流體輸送設(shè)備

10概述

第2章 流體輸送設(shè)備流體輸送機(jī)械：為流體供給能量的機(jī)械或裝置一處送至另一處。對(duì)流體輸送機(jī)械的根本要求滿足工藝上對(duì)流量和能量的要求最為重要；構(gòu)造簡(jiǎn)潔，投資費(fèi)用低；運(yùn)行牢靠，效率高，日常維護(hù)費(fèi)用低；能適應(yīng)被輸送流體的特性，如腐蝕性、粘性、可燃性等。流體輸送機(jī)械的分類按輸送流體的種類不同泵〔液體風(fēng)機(jī)〔氣體：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，真空泵按作用原理不同：離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式等選擇適宜的輸送設(shè)備。離心泵80～90％。離心泵的工作原理和主要部件根本構(gòu)造：蝸形泵殼，泵軸〔軸封裝置〔灌泵。輸送原理：泵軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)→液體旋轉(zhuǎn)→離心力口進(jìn)入壓出管，輸送到所需的場(chǎng)所?！行恼婵铡好麟x心泵無(wú)自吸力量。防止：灌泵。生產(chǎn)中一般把泵放在液面以下。底閥〔止逆閥，濾網(wǎng)是為了防止固體物質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)。離心泵的主要部件葉輪的靜壓能和動(dòng)能都有所提高。按構(gòu)造可分為以下三種：雜質(zhì)較多的液體。送含固體顆粒和雜質(zhì)的液體。閉式或半開(kāi)式葉輪的后蓋板與泵殼之間的到向入口端推移的軸向推力?？稍诤笊w板上鉆幾個(gè)小孔，稱為平衡孔有所下降〕泵殼形通道?！?〕〔2〕靜壓能。動(dòng)能→靜壓能。軸封裝置氣從相反方向進(jìn)入泵內(nèi)。和機(jī)械密封。封。離心泵的主要性能參數(shù)流量〔送液力量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)泵所輸送的液體體積。vq，m3/s，m3/ｈ。與葉輪尺寸、轉(zhuǎn)速、管路特性有關(guān)。v揚(yáng)程〔壓頭：?jiǎn)挝恢亓恳后w流經(jīng)泵后所獲得的能量，Ｈ，m與泵的構(gòu)造、轉(zhuǎn)速及流量有關(guān)。H 用試驗(yàn)測(cè)定，p p u2u2H(z

2

z) 1

1 2g 2g

1Hfz zh

Hh

p p2 12 1 0效率

0 g能量損失的緣由〔１〕容積損失：泵的泄漏造成的。容積效率η1?！玻病肠??！玻场硻C(jī)械損失：泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在軸承、軸封裝置等機(jī)械部件接觸處由于機(jī)械磨擦而消耗局部能量，機(jī)械效率η3。泵的總效率η〔又稱效率〕 η＝η1×η2×η3對(duì)離心泵來(lái)說(shuō)，一般0.6~0.85左右，大型泵可達(dá)0.90軸功率軸功率：泵軸所需要的功率，P kW有效功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)液體從泵的葉輪所獲得的有效能量。Pee P＝qHρe vq—泵的流量，m3/s； H—泵的壓頭，m；vρ—液體的密度，kg/m3； g—重力加速度，m/s2。PP eP例２-１某離心泵以20℃水進(jìn)展性能試驗(yàn),測(cè)得體3.82kgf/cm2，吸入口真空表讀數(shù)為210mmHg，壓力表和真空表間垂直距離為410mm，吸入管和壓出管內(nèi)徑分別為350mm300mm〔能量損失可以無(wú)視〕離心泵的特性曲線及其影響因素離心泵的特性曲線在肯定轉(zhuǎn)速下H~qv qv↑,H↓P~qv qv↑,P↑;qv=0 P=Pmin出口閥關(guān)閉。v (3)η~q q=0v 離心泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)：效率最高點(diǎn)。max高效率區(qū)：η ×92% 銘牌：最高效率下的流量、壓頭和功率max影響離心泵性能的主要因素液體物性對(duì)離心泵特性的影響①密度的影響離心泵的壓頭、流量、效率均與液體的密度無(wú)關(guān)。所以離心qH—qv有關(guān)。密度軸功率

