）开始时刻:点1 p1,V1 （2）压缩阶段:活塞向左运动 S关D关 直至2点,D被顶开之前 p2,V2 ,点2 （3）排气阶段:继续向左 D开排气 p2不变 直至最左端,V=0 点3 （4）吸气阶段:向右运动 p=p1 0V1 点1

11、2、压缩类型、压缩类型 等温压缩;绝热压缩;多变压缩 3 3、压缩功、压缩功 1 1 1 1 2 11 p p VpW 1-2-3-41-2-3-4所围成的面积所围成的面积 其中为多变指数 相对大小:等温多变绝热 4 4、有余隙的压缩循环、有余隙的压缩循环 余隙余隙: :排气结束活塞左侧留有一定空隙 余隙膨胀阶段余隙膨胀阶段: :34 活塞推进一次扫过体积 余隙体积 余隙系数 31 3 VV V 积活塞推进一次扫过的体 实际吸气体积 容积系数 31 41 0 VV VV 11 1 1 2 0 p p 说明说明: :余隙的存在使吸、排气量减小 且,则,吸、排气量 压缩比,则,吸、排气量 31 3

12、 VV V 31 41 0 VV VV 5 5、多级压缩、多级压缩级间冷却级间冷却 原因原因: :（1）压缩比大时,则,吸、排气量 （2）气体温度过高气缸内的润滑油碳化 （3）机械结构不合理 6 6、往复压缩机的流量调节、往复压缩机的流量调节 （1）调节原动机转速 （2）旁路调节 （3）改变气缸余隙体积 第四节第四节 真空泵真空泵 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

13、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。 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。 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