化工原理教學

化工原理教學第1頁/共1008頁

參考書

*教材*譚天恩等，《化工原理》*天大，姚玉英主編《化工原理》*南京化工，趙汝溥等編《化工原理》*清華《化工原理》*叢德滋等編《化工原理示例與練習》*姚玉英主編《化工原理例題與習題》第2頁/共1008頁*《化工原理》及《化學反應工程》公式例解測驗*清華，周榮琪等編《化工原理學習指引》*TQ02H96《化工原理學習指導》TQ02-44H5《化工原理學習指導》TQ022.1H2《化工流體流動與傳熱》TQ0270《化工原理操作型問題的分析》第3頁/共1008頁

http://agdzdl.ahut.ed

化工原理教學資料

第4頁/共1008頁化工原理

上冊第5頁/共1008頁緒論0-1化工原理在整個學科體系的地位與作用

第6頁/共1008頁1）彎一下？2）泵—類型？結構？原理？修好？第7頁/共1008頁0-2化工過程與單元操作（1）化工生產過程“原料→化學反應器→（中間）產品”

前處理

后處理第8頁/共1008頁（2）單元操作*物料的輸送*沉降*過濾*流態(tài)化*加熱與冷卻*蒸發(fā)*氣體吸收*液體蒸餾*固體干燥*液液萃取*膜分離第9頁/共1008頁0-3《化工原理》課程（1）內容*基礎理論——流體力學、傳熱學、傳質學基礎*若干典型單元操作第10頁/共1008頁（2）性質屬技術基礎課（3）作用*單元操作知識與有關的基礎理論知識*掌握分析與解決工程問題的方法論第11頁/共1008頁0-4

單位制與單位換算★(1)CGS制（物理單位制）厘米-克-秒制(2)MKS制（絕對單位制）米-千克-秒制(3)工程單位制米-公斤（力）-秒第12頁/共1008頁(4)SI制（國際單位制）以MKS制基礎基本單位：長度——米（m)

質量——千克(kg)

時間——秒(s)

溫度——開爾文(k)

物質的量——摩爾(mol)第13頁/共1008頁重要導出單位：力——F=ma；N

壓強——P=F/面積；N/m2Pa

能量、功、熱——F×距離；N.mJ

功率——功/時間；J/sW

比熱——熱/質量·溫度；J/kg.K單位換算？第14頁/共1008頁單位換算換算因數(shù)：

1in.=25.4mm第15頁/共1008頁1in.=25.4mm第16頁/共1008頁1in.=25.4mm第17頁/共1008頁換算因數(shù)？

----彼此相等而各有不同單位的兩個物理量之比。

純數(shù)1第18頁/共1008頁【例】已知1atm=1.033kgf/cm2,試將此壓強換算為SI單位。解：1kgf=9.81N1m=100cm∴1atm=1.033kgf/cm2

第19頁/共1008頁=1.013×105N/m2第20頁/共1008頁0-5物料衡算★

——質量守恒原理的具體應用（1）確定控制體

——即進行衡算的空間范圍第21頁/共1008頁（2）確定衡算基準

——1s或1h（3）列出衡算式

mi-mo=ma

對于連續(xù)生產：

mi-mo=0第22頁/共1008頁0-6能量衡算★機械能、熱量、電能、化學能等統(tǒng)稱為能量。依據(jù)--------能量守恒定律。重點——熱量衡算衡算式：式中Qi——隨物料進入控制體的熱量，kJ或kW;Qo——隨物料離開控制體的熱量，kJ或kW;QL——向控制體周圍散失的熱量，kJ或kW。第23頁/共1008頁也可寫成：

式中W——物料的質量，kg或kg/s；

H——物料的焓，kJ/kg。適用于間歇過程（kJ)、連續(xù)過程（kW)第24頁/共1008頁方法：（1）確定控制體（范圍）（2）確定衡算基準由于焓是相對值，故應（3）指明基準溫度，基準狀態(tài)。通常以0°C、液態(tài)為基準。（4）列出衡算式第25頁/共1008頁[例]在換熱器里將平均比熱為3.56kJ/(kg.°C)的某溶液自25℃加熱到80℃，溶液流量為1.0kg/s。加熱介質為120℃的飽和水蒸汽，其耗量為0.095kg/s,蒸汽冷凝成同溫度的飽和水排出。求此換熱器的熱損失占蒸汽供熱的百分數(shù)。25°C溶液1.0kg/s80°C溶液1.0kg/s120°C飽和水蒸汽120°C飽和水第26頁/共1008頁

解：由P364附錄查出120°C飽和水蒸汽的焓值為2708.9kJ/kg,120°C飽和水的焓值為503.67kJ/kg.