及η—qvq

對(duì)小型泵的影響尤為顯著。轉(zhuǎn)速對(duì)離心泵特性的影響nn及功率也相應(yīng)轉(zhuǎn)變。,q n H,22V222

n p n (2)2, 2 (2)3 比例定律 q n HV 1 11

n p n1 1 1適用條件：同一型號(hào)泵、同一種液體，在效率η不變的前提下。葉輪直徑對(duì)離心泵特性的影響當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速肯定時(shí)，通過(guò)切割葉輪直徑D，使其變小，也能轉(zhuǎn)變特性曲線。(稱為切割定律),q D H,22V222

D P D ( 2)2, 2 ( 2)3 q D HV 1 1

D P D1 1 136.2m3/h12m1.82kw，效率2.8kw1400rpm。今欲在以下?tīng)顩r下使用是否可以？如不行以，承受什么具體措施才能滿足要求？〔計(jì)數(shù)說(shuō)明〕〔1〕輸送密度為1800kg/m333m3/h12m〔2〕800kg/350m3/h24m。離心泵的工作特點(diǎn)與流量調(diào)整管路特性曲線p u2Hz

H Azp

u20g 2gHAH

f g 2gf

u2

8 ll H

e

H (

e )q2f dH Bq2f V

2gABq2V

f 2g d5 d4 V——管路特性曲線工作點(diǎn)工作點(diǎn)：H-qv的交點(diǎn)。適宜工作點(diǎn)：工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)效率在最高效率區(qū)。流量調(diào)整調(diào)整流量實(shí)質(zhì)：轉(zhuǎn)變離心泵的特性曲線或管路特性曲線，從而轉(zhuǎn)變泵的工作點(diǎn)的問(wèn)題。轉(zhuǎn)變管路特性曲線閥門開(kāi)?。築↑ 曲線變陡qv↓ 閥門開(kāi)大：B↓曲線變平坦qv↑H↓特點(diǎn)：應(yīng)用敏捷，流量連續(xù)變化，能量損失大。轉(zhuǎn)變泵的特性曲線——轉(zhuǎn)變離心泵的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)變?nèi)~輪直徑vn↑泵特性曲線向上移 q↑H↑vn↓泵特性曲線向下移 qv↓H↓離心泵的并聯(lián)與串聯(lián)①離心泵的并聯(lián)設(shè)將兩臺(tái)型號(hào)一樣的泵并聯(lián)于管路系統(tǒng)中，且各自的吸點(diǎn)打算。頭略高于單臺(tái)泵的壓頭②離心泵的串聯(lián)自一樣。兩臺(tái)泵串聯(lián)操作的總壓頭必低于單臺(tái)泵壓頭的兩倍。③離心泵組合方式的選擇2-3，2-4離心泵的汽蝕現(xiàn)象與安裝高度汽蝕現(xiàn)象葉輪被損壞，這種現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。p1≤飽和蒸汽壓避開(kāi)：最低點(diǎn)壓強(qiáng)＞飽和蒸汽壓產(chǎn)生緣由：①Hg高；②泵吸入管路局部阻力過(guò)大；③液體溫度高、1-1截面間列柏努力方程離心泵的最大安裝高度限定泵吸入口四周的最低壓力。氣蝕余量p12h (p u1) p12

