T環(huán)境工程原理課件圖文解析22

第二章流體輸送機(jī)械

學(xué)習(xí)目標(biāo)了解流體輸送機(jī)械在工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境治理中的應(yīng)用；各種類型泵的工作原理、特性；離心壓縮機(jī)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)，各種真空泵的結(jié)構(gòu)、工作原理。理解影響離心泵性能的主要因素；往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)、工作原理及性能參數(shù)；往復(fù)壓縮機(jī)的工作原理。掌握離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能參數(shù)、特性曲線，流量調(diào)節(jié)、安裝高度、操作及選型；離心通風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)、特性曲線及選型。第一節(jié)概述

在工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境治理過程中經(jīng)常需要將流體從一個(gè)設(shè)備輸送到另一個(gè)設(shè)備，從一個(gè)車間輸送到另一個(gè)車間及改變系統(tǒng)的壓力等等。圖2-1乙醇胺法回收煙道氣中CO2的流程1-吸收塔；2-貧胺冷卻器；3-升壓泵；4-儲(chǔ)罐；5-熱交換器；6-冷凝器；7-回流液貯槽；8-回流泵；9-再生塔；10-再沸器；11-回流器流體輸送機(jī)械的類型離心式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式流體作用式液體輸送機(jī)械離心泵、旋渦泵往復(fù)泵、隔膜泵計(jì)量泵、柱塞泵齒輪泵螺桿泵軸流泵噴射泵、酸蛋空氣升液器氣體輸送機(jī)械離心通風(fēng)機(jī)離心鼓風(fēng)機(jī)離心壓縮機(jī)往復(fù)壓縮機(jī)往復(fù)真空泵隔膜壓縮機(jī)羅茨通風(fēng)機(jī)液環(huán)壓縮機(jī)水環(huán)真空泵蒸汽噴射泵水噴射泵第二節(jié)離心泵

離心泵是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪所產(chǎn)生的離心力對(duì)液體做功的流體輸送機(jī)械。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、操作調(diào)節(jié)方便、性能穩(wěn)定、適應(yīng)范圍廣、體積小、流量均勻、故障少、壽命長。一、離心泵的主要部件及工作原理

1.離心泵的主要部件離心泵的主要構(gòu)件有葉輪、泵殼和軸封，有些還有導(dǎo)輪等。

①葉輪葉輪是離心泵的核心構(gòu)件，是在一圓盤上設(shè)置4～12個(gè)葉片構(gòu)成的。開式半開（閉）式閉式

主要功能是將原動(dòng)機(jī)械的機(jī)械能傳給液體，使液體的的動(dòng)能與靜壓能均有所增加。按結(jié)構(gòu)分為：②泵殼泵殼的形狀象蝸牛，因此又稱為蝸殼。作用:就是匯集被葉輪甩出的液體，并在將液體導(dǎo)向排出口的過程中實(shí)現(xiàn)部分動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換。③軸封裝置用來實(shí)現(xiàn)泵軸與泵殼間密封的裝置。常用的密封方式有兩種，填料函密封與機(jī)械密封。2.離心泵的工作原理1-葉輪；2-泵殼，3-泵軸；4-吸入管；5-底閥；6-壓出管離心泵裝置簡圖

離心泵的吸液原理:在離心泵啟動(dòng)前，先灌泵,啟動(dòng)后，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)泵內(nèi)流體一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體被迫從葉輪中心向葉輪外緣運(yùn)動(dòng)，葉輪中心（吸入口）處因液體空出而呈負(fù)壓狀態(tài)，這樣，在吸入管的兩端就形成了一定的壓差，液體被吸入泵體內(nèi)。

