流體輸送設(shè)備

1、1化化 工工 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)An Introduction to Chemical Industry and EngineeringAn Introduction to Chemical Industry and Engineering2教學(xué)目的：教學(xué)目的：重重 點(diǎn)：點(diǎn)：課課 型：型：教學(xué)方法：教學(xué)方法：難難 點(diǎn)：點(diǎn)：熟悉各種流體輸送機(jī)械，了解各種流體輸送機(jī)械熟悉各種流體輸送機(jī)械，了解各種流體輸送機(jī)械的工作原理和操作特點(diǎn)，能夠根據(jù)實(shí)際需要正確的工作原理和操作特點(diǎn)，能夠根據(jù)實(shí)際需要正確選擇適宜的流體輸送機(jī)械。選擇適宜的流體輸送機(jī)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(jì)算；離心泵安裝高度的計(jì)算；往復(fù)式壓縮機(jī)多級(jí)壓縮和中間冷卻的必要性往復(fù)式壓縮機(jī)多級(jí)壓縮和中間冷卻的必要性機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備講解、動(dòng)畫演示講解、動(dòng)畫演示3.5 3.5 流體輸送設(shè)備流體輸送設(shè)備33.5 3.5 流體輸送設(shè)備流體輸送設(shè)備fefeHgugpzHHgpguZHgpguZ2)/()2/()/()2/(222212211采用流體輸送設(shè)備操作的采用流體輸送設(shè)備操作的目的目的是為了提高流體是為了提高流體的動(dòng)能、位能或靜壓能，或用于克服沿程的阻的動(dòng)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(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī) 流體輸送設(shè)備分類流體輸送設(shè)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(dòng)能，利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給流體提供動(dòng)能，然后流體的動(dòng)能再轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，如離心泵等然后流體的動(dòng)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(fù)式、旋轉(zhuǎn)式：往復(fù)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(gòu)造離心泵的構(gòu)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(duì)葉口在泵殼中央，正對(duì)葉輪中心，并與吸入導(dǎo)管輪中心，并與吸入導(dǎo)管相連。壓出口在泵殼旁相連。壓出口在泵殼旁側(cè)，聯(lián)結(jié)壓出導(dǎo)管。側(cè)，聯(lián)結(jié)壓出導(dǎo)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)而快速旋轉(zhuǎn)。安裝在泵軸上，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)而快速旋轉(zhuǎn)。8流體在離心泵葉輪中的運(yùn)動(dòng) 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(yīng)預(yù)先將離心泵的泵殼和吸入管路中充滿在抽水前應(yīng)預(yù)先將離心泵的泵殼和吸入管路中充滿 液體，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中也要防止

5、空氣漏入。液體，運(yùn)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(dòng)時(shí)無需灌泵。如果泵的位置低于槽內(nèi)液面，則啟動(dòng)時(shí)無需灌泵。 當(dāng)離心泵啟動(dòng)時(shí)，若泵內(nèi)當(dāng)離心泵啟動(dòng)時(shí)，若泵內(nèi)存在空氣，就會(huì)形成葉輪存在空氣，就會(huì)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)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)泵排出液體的體積，用qv表示。與葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)。與葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸

6、和轉(zhuǎn)速有關(guān)。揚(yáng)程揚(yáng)程(delivery lift)He：又稱為泵的壓頭，是指泵對(duì)單位重量的流體所做的功。與流量、葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)與流量、葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)。速有關(guān)。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(yáng)程的測(cè)定離心泵揚(yáng)程的測(cè)定fHgpguZHegpguZ22221211221 12 2gppguuZZHe122122122兩測(cè)壓點(diǎn)之間的管路很短，其間的流動(dòng)阻力可忽略不計(jì)，即Hf=0m液柱揚(yáng)程并不等于升舉高度揚(yáng)程并不等于升舉高度Z，升舉高度只是揚(yáng)程的一部分。升舉高度只是揚(yáng)程的一部分。12功率：功率：在單位時(shí)間內(nèi)，液體自泵實(shí)際得到的功稱為泵在單位時(shí)間內(nèi)，液

7、體自泵實(shí)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(cè)定條件一般是測(cè)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(yáng)程有所下降。隨流量增大，揚(yáng)程有所下降。2 2）Ne qv：當(dāng)流量增大時(shí)，功率也隨之增大；離心泵的：當(dāng)流量增大時(shí)，功率也隨之增大；離心泵的功率在流量為零時(shí)最小，因此離心泵啟動(dòng)時(shí)常在功率在流量為零時(shí)最小，因此離心泵啟動(dòng)時(shí)常在出口閥關(guān)出口閥關(guān)閉狀況

