《化工機(jī)械》課件

《化工機(jī)械》課程簡(jiǎn)介課程學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握化工機(jī)械基本知識(shí)了解化工機(jī)械在化工生產(chǎn)中的重要性，并掌握化工機(jī)械的分類(lèi)、工作原理和性能指標(biāo)。培養(yǎng)化工機(jī)械選型能力根據(jù)具體工藝要求，能夠合理選擇合適的化工機(jī)械設(shè)備，并進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和性能評(píng)估。了解化工機(jī)械設(shè)計(jì)與制造掌握化工機(jī)械的設(shè)計(jì)流程和制造工藝，并了解化工機(jī)械的常見(jiàn)故障和維護(hù)方法?；C(jī)械概述化工機(jī)械是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備，用于各種化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)分離、物料輸送、混合、粉碎等操作。它在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?；C(jī)械的種類(lèi)繁多，涵蓋了從簡(jiǎn)單的管道、閥門(mén)到大型反應(yīng)器、蒸餾塔等各種設(shè)備。不同的化工機(jī)械在結(jié)構(gòu)、功能和工作原理上各有特點(diǎn)，滿(mǎn)足不同的工藝要求?；C(jī)械的分類(lèi)按工藝過(guò)程分類(lèi)如：傳熱設(shè)備、分離設(shè)備、混合設(shè)備、輸送設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備等。按操作條件分類(lèi)如：常壓設(shè)備、加壓設(shè)備、減壓設(shè)備、高溫設(shè)備、低溫設(shè)備等。按材質(zhì)分類(lèi)如：金屬設(shè)備、非金屬設(shè)備、復(fù)合材料設(shè)備等。泵的基本概念液體輸送泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的能量，用于液體輸送。類(lèi)型多樣泵的類(lèi)型多種多樣，根據(jù)工作原理、結(jié)構(gòu)、用途等進(jìn)行分類(lèi)。離心泵的工作原理1葉輪旋轉(zhuǎn)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)2離心力旋轉(zhuǎn)液體受到離心力作用3壓力升高液體向外移動(dòng)，壓力升高4排出液體高壓液體通過(guò)泵體排出離心泵的特性曲線(xiàn)揚(yáng)程效率功率離心泵特性曲線(xiàn)反映了泵的性能參數(shù)與流量之間的關(guān)系，包括揚(yáng)程、效率和功率等。離心泵的選型流量根據(jù)生產(chǎn)工藝的需求確定離心泵的流量。揚(yáng)程根據(jù)輸送介質(zhì)的高度差和管道阻力計(jì)算所需的揚(yáng)程。介質(zhì)性質(zhì)考慮介質(zhì)的密度、粘度、溫度等因素。運(yùn)行工況根據(jù)工作壓力、環(huán)境溫度等因素選擇合適的泵型。正壓泵的工作原理1旋轉(zhuǎn)泵體旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)2吸入轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，形成負(fù)壓，吸入液體3排出液體被壓縮，通過(guò)出口排出正壓泵的性能性能指標(biāo)說(shuō)明流量單位時(shí)間內(nèi)泵輸送的流體體積揚(yáng)程泵將流體提升的高度或克服流體流動(dòng)阻力的能力效率泵輸出功率與輸入功率的比值，反映泵的能量利用率功率泵所需的驅(qū)動(dòng)功率，與流量、揚(yáng)程和效率有關(guān)轉(zhuǎn)速泵轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，影響流量和揚(yáng)程正壓泵的應(yīng)用液體輸送正壓泵廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)中，用于輸送液體，例如水、油、化學(xué)品等。壓力提升正壓泵可用于提升液體的壓力，以滿(mǎn)足不同的工藝需求。液體循環(huán)在一些系統(tǒng)中，需要將液體循環(huán)流動(dòng)，正壓泵可以實(shí)現(xiàn)液體循環(huán)。往復(fù)泵的工作原理吸入過(guò)程活塞向左移動(dòng)，泵體內(nèi)壓力降低，低于液體壓力，液體被吸入泵體。排液過(guò)程活塞向右移動(dòng)，泵體內(nèi)壓力升高，高于排出管壓力，液體被排出。循環(huán)往復(fù)活塞不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)液體持續(xù)吸入和排出。往復(fù)泵的性能100高壓往復(fù)泵能夠產(chǎn)生很高的壓力，通?？梢赃_(dá)到數(shù)百個(gè)大氣壓100流量流量相對(duì)穩(wěn)定，且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)90效率理論上可以達(dá)到很高的效率，但實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到摩擦等因素影響90維護(hù)相對(duì)復(fù)雜，需要定期維護(hù)，例如更換密封件等往復(fù)泵的選型流量和壓力根據(jù)工藝要求選擇合適的流量和壓力范圍的往復(fù)泵。