化工原理王志魁版第二章流体输送机械ppt课件

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1、n流体保送设备的作用流体保送设备的作用n提高其位能、流体压强及抑制流体机械能损提高其位能、流体压强及抑制流体机械能损失失n流体保送设备的分类流体保送设备的分类n保送液体的机械：泵保送液体的机械：泵n保送气体的机械保送气体的机械n通风机通风机n鼓风机鼓风机n紧缩机紧缩机一离心泵的任务原理与主要部件离心泵的任务原理与主要部件气缚气缚n叶轮叶轮n叶轮按机械构造分类叶轮按机械构造分类n开式开式n闭式闭式n半闭式半闭式平衡孔平衡孔n 叶轮按吸液方式分类n 单吸式n 双吸式n泵壳蜗壳泵壳蜗壳n聚集从叶轮番出的液体聚集从叶轮番出的液体n转能安装：由动能转换成静压能转能安装：由动能转换成静压能n导轮：导轮：n

2、装在叶轮与泵壳之间装在叶轮与泵壳之间n具有假设干逐渐转向和扩展的流道具有假设干逐渐转向和扩展的流道n减少能量损失减少能量损失n密封安装密封安装n填料密封填料密封n机械密封机械密封二 离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数二 1、流量流量f2ehp2uZgW 在在1-1与与2-2 间列柏努利方程：间列柏努利方程：fVMHgPPguhH 220以体积流量来表示的泵的输液才干，以体积流量来表示的泵的输液才干，m3/minm3/min，m3/h m3/h 2、扬程、扬程 为保送单位分量流体要求由泵提高的机械能为保送单位分量流体要求由泵提高的机械能gPPhHVM 03、功率和效率、功率和效率 1轴功率

3、轴功率P与有效功率与有效功率PegHqPve 2效率效率PPe 泵内机械能损耗的缘由泵内机械能损耗的缘由容积损失容积损失水力损失水力损失机械损失机械损失n特性曲线特性曲线n 当当n一定时一定时nH-qv曲线，曲线，H随随qv 而而nP-qv曲线，曲线，P随随qv 而而n-qv曲线，曲线，先随先随qv 而而，后随，后随qv 而而n离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们都是与最高效率点对应的性能参数。都是与最高效率点对应的性能参数。4、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线n离心泵的转速对特性曲线的影响离心泵的转速对特性曲线的影响1212nnqqvv 21212 nn

4、HH31212 nnPP离心泵比例定律离心泵比例定律4、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线n液体的黏度和密度的影响液体的黏度和密度的影响 n黏度的影响黏度的影响n黏度增大，叶轮内液体流速降低，使流量减黏度增大，叶轮内液体流速降低，使流量减少少n黏度增大，流体流经泵内的流动摩擦损失增黏度增大，流体流经泵内的流动摩擦损失增大，使扬程减少大，使扬程减少n黏度增大，叶轮前、后盖板与液体之间的摩黏度增大，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦而引起的能量损失增大，使所需的轴功增擦而引起的能量损失增大，使所需的轴功增大大 密度的影响密度的影响密度不影响密度不影响H-qv曲线曲线密度影响密度影响P-qv曲线曲线离心

5、泵的效率是由于容积损失、机械损失及水力损失呵斥，离心泵的效率是由于容积损失、机械损失及水力损失呵斥，均与密度无关，因此密度不影响均与密度无关，因此密度不影响-qv曲线曲线5 离心泵的任务点与流量调理离心泵的任务点与流量调理一管路特性方程与管路特性曲线管路特性方程与管路特性曲线f2eHgpg2uZH 在一定的管路系统中在一定的管路系统中,0HgpZ为常数，设其为为常数，设其为 0uu21 feHHH0gudllHe2)20 （gAqdllHve2)3600/()20 （20vkqHH 管路特性管路特性曲线曲线对对k较大的管路，称为高阻力管路较大的管路，称为高阻力管路对对k较小的管路，称为低阻力管

6、路较小的管路，称为低阻力管路5 离心泵的任务点与流量调理离心泵的任务点与流量调理二、离心泵的任务点二、离心泵的任务点为离心泵的任务曲线与管路的特性曲线的交点为离心泵的任务曲线与管路的特性曲线的交点5 离心泵的任务点与流量调理离心泵的任务点与流量调理三、离心泵的流量调理三、离心泵的流量调理改动阀门的开度改动阀门的开度改动泵的转数改动泵的转数2)nn(HH20vkqHH 5 离心泵的任务点与流量调理离心泵的任务点与流量调理四四 离心泵的并联离心泵的并联并联：在同一压头下，两台并联泵的流量等于并联：在同一压头下，两台并联泵的流量等于单台泵流量的单台泵流量的2倍倍五五 离心泵的任务点与调理离心泵的任务