基準：s

控制體：25°C溶液1.0kg/s120°C飽和水蒸汽120°C飽和水80°C溶液1.0kg/sQ2Q1Q3Q4QL第27頁/共1008頁作熱量衡算：隨物料帶入換熱器的總熱量：Qi=Q1+Q2其中：Q1=0.0952708.9=257.3kWQ2=13.56(25-0)=89kW∴Qi=257.3+89=346.3kW隨物料帶出換熱器的總熱量：

Qo=Q3+Q4第28頁/共1008頁其中：Q3=0.095503.67=47.8kWQ4=13.56(80-0)=284.8kW∴Qo=47.8+284.8=332.6kW由Qi=Qo+QL∴QL=Qi-Qo=13.7kW第29頁/共1008頁∴

熱量損失百分數(shù)=

=6.54%第30頁/共1008頁緒論小結

化工原理在學科體系的地位與作用化工過程與單元操作《化工原理》課程單位制與單位換算物料衡算能量衡算第31頁/共1008頁

第一章流體流動1.1概述1.1.1流體——氣體和液體特性：（1）流動性（2）壓縮性分類:

(1)不可壓縮流體：液體；（若P,t變化小，氣體）(2)可壓縮流體：實際流體，氣體第32頁/共1008頁1.1.2幾個物理名詞(1)

密度——kg/m3

重度——kgf/m3,其數(shù)值同密度。

比容——m3/kg,密度的倒數(shù)。(2)流量——有兩種

a.體積流量qv——m3/s,m3/h；

b.質量流量qm——kg/s，kg/h；

qm=qv(3)流速(u)

——m/s第33頁/共1008頁1.1.3流體流動中的作用力(1)體積力(質量力)

重力:G=mg=ρgV

離心力:muT2/r=ρVuT2/r(2)表面力壓力:表面的力壓強:

剪力://表面的力剪應力:第34頁/共1008頁

1.1.4牛頓粘性定律

實驗性定律，是通過實驗得出的江面流速分布示意圖第35頁/共1008頁在圓管中流動的流體選相鄰兩薄圓筒流體（1，2）進行分析第36頁/共1008頁

實驗證明，對于一定流體，內摩擦力F′

……...

第37頁/共1008頁

——剪應力,N/m2；

——速度梯度；

——粘度或動力粘度。式（A）----牛頓粘性定律一句話，即流體內部所受的剪應力與速度梯度成正比。第38頁/共1008頁（1）流體分類：★牛頓型流體★非牛頓型流體非﹑﹑﹑﹑﹑有三種：①塑性流體②假塑性流體③漲塑性流體

許多高分子溶液、涂料、泥漿等屬于非牛頓型流體。第39頁/共1008頁（2）流體在圓管內的速度分布

a.粘性流體（μ?0）——實際流體

b.理想流體（μ=0）第40頁/共1008頁（4）影響粘性的因素

a.溫度實驗表明:t,g,l

原因：氣體粘性分子熱運動液體粘性分子引力

b.壓強影響很小第41頁/共1008頁（5）粘度

——衡量流體粘性大小的物理量單位？據(jù)牛頓粘性定律：

1Pa.S=1000mPaS第42頁/共1008頁物理單位制中：

1P（泊）=100cP（厘泊）

1cP=10-3Pa.S=1mPa.S另：/=運動粘度第43頁/共1008頁

（6）流體流動中的機械能位能：mgz,Jgz,J/kg

動能：mu2/2,Ju2/2,J/kg

壓強能：mP/,J

P/,J/kg

實際流體粘性內摩擦力機械能損失輸送機械做功第44頁/共1008頁1.2流體靜力學第45頁/共1008頁彎一下？等問題第46頁/共1008頁1.2流體靜力學

研究靜止或相對靜止狀態(tài)的流體……1.2.1流體靜力學基本方程

A任取第47頁/共1008頁

受力分析水平方向：相互抵消垂直方向：上端面的總壓力:P1=p1A下端面的總壓力:P2=p2A重力：G=Vg=g(Z1-Z2)AZ1Z2GP1P2P0第48頁/共1008頁

