化工原理往复泵

化工原理往复泵第一页，共四十三页，2022年，8月28日工作循环:活塞从左向右又从右移至左，即完成了一个工作循环。活塞从左端点到右端点（或相反）的距离叫做冲程或位移。

第二页，共四十三页，2022年，8月28日01234Qt第三页，共四十三页，2022年，8月28日多级往复泵（三联泵）第四页，共四十三页，2022年，8月28日3．往复泵的性能参数与特性曲线(1)流量（排液能力）单动泵理论流量:双动泵理论流量:往复泵的正位移特性：（1）往复泵的流量只与活塞的往复次数及位移有关，而与管路状况无关。（2）压头与流量无关，无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出一定的液体。具有这种特性的泵称为正位移（定排量）泵。第五页，共四十三页，2022年，8月28日（2）往复泵特性曲线QQT0QH第六页，共四十三页，2022年，8月28日12434．往复泵的工作点与流量调节(1)旁路调节装置由于往复泵的正位移特性，工作点只能沿Q＝常数的垂直线上移动。要想改变往复泵的输液能力，可采取如下措施：MMHHQQ0Haa第七页，共四十三页，2022年，8月28日(2)改变活塞冲程或往复频率

调节活塞冲程S或往复频率nr均可达到改变流量的目的，而且能量利用合理，但不宜于经常性流量调节。

5．往复泵的安装高度

往复泵的吸上真空度取决于贮液槽液面上方的压力、液体的性质和温度、活塞的运动速度等因素，因此往复泵的吸上高度也有一定的限制。

往复泵有自吸能力，所以在启动前无需向泵内灌满被输送的液体。第八页，共四十三页，2022年，8月28日二.计量泵计量泵又称比例泵，借助调节偏心轮的偏心距离，来改变柱塞的冲程而实现。第九页，共四十三页，2022年，8月28日三、旋转泵

旋转泵靠泵内一个或多个转子的旋转来吸入或排出液体，又称转子泵。1、齿轮泵齿轮泵可以产生较高的压头，但流量较小，用于输送粘稠的液体，但不能输送含颗粒的悬浮液。第十页，共四十三页，2022年，8月28日2、螺杆泵

螺杆泵分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵、五螺杆泵等图a为单螺杆泵，螺杆在具有内罗纹的泵壳中偏心转动，将液体沿轴向推进，最终沿排出口排出。图b为双螺杆泵，工作原理与齿轮泵十分相似，利用两根相互啮合的螺杆来输送液体。往复泵、计量泵、旋转泵均属于正位移泵。第十一页，共四十三页，2022年，8月28日3、旋涡泵

旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，它是由叶轮和泵体组成。叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列。

旋涡泵在开动前也要灌满液体。旋涡泵适用于要求输送量小，压头高而粘度不大的液体。第十二页，共四十三页，2022年，8月28日特点：1.旋涡泵的压头随流量增加而下降幅度很大；2.旋涡泵的轴功率随流量增加而下降，因此漩涡泵启动时应全开出口阀；以旁路调节方法调节流量。3.旋涡泵能量损失很大，效率较低；4.旋涡泵启动前也需要灌泵。HNH-QN-Q-QQ第十三页，共四十三页，2022年，8月28日复习一.离心泵工作原理和基本结构1.气缚现象(即离心泵启动前要灌泵)2.基本结构:叶轮:供能装置，分类;泵壳:转能装置，汇集液体;

轴封装置二.离心泵基本方程式1.离心泵理论压头有两部分组成：静压头增加和动压头增加2.离心泵理论压头的影响因素：叶轮直径和转速，叶片弯曲形状。(为什么采用后弯叶片)第十四页，共四十三页，2022年，8月28日三.离心泵性能参数及特性曲线1.离心泵性能参数：离心泵特性曲线：H-Q，N-Q，-QH随流量增加而减小，N增加；当Q=0时,轴功率最低,启动泵和停泵应关闭出口阀;效率有一个最高效率点,最高效率点对应的流量为额定流量;泵应在最高效率点附近工作.Q,H,与密度ρ无关,但N与ρ呈正比。粘度增加，Q,H,