7、点与调理五五 离心泵的串联离心泵的串联串联：每台泵的压头和流量也各自一样，在同串联：每台泵的压头和流量也各自一样，在同一流量下，两台串联泵的压头为单台泵的一流量下，两台串联泵的压头为单台泵的2倍倍五五 离心泵的任务点与调理离心泵的任务点与调理n消费中终究采用何种组合方式：根据管路特消费中终究采用何种组合方式：根据管路特性曲线的外形性曲线的外形ABCDEFa：k120vkqHH b：k2k1hr 时不汽蚀时不汽蚀ha=hr 时开场发生汽蚀时开场发生汽蚀ha hr 时严重汽蚀时严重汽蚀六六 离心泵的汽蚀景象和安装高度离心泵的汽蚀景象和安装高度3 离心泵的最大安装高度离心泵的最大安装高度 fgHgu

8、Hgpgp22101 gpgugpha 2211 favgHhgpgpH 0当当ha=hr 时开场发生汽蚀，安装高度为最大安装高度：时开场发生汽蚀，安装高度为最大安装高度：frvgHhgpgpH 0max六六 离心泵的汽蚀景象和安装高度离心泵的汽蚀景象和安装高度4 允许汽蚀余量与最大允许安装高度允许汽蚀余量与最大允许安装高度3.0 rhh fvgHhgpgpH 0允允许许v实践安装高度实践安装高度HgHg必需低于或等于最大允许安装高度必需低于或等于最大允许安装高度HgHg允许允许v当允许安装高度为负值，泵应该安装在液体贮槽液面以下。当允许安装高度为负值，泵应该安装在液体贮槽液面以下。六六 离心

9、泵的汽蚀景象和安装高度离心泵的汽蚀景象和安装高度n讨论讨论n汽蚀景象的产生可以有以下三方面的缘由汽蚀景象的产生可以有以下三方面的缘由n 离心泵的安装高度太高；离心泵的安装高度太高；n 被保送流体的温度太高，液体蒸汽压过被保送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；高；n 吸入管路的阻力或压头损失太高。吸入管路的阻力或压头损失太高。n一个原先操作正常的泵也能够由于操作条件一个原先操作正常的泵也能够由于操作条件的变化而产生汽蚀，的变化而产生汽蚀，n 被保送物料的温度升高，被保送物料的温度升高，n 吸入管线部分堵塞。吸入管线部分堵塞。七七 离心泵的类型、选择与运用离心泵的类型、选择与运用一一 离心泵的类型离

10、心泵的类型清水泵清水泵 IS50-32-250IS型单级单吸式离心泵轴相吸入型单级单吸式离心泵轴相吸入50泵吸入口直径泵吸入口直径32泵排出口直径泵排出口直径250泵叶轮名义尺寸泵叶轮名义尺寸n耐腐蚀泵耐腐蚀泵F型型n油泵油泵Y型型n杂质泵杂质泵P型型七七 离心泵的类型、选择与运用离心泵的类型、选择与运用二二 离心泵的选择离心泵的选择确定保送系统的流量与压头确定保送系统的流量与压头选择泵的类型与型号选择泵的类型与型号核算泵的特性参数核算泵的特性参数七七 离心泵的类型、选择与运用离心泵的类型、选择与运用(三三 离心泵的安装和操作离心泵的安装和操作离心泵的安装高度必需低于允许吸上高度离心泵的安装高

11、度必需低于允许吸上高度离心泵在启动前必需向泵内充溢保送液体离心泵在启动前必需向泵内充溢保送液体离心泵应在出口阀封锁的条件下启动，此时启离心泵应在出口阀封锁的条件下启动，此时启动功率最小动功率最小停泵前也应先封锁出口阀，以防止排出管路内停泵前也应先封锁出口阀，以防止排出管路内液体倒流，使叶轮受冲击而被损坏液体倒流，使叶轮受冲击而被损坏离心泵在运转中应定时检查和维修，留意泵轴离心泵在运转中应定时检查和维修，留意泵轴液体走漏、发热等情况液体走漏、发热等情况第二节第二节 其他类型化工用泵其他类型化工用泵一一 往复泵往复泵n往复泵的任务原理往复泵的任务原理一一 往复泵往复泵n往复泵的类型与流量往复泵的类

12、型与流量n压头压头 双动泵双动泵单动泵单动泵一一 往复泵往复泵n往复泵的类型与流量往复泵的类型与流量一一 往复泵往复泵n往复泵的扬程与流量调理往复泵的扬程与流量调理一一 往复泵往复泵o往复泵的流量调理往复泵的流量调理改动活塞或柱塞的行程改动活塞或柱塞的行程旁路调理旁路调理改动原动机转速改动原动机转速o 小流量、高压强小流量、高压强o 高黏度液体时也比离心泵效果好o 不适宜保送腐蚀性液体和有固体颗粒的悬浮液一往复泵一往复泵n计量泵计量泵一往复泵一往复泵n隔膜泵活柱往复泵隔膜泵活柱往复泵二二 齿轮泵齿轮泵v齿轮泵的特点齿轮泵的特点压头高而流量小压头高而流量小适于保送粘稠适于保送粘稠 液体以致膏状物

