3.5 流体输送设备

1化工基础AnIntroductiontoChemicalIndustryandEngineering2教学目的：重点：课型：教学方法：难点：熟悉各种流体输送机械，了解各种流体输送机械的工作原理和操作特点，能够根据实际需要正确选择适宜的流体输送机械。离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线离心泵安装高度的计算；往复式压缩机多级压缩和中间冷却的必要性机械设备讲解、动画演示3.5流体输送设备33.5流体输送设备feHgugpzH22采用流体输送设备操作的目的是为了提高流体的动能、位能或静压能，或用于克服沿程的阻力，也可能几种目的兼而有之。4按输送的介质分类：液体——泵气体——风机、压缩机流体输送设备分类按工作原理分类：离心式正位移式(容积式)：往复式、旋转式其它（如喷射式）5一、离心泵(centrifugalpump)6离心泵的构造主要组成部分是叶轮(impeller)和蜗形泵壳(pumpcase)。叶轮安装在泵壳内，液体入口在泵壳中央，正对叶轮中心，并与吸入导管相连。压出口在泵壳旁侧，联结压出导管。7叶轮：由4～12片向后弯曲的叶片(vane,blade)组成，安装在泵轴上，由电动机带动而快速旋转。8流体在离心泵叶轮中的运动离心泵工作原理9导轮的作用导轮引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,减少能量损失,提高能量转换效率.10气缚(airbind)：NOTE：在开车前应预先将离心泵的泵壳和吸入管路中充满液体，运转过程中也要防止空气漏入。为便于泵内充满液体,吸入管底部安装有止逆底阀。如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。当离心泵启动时，若泵内存在空气，就会形成叶轮空转，这种现象称为“气缚”。11离心泵的主要性能参数(performanceparameter)离心泵的流量(pumpingoutput)：单位时间排出液体体积。与叶轮结构、尺寸和转速有关。扬程(deliverylift)He：又称为泵的压头，是指泵对单位重量的流体所做的功。与流量、叶轮结构、尺寸和转速有关。与转速成正比与转速的平方成正比12离心泵扬程的测定fHgpguZHegpguZ222212112212gppguuZZHe122122122两测压点之间的管路很短，其间的流动阻力可忽略不计，即Hf=0m液柱扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。13功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵的有效功率，pe，单位为W。效率：aepp/泵的轴功率ap与转速的三次方成正比eVegHqp14离心泵的特性曲线(characeristiccurve)注意：测定条件一般是20℃清水，转速固定151）He—qv：随流量增大，扬程有所下降。2）pe—qv：当流量增大时，功率也随之增大；离心泵的功率在流量为零时最小，因此开车时常在出口阀关闭状况下启动3）—qv：选择或使用离心泵时，应尽量使泵在最高效率点附近（一般不低于最高效率点的92%）运转。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。16离心泵的安装高度Hg：01HgHfgpguZgpguZ222110200,,010HgZmZ100smuHfgugppHg22110实际允许吸上真空高度Hs”17允许吸上真空高度Hs’：是离心泵的性能参数之一。是按大气压为10m水柱、输送20℃清水、在指定流量下通过实验测定的。实际操作时允许吸上真空高度：)24.0()10('''VaHHHsHsHa———当地大气压，m水柱Hv——输送液的饱和蒸气压，m水柱HfgugppHg2211018安装高度过高将会导致叶轮中心处的压力过低(低于被输送流体在操作温度下的饱和蒸汽压)，从而发生气蚀。HfgugppHg22110为了保证泵在运转中不发生气蚀现象，Hs’要留有一定的安全量。气蚀19离心泵的允许安装高度HfguHsHg221安装泵时，为保险计，实际安装高度比允许安装高度还要小0.5至1米。（如考虑到操作中被输送流体的温度可能会升高；或由贮槽液面降低而引起的实际安装高度的升高）。20离心泵的选择1）选择泵的类型：首先根据被输送液体的性质和操作条件确定泵的类型。2）选择泵的型号：用柏努利方程计算出在最大流量下管路所需压头。按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录中选出适合的型号。离心泵有哪些类型？离心泵的型号代表什么意思？21离心泵的操作1）“灌泵”：在泵启动前，向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止。4）停车：一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。3）运转：逐步开启出口阀门，调节流量2）启动：离心泵应在出口阀门关闭时启动22二、往复泵(reciprocatingpump)往复泵主要部件:泵缸(workingbarrel)活塞(piston)单向活门(checkvalve)往复泵是依靠活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量。23二、往复泵(reciprocatingpump)24往复泵送液量不均匀25＆往复泵的操作特点＆往复泵的效率一般都在70%以上，最高可达90%，它适用于所需压头较高的液体输送。往复泵可用以输送粘度很大的液体，但不宜直接用以输送腐蚀性的液体和有固体颗粒的悬浮液，因泵内阀门、活塞受腐蚀或被颗粒磨损、卡住，都会导致严重的汇漏。26三、柱塞式计量泵＆调节电动机转速或用偏心轮调节活塞冲程，可以准确地获得要求的送液量。计量泵主要应用在一些要求精确地输送液体至某一设备的场合，或将几种液体按精确的比例输送。＆27四、齿轮泵(gearpump)齿轮泵的压头高而流量小，可输送粘稠液体。以至膏状物料，但不能用于输送含有固体颗粒的悬浮液。28产生高压气体输送机械在工业生产中的应用输送气体产生真空29气体输送机械的分类按出口压力（终压）和压缩比不同分为如下几类：通风机：终压不大于15kPa（约1500mmH2O）,压缩比1至1.15鼓风机：终压15～300kPa，压缩比小于4。压缩机：终压在300kPa以上，压缩比大于4。真空泵：在设备内造成负压，终压为大气压，压缩比由真空度决定。30五、离心式风机(centrifugalblower)离心式通风机可按产生的风压（出口）不同分为：低压通风机:风压小于1kPa(表压)；中压通风机:风压1~3kPa(表压)；高压通风机:风压3~15kPa(表压)。出口压力的差异主要在于叶片的形状，中、低压风机的叶片是向后弯的，高压的叶片则是向前弯的。离心通风机及叶轮1—机壳;2—叶轮;3—吸入口;4—排出口231六、往复式压缩机(Reciprocatingcompressor)吸气：AB线压缩机的理想工作循环1理想压缩循环压缩：BC线排气：CD线322．压缩类型等温压缩绝热压缩多变压缩：实际压缩过程3．压缩功等温压缩功最小，绝热压缩功最大，多变压缩功介于等者之间334.往复式压缩机的实际工作过程——有余隙的压缩循环吸气：AB线压缩：BC线排气：CD线膨胀：DA线12340V2V1VP1P2P有余隙压缩循环V4V334实际的多级压缩机一般不超过6级。5．多级压缩1级2级3级1234567891，4，7-气缸；2，5-中间冷却器；8-出口气体冷却器；3，6，9-油水分离器增加气缸——减小压缩比，减少余隙的影响；中间冷却器——降低气体温度，降低压缩机功耗。降低排气的温度节省功率消耗提高了气缸的容积利用率35七、喷射泵（jetpump）＠工作原理高压水或水蒸气经喷嘴绝热膨胀并以高速（可达1000m.S-1）喷出，其静压能转化为动能而产生真空而将系统中气体吸入；水蒸气和气体混合物经扩大管后速度降低、压力提高而被排出。＠作用：主要用于使蒸发和蒸馏系统产生真空。36讨论1、离心泵有哪些类型？离心泵的型号代表什么意思？2、实际生产中，为了提高往复泵流量的均匀性，采取了哪些措施？