流體輸送設備

1、1化化 工工 基基 礎礎An Introduction to Chemical Industry and EngineeringAn Introduction to Chemical Industry and Engineering2教學目的：教學目的：重重 點：點：課課 型：型：教學方法：教學方法：難難 點：點：熟悉各種流體輸送機械，了解各種流體輸送機械熟悉各種流體輸送機械，了解各種流體輸送機械的工作原理和操作特點，能夠根據(jù)實際需要正確的工作原理和操作特點，能夠根據(jù)實際需要正確選擇適宜的流體輸送機械。選擇適宜的流體輸送機械。 離心泵的工作原理、性能參數(shù)、特性曲線離心泵的工作原理、性能參數(shù)、特

2、性曲線離心泵安裝高度的計算；離心泵安裝高度的計算；往復式壓縮機多級壓縮和中間冷卻的必要性往復式壓縮機多級壓縮和中間冷卻的必要性機械設備機械設備講解、動畫演示講解、動畫演示3.5 3.5 流體輸送設備流體輸送設備33.5 3.5 流體輸送設備流體輸送設備fefeHgugpzHHgpguZHgpguZ2)/()2/()/()2/(222212211采用流體輸送設備操作的采用流體輸送設備操作的目的目的是為了提高流體是為了提高流體的動能、位能或靜壓能，或用于克服沿程的阻的動能、位能或靜壓能，或用于克服沿程的阻力，也可能幾種目的兼而有之。力，也可能幾種目的兼而有之。 4 按按輸送的介質(zhì)輸送的介質(zhì)分類分類

3、： 液體液體泵泵 氣體氣體風機、壓縮機風機、壓縮機 流體輸送設備分類流體輸送設備分類 按按工作原理工作原理分類：分類： 離心式離心式:利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給流體提供動能，利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給流體提供動能，然后流體的動能再轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，如離心泵等然后流體的動能再轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，如離心泵等 正位移式正位移式(容積式容積式)：往復式、旋轉(zhuǎn)式：往復式、旋轉(zhuǎn)式 其它（如噴射式）其它（如噴射式）5一、離一、離 心心 泵泵(centrifugal pump)6 離心泵的構造離心泵的構造主要組成部分是主要組成部分是葉輪葉輪(impeller)和蝸形泵殼和蝸形泵殼(pump case)。葉輪葉輪安裝在泵殼內(nèi)，液體入

4、安裝在泵殼內(nèi)，液體入口在泵殼中央，正對葉口在泵殼中央，正對葉輪中心，并與吸入導管輪中心，并與吸入導管相連。壓出口在泵殼旁相連。壓出口在泵殼旁側，聯(lián)結壓出導管。側，聯(lián)結壓出導管。7葉輪葉輪： 由由4 41212片向后彎曲的葉片片向后彎曲的葉片( (vane,blade)vane,blade)組成，組成，安裝在泵軸上，由電動機帶動而快速旋轉(zhuǎn)。安裝在泵軸上，由電動機帶動而快速旋轉(zhuǎn)。8流體在離心泵葉輪中的運動 離心泵工作原理離心泵工作原理9 氣縛氣縛(air bind)：NOTENOTE：在抽水前應預先將離心泵的泵殼和吸入管路中充滿在抽水前應預先將離心泵的泵殼和吸入管路中充滿 液體，運轉(zhuǎn)過程中也要防止

5、空氣漏入。液體，運轉(zhuǎn)過程中也要防止空氣漏入。 為便于泵內(nèi)充滿液體為便于泵內(nèi)充滿液體, ,吸入管底部安裝有吸入管底部安裝有止逆底閥止逆底閥。如果泵的位置低于槽內(nèi)液面，則啟動時無需灌泵。如果泵的位置低于槽內(nèi)液面，則啟動時無需灌泵。 當離心泵啟動時，若泵內(nèi)當離心泵啟動時，若泵內(nèi)存在空氣，就會形成葉輪存在空氣，就會形成葉輪空轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為空轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為“氣氣縛縛”。10 離心泵的主要性能參數(shù)離心泵的主要性能參數(shù)(performance parameter)離心泵的流量離心泵的流量(pumping output)：單位時間內(nèi)泵排出液體的體積，用qv表示。與葉輪結構、尺寸和轉(zhuǎn)速有關。與葉輪結構、尺寸