離心泵的排液原理:流體進(jìn)入泵殼后，沿著泵殼內(nèi)逐漸增大的蝸形通道將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，達(dá)到泵出口處時(shí)壓力達(dá)到最大，于是液體被壓出離心泵。如果在啟動(dòng)離心泵前，沒有灌泵，則會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象。此時(shí)，離心泵沒有自吸能力。泵灌液后仍不能吸液的原因：①吸入管路的聯(lián)接法蘭不嚴(yán)密，漏入空氣；②灌而未滿，未排凈空氣；③吸入管底閥失靈或關(guān)不嚴(yán)，灌液不滿；④吸入管底閥或?yàn)V網(wǎng)被堵塞；⑤吸入管底閥未打開或失靈。二、離心泵的主要性能參數(shù)與特性曲線1.離心泵的主要性能參數(shù)①送液能力單位時(shí)間內(nèi)從泵內(nèi)排出的液體體積，用Q表示，單位m3/s。②揚(yáng)程離心泵對(duì)1N流體所做的功，它是1N流體在通過離心泵時(shí)所獲得的能量，用H表示，單位m。③功率離心泵在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)流體所做的功稱為離心泵的有效功率，用Pe表示，單位W。即Pe＝HQρg④效率反映離心泵利用能量情況的參數(shù)，為離心泵的有效功率與軸功率之比。2.離心心泵泵的的特特性性曲曲線線①揚(yáng)程程-流量量曲曲線線②效率率-流量量曲曲線線③軸功功率率-流量量曲曲線線離心心泵泵的的特特性性曲曲線線由由泵泵的的生生產(chǎn)產(chǎn)廠廠家家提提供供。。三、、影影響響離離心心泵泵性性能能的的主主要要因因素素1.流體體物物性性對(duì)對(duì)離離心心泵泵性性能能的的影影響響⑴密度度密度度對(duì)對(duì)流流量量、、揚(yáng)揚(yáng)程程和和效效率率沒沒有有影影響響，，但但對(duì)對(duì)軸軸功功率率有有影影響響，，軸軸功功率率可可以以用用下下式式校校正正⑵粘度度當(dāng)液液體體的的粘粘度度增增加加時(shí)時(shí)，，液液體體在在泵泵內(nèi)內(nèi)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)的的能能量量損損失失增增加加，，從從而而導(dǎo)導(dǎo)致致泵泵的的流流量量、、揚(yáng)揚(yáng)程程和和效效率率均均下下降降，，但但軸軸功功率率增增加加。。因因此此粘粘度度的的改改變變會(huì)會(huì)引引起起泵泵的的特特性性曲曲線線的的變變化化。。當(dāng)當(dāng)液液體體的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)粘粘度度大大于于2.0××10-6m2/s時(shí),離心心泵泵的的性性能能必必須須按按下下式式校校正正2.轉(zhuǎn)速速對(duì)對(duì)離離心心泵泵性性能能的的影影響響當(dāng)效效率率變變化化不不大大時(shí)時(shí)，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速變變化化引引起起流流量量、、壓壓頭頭和和功功率率的的變變化化符符合合比比例例定定律律，，即即3.葉輪輪直直徑徑對(duì)對(duì)離離心心泵泵性性能能的的影影響響葉輪輪直直徑徑變變化化引引起起流流量量、、壓壓頭頭和和功功率率的的變變化化符符合合切切割割定定律律，，即即四、、離離心心泵泵的的氣氣蝕蝕現(xiàn)現(xiàn)象象與與安安裝裝高高度度1.離心心泵泵的的吸吸上上高高度度通常常把把離離心心泵泵吸吸入入口口截截面面1-1距吸入入液液面面0-0的垂垂直直距距離離稱稱作作是是離離心心泵的的吸吸上上高高度度，，用用H吸表示示。。泵的的安安裝裝高高度度不不能能超超過過吸吸上上高高度度的極限。。0101離心泵的吸上高度示意圖～H吸2.離心泵的的氣蝕現(xiàn)現(xiàn)象與危危害⑴氣蝕現(xiàn)象象葉輪入口口處最低低壓力，液體汽汽化，產(chǎn)生汽泡泡，受壓壓縮后破破滅，周周圍液體體以高速速涌向汽汽泡中心心。葉輪受沖沖擊而出出現(xiàn)剝落，泵體體振動(dòng)并并發(fā)出噪噪音。(2)氣蝕的危危害氣蝕現(xiàn)象象發(fā)生時(shí)時(shí)，會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生噪音音和引起起振動(dòng)，，流量、、揚(yáng)程及及效率均均會(huì)迅速速下降，，嚴(yán)重時(shí)時(shí)不能吸吸液。3.離心泵的的允許安安裝（吸吸上）高高度（1）允許安裝裝高度（（或允許許吸上高高度）離心泵的的允許安安裝高度度是指在在一定條條件下，，避免離離心泵發(fā)發(fā)生氣蝕蝕現(xiàn)象的的最大安安裝高度度，用Hg表示，單單位m。（2）離心泵的的允許安安裝高度度計(jì)算①允許吸上上真空高高度法②允許氣蝕蝕余量法法0101