∵液柱靜止∴P1+G-P2=0p1A+g(Z1-Z2)A-p2A=0p1+g(Z1-Z2)-p2=0移項：p2=p1+g(Z1-Z2)（1）第49頁/共1008頁若液柱的上端面取在容器的液面，P0,液柱高

h,則：

p2=p0+gh將式（1）移項：

p2+gZ2=p1+gZ1（2）式（2）/：

——靜力學基本方程第50頁/共1008頁

∵液柱是任取的：∴對任意兩點1和2：

12z2z1第51頁/共1008頁

幾個概念

(1)等壓面由式(3)(靜力學基本方程):當Z1=Z2,1=2

p1=p2

即(相對)靜止的,連續(xù)連通的同一種流體(1=2),同一水平面上的壓強相等,這樣的水平面稱為等壓面.

換句話說,即靜壓強僅與垂直位置有關,而與水平位置無關.第52頁/共1008頁.CBAABC第53頁/共1008頁(2)壓強能與位能

P/的單位:

故稱P/為壓強能

gZ的單位:

故稱gZ為位能

第54頁/共1008頁這說明：靜止的流體具有位能和壓強能，兩項能量總和恒為常量。若位能小，則P/大；反之若gZ大，則P/小。說明位能和壓強能可以相互轉換，但總能量守恒。第55頁/共1008頁

1.2.2壓強

（1）壓強的表示方法

A.以PaB.工程上以液柱高度

mH2O柱,mmHg柱換算關系：第56頁/共1008頁1atm(標準大氣壓）=1.013105Pa=760mmHg=10.33mH2O1at(工程大氣壓）=1kgf/cm2=9.807104Pa=10mH2O第57頁/共1008頁

(2)壓強的基準

A.絕對真空

——絕對壓強

B.大氣壓

表壓（正壓）壓力表

真空度（負壓，吸力）真空表

0Pa大氣壓PP1P2絕表真絕第58頁/共1008頁

0Pa大氣壓PP1P2絕表真絕

P表=P絕-Pa；

P真=

Pa-P絕；則P表=-P真；注意：

P要同一基準。第59頁/共1008頁

1.2.3流體靜力學的應用

壓強測量（1）U形管壓差計指示液：水銀；甘油；水；CCl4等指示液i>被測流體

第60頁/共1008頁取等壓面ab(兼基準面)

即Pa=Pb據(jù)靜力學基本方程:Pa=P1+gZ1Pb=P2+g(Z2-R)+igR第61頁/共1008頁Pa=P1+gZ1Pb=P2+g(Z2-R)+igR整理:(P1+gZ1)-(P2+gZ2)=(i-)gR(P1+gZ1)-(P2+gZ2)=(i-)gR“P1”-”P2”=(i-)gR

虛擬壓強差第62頁/共1008頁“P1”-”P2”=(i-)gR結論:

U形壓差計測得的讀數(shù)R是兩點的虛擬壓強差.第63頁/共1008頁

注意:(1)當管道水平,Z1=Z2,則

P1-P2=(i-)gR壓差

(i-)越小……

第64頁/共1008頁(2)指示液

△測液體:

用Hg

或CCl4

△測氣體:水+染料且∵g<<i(水）故(i-)

iP1-P2=igR第65頁/共1008頁測任一處的壓強一端通大氣,

P2=PaP1-Pa=(i-)gRP1表=(i-)gR(4)其它微差/倒U形/斜管…...