6、和轉(zhuǎn)速有關。揚程揚程(delivery lift)He：又稱為泵的壓頭，是指泵對單位重量的流體所做的功。與流量、葉輪結構、尺寸和轉(zhuǎn)與流量、葉輪結構、尺寸和轉(zhuǎn)速有關。速有關。與轉(zhuǎn)速成正比與轉(zhuǎn)速成正比與轉(zhuǎn)速的平方成正比與轉(zhuǎn)速的平方成正比11離心泵揚程的測定離心泵揚程的測定fHgpguZHegpguZ22221211221 12 2gppguuZZHe122122122兩測壓點之間的管路很短，其間的流動阻力可忽略不計，即Hf=0m液柱揚程并不等于升舉高度揚程并不等于升舉高度Z，升舉高度只是揚程的一部分。升舉高度只是揚程的一部分。12功率：功率：在單位時間內(nèi)，液體自泵實際得到的功稱為泵在單位時間內(nèi)，液

7、體自泵實際得到的功稱為泵的的有效功率有效功率，Ne，單位為單位為W。效率：效率：aeNN /與轉(zhuǎn)速的三次方成正比與轉(zhuǎn)速的三次方成正比eVegHqNNa：軸功率：軸功率13 離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 (characeristic curve)注意：注意：測定條件一般是測定條件一般是20清水清水，轉(zhuǎn)速固定轉(zhuǎn)速固定 141 1）He qv：隨流量增大，揚程有所下降。隨流量增大，揚程有所下降。2 2）Ne qv：當流量增大時，功率也隨之增大；離心泵的：當流量增大時，功率也隨之增大；離心泵的功率在流量為零時最小，因此離心泵啟動時常在功率在流量為零時最小，因此離心泵啟動時常在出口閥關出口閥關閉狀況

8、下啟動閉狀況下啟動3 3） qv：離心泵效率開始時隨流量增大而增加，達到：離心泵效率開始時隨流量增大而增加，達到最大值后，泵的效率反而下降。最大值后，泵的效率反而下降。選擇或使用離心泵時，應選擇或使用離心泵時，應盡量使泵在最高效率點（盡量使泵在最高效率點（泵的設計點泵的設計點）附近（）附近（一般不低于一般不低于最高效率點的最高效率點的92%）運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)。離心泵的銘牌上標有一組性能參數(shù)，它們都是與最高效離心泵的銘牌上標有一組性能參數(shù)，它們都是與最高效率點對應的性能參數(shù)，又稱為率點對應的性能參數(shù)，又稱為最佳工況參數(shù)最佳工況參數(shù)。 15 離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度Hg：01HgHfgpguZg

9、pguZ222110200,010HgZmZ100smuHfgugppHg22110實際允許吸上真空高度Hs”16允許吸上真空高度允許吸上真空高度HsHs：是離心泵的性能參數(shù)之一。是是離心泵的性能參數(shù)之一。是按按大氣壓為大氣壓為1010m m水柱、輸送水柱、輸送2020清水、在指定流量清水、在指定流量下通下通過實驗測定的。過實驗測定的。實際操作時允許吸上真空高度：實際操作時允許吸上真空高度：)24. 0()10( VaHHHsHsHa當?shù)卮髿鈮海數(shù)卮髿鈮?，m水柱水柱Hv輸送液的飽和蒸氣壓，輸送液的飽和蒸氣壓，m水柱水柱HfgugppHg2211017安裝高度過高將會導致葉輪中心處的壓力過低安