離心泵的允許安裝高度～Hg五、離心心泵的工工作點(diǎn)與與流量調(diào)調(diào)節(jié)1.管路的特特性曲線線輸送任務(wù)務(wù)（流量量）與完完成任務(wù)務(wù)所需要的壓壓頭之間間也存在在一定的的關(guān)系，，這種關(guān)系系稱為管管路特性性。2.離心泵的的工作點(diǎn)點(diǎn)在性能曲曲線圖上上，應(yīng)為為泵的特特性曲線和管路路特性曲曲線的交交點(diǎn)M。我們把把這個(gè)交點(diǎn)M稱為離心心泵在指指定管路上的的工作點(diǎn)。QH0HeKQ2Q~He管路特性曲線離心泵的工作點(diǎn)Qe～HeQ～HHM=H=HeQM=Q=QeMQMHM3.離心泵的的流量調(diào)調(diào)節(jié)①通過閥門門調(diào)節(jié)②改變轉(zhuǎn)速速③改變?nèi)~輪輪直徑4.離心泵的的串聯(lián)與與并聯(lián)①離心泵的的串聯(lián)②離心泵的的并聯(lián)③離心泵組組合方式式的選擇擇H1H2Q1Q2QDM并MQ123

并聯(lián)泵組的特性分析1-單泵；2-并聯(lián)；3-效率線；4-管路4Q1Q2DH1M串H1H2M132串聯(lián)泵組的特性分析1-單泵；2-串聯(lián)；3-管路六、離心心泵的型型號(hào)與選選用1.離心泵的的型號(hào)⑴清水泵清水泵是是化工生生產(chǎn)中普普遍使用用的一種種泵，適用于輸輸送水及及性質(zhì)與與水相似似的液體體。包括IS型、D型、S型和Sh型。

