化工原理流體輸送機械

化工原理流體輸送機械1第1頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四離心泵外形2第2頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)離心泵2、基本部件與構造葉輪：開式、半開式、閉式；泵殼軸封裝置：填料密封、機械密封3第3頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四葉輪：開式、半開式、閉式第一節(jié)離心泵4第4頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)離心泵泵殼截面積逐步擴大的蝸牛殼形通道——蝸殼液體量大降低速度5第5頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)離心泵導輪泵殼內(nèi)在葉輪外周安裝的一個固定的帶葉片的環(huán)6第6頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)離心泵軸封裝置：填料密封(填料函)

密封圈,填入柔性填料機械密封

由兩個光滑而密切貼合的金屬環(huán)形面構成

7第7頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)離心泵吸液方式：單吸、雙吸8第8頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四二、離心泵的理論壓頭和實際壓頭1、壓頭和升揚高度第一節(jié)離心泵泵向單位重量液體提供的機械能——H[m]9第9頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四2、理論壓頭H∞假設：（1）葉片無數(shù)多（2）液體為理想流體可以在葉輪的進、出口列柏努利方程，推導出理論壓頭(推導見教材56-58頁）第一節(jié)離心泵10第10頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四產(chǎn)生的原因：原因一：離心力作功1kg液體受到的離心力為：原因二：液體由1流到2時，由于流動通道逐漸擴大，

w逐漸變小，這部分能量將轉化為靜壓能。11第11頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四液體在高速旋轉的葉輪中的運動分為2種:周向運動：沿葉片表面的運動：處處與葉片相切，速度w根據(jù)余弦定理可知：12第12頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四離心泵設計中，一般都使設計流量下的1=90則cos1=0。于是13第13頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四討論：H與流量Q、葉輪轉速、葉輪的尺寸和構造（r2、b2、2）有關；葉輪直徑越大、轉速越大，則H越大；在葉輪轉速、直徑一定時，流量Q與理論壓頭H的關系受裝置角2的影響如下

:14第14頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四3、實際壓頭：葉片間的環(huán)流葉片數(shù)、黏度阻力損失流速（流量）平方?jīng)_擊損失額定設計第一節(jié)離心泵15第15頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四三、離心泵的主要性能參數(shù)1、壓頭H和流量Q轉速n、流量Q、壓頭H、軸功率N、效率η、汽蝕余量等第一節(jié)離心泵16第16頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四2、有效功率和軸功率3、效率容積損失水力損失機械損失容積損失：泵殼與葉輪之間有縫隙，從葉輪四周送出的壓力較高的液體會有小量漏回到葉輪的中央入口，這部分液體所引起的能量損失較容積損失。水力損失：液體流過葉輪、泵殼時的摩擦阻力，流體入口處流動方向改變及邊界層的分離導致的水力損失。機械損失：軸承、密封的機械部件的摩擦損失。大型泵效率可達90%；小型泵效率一般為50~70%。第一節(jié)離心泵17第17頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四18第18頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四四、離心泵的特性曲線及其應用1、特性曲線N~Q曲線：功率隨流量的增大而上升：~Q曲線：效率隨流量的增大先增大，到最大后下降H~Q曲線：壓頭隨流量的增大而下降；第一節(jié)離心泵19第19頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四3、轉速與葉輪尺寸對離心泵特性的影響轉速影響：比例定律葉輪尺寸的影響：切割定律2、液體性質對離心泵特性的影響密度的影響:流量、壓頭不變；功率變粘度的影響：粘度大時考慮修正第一節(jié)離心泵20第20頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四21第21頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四五、離心泵的工作點與流量調(diào)節(jié)1、管路特性方程He=B+AQ2

2、離心泵的工作點3、流量調(diào)節(jié)改變閥門開度調(diào)節(jié)改變轉速調(diào)節(jié)改變?nèi)~輪尺寸調(diào)節(jié)HQA22第22頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四23第23頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四六、離心泵的安裝高度Zs＝Hg＝(ps-p1)/g-u12/2g-hf動能忽略100124第24頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1、“汽蝕”現(xiàn)象2、汽蝕余量