第66頁/共1008頁

液位測量

(1)玻璃管液面計第67頁/共1008頁(2)遠距離測量液位

P75,習題2第68頁/共1008頁小結:

1.2流體靜力學1.2.1流體靜力學基本方程P1/+gZ1=P2/+gZ2

等壓面;總勢能;虛擬壓強1.2.2壓強______表示方法基準1.2.3靜力學應用

__________（虛擬）壓強（差）測量液位測量

第69頁/共1008頁第70頁/共1008頁1.3流體流動中的守恒原理1.3.1質量守恒

概念

(1)流量體積----:qv,m3/s,m3/h質量----：qm,kg/s,kg/h第71頁/共1008頁

(2)流速平均----:

m3/(m2s)=m/s質量----:kg/(m2s)

第72頁/共1008頁

(3)定態(tài)與非定態(tài)流動

A.定態(tài)流動

u,P,qv

f()

B.非定態(tài)流動

u,P,qv

=f()第73頁/共1008頁

質量守恒方程

1122u1u2qm1qm2第74頁/共1008頁

qm1=qm2∵qm=qv=uAu1A11=u2A22

對不可壓縮流體：不變：u1A1=u2A2第75頁/共1008頁

對圓管：

第76頁/共1008頁1.3.2

機械能守恒

J/kg:

位能：gz;

壓強能：P/;

動能：u2/2

理想流體的機械能守恒

無粘性，在流動過程中無摩擦損失。第77頁/共1008頁第78頁/共1008頁1kg流體：對不可壓縮流體：1=2=即：

常數(shù)

柏努利方程1122u1u2Z1Z200第79頁/共1008頁

實際流體管流的機械能衡算（1）粘性流體（2）外加能量能(入)=能(出)1122u1,P1,Z1u2,P2,Z200第80頁/共1008頁

校正系數(shù)工程上:1

故:

單位:J/kg第81頁/共1008頁

柏努利方程的討論(1)若流體靜止,則:u=0,hf=0,he=0于是:gZ1+P1/=gZ2+P2/

此即靜力學基本方程.第82頁/共1008頁(2)為常數(shù),適于不可壓縮流體.

對可壓縮流體,當以代

(3)不同形式的柏努利方程第83頁/共1008頁a.以單位質量流體為基準,J/kgb.以單位重量流體為基準,J/N=m

c.以單位體積流體為基準,

J/m3第84頁/共1008頁(4)應用求:(Z2-Z1);P1(orP2);u1(oru2);he;hf第85頁/共1008頁(5)注意

A.截面的選取

a.⊥流向;

b.流體須連續(xù);

c.不能選在閥門彎頭處

B.基準面

----須是水平面

第86頁/共1008頁C.壓強可用P表,也可P絕,但P1,P2須同.D.有效功he

有效功率Pe=he.qmJ/kgkg/s=J/s=w

第87頁/共1008頁小結1.3流體流動中的守恒原理1.3.1質量守恒

u1A1=u2A2

即u1/u2=A2/A11.3.2機械能守恒理想流體的:常數(shù)實際流體的:

不同形式的柏努利方程第88頁/共1008頁a.以單位質量流體為基準,J/kgb.以單位重量流體為基準,J/N=m

c.以單位體積流體為基準,

J/m3第89頁/共1008頁第90頁/共1008頁1.4流體流動的內部結構1.4.1流動的型態(tài)

兩種流型雷諾實驗第91頁/共1008頁(1)層流(或滯流)第92頁/共1008頁(2)湍流(或紊流)第93頁/共1008頁

流型的判據(jù)

------雷諾準數(shù)Re(1)當Re<2000時,層流區(qū)

(2)當2000<Re<4000時,過渡區(qū)

(3)當Re>4000時,湍流區(qū)第94頁/共1008頁1.4.2湍流的基本特征

(1)徑向隨機的脈動時間速度第95頁/共1008頁(2)湍流時的層流內層和過渡層第96頁/共1008頁1.4.3圓管內流體流動的速度分布

(1)層流時的速度分布拋物線；u=0.5umax

umax第97頁/共1008頁(2)湍流時的速度分布

比較均勻

u=0.8umax第98頁/共1008頁

1.5阻力損失化工管路=直管+管件兩種：直管阻力:直管局部阻力:管件(彎頭,三通,閥門)1.5.1阻力與流動的關系水泵房車間車間水泵房392kPa392kPa第99頁/共1008頁第100頁/共1008頁1.5.2直管阻力

u1=u2由機械能衡算式:1122第101頁/共1008頁即阻力損失表現(xiàn)為流體勢能的降低.