介質(zhì)特性考慮介質(zhì)的粘度、腐蝕性、溫度等因素，選擇合適的材料和密封方式。運(yùn)行條件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件，選擇合適的防腐、防爆、防塵等措施。經(jīng)濟(jì)性綜合考慮投資成本、運(yùn)行成本和維護(hù)成本，選擇性?xún)r(jià)比高的往復(fù)泵。攪拌設(shè)備的作用均勻混合將兩種或多種物料均勻混合，形成均一的混合物。加速反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)攪拌加速反應(yīng)物的接觸，提高反應(yīng)速率。提高傳熱效率在傳熱過(guò)程中，通過(guò)攪拌增加流體的流動(dòng)性，提高傳熱效率。攪拌設(shè)備的分類(lèi)按攪拌原理分類(lèi)主要包括機(jī)械攪拌、氣體攪拌、流體攪拌等。按結(jié)構(gòu)分類(lèi)主要包括槳式攪拌機(jī)、渦輪攪拌機(jī)、螺旋槳攪拌機(jī)等。按應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)主要包括化工攪拌、食品攪拌、醫(yī)藥攪拌等。槳式攪拌機(jī)的工作原理1旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)槳式攪拌機(jī)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生切向力，從而推動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)。2流體混合旋轉(zhuǎn)葉輪將流體從中心向外推動(dòng)，同時(shí)葉片間隙的流動(dòng)帶動(dòng)流體混合，實(shí)現(xiàn)均勻攪拌。3能量傳遞葉輪的旋轉(zhuǎn)消耗能量，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體的動(dòng)能和熱能，促進(jìn)反應(yīng)或傳質(zhì)過(guò)程。槳式攪拌機(jī)的性能高效率槳式攪拌機(jī)在液體混合方面效率高，能有效地降低混合時(shí)間和能耗?；旌暇鶆驑綌嚢铏C(jī)可以產(chǎn)生良好的流體循環(huán)，確?；旌衔镞_(dá)到均勻一致的混合效果。應(yīng)用廣泛槳式攪拌機(jī)適用于各種化工過(guò)程，包括混合、懸浮、分散、溶解等。槳式攪拌機(jī)的選型流體性質(zhì)考慮流體的粘度、密度和表面張力。攪拌目的混合、分散、懸浮或溶解。工藝要求攪拌時(shí)間、溫度、壓力等。氣體壓縮機(jī)的工作原理1壓縮過(guò)程氣體進(jìn)入壓縮室被壓縮，壓力升高。2排氣過(guò)程壓縮后的高壓氣體被排出壓縮室。3循環(huán)過(guò)程壓縮和排氣不斷重復(fù)，形成壓縮循環(huán)。活塞式壓縮機(jī)的特點(diǎn)1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于制造和維護(hù)。2壓縮比高可用于高壓壓縮。3效率高能耗較低。4適用范圍廣可用于各種氣體壓縮。離心式壓縮機(jī)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小壓縮比相對(duì)較低運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低對(duì)氣體流量要求較高效率高，耗能低啟動(dòng)功率大，需專(zhuān)門(mén)的啟動(dòng)裝置壓縮機(jī)的選型工藝要求根據(jù)壓縮氣體種類(lèi)、流量、壓力、溫度等要求進(jìn)行選擇.經(jīng)濟(jì)性考慮設(shè)備成本、運(yùn)行成本、維護(hù)成本等因素.環(huán)保性選擇節(jié)能環(huán)保的壓縮機(jī)，減少排放.蒸餾設(shè)備的作用分離混合物蒸餾設(shè)備可以將混合物中的不同組分根據(jù)沸點(diǎn)進(jìn)行分離。提純物質(zhì)通過(guò)蒸餾可以去除混合物中的雜質(zhì)，得到純度更高的物質(zhì)。回收溶劑蒸餾設(shè)備可以用于回收反應(yīng)過(guò)程中使用的溶劑，提高生產(chǎn)效率。簡(jiǎn)單蒸餾過(guò)程分析1加熱將混合液加熱至沸騰2汽化沸點(diǎn)低的組分優(yōu)先汽化3冷凝將蒸汽冷卻成液體4分離得到富含低沸點(diǎn)組分的餾出液精餾塔的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)料段進(jìn)料由塔頂流下，并與上升的蒸汽接觸。精餾段塔頂蒸汽冷凝后，得到高純度的餾出液。提餾段塔底液體加熱后，得到高純度的釜液。精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)料組成確定進(jìn)料中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)塔頂產(chǎn)品組成確定塔頂產(chǎn)品中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)塔底產(chǎn)品組成確定塔底產(chǎn)品中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)進(jìn)料流量確定進(jìn)料的質(zhì)量流量或摩爾流量進(jìn)料溫度確定進(jìn)料的溫度回流比確定回流比，以控制塔頂產(chǎn)品的純度熱交換設(shè)備的作用溫度控制熱交換器用于將熱量從一種流體傳遞到另一種流體，從而控制溫度。能量回收回收廢熱并將其用于其他過(guò)程，提高能源效率。工藝流程作為化工生