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综述——流体输送所在学院：化学与制药工程学院所在班级：化学0901班学号：09230111姓名：刘慧指导教师：王卫东【Abstract】Inchemicalproduction,inordertomeettherequirementsoftheprocessconditions,oftenrequirethefluidsentfromonetoanother,andsometimesneedtoimprovethepressureofthefluidorthedevicetocreateavacuum,whichrequirestheuseoftransportationequipmenttoprovideenergyforthefluid.Thefluiddeliverydeviceisadevicetoincreasethefluidmechanicalenergytocompletethetransporttask.Pipinginchemicalproductionisequivalenttothebody'sbloodvessels,thefluidtransportdevicecorrespondingtothehumanheart,theroleisveryimportant.Infact,theancientChinesedrumcarandcarryingwateroverturned,istheprototypeofmodernfluidtransportequipment;throughcontinuousimprovement,itgraduallybecomeanintegralpartofmechanizationandautomationofmaterialhandlingsystemscannotbe.Itisthemostcommonlyusedgeneral-purposechemicalplantequipment,alsoknownasgeneral-purposemachinery.Fluidtransportinthechemicalproductionarediverse,andinoperatingconditions,throughput,etc.havegreatdifferences,transportationequipmentmustbeusedtomeetthedifferentrequirementsofproduction.Chemicalproductionistheadditionofacontinuousprocessiftheprocessissuddenlyinterrupted,mayleadtoseriousaccidents,andthereforerequiresdeliveryoftheequipmentinsafeandreliableoperation.Consumptionofpowertransmissionequipmentoperatingpowercostsdirectlyaffectthecostoftheproduct,andcalledforavarietyoftransportationequipmenttohighefficiencyoperationtoreducepowerconsumption.Andthecontradictionbetweentherapidgrowthofdemandforenergyandtheplanet'slimitedenergyinrecentyearsbecomeincreasinglyprominent.Ontheonehand,theenergyreservesarenotoptimistic.Ontheotherhand,humanright,thehugeconsumptionofenergyhasledtothegeneraldeteriorationoftheatmosphericenvironment,thegreenhouseeffect,acidrainandotherenvironmentalissuesisaseriousthreattothehumancondition.Asenergyconsumptionandsupplyhavebecomeincreasinglyprominent,andcanbeimminent.It'swellknownthatfluidflowresistancealongtheheatlossisanimportantcauseofenergyloss.Theenergynecessaryandeffectivemethodtoreducetheconveyingresistance.Tothisend,combinedwiththecharacteristicsofthefluidtransferequipmenttofindwaystoreducethetransmissionresistance,andgraduallyincreasetheefficiencyoftransportationequipmentisalsointoday'ssocietyrequiringurgentattentionandgradualimprovementofanimportantpartof.前言在化工生产中,为了满足工艺条件的要求,常需把流体从一处送到另一处,有时还需提高流体的压强或将设备造成真空,这就需采用为流体提供能量的输送设备。流体输送设备是给流体增加机械能以完成输送任务的设备。管路在化工生产中就相当于人体的血管，流体输送设备相当于人的心脏，作用非常重要。实际上，中国古代的高转筒车和提水的翻车，就是现代流体输送设备的雏形；它经过不断完善，逐步成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。