10、裝高度過高將會導致葉輪中心處的壓力過低(低于被輸?shù)陀诒惠斔土黧w在操作溫度下的飽和蒸汽壓送流體在操作溫度下的飽和蒸汽壓)，從而發(fā)生，從而發(fā)生氣蝕氣蝕。 HfgugppHg22110為了保證泵在運轉(zhuǎn)中不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，為了保證泵在運轉(zhuǎn)中不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，Hs 要留有一要留有一定的定的安全量安全量。氣氣 蝕蝕18離心泵的允許安裝高度離心泵的允許安裝高度HfguHsHg221安裝泵時，為保險計，安裝泵時，為保險計，實際安裝高度實際安裝高度比允許安裝高度還要小比允許安裝高度還要小0.5至至1米。（如考慮到操作中被輸送流體的溫度可能會升高；米。（如考慮到操作中被輸送流體的溫度可能會升高；或由貯槽液面降低而引起

11、的實際安裝高度的升高）。或由貯槽液面降低而引起的實際安裝高度的升高）。19離心泵的選擇離心泵的選擇 1）選擇泵的類型：選擇泵的類型：首先根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件首先根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型。確定泵的類型。 2）選擇泵的型號：）選擇泵的型號：用柏努利方程計算出在最大流量下管路用柏努利方程計算出在最大流量下管路所需壓頭所需壓頭。按已確定的流量和壓頭從泵樣本或產(chǎn)品目錄中選。按已確定的流量和壓頭從泵樣本或產(chǎn)品目錄中選出適合的型號。出適合的型號。離心泵有哪些類型？離心泵的型號代表什么意思？離心泵有哪些類型？離心泵的型號代表什么意思？20離心泵的操作離心泵的操作 1 1）“灌泵灌泵

12、”： 在泵啟動前，向泵內(nèi)灌注液體直至在泵啟動前，向泵內(nèi)灌注液體直至泵殼頂部排氣嘴處在打開狀態(tài)下有液體冒出時為止泵殼頂部排氣嘴處在打開狀態(tài)下有液體冒出時為止。4 4）停車：）停車：一定要先關閉泵的出口閥，再停電機。一定要先關閉泵的出口閥，再停電機。3 3）運轉(zhuǎn)：）運轉(zhuǎn)：逐步開啟出口閥門，調(diào)節(jié)流量逐步開啟出口閥門，調(diào)節(jié)流量2 2）啟動：）啟動：離心泵應在出口閥門關閉時啟動離心泵應在出口閥門關閉時啟動21二、往復泵二、往復泵( (reciprocating pump)reciprocating pump)往復泵主要部件往復泵主要部件:泵缸泵缸(working barrel)活塞活塞(piston)單

13、向活門單向活門(check valve)往復泵是依靠活塞的往復運動直接往復泵是依靠活塞的往復運動直接以壓力能的形式向液體提供能量。以壓力能的形式向液體提供能量。 22二、往復泵二、往復泵( (reciprocating pump)reciprocating pump)23往復泵送液量不均勻往復泵送液量不均勻24往復泵的操作特點往復泵的操作特點往復泵的效率一般都在往復泵的效率一般都在70%以上，最高可達以上，最高可達90%，它適用，它適用于所需壓頭較高的液體輸送。于所需壓頭較高的液體輸送。往復泵可用以輸送粘度很大的液體，但不宜直接用以輸送往復泵可用以輸送粘度很大的液體，但不宜直接用以輸送腐蝕性的

14、液體和有固體顆粒的懸浮液，因泵內(nèi)閥門、活塞腐蝕性的液體和有固體顆粒的懸浮液，因泵內(nèi)閥門、活塞受腐蝕或被顆粒磨損、卡住，都會導致嚴重的匯漏。受腐蝕或被顆粒磨損、卡住，都會導致嚴重的匯漏。25三、柱塞式計量泵三、柱塞式計量泵調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速或用偏心輪調(diào)節(jié)活塞沖程調(diào)節(jié)活塞沖程，可可以準確地獲得要求的送以準確地獲得要求的送液量液量。計量泵主要應用在一些要求計量泵主要應用在一些要求精確精確地輸送液體至某一設備地輸送液體至某一設備的場合，或?qū)追N液體的場合，或?qū)追N液體按精確的比例按精確的比例輸送。輸送。 26四、齒輪泵四、齒輪泵( (gear pump)齒輪泵的壓頭高而流量小，齒輪泵的壓頭高而流量小，可輸