實驗第102頁/共1008頁

層流時直管阻力經理論推導:------

泊稷葉方程

第103頁/共1008頁

湍流時直管阻力的實驗研究方法

(1)析因實驗

h

=(d,l,,,)(1)第104頁/共1008頁(1)析因實驗

h

=(d,l,,,)(1)(2)因次分析據(jù)因次的一致性湍流:(3)數(shù)據(jù)處理第105頁/共1008頁1.5.3直管阻力損失的計算式(1)摩擦系數(shù)層流(Re<2000)時,=64/Re

hfu2？

第106頁/共1008頁第107頁/共1008頁第108頁/共1008頁hfu1第109頁/共1008頁

湍流(？)：

Re>4000，=(Re,/d)P39式(1-85)P40圖1-34

第110頁/共1008頁

=(/d),hfu2,

阻力平方區(qū)第111頁/共1008頁(2)實際管的當量絕對粗糙度由試驗反求：測hf算圖1-34/d

第112頁/共1008頁(3)非圓管的當量直徑de

de==

第113頁/共1008頁1.5.4局部阻力損失的計算有兩種方法:(1)阻力系數(shù)法

h?=

----局部阻力系數(shù),實驗測定

第114頁/共1008頁(2)當量長度法

h?=le-----當量長度，由實驗測定

第115頁/共1008頁第116頁/共1008頁1.5.5管路總阻力損失

單位:J/kg第117頁/共1008頁小結:1.4流體流動的內部結構

1.4.1流動的型態(tài)

1.4.2湍流的基本特征

1.4.3圓管內流體流動的速度分布

1.5阻力損失

1.5.1阻力損失與流動的關系

1.5.2直管阻力

1.5.3直管阻力損失的計算式

1.5.4局部阻力損失的計算

1.5.5管路總阻力損失第118頁/共1008頁第119頁/共1008頁1.6流體輸送管路計算1.6.1管路分類(1)簡單管路(2)并聯(lián)管路(3)分支管路第120頁/共1008頁1.6.2簡單管路計算(1)已知u或qv,d等,不必迭代(試差)的類型如圖:已知物性(,)流速u(或qv)以及管徑d,

求:液位高度H?求H=?l,le,d,,qv,第121頁/共1008頁解:取高位槽液面為1-1,管出口外側為2-2截面,以2-2截面的中心線為基準面,列柏努利方程:Z1=H,u1=0,P1=0(表),

Z2=0,u2=0,P2=0(表).1122求H=?第122頁/共1008頁則:gH=hf第123頁/共1008頁(2)若u(qv)或d未知,須迭代(試差)的類型若已知H,d,求qv=?

已知H第124頁/共1008頁

試差過程:

設某未知量為一定值后計算,然后校核.

若已知d,而未知qv,此類問題的解題思路:

已知HhfqvRe’’=柏式u重設設值是否qv第125頁/共1008頁1.6.3并聯(lián)管路計算規(guī)律:若為常量，則：(1)

qv=qv1+qv2+qv3qvqvqv1,d1,(l+le)1qv2,d2,(l+le)2qv3,d3,(l+le)3AB第126頁/共1008頁

(2)hfA-B=hf1=hf2=hf3

第127頁/共1008頁1.6.4分支與匯合管路的計算(1)qv1=qv2+qv3(2)E2+hf0-2=E3+hf0-3OOqv1qv2qv3第128頁/共1008頁1.6.5管道的選擇qv一定,若d小,u大,

hf大若d大,u小,

hf小總費用最低第129頁/共1008頁小結：

1.6流體輸送管路計算1.6.1管路分類1.6.2簡單管路計算1.6.3并聯(lián)管路計算1.6.4分支與匯合管路的計算1.6.5管道的選擇

按流速選擇管道

按允許壓降選擇管道第130頁/共1008頁第131頁/共1008頁1.7流速和流量的測定1.7.1測速管(畢托管)(1)結構和原理第132頁/共1008頁u1P1u2P2R