IS型水泵的結(jié)構(gòu)圖1-泵體；2-葉輪；3-泵軸；4-填料；5-填料壓蓋；6-托架

IS型水泵的外型圖165432D型泵是國國產(chǎn)多級(jí)級(jí)離心泵泵，是將將多個(gè)葉葉輪安裝裝在同一一個(gè)泵軸構(gòu)成成的，工工作時(shí)液液體從吸吸入口吸吸入，并并依次通通過每個(gè)個(gè)葉輪，多次次接受離離心力的的作用，，從而獲獲得更高高的能量量。D型泵的級(jí)級(jí)數(shù)通常常為2～9級(jí)，最多多可達(dá)12級(jí)，全系系列流量范圍為為10.8～850m3/hD型單吸多級(jí)離心泵示意圖D型單吸多級(jí)離心泵外型圖S型、SH型泵是雙雙吸離心心泵的代代號(hào)，但但S型泵是SH型泵的更新產(chǎn)產(chǎn)品。S型泵的吸吸入口與與排出口口均在水水泵軸心心線下方方，檢修修時(shí)無需拆卸卸進(jìn)、出出水管路路及電動(dòng)動(dòng)機(jī)。S型泵的外型圖S型泵的結(jié)構(gòu)圖1-泵體2-泵蓋3-葉輪4-密封環(huán)5-軸6-軸套7-軸承8-填料9-填料壓蓋(2)耐腐蝕泵泵耐腐蝕泵泵是用來來輸送酸酸、堿等等腐蝕性性液體的的泵的總總稱，系系列號(hào)用用F表示。(3)油泵油泵是用用來輸送送油類及及石油產(chǎn)產(chǎn)品的泵泵，國產(chǎn)產(chǎn)油泵的的系列代代號(hào)為Y，如果是是雙吸油油泵，則則用YS表示。(4)雜質(zhì)泵用來輸送送含有固固體雜質(zhì)質(zhì)的污液液，此類類泵大多多采用敞敞開式葉葉輪或半半閉式葉葉輪，以以防止堵堵塞。(5)磁力泵適合輸送送不含固固體顆粒粒的酸、、堿、鹽鹽溶液；；易燃、、易爆液液體；揮揮發(fā)性液液體和有有毒液體體等等。。2.離心泵的的選用①根據(jù)被輸輸送液體體的性質(zhì)質(zhì)及操作作條件確確定泵的的類型②確定流量量③確定完成成輸送任任務(wù)需要要的壓頭頭④通過流量量與壓頭頭在相應(yīng)應(yīng)類型的的系列中中選取合合適的型型號(hào)⑤校核軸功功率⑥確定泵的的安裝高高度⑦列出泵在在設(shè)計(jì)點(diǎn)點(diǎn)處的性性能，供供使用時(shí)時(shí)參考七、離心心泵的安安裝與操操作1.離心泵的的安裝要要點(diǎn)①應(yīng)盡量將將泵安裝裝在靠近近水源，，干燥明明亮的場(chǎng)場(chǎng)所，以以便于檢修；；

泵的安裝示意圖②應(yīng)有堅(jiān)實(shí)實(shí)的基礎(chǔ)礎(chǔ)，以避避免振動(dòng)動(dòng)。通常常用混凝凝土地基基，地腳腳螺栓連連接；③泵軸與電電機(jī)轉(zhuǎn)軸軸應(yīng)嚴(yán)格格保持水水平，以以確保運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常常，提高高壽命；；④安裝高度度要嚴(yán)格格控制，，以免發(fā)發(fā)生氣蝕蝕現(xiàn)象；；⑤在吸入管管徑大于于泵的吸吸入口徑徑時(shí)，變變徑聯(lián)接接處要避避免存氣氣，以免免發(fā)生氣氣縛現(xiàn)象象。2.離心泵的的操作要要點(diǎn)①灌泵啟動(dòng)前，，使泵體體內(nèi)充滿滿被輸送送液體，，避免氣氣縛現(xiàn)象象。②預(yù)熱對(duì)輸送高高溫液體體的熱油油泵或水泵，，在啟動(dòng)動(dòng)與備用用時(shí)均需需預(yù)熱。。③盤車用手使泵泵軸繞運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)方向向轉(zhuǎn)動(dòng)的的操作，，每次以以180°°為宜，并并不得反反轉(zhuǎn)。④開車開車時(shí)，，要先關(guān)關(guān)閉出口口閥，再再啟動(dòng)電電機(jī)。⑤調(diào)節(jié)流量量緩慢打開開出口閥閥，調(diào)節(jié)節(jié)到指定定流量。。⑥檢查要經(jīng)常檢檢查泵的的運(yùn)轉(zhuǎn)情情況。⑦停車停車時(shí)，，要先關(guān)關(guān)閉出口口閥，再再關(guān)電機(jī)機(jī)。第三節(jié)其他類型泵一、往復(fù)復(fù)泵往復(fù)泵是是容積式式泵的一一種型式，，通過活活塞或柱柱塞在缸體內(nèi)的的往復(fù)運(yùn)運(yùn)動(dòng)來改改變工作容積，，進(jìn)而使使液體的的能量增加。適適用于輸輸送流量量較小、、壓力較高高的各種種介質(zhì)。。往復(fù)泵的的種類：：活塞泵、、柱塞泵泵、隔膜膜泵、計(jì)計(jì)量泵等等等1.往復(fù)泵的的結(jié)構(gòu)與與工作原原理