它是化工厂最常用的通用设备,因此又称为通用机械。化工生产中被输送的流体是多种多样的,且在操作条件、输送量等方面也有较大的差别,所用的输送设备必须能满足生产上不同的要求。化工生产又多为连续过程,如果过程骤然中断,可能会导致严重事故,因此要求输送设备在操作上安全可靠。输送设备运行时要消耗动力,动力费用直接影响产品的成本,故要求各种输送设备能在较高的效率下运转,以减少动力消耗。并且近年来人们对能源的需求的快速增长与地球有限的能源之间的矛盾日趋突出。一方面，能源储量不容乐观。另一方面，人类对能源的巨大消耗导致了大气环境的普遍恶化，温室效应、酸雨等环境问题严重威胁人类的生存条件。随着能量的消耗与供给的矛盾日益突出，基恩能够迫在眉睫。而众所周知，流体流动阻力及沿程热损失一直是能源损耗的重要原因。降低输送阻力是节能必要而有效的方法之一【1】为此,结合流体输送设备的特性想办法降低输送阻力，逐步提高输送设备的效率也是当今社会急需重视和逐步完善的一项重要内容。一．流体输送设备1.1流体输送设备的分类【2】液体物料输送设备：常规的设备为各种泵。气体物料的输送设备：常规的设备为各种风机、压缩机、真空泵、制冷机等。固体物料输送设备：各种给料机械设备、气流输送设备1、2主要泵的结构与性能【3】1、2、1离心泵离心泵是最常用的主要流体输送设备，它具有结构简单、流量大而且均匀、操作方便等优点。它在化工生产中得到广泛应用，约占化工泵的80%--90%。作为化工生产或相关化工实验中的主要动力部件,流体输送设备的工作特性准确与否将直接影响化工过程各操作参数和化工实验结果的准确度。离心泵的特性曲线包括泵的扬程与流量的关系、泵的输入功率与流量的关系和泵的效率与流量的关系等。它的主要工作部件是叶轮和泵壳（图1[离心泵]）叶轮由电动机或其他原动机驱动作高速旋转（通常为1000～3000r/min）。液体受叶轮上叶片的作用而随之旋转。由于惯性离心力作用，液体由叶轮中心流向外缘，在流动过程中同时获得动能和压力能，动能的大部分又在蜗形泵壳中转化为压力能。根据泵内的叶轮数，离心泵可分为单级泵和多级泵。单级泵只有一个叶轮，产生的压头较小，一般不超过150m。多级泵则在同一轴上安装多个叶轮，液体依次通过各叶轮，因而产生的压头较高。离心泵的效率虽稍低于容积式泵，但其结构简单，流量和压头适用范围大,振动小,操作简便。若结构和材料作适当设计和选择，可用于输送具有腐蚀性、含固体悬浮物或粘度较高的各种液体，应用最广。离心泵的压头和效率随液体流量而变化（图2[离心泵的压头、效率与流量的关系]）。对应于泵的最高效率点A的流量和压头，是泵性能的额定值。为节省能耗，泵宜选择在额定值附近运转。靠高速旋转叶轮对液体作功的泵还有轴流泵，在它的泵壳中有高速回转的叶轮。液体受叶轮作用提高了压力能后，沿轴向排出。轴流泵适于输送流量大、压头要求低的液体，如在化工生产中用于离心泵轴流泵悬臂泵水泵叶片式泵立式泵油泵旋涡泵按作用原理泵的分类按用途卧式泵按结构特点往复泵泥浆泵转子泵容积式泵液下泵砂泵耐腐蚀泵液体循环。1、2、2往复泵主体由活柱（或活塞）、泵缸及单向开启的吸入活门和排出活门组成（图3[往复泵]）。依靠活柱的往复运动和活门的配合动作，液体经吸入活门进入泵缸后，受挤压提高压力能，然后经排出活门流出。与离心泵相比，往复泵可产生高压头，效率较高；但其结构复杂、输送流量较小。往复泵通常用于输送流量不大但要求压头较高或需精确控制流量的清洁液体。输送含固体悬浮物的液体时，可采用弹性隔膜代替活柱（或活塞），这种往复泵称为隔膜泵。1、2、3齿轮泵与往复泵的作用原理相似的有齿轮泵和螺杆泵。齿轮泵由泵壳和一对互相啮合的齿轮组成（图4[齿轮泵]）。靠齿轮在旋转时互相脱开和啮合而输送液体，主要用于输送流量小、压头要求较高的粘性液体（如润滑油）。螺杆泵由螺杆和泵壳组成，根据泵的螺杆数，分为单螺杆泵和多螺杆泵。单螺杆泵依靠螺杆在具有内螺纹的泵壳中作偏心转动以输送液体；多螺杆泵则依靠螺杆间相互啮合来输送液体。螺杆泵运转平稳，流量均匀，效率较高；但加工精度要求较高。在化工生产中多用于高粘度液体的输送。1、3流体输送设备输入功率的测量与分析1、3、1测功系统结构测功系统结构如图1所示：1、3、2测功系统原理原动机的输入功率P1可以通过电工仪表（如瓦特计等）很方便的测取。但想要测取泵的输入功率，也即原动机的输出功率P2没有如此方便。因为它是原动机通过转动轴传递到泵的机械功率。根据电机学原理[2],电机轴上的输出功率为:P2约等于Pem=Mem*w式中P2为电机轴上的输出功率;Pem为电机的电磁功率;Mem为电机的电磁转矩;X为电机转动的角速度。由上式可知,我们只要能分别测得电机的输出转矩Mem和电机的转动角速度w就可得到电机的输出功率P2。对于电机转动的角速度w我们可以通过测速装置(如测速发电机、光电测速仪等)获得;而转矩Mem的获得相对比较困难。电机的定子线圈通以三相或单相交流电后,就会在电机的气隙中产生旋转磁场,并在电机转子的/鼠笼0中产生感生电流。此感生电流在气隙磁场中又会产生电磁力。电磁力的作用结果使电机的转子得到一电磁转矩M并沿着磁场旋转方向旋转,同时使电机的定子受到方向相反的反作用力和电磁转矩M'。又根据力学理论[3],电机转子对定子反作用所产生的反转矩的大小等于定子对转子作用所产生的转矩而方向相反,即M'=-M。也就是说,只要测得电机转子反作用于定子上的反转矩M',就可得到电机轴上的输出转矩,进而获得电机的轴上输出功率。我们为了直接测取电机的反转矩M,要求原动机能兼作测功机。因此该原动机的结构与普通电机有所不同,是经特殊结构实际的特种电机,如图2所示：【4】二、流体输送阻力的基本问题2、1流体在管内的流动阻力流体在管路中流动时的阻力分为直管阻力和局部阻力两种。直管阻力是流体流经一定管径的直管时，由于流体的内摩擦而产生的阻力。局部阻力是流体流经管路中的管件、阀门及截面的突然扩大和突然缩小等局部地方所引起的阻力。总阻力等于直管阻力