u2=0(駐點),則:第133頁/共1008頁

“P2”-”P1”=(i-)gR

第134頁/共1008頁1.7.2孔板流量計(1)結構和原理A.結構R第135頁/共1008頁

B.原理縮脈第136頁/共1008頁(2)流量方程式

Z1=Z212A0R第137頁/共1008頁12A0R

第138頁/共1008頁恒截面變壓差流量計孔流系數(shù)C0,……第139頁/共1008頁

C0=f(Red,m)m=A0/A1Red-----以管徑計算的

Red=du1/RedC0m第140頁/共1008頁1.7.3文氏流量計文丘里---喉孔第141頁/共1008頁1.7.4轉子流量計(1)結構和原理第142頁/共1008頁(2)流量計算式受力平衡轉子:Vf,Af,f;流體:第143頁/共1008頁總壓力差=浮力+動能差第144頁/共1008頁平衡時:(P1-P0)Af=Vffg=常數(shù)即:Vffg=Vfg+

u0第145頁/共1008頁第146頁/共1008頁特點:

變截面,恒壓差,

恒流速,恒壓降第147頁/共1008頁(3)刻度換算刻度:200C水or200C.101.33kPa的空氣。在同一刻度下，A0相同換算:

A----標定;B----待測

第148頁/共1008頁小結：1.7流速和流量的測定1.7.1測速管(畢托管)1.7.2孔板流量計1.7.3文氏流量計1.7.4轉子流量計第149頁/共1008頁第150頁/共1008頁

某新建的居民小區(qū)，居民用水擬采用建水塔方案為居民樓供水，如圖所示。

第151頁/共1008頁第152頁/共1008頁

第二章流體輸送機械2.1概述2.1.1輸送流體所需的能量

He=A+Hf第153頁/共1008頁第154頁/共1008頁

------管路特性方程第155頁/共1008頁qvHe管路特性曲線第156頁/共1008頁qvHe12

1---低阻

2---高阻第157頁/共1008頁2.1.2流體輸送機械分類

(1)動力式----離心式,軸流式

(2)容積式----往復式,旋轉式

(3)其它第158頁/共1008頁2.2離心泵2.2.1工作原理

(1)主要構件

-----葉輪,蝸殼

化工離心泵自吸式離心油泵第159頁/共1008頁(2)工作原理(3)氣縛現(xiàn)象

無自吸能力

灌泵

第160頁/共1008頁第161頁/共1008頁2.2.2離心泵的理論壓頭（揚程）(1)理論壓頭HT

u2---切向;D----葉輪直徑;n----轉速,r/min第162頁/共1008頁(1)理論壓頭HT

(2)討論①

norD,HT第163頁/共1008頁②葉片的幾何形狀

2----流動角222徑向2=900后彎2<900前彎2>900第164頁/共1008頁徑向2=900,ctg2=0,HT=u22/g,HTf(qv)

后彎2<900,ctg2>0,HT<u22/g,qv

,HT前彎2>900,ctg2<0,HT>u22/g,qv

,HT

第165頁/共1008頁HTqvu22/g前彎2>900徑向2=900后彎2<900第166頁/共1008頁③

的影響

HT與無關第167頁/共1008頁

2.2.3實際壓頭HqvHT~qv,TH~qv第168頁/共1008頁2.2.4離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（1）性能參數(shù)