8、下啟動(dòng)閉狀況下啟動(dòng)3 3） qv：離心泵效率開始時(shí)隨流量增大而增加，達(dá)到：離心泵效率開始時(shí)隨流量增大而增加，達(dá)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(shí)，應(yīng)選擇或使用離心泵時(shí)，應(yīng)盡量使泵在最高效率點(diǎn)（盡量使泵在最高效率點(diǎn)（泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)）附近（）附近（一般不低于一般不低于最高效率點(diǎn)的最高效率點(diǎn)的92%）運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)。離心泵的銘牌上標(biāo)有一組性能參數(shù)，它們都是與最高效離心泵的銘牌上標(biāo)有一組性能參數(shù)，它們都是與最高效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)，又稱為率點(diǎn)對(duì)應(yīng)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(shí)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(shí)驗(yàn)測(cè)定的。過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。實(shí)際操作時(shí)允許吸上真空高度：實(shí)際操作時(shí)允許吸上真空高度：)24. 0()10( VaHHHsHsHa當(dāng)?shù)卮髿鈮?，?dāng)?shù)卮髿鈮海琺水柱水柱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(huì)導(dǎo)致葉輪中心處的壓力過低安

10、裝高度過高將會(huì)導(dǎo)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(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，為了保證泵在運(yùn)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(shí)，為保險(xiǎn)計(jì)，安裝泵時(shí)，為保險(xiǎn)計(jì)，實(shí)際安裝高度實(shí)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(huì)升高；米。（如考慮到操作中被輸送流體的溫度可能會(huì)升高；或由貯槽液面降低而引起

11、的實(shí)際安裝高度的升高）?；蛴少A槽液面降低而引起的實(shí)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(hào)：）選擇泵的型號(hào)：用柏努利方程計(jì)算出在最大流量下管路用柏努利方程計(jì)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(hào)。出適合的型號(hào)。離心泵有哪些類型？離心泵的型號(hào)代表什么意思？離心泵有哪些類型？離心泵的型號(hào)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(dòng)前，向泵內(nèi)灌注液體直至在泵啟動(dòng)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(shí)為止泵殼頂部排氣嘴處在打開狀態(tài)下有液體冒出時(shí)為止。4 4）停車：）停車：一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機(jī)。一定要先關(guān)閉泵的出口閥，再停電機(jī)。3 3）運(yùn)轉(zhuǎn)：）運(yùn)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(dòng)：）啟動(dòng)：離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)離心泵應(yīng)在出口閥門關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)21二、往復(fù)泵二、往復(fù)泵( (reciprocating pump)reciprocating pump)往復(fù)泵主要部件往復(fù)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(fù)泵是依靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接往復(fù)泵是依靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(fù)泵二、往復(fù)泵( (reciprocating pump)reciprocating pump)23往復(fù)泵送液量不均勻往復(fù)泵送液量不均勻24往復(fù)泵的操作特點(diǎn)往復(fù)泵的操作特點(diǎn)往復(fù)泵的效率一般都在往復(fù)泵的效率一般都在70%以上，最高可達(dá)以上，最高可達(dá)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(fù)泵可用以輸送粘度很大的液體，但不宜直接用以輸送往復(fù)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(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的匯漏。受腐蝕或被顆粒磨損、卡住，都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的匯漏。25三、柱塞式計(jì)量泵三、柱塞式計(jì)量泵調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)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(zhǔn)確地獲得要求的送以準(zhǔn)確地獲得要求的送液量液量。計(jì)量泵主要應(yīng)用在一些要求計(jì)量泵主要應(yīng)用在一些要求精確精確地輸送液體至某一設(shè)備地輸送液體至某一設(shè)備的場(chǎng)合，或?qū)追N液體的場(chǎng)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(jī)械氣體輸送機(jī)械在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)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(jī)械的分類氣體輸送機(jī)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(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)：終壓不大于15kPa（約1500mmH2O）, 壓縮比1至1.15 鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)：終壓15300kPa，壓縮比小于4。 壓縮機(jī)壓縮機(jī)：終壓在300kPa以上，壓縮比大于4。 真空泵真空泵：在設(shè)備內(nèi)造成負(fù)壓，終壓

16、為大氣壓， 壓縮比由真空度決定。 29五、離心式風(fēng)機(jī)五、離心式風(fēng)機(jī)(centrifugal blower)離心式通風(fēng)機(jī)可按產(chǎn)生的風(fēng)壓（出口）不同分為：低壓低壓通風(fēng)機(jī):風(fēng)壓小于1kPa(表壓)；中壓中壓通風(fēng)機(jī):風(fēng)壓13kPa(表壓)；高壓高壓通風(fēng)機(jī):風(fēng)壓315kPa(表壓)。出口壓力的差異主要在于葉片的形狀，中、低壓風(fēng)機(jī)的葉片出口壓力的差異主要在于葉片的形狀，中、低壓風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)及葉輪1機(jī)殼; 2葉輪; 3吸入口; 4排出口230六、往復(fù)式壓縮機(jī)六、往復(fù)式壓縮機(jī)(Reciprocating compressor)吸

17、氣：吸氣：AB線線壓縮機(jī)的理想工作循環(huán)壓縮機(jī)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(shí)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(fù)式壓縮機(jī)的往復(fù)式壓縮機(jī)的實(shí)際工作過程實(shí)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(shí)際的多級(jí)壓縮機(jī)一般不超過實(shí)際的多級(jí)壓縮機(jī)一般不超過6級(jí)級(jí)。5 5多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮1級(jí)2級(jí)3級(jí)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(jī)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(dá)并以