13、液体以致膏状物不能保送含有固不能保送含有固 体颗粒的悬浮物体颗粒的悬浮物流量均匀流量均匀三三 旋涡泵旋涡泵n旋涡泵的特点旋涡泵的特点n特殊的离心泵特殊的离心泵第三节 气体保送机械n气体保送和紧缩的目的气体保送和紧缩的目的n气体保送气体保送n产生高压气体产生高压气体n产生真空产生真空n气体保送和紧缩机械的分类气体保送和紧缩机械的分类n通风机：终压出口压力不大于通风机：终压出口压力不大于14.7x103Pa表压表压n鼓风机：终压为鼓风机：终压为14.7x103294 x103Pa 表表压，紧缩比小于压，紧缩比小于4n紧缩机：终压在紧缩机：终压在294 x103Pa 表压以上，紧缩表压以上，紧缩比大

14、于比大于4n真空泵：终压为大气压，紧缩比不确定真空泵：终压为大气压，紧缩比不确定n气体保送和紧缩机械与液体保送机械的不同点气体保送和紧缩机械与液体保送机械的不同点n气体压、送机械比液体保送机械转速高气体压、送机械比液体保送机械转速高n气体在压、送过程中密度、温度发生变化，气体压、气体在压、送过程中密度、温度发生变化，气体压、送机械有冷却器送机械有冷却器第三节 气体保送机械一 离心式通风机离心式通风机一离心式通风机的任务原理与根本构造离心式通风机的任务原理与根本构造一离心式通风机的性能参数与特性曲线离心式通风机的性能参数与特性曲线一流量流量qV0:指空气在规范条件指空气在规范条件20，10132

15、5Pa下的风量。下的风量。qV:单位时间内流过风机进口的气体体积，单位：单位时间内流过风机进口的气体体积，单位：m3/h，m3/min00 VVqq 第三节 气体保送机械全风压全风压 定义：单位体积气体流经通风机后获得的定义：单位体积气体流经通风机后获得的总机械能，以总机械能，以Pt表示表示以以1m3气体作为基准，对通风机进出口两截面列柏努利方程：气体作为基准，对通风机进出口两截面列柏努利方程：PahuuppgzzgHWPfsst,2)()(21,21221212 PauuppgHWPsst,2)(212212 ，称为动压，称为动压令令22uPd Ps为静压为静压)()(1212ddsstpp

16、ppP )()(1122dsdstppppP 第三节 气体保送机械全风压全风压 通风机的静风压通风机的静风压Pst 通风机的动风压通风机的动风压PddsttppP PagHPt,当当H一定时：一定时：ttpp ttppPt0：指通风机性能表上的在规范条件：指通风机性能表上的在规范条件20，101325Pa下的全风压。下的全风压。2.10ttpp 212)(dsstpppP )()(1212ddsstppppP 第三节 气体保送机械n离心通风机的特性曲线离心通风机的特性曲线二二 往复紧缩机往复紧缩机一任务过程任务过程入口压强入口压强P1出口压强出口压强P2理想紧缩循环理想紧缩循环恒压吸气恒压吸气

17、紧缩紧缩恒压排气恒压排气理想紧缩功：理想紧缩功：二二 往复紧缩机往复紧缩机吸气：吸气：111VPW紧缩：紧缩：2V1V2PdVW排气：排气：222VPW 总功：总功：321WWWW222V1V11VPPdVVP2V1V21PdV)PV(d212121VVVVPPPdVPdVVdP等温紧缩：等温紧缩：constnRTPV2211VPVP2P1PVdP1211122P1P2P1PPPlnVPPPlnnRTdPPnRTVdPW二二 往复紧缩机往复紧缩机n绝热紧缩：绝热紧缩：CvCp,VPVP2211 其中 111)pVP(V 1)P/P(VP)1/(dP)PVP(VdPW/)1(12112P1P11

18、12P1P 多变紧缩：多变紧缩：紧缩过程介于等温暖绝热紧缩过程紧缩过程介于等温暖绝热紧缩过程之间，用多变指数之间，用多变指数k替代替代q等温紧缩过程所做功最小等温紧缩过程所做功最小二二 往复紧缩机往复紧缩机n实践任务循环实践任务循环n余隙余隙吸气吸气紧缩紧缩排气排气膨胀膨胀活塞在气缸内扫过的体积为活塞在气缸内扫过的体积为V1-V3吸入气体的体积为吸入气体的体积为V1-V4按绝热紧缩思索，实践紧缩功为：按绝热紧缩思索，实践紧缩功为：1)PP(1)VV(PW112411 二二 往复紧缩机往复紧缩机n 余隙系数和容积系数余隙系数和容积系数n余隙系数余隙系数%100VVV313 容积系数容积系数）活塞一次扫过的体积积一次循环吸入气体的体（3141oVVVV 311123311oVV)P/P(VVVV 1)PP(1112o o当紧缩比当紧缩比P2/P1一定时：一定时：o排气排气o量量o当紧缩比当紧缩比P2/P1越高：余隙气体膨越高：余隙气体膨o 胀后所占气缸体积越大，吸气量越胀后所占气缸体积越大，吸气量越o 小，排气量越小小，排气量越小二二 往复紧缩机往复紧缩机三 多级紧缩多级紧缩为压缩机的级数为压缩机的级数其中其中zppRz,/12