①流量qv,m3/h

②壓頭（揚程）H,m

③（總）效率

第169頁/共1008頁③（總）效率

a.容積效率vb.機械效率Mc.水力效率h

=v*M*h第170頁/共1008頁

④軸功率PaPa=Pe/WPe-----有效功率

Pe=gqvHeHe----有效壓頭

qv-------實際流量第171頁/共1008頁(2)特性曲線①Heqv

②

qv

③Pa

qv第172頁/共1008頁qvHeqv

qvPa

qv①Heqv②Pa

qv

③

qv

第173頁/共1008頁（3）影響因素

①液體密度

a.qvT=2R2b2c2sina2

b.H與無關

c.不變

d.Pa=gHeqv第174頁/共1008頁②液體粘度的影響

,阻力

,He,qv,

修正第175頁/共1008頁③離心泵轉速的影響

-------泵的比例定律第176頁/共1008頁

④葉輪直徑D2的影響

---------泵的切割定律第177頁/共1008頁小結：第二章流體輸送機械2.1概述

2.1.1輸送流體所需的能量-----管路特性方程2.1.2分類2.2離心泵

2.2.1工作原理2.2.2離心泵的理論壓頭2.2.3實際壓頭2.2.4離心泵的性能參數(shù)與特性曲線第178頁/共1008頁第179頁/共1008頁2.2.5離心泵的操作(1)泵的工作點管路特性方程

He=f(qve)

泵的特性方程

H=f(qv)qvH第180頁/共1008頁(2)流量調節(jié)

---閥Hqv第181頁/共1008頁改變轉速n大n小qvH第182頁/共1008頁(3)泵的串聯(lián)操作

H′=2Hqv′=qv

同一流量揚程相加H,qvH,qv第183頁/共1008頁qvH第184頁/共1008頁qvH管路串聯(lián)單泵第185頁/共1008頁(4)泵的并聯(lián)操作

同一揚程流量相加第186頁/共1008頁n一定qvH并單管第187頁/共1008頁（5）組合方式的選擇qv低阻高阻串并單H第188頁/共1008頁

低阻：

qv并>qv串qv低阻高阻串并單串并第189頁/共1008頁

高阻：

qv串>qv并qv低阻高阻串并單并串H第190頁/共1008頁2.2.6離心泵的安裝高度(A)(B)第191頁/共1008頁(1)泵內壓強分布P位置泵吸入口葉輪入口葉輪出口泵排出口PvP1PK第192頁/共1008頁排液HgK1100

(2)汽蝕現(xiàn)象

Z0=0,u0=0,P0=Pa,Z1=Hg第193頁/共1008頁

(3)離心泵的安裝高度限制

①最大安裝高度Hg,max

在0-0與K-K間列機械能衡算式:

Z0=0,u0=0,P0(絕壓),PK=Pv,ZK=Hg,max則:第194頁/共1008頁第195頁/共1008頁(NPSH)c------臨界汽蝕余量,實驗測得;(NPSH)r------必需汽蝕余量,

(NPSH)r=(NPSH)c+安全量

②最大允許安裝高度[Hg]注意:(NPSH)r與qv有關,qv,(NPSH)r……第196頁/共1008頁(NPSH)c------臨界汽蝕余量,實驗測得;(NPSH)r------必需汽蝕余量,

(NPSH)r=(NPSH)c+安全量

②最大允許安裝高度[Hg]第197頁/共1008頁2.2.7離心泵的類型與選用(1)類型

①清水泵

IS---單級單吸式;D---多級;Sh-----雙吸式.

②耐腐蝕泵F

③油泵Y;YS(雙吸)

④液下泵FY⑤屏蔽泵-----無密封泵,無泄漏泵第198頁/共1008頁

(2)選用①選泵的類型②據(jù)qv,He選泵的型號

qv,泵qv,管路.H,泵He,管路.第199頁/共1008頁③核算Pa(軸功率)

若液體水

Pa=qvHg/P110.圖2-23IS型離心泵的系列特性曲線第200頁/共1008頁(3)離心泵的安裝和使用

①安裝高度________;②啟動前________;

③出口閥______時啟動;

④停車(泵)前先______;第201頁/共1008頁小結：2.2.5離心泵的操作

(1)泵的工作點

(2)流量調節(jié)

(3)泵的串聯(lián)操作

(4)泵的并聯(lián)操作

(5)組合方式的選擇

2.2.6離心泵的安裝高度

2.2.7離心泵的類型與選用第202頁/共1008頁2.3往復泵(容積泵)2.3.1構造和工作原理

(1)構造泵缸活(柱)塞單向活門

第203頁/共1008頁

(2)原理沖程第204頁/共1008頁(3)流量

A.單缸單動第205頁/共1008頁B.單缸雙動C.三缸單動第206頁/共1008頁

2.3.2應用

(1)壓頭大.流量小的場合.(2)流量調節(jié)