15、送粘稠液體?？奢斔驼吵硪后w。以至膏狀以至膏狀物料物料 ，但不能用于輸送含有，但不能用于輸送含有固體顆粒的懸浮液。固體顆粒的懸浮液。 27產(chǎn)生高壓產(chǎn)生高壓氣體輸送機械氣體輸送機械在工業(yè)生產(chǎn)中的應用在工業(yè)生產(chǎn)中的應用 輸送氣體輸送氣體產(chǎn)生真空產(chǎn)生真空28氣體輸送機械的分類氣體輸送機械的分類按出口壓力（終壓）和壓縮比不同分為如下幾類：按出口壓力（終壓）和壓縮比不同分為如下幾類： 通風機通風機：終壓不大于15kPa（約1500mmH2O）, 壓縮比1至1.15 鼓風機鼓風機：終壓15300kPa，壓縮比小于4。 壓縮機壓縮機：終壓在300kPa以上，壓縮比大于4。 真空泵真空泵：在設備內(nèi)造成負壓，終壓

16、為大氣壓， 壓縮比由真空度決定。 29五、離心式風機五、離心式風機(centrifugal blower)離心式通風機可按產(chǎn)生的風壓（出口）不同分為：低壓低壓通風機:風壓小于1kPa(表壓)；中壓中壓通風機:風壓13kPa(表壓)；高壓高壓通風機:風壓315kPa(表壓)。出口壓力的差異主要在于葉片的形狀，中、低壓風機的葉片出口壓力的差異主要在于葉片的形狀，中、低壓風機的葉片是向后彎的，高壓的葉片則是向前彎的。是向后彎的，高壓的葉片則是向前彎的。 離心通風機及葉輪1機殼; 2葉輪; 3吸入口; 4排出口230六、往復式壓縮機六、往復式壓縮機(Reciprocating compressor)吸

17、氣：吸氣：AB線線壓縮機的理想工作循環(huán)壓縮機的理想工作循環(huán)1 1 理想壓縮循環(huán)理想壓縮循環(huán)壓縮壓縮：BCBC線線排氣排氣：CDCD線線312 2壓縮類型壓縮類型 等溫壓縮絕熱壓縮多變壓縮：實際壓縮過程3 3壓縮功壓縮功 等溫壓縮功最小，絕熱壓縮功最大，多變壓縮功介于等者之間 324.4. 往復式壓縮機的往復式壓縮機的實際工作過程實際工作過程 有余隙的壓縮循環(huán)有余隙的壓縮循環(huán) 吸氣：吸氣：AB線線壓縮壓縮：BCBC線線排氣排氣：CDCD線線膨脹膨脹：DADA線線12340V2V1VP1P2P 有余隙壓縮循環(huán)V4V333實際的多級壓縮機一般不超過實際的多級壓縮機一般不超過6級級。5 5多級壓縮多級壓縮1級2級3級1234567891，4，7-氣缸；2，5-中間冷卻器；8-出口氣體冷卻器；3，6，9-油水分離器增加氣缸減小壓縮比，減少余隙的影響；中間冷卻器降低氣體溫度，降低壓縮機功耗。降低排氣的溫度降低排氣的溫度 節(jié)省功率消耗節(jié)省功率消耗 提高了氣缸的容積利用率提高了氣缸的容積利用率 34七、噴射泵七、噴射泵（jet pumpjet pump） 工作原理工作原理高壓水或水蒸氣經(jīng)噴嘴絕熱膨脹高壓水或水蒸氣經(jīng)噴嘴絕熱膨脹并以高速（可達并以