Hg 0 shHp g 2g gp 離心泵的允許吸上真空度

max g g fs

p pa 1g

Hgmax

Hu21s 2g1

Hf和H：廠家——20℃清水做試驗(yàn)S實(shí)際安裝高度：應(yīng)小于計(jì)算的〔0.5-1)m左右。負(fù)值：表示在液面下。g 提高H：削減∑H 〔吸入管阻力，削減彎頭、閥門、增大吸入管直徑g P612-5404m，泵入口管路的壓頭為1mH2O。所選用的泵汽蝕余量為2mH2O。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1MPa。試問(wèn)這個(gè)泵能否正常工作？pν=7.377kPa，密度ρ=992.2kg/m3Hg=4m＜6.51m，故能正常工作30kPa，試問(wèn)這個(gè)泵能否正常工作？Hg=4m＞-0.67m，故不能正常工作離心泵的類型與選用離心泵的類型按葉輪吸入方式：?jiǎn)挝?、雙吸泵。按葉輪數(shù)目：?jiǎn)渭?jí)泵、多級(jí)泵。清水泵〔IS型、D型、Sh型〕輸送物理、化學(xué)性質(zhì)與清水類似的液體。IS50-32-250：I——單級(jí)單吸懸臂式離心泵；50——泵吸入口直徑〔mm；32——泵出口直徑〔mm； 250——葉輪直徑適用：t≤80℃、qv：4.5—360m3/h、H：8—98m。IS8～98m4.5～360m3/h。有多只葉輪，液體串聯(lián)通過(guò)各葉輪。國(guó)產(chǎn)多D，稱為D型離心泵。葉2～912級(jí)。全系14～351m10.8～850m3/h。假設(shè)泵送液體的流量較大而所需揚(yáng)程并不Sh。這D1212表示公稱流量〔公稱流量是指最高效率時(shí)流量的整數(shù)值25最高時(shí)的單級(jí)揚(yáng)程，m；3表示級(jí)數(shù)，即該泵在效率最高時(shí)75m。9～140m，120～12500m3/h。100S90型泵，100表示吸入口的直徑，mm；S表示泵的類型為雙吸式離心泵；90表示最高效率時(shí)的揚(yáng)程，m。耐腐蝕泵：(多承受機(jī)械密封裝置)F單級(jí)單吸式離心泵25FB-16A25代表吸入口的直徑，mm；F代表耐腐蝕泵；B代表所用材代表泵在最高效率時(shí)的揚(yáng)程，m；A表示該泵裝配的比標(biāo)準(zhǔn)直徑小一號(hào)的葉輪。油泵特點(diǎn)：密封性能必需高，以免易燃液體泄漏Y型離心油泵50Y60A50——入口直徑，mm；Y——離心油泵；60——單級(jí)揚(yáng)程，m；A——表示該泵裝配的是比標(biāo)準(zhǔn)直徑小一號(hào)的葉輪。離心泵的選用離心泵的選用，通常可按以下步驟進(jìn)展。依據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件，確定泵的類型。①依據(jù)輸送介質(zhì)打算選用清水泵、油泵、耐腐蝕泵等；②依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件打算選用臥式泵、立式泵等；③依據(jù)流量大小選用單吸泵、雙吸泵等；④依據(jù)揚(yáng)程大小選用單級(jí)泵、多級(jí)泵等。中選出適宜的型號(hào)。所選泵所能供給的流量和壓頭比管路要求值要稍大。核算泵的軸功率假設(shè)被輸送液體的密度大于水的密度，則要核算泵的軸功率。其他類型化工泵往復(fù)泵往復(fù)泵工作原理排出閥均為單向閥。體被吸入或排出。適用場(chǎng)合：小流量、高揚(yáng)程。沖程〔行程：活塞在泵缸內(nèi)兩端間移動(dòng)的距離。動(dòng)之前，泵內(nèi)無(wú)須布滿液體。即往復(fù)泵有自吸作用。往復(fù)泵的類型和流量缺點(diǎn)：供液的不均勻。某些對(duì)流量均勻性要求較高的場(chǎng)聯(lián)泵，可以改善單動(dòng)泵流量的不均勻性。

zAsnq F r

雙動(dòng)泵q

z(2A

A)snf rV,T 60

V,T 60F式中：Z——泵缸數(shù)目；A——活塞面積，m2；SFmn1/min；Af——活塞桿截面積，m2。往復(fù)泵的流量調(diào)整留意：與離心泵不同,往復(fù)泵不能承受出口閥門來(lái)調(diào)整流量。旁路調(diào)整流量，來(lái)調(diào)整進(jìn)入管路系統(tǒng)的流量。轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)速和活塞行程離心泵與往復(fù)泵比較離心泵往復(fù)泵開(kāi)泵前灌泵、關(guān)出口閥門〔削減啟動(dòng)功率〕〔防止損壞泵體〕流量調(diào)整出口閥門及泵旁路調(diào)整氣體輸送機(jī)械壓縮比：氣體排出與吸入壓力的比值。按其終壓〔出口壓力〕或壓縮比大小分為四類：15kPa〔表壓1~1.1；15kPa~300kP〔表壓1.15~；300kPa〔表壓〕4；1atm，壓縮比由真空度打算按構(gòu)造與工作原理：離心式，往復(fù)式，旋轉(zhuǎn)式離心式通風(fēng)機(jī)構(gòu)造：和離心泵類似，葉片數(shù)較離心泵多。較低，常用于通風(fēng)換氣，而離心式通風(fēng)機(jī)使用廣泛。離心式通風(fēng)機(jī)的根本構(gòu)造和工作原理曲線①風(fēng)量 風(fēng)量是氣體通過(guò)進(jìn)風(fēng)口的體積位為m3/s或m3/h。②風(fēng)壓 壓是指單位體積的氣體流過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量，以HT表示，單Pa。對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出截面〔分別以下標(biāo)1，2表示〕作能量衡算H(z

z)

p p2

u2u22 1

H2 1 g 2g(u2

f,u2)H g(z z)(p p) 2