往復(fù)泵結(jié)構(gòu)簡圖1-泵缸；2-活塞；3-活塞桿；4-吸入閥；5-排出閥往復(fù)泵流量曲線圖主要構(gòu)件件：泵缸活塞（或或柱塞））活塞桿單向閥等等工作原理理：——活塞對(duì)流流體直接接做功，，提供靜靜壓能2.往復(fù)泵的的主要性性能⑴流量往復(fù)泵的的流量是是不均勻勻。對(duì)于單動(dòng)動(dòng)往復(fù)泵泵，其理理論流量量為對(duì)于雙動(dòng)動(dòng)往復(fù)泵泵，其理理論流量量為⑵揚(yáng)程往復(fù)泵的的壓頭與與泵的幾幾何尺寸寸及流量量均無關(guān)關(guān)系。⑶功率與效效率計(jì)算與離離心泵相相同。但但效率比比離心泵泵高，通常在0.72～0.93之間。3.往復(fù)泵的的流量調(diào)調(diào)節(jié)⑴旁路調(diào)節(jié)節(jié)法⑵調(diào)節(jié)活塞塞的沖程程或往復(fù)復(fù)頻率4.往復(fù)泵的的使用與與維護(hù)操作要點(diǎn)點(diǎn)是：①①檢查壓壓力表讀讀數(shù)及潤潤滑等情情況是否否正常；；②盤車車檢查是是否有異異常；③③先打開開放空閥閥、進(jìn)口口閥、出出口閥及及旁路閥閥等，再再啟動(dòng)電電機(jī)，關(guān)關(guān)放空閥閥；④通通過調(diào)節(jié)節(jié)旁路閥閥使流量量符合任任務(wù)要求求；⑤做做好運(yùn)行行中的檢檢查。二、齒輪輪泵齒輪泵泵是通通過兩兩個(gè)相相互嚙嚙合的的齒輪輪的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)對(duì)液體體做功功。適應(yīng)于于輸送送高粘粘度及及膏狀狀液體體，比比如潤潤滑油油、飲飲料、、不含含固體體顆粒粒的污污水等等，但但不宜宜輸送送含有有固體體雜質(zhì)質(zhì)的懸懸浮液液。三、旋旋渦泵泵旋渦泵泵依靠靠離心心力對(duì)對(duì)液體體做功功，其其殼體體是圓圓形而而不是是蝸牛牛形，，葉片片很多多，而而且是是徑向向，吸吸入口口與排排出口口在同同側(cè)并并由隔隔舌隔隔開。第四節(jié)節(jié)氣氣體輸輸送機(jī)機(jī)械在環(huán)保保工作作中，，經(jīng)常常需要要使用用氣體體壓縮縮與輸輸送機(jī)機(jī)械，，目前，生生產(chǎn)中中氣體體的壓壓送機(jī)機(jī)械有有離心心式通通風(fēng)機(jī)機(jī)、鼓鼓風(fēng)機(jī)機(jī)與壓壓縮機(jī)；往往復(fù)式式壓縮縮機(jī)與與真空空泵；；羅茨茨風(fēng)機(jī)機(jī)；液液環(huán)式式真空空泵；；旋片式真真空泵泵、噴噴射式式真空空泵；；軸流流式風(fēng)風(fēng)機(jī)等等。類型終壓/kPa（表壓）壓縮比備注通風(fēng)機(jī)＜151～1.15用于換氣通風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)15～3001.15～4用于送氣壓縮機(jī)＞300＞4造成高壓真空泵當(dāng)?shù)卮髿鈮汉艽笕Q于所造成的真空度氣體壓壓送機(jī)機(jī)械的的分類類一、通通風(fēng)機(jī)機(jī)通風(fēng)機(jī)機(jī)是依依靠輸輸入的的機(jī)械械能，，提高高氣體體壓力力并排排送氣氣體的機(jī)機(jī)械。1.軸流式式通風(fēng)風(fēng)機(jī)軸流式式通風(fēng)風(fēng)機(jī)主主要由由圓筒筒型機(jī)機(jī)殼及及帶螺螺旋槳槳式葉葉片的的葉輪構(gòu)成成。兩種軸流式風(fēng)機(jī)2.離心式式通風(fēng)風(fēng)機(jī)離心通通風(fēng)機(jī)機(jī)的結(jié)結(jié)構(gòu)及及原理理均與與離心心泵相相似，，主要要由葉葉輪和機(jī)殼殼組成成。