均下降，但轴功率却升高。叶轮直径，转速增加，离心泵Q，H，N均增加，其关系为切割定律和比例定律.流量Q，压头H，效率η,轴功率N第十五页，共四十三页，2022年，8月28日Hg2.允许气蚀余量与允许安装高度四.离心泵安装高度1.气蚀现象及允许安装高度第十六页，共四十三页，2022年，8月28日五.离心泵流量调节1.离心泵的工作点是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点；2.离心泵流量调节方法：（1）调节离心泵出口阀门开度；（2）调节叶轮转速；3.改变泵的出口阀门开度，实际上是改变了

；改变叶轮转速或直径实际是改变了

。

第十七页，共四十三页，2022年，8月28日六.其他类型泵正位移泵：泵的分类：离心泵4.泵的串并联选择原则：（1）高阻型管路串联优于并联；（2）低阻管路并联优于串联。

有自吸能力，不能采用出口阀调节流量，常用的方法为采用回路调节方式。常见的正位移泵(应知道哪种泵属于正位移泵,漩涡泵不属于正位移泵，无自吸能力)。第十八页，共四十三页，2022年，8月28日例：如图，用离心泵将20℃的清水（密度取为1000kg/m3）从水池送往敞口的高位槽，水池和高位槽均与大气相通，在泵的入口和出口分别装有真空表和压强表。泵在一定转速、阀门的开度下，测得一组数据：泵的流量Q、压头H、真空度p1、压强p2、功率N。现分别改变如下某一条件，试判断上面五个参数将如何变化。（1）将泵的出口阀开度加大；

（2）改送密度为1200kg/m3的水溶液（其他性质与水相近）（3）泵的转速提高8%；（4）泵的叶轮直径减小5%。第十九页，共四十三页，2022年，8月28日（1）加大阀门的开度MH-QQMM22QM2由泵的特性方程和管路特性方程可知，压头H减小，流量Q增加；轴功率N增加第二十页，共四十三页，2022年，8月28日在0-0截面和1-1截面间列柏努利方程：真空表的读数p1增加在0-0截面和2-2截面间列柏努利方程：于是压强表的读数p2减小21001233第二十一页，共四十三页，2022年，8月28日（2）改送密度为1200kg/m3的水溶液泵的流量、压头与液体的密度无关，因而泵的特性曲线不发生变化。管路特性曲线：21001233轴功率N增加。因而管路特性曲线不发生变化。于是Q、H均不发生变化。第二十二页，共四十三页，2022年，8月28日在0-0截面和2-2截面间列柏努利方程：于是压强表的读数p2增加21001233真空表的读数p1增加在0-0截面和1-1截面间列柏努利方程：第二十三页，共四十三页，2022年，8月28日（3）泵的转速提高8%21001233转速提高，Q、H、N均增加在0-0截面和1-1截面间列柏努利方程：真空表的读数p1增加流速增加第二十四页，共四十三页，2022年，8月28日在0-0截面和2-2截面间列柏努利方程：21001233无法判断，因此该在2-2至3-3截面间列柏努利方程：因而压强表的读数减小。第二十五页，共四十三页，2022年，8月28日第三章非均相物系分离非均相分离气固液固重力沉降离心沉降过滤气液液液－－除沫器－－分层器第二十六页，共四十三页，2022年，8月28日过滤：在外力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。实现过滤操作的外力:可以是重力，压差或惯性离心力，在化工生产过程中应用最多的是以压强差为推动力的过滤。一．过滤操作的原理滤液过滤介质滤饼滤浆第二节过滤第二十七页，共四十三页，2022年，8月28日架桥现象固体颗粒成饼层状沉积于过滤介质表面，在过滤介质表面形成滤饼。