旁路調節(jié)

1---旁路閥

2---安全閥12第207頁/共1008頁2.3.3往復泵的流量與壓頭（1）單動泵

qvT=A?S?nm3/min

實際qvP<qvT（2）H與qv無關。qvHqvT第208頁/共1008頁qvqvTH第209頁/共1008頁2.3.4往復泵與離心泵的比較往復泵離心泵①原理無能量轉換有②啟動自吸能力有無灌泵不需需出口閥開關③流量變不變④流量調節(jié)旁路調節(jié)出口閥第210頁/共1008頁2.4氣體輸送機械

2.4.1特點

(1)體積龐大

(2)壓頭大

(3)V與T變第211頁/共1008頁2.4.2分類(1)通風機出口P<15kPa(表),壓縮(強)比11.15;(2)鼓風機15kPa0.3MPa(表)，<4;(3)壓縮機>0.3MPa(表)，>4;(4)真空泵0.1MPa(表)。

第212頁/共1008頁2.4.3離心通風機低壓；中壓；高壓；(1)結構和工作原理(2)性能參數(shù)與特性曲線

①風量qvm3/s

②風壓J/m3=N/m2=PaPT----實驗測定第213頁/共1008頁風機進口1,出口2:全風壓靜風壓動風壓

PsPk第214頁/共1008頁(3)離心通風機的選用

qv)風機

qv)需要

PT)風機

PT)需要

第215頁/共1008頁注意:銘牌PT′-----200C,0.1MPa,

′=1.2kg/m3;

第216頁/共1008頁2.4.4鼓風機兩種：旋轉式離心式（1）羅茨鼓風機

-----容積式出口安裝穩(wěn)壓氣柜與安全閥流量用旁路調節(jié)第217頁/共1008頁（2）離心鼓風機工作原理同離心通風機

-----壓頭較高的離心鼓風機與多級離心泵類似選用方法同離心通風機壓縮機----離心式、往復式第218頁/共1008頁2.4.5往復式壓縮機

------結構、原理似往復泵但氣體小，可壓縮，∴活門更靈巧單動往復壓縮機、閥、入口P1、出口P2設：1）理想氣體2）閥阻=0第219頁/共1008頁

理想壓縮循環(huán)設：無余隙321VV1V20P1P21234第220頁/共1008頁壓縮排氣吸氣第221頁/共1008頁

理想壓縮循環(huán)（三種）

1)等溫壓縮過程

2)絕熱壓縮過程

3)多變壓縮過程循環(huán)功

k—多變指數(shù)

第222頁/共1008頁

實際壓縮循環(huán)有余隙第223頁/共1008頁壓縮排氣膨脹吸氣第224頁/共1008頁

余隙系數(shù)＝＜１容積系數(shù)００＝＜１第225頁/共1008頁

往復壓縮機的性能參數(shù)排氣量

理論吸氣量

V′=ASn

實際排氣量

V=０V′第226頁/共1008頁

2)軸功率

理論功率：

Pa(絕熱壓縮)

k----絕熱壓縮指數(shù)

Vmin----排氣量，m3/min實際功率：Pe=Pa/第227頁/共1008頁

類型與選用１）類型單動、雙動往復壓縮機單級、雙級、多級壓縮機低壓（98.07×104Pa）中壓（98.07×104～98.07×105

Pa）高壓（98.07×105～

98.07×106

Pa）第228頁/共1008頁小型（<10m3/min）中型（10～30m3/min）大型（>30m3/min）空氣壓縮機氨氣壓縮機氫氣壓縮機石油氣壓縮機立式、臥式第229頁/共1008頁2）選用①據(jù)所輸送氣體性質

-----定種類②據(jù)生產能力和排出壓強

-----選型號注意：壓縮機樣本中的排氣量----20℃、101.33Pa下的，m3/min,排出壓強Pa（表壓）第230頁/共1008頁

3）安裝要求①吸氣口裝