離心式通風(fēng)機(jī)3.通風(fēng)機(jī)機(jī)的主主要性性能參參數(shù)⑴風(fēng)量也叫流流量，，以Q表示，，單位位為m3/s.⑵風(fēng)壓也稱壓壓力，，以HT表示，，單位位為Pa，有靜風(fēng)風(fēng)壓、、動(dòng)風(fēng)壓壓和全全風(fēng)壓壓之分分。靜風(fēng)壓壓動(dòng)風(fēng)壓壓輸送系系統(tǒng)的的全風(fēng)風(fēng)壓換換算成成標(biāo)定定狀態(tài)態(tài)下的的全風(fēng)風(fēng)壓：：⑶功率與與效率率通風(fēng)機(jī)機(jī)的輸輸入功功率，，即軸軸功率率：4.通風(fēng)機(jī)機(jī)的選選擇⑴根據(jù)被被輸送送氣體體的性性質(zhì)及及所需需的風(fēng)風(fēng)壓范范圍確確定風(fēng)風(fēng)機(jī)的的類型。⑵確定風(fēng)風(fēng)量。⑶確定完完成輸輸送任任務(wù)需需要的的實(shí)際際風(fēng)壓壓。⑷根據(jù)實(shí)實(shí)際風(fēng)風(fēng)量與與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)風(fēng)壓壓在相相應(yīng)類類型的的系列列中選選取合合適的型型號(hào)。二、鼓鼓風(fēng)機(jī)機(jī)類型離心式式鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)、、軸流流式鼓鼓風(fēng)機(jī)機(jī)、旋旋轉(zhuǎn)式式鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)。。離心式式鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)式式鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)類型：：羅茨鼓鼓風(fēng)機(jī)機(jī)和葉葉氏鼓鼓風(fēng)機(jī)機(jī)兩類類羅茨鼓鼓風(fēng)機(jī)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖三、壓壓縮機(jī)機(jī)分類：：離心式式、往往復(fù)式式、回回轉(zhuǎn)式式等。往復(fù)式式壓縮縮機(jī)的的構(gòu)造造與工工作過過程⑴理想（（無余余隙））工作作循環(huán)環(huán)：①壓縮階階段②壓出階階段③吸氣階階段往復(fù)式壓縮機(jī)的理想循環(huán)⑵實(shí)際（（有余余隙））工作作循環(huán)環(huán)⑶余隙系系數(shù)和和容積積系數(shù)數(shù)①余隙系系數(shù)用ε表示，，即：②容積系系數(shù)用λ0表示，，即：2.多級(jí)壓壓縮出口溫溫度T2與入口口溫度度T1的關(guān)系系為3.往復(fù)式式壓縮縮機(jī)的的主要要性能能⑴排氣量量以入口狀狀態(tài)計(jì)計(jì)算，，用Q表示，，單位位m3/s。⑵功率與與效率率壓縮機(jī)機(jī)的理理論軸軸功率率為實(shí)際壓縮機(jī)機(jī)的軸軸功率率為4.往復(fù)式式壓縮縮機(jī)的的分類類與選選用⑴根據(jù)被被壓縮縮氣體體的種種類確確定壓壓縮機(jī)機(jī)的類類型⑵根據(jù)廠廠房的的具體體情況