p1<pv會發(fā)生汽蝕。汽蝕余量h=(pe/g

+ue2/2g)-pv/g，

h愈大，愈能防止汽蝕hmin＝(pemin/g

+ue2/2g)-pv/g

h允許=hmin+0.34、離心泵的安裝高度Zs允許＝(ps-pV)/g-hf-h允許飽和蒸汽壓25第25頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四輸送高溫或低沸點的液體時，由于其飽和蒸汽壓高，允許的吸上高度就會很小，甚至出現(xiàn)負值，就需采取以下措施：（1）盡量減小吸入管內(nèi)的壓頭損失。例如：不將調(diào)節(jié)閥安在進口管路上。（2）將泵安裝在液面下方，使液體自灌而不是吸入。26第26頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四用油泵從密閉容器中送出30℃的丁烷。容器內(nèi)丁烷液面上方的絕對壓力為343kN/m2。輸送到最后，液面將降到泵入口中心線以下2.8m。液體丁烷在30℃時的密度580kg/m3,飽和蒸汽壓304kN/m2。吸入管的壓頭損失估計為1.5m。所選油泵汽蝕余量3m.問這個泵能否正常操作？27第27頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四類型：水泵——懸臂式泵、多級或雙吸式泵耐腐蝕泵油泵雜質泵七、離心泵的選用、安裝與操作28第28頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1、選用原則：根據(jù)液體性質及操作條件確定泵的類型根據(jù)流量、壓頭確定泵的型號2、安裝與操作注意安裝高度不得高于允許值啟動前必須在泵內(nèi)充滿液體；啟動時出口閥門應關閉；離心泵應盡可能在高效率區(qū)工作；離心泵工作時應注意軸發(fā)熱情況。29第29頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四30第30頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四31第31頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)其他類型泵一、往復泵32第32頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四二、計量泵33第33頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四三、旋轉泵34第34頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四四、螺桿泵35第35頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四三、氣體輸送機械輸送和壓縮氣體的設備統(tǒng)稱氣體壓送機械。用途：氣體輸送產(chǎn)生高壓氣體產(chǎn)生真空輸送機械出口壓強（表壓）壓縮比通風機（Fan）15kPa1～1.5鼓風機（Blower）15kPa～0.3MPa<4壓縮機（Compressor）>0.3MPa>4真空泵（Vacuumpump）大氣壓減壓抽吸第36頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/202336一、通風機1、結構2、性能參數(shù)和特性曲線3、選用37第37頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四二、離心鼓風機和壓縮機三、往復壓縮機四、真空泵絕熱壓縮等溫壓縮38第38頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四1、通風機（Fan）工業(yè)上常用通風機按其結構形式有軸流式和離心式兩類。軸流式通風機排風量大而風壓很小，一般僅用于通風換氣，而不用于氣體輸送。離心式通風機的應用十分廣泛，按其產(chǎn)生風壓可分為：低壓離心通風機：出口風壓小于1.0kPa（表壓）中壓離心通風機：出口風壓1.0～3.0kPa（表壓）高壓離心通風機：出口風壓3.0～15.0kPa（表壓）第39頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/2023391－機殼2－葉輪3－吸入口4－排出口離心通風機第40頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/202340離心通風機（CentrifugalFan）9-19D高壓離心通風機G\Y4-73型鍋爐離心通、引風機DKT-2系列低噪聲離心通風機B30防爆軸流通風機高溫離心通風機第41頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/2023412、鼓風機（Blower）羅茨鼓風機（容積式風機、正位移類型）工作原理：與齒輪泵相似。結構：由機殼和腰形轉子組成。兩轉子之間、轉子與機殼之間間隙很小，無過多泄漏。改變兩轉子的旋轉方向，則吸入與排出口互換。工業(yè)上常用的鼓風機主要有旋轉式和離心式兩種類型。特點：風量與轉速成正比而與出口壓強無關，故出口閥不可完全關閉，流量用旁路調(diào)節(jié)。應安裝穩(wěn)壓氣罐和安全閥。工作溫度不能超過85℃，以防轉子因熱膨脹而卡住。羅茨鼓風機的出口壓強一般不超過80kPa（表壓）。出口壓強過高，泄漏量增加，效率降低。第42頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/202342羅茨鼓風機L6LD系列L10WDA系列L4LD系列3R5WD系列第43頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/202343離心鼓風機（透平鼓風機Turboblower）工作原理：與離心泵相同。單級風機的風壓較低，風壓較高的離心鼓風機采用多級，其結構也與多級離心泵類似。多級低速離心鼓風機離心鼓風機的送氣量大，但出口壓強仍不高，一般不超過0.3MPa（表壓），即壓縮比不大，因而無需冷卻裝置，各級葉輪的直徑大小也大致相同。第44頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/202344離心鼓風機（透平鼓風機Turboblower）第45頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/2023453、壓縮機（Compressor）工業(yè)上使用的壓縮機主要有往復式和離心式兩種類型。往復式壓縮機（ReciprocatingCompressor）結構：主要部件有氣缸、活塞、吸入和壓出活門。工作原理：與往復泵相似，依靠活塞往復運動和活門的交替動作將氣體吸入和壓出。氣體在壓縮過程中體積縮小、密度增大、溫度升高。第46頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/202346離心式壓縮機離心式壓縮機又稱透平壓縮機，其主要結構和工作原理與離心鼓風機相似，但壓縮機有更多的葉輪級數(shù)，通常在10級以上，因此可產(chǎn)生很高的風壓。由于壓縮比較高，氣體體積收縮大，溫升也高，所以壓縮機也常分成幾段，每段又包括若干級，葉輪直徑逐級減小，且在各段之間設有中間冷卻器。離心式壓縮機流量大，供氣均勻，體積小，維護方便，且機體內(nèi)無潤滑油污染氣體。離心式壓縮機在現(xiàn)代大型合成氨工業(yè)和石油化工企業(yè)中有很多應用，其壓強可達幾十MPa，流量可達幾十萬m3/h。第47頁，共49頁，2023年，2月20日，星期四4/4/202347旋片式壓縮機螺桿式壓縮機可連續(xù)輸出流量超過400m3/min，壓力高達1MPa。和葉片式壓縮機相比，此類壓縮機能輸送出連續(xù)