二、过滤方式：饼层过滤和深层过滤1.饼层过滤在饼层过滤中，真正发挥截留颗粒作用的主要是滤饼层而不是过滤介质。特点：在饼层过滤过程中，滤饼会不断增厚。过滤的阻力随之增加，在推动力不变下，过滤速度会愈来愈小。第二十八页，共四十三页，2022年，8月28日悬浮液中的颗粒直径小于床层孔道直径。过滤介质较厚,介质内流道曲折。2.深床过滤悬浮液滤液过滤介质过滤介质表面不生成滤饼。整个过滤过程中过滤阻力不变。适于处理颗粒含量很小的悬浮液。第二十九页，共四十三页，2022年，8月28日膜过滤作为一种新型的过滤技术近年来发展很快,膜过滤是利用膜孔隙的选择透过性进行两相分离的技术,以膜两侧的流体压差为推动力,使溶剂,无机离子,小分子等透过膜,而截留微粒及大分子.膜过滤又分为微滤和超滤,微滤截留0.5-50m的颗粒,超滤截留0.05-10m的颗粒,而常规过滤截流50m以上的微粒.3.膜过滤第三十页，共四十三页，2022年，8月28日①织物介质(又称滤布)：指由棉、毛、丝、麻等天然纤维及合成纤维制成的织物，以及由玻璃丝、金属丝等织成的网。②堆积介质：由各种固体颗粒(砂、木炭、石棉、硅藻土)或非编织纤维等堆积而成，多用于深床过滤中。③多孔固体介质：具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料及多孔金属制成的管或板，能截拦1～3m的微细颗粒。④多孔膜：用于膜过滤的各种有机高分子膜和无机材料膜。1.性能要求a.多孔性;b.物化性能稳定,耐热,耐化学腐蚀;c.足够的机械强度,使用寿命长;d.价格便宜.三.过滤介质2.过滤介质的种类第三十一页，共四十三页，2022年，8月28日

不可压缩滤饼:

颗粒坚硬，则当滤饼两侧的压强差增大时，颗粒的形状和颗粒间的空隙不会发生明显变化，这类滤饼称为不可压缩滤饼。可压缩滤饼颗粒刚性差，滤饼中的固体颗粒受压会发生变形，这种滤饼为可压缩滤饼。四．滤饼的压缩性和助滤剂第三十二页，共四十三页，2022年，8月28日助滤剂：是某种质地坚硬而能形成疏松饼层的固体颗粒或纤维状物质，将其混入悬浮液或预涂于过滤介质上，可以改善饼层的性能，使滤液得以畅流。加入方式：预涂法直接混合法（1）化学稳定性，不与悬浮液发生化学反应，不溶于液相中。（2）过滤压强差范围内，具有不可压缩性.对助滤剂的基本要求：第三十三页，共四十三页，2022年，8月28日一.滤液通过饼层的流动特点（1）非定态过程

（2）滞流流动第二节过滤基本方程式二.基本概念1.孔隙率:单位体积床层的空隙体积,以ε表示。过滤基本方程式：某一时刻下过滤速度与过滤推动力、阻力关系的方程式。第三十四页，共四十三页，2022年，8月28日例如,2m3滤饼的孔隙体积为1.2m3,孔隙率是多少?直径为0.3mm的球形颗粒,比表面又是多少?2.比表面:单位体积颗粒所具有的表面积，以a表示。3.过滤速度:单位时间通过单位过滤面积的滤液量,以u表示(m/s)4.过滤速率:单位时间获得的滤液体积称为过滤速率，单位为m3/s第三十五页，共四十三页，2022年，8月28日三.过滤速率及速度方程式滤饼与过滤介质两侧压差滤饼阻力R=rL过滤介质阻力Rm=rLe虚拟滤饼厚度滤饼比阻，反映了颗粒及颗粒床层的特性第三十六页，共四十三页，2022年，8月28日

过滤过程中的物料衡算问题:按体积计算:

滤浆体积=滤液体积+滤饼体积

滤浆中液相体积=滤液体积+滤饼中液相体积（孔隙体积）滤浆中固相体积=滤饼中固相体积按质量计算:

滤浆质量=滤液质量+滤饼质量

滤浆中液相质量=滤液质量+滤饼中液相质量滤浆中固相质量=滤饼中固相质量第三十七页，共四十三页，2022年，8月28日例1.直径为0.1mm的球形颗粒状物质悬浮于水中,用过滤方法予以分离,过滤中形成不可压缩滤饼,其孔隙率0.6,求滤饼的比阻r,又知此悬浮液中固相所占的体积分率为10%,求每平方米过滤面积上获得0.5m3滤液时的滤饼阻力R。解:(1)比阻r

r=1.333*10101/m2(2)滤饼阻力R

由:R=rL

滤液体积+滤饼中水的体积=料浆中水的体积

滤液体积=0.5m3

滤饼中水的体积=1*L*=0.6L

料浆中水的体积=料浆体积*液相体积分率=(0.5+1*L)*(1-10%)

带入计算,有:L=0.1667m

R=2.22*1041/m第三十八页，共四十三页，2022年，8月28日

若每获得1m3滤液所形成的滤饼体积为υm3，则：3.过滤基本方程式LA=υV同理：Ve——过滤介质的当量滤液体积，或称虚拟滤液体积，m3