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1、知识目标,了解化工管路的组成及管路布置原则;,理解稳定流动的基本概念、流动阻力产生的原因;,掌握连续性方程式、伯努利方程式和流体流动阻力的计算。,了解流体输送机械的结构、原理及应用;,能拆装化工管路;,能正确选择流体输送机械和管子的直径;,能力目标,会流体输送机械的操作和简单故障的分析、排除。,第一章 流体流动及输送技术,第三节 管子的选用与管路安装,第一节 流体输送管路,第二节 流体流动的基础知识,第四节 液体输送机械,第五节 气体输送机械,第一节 流体输送管路,管路的分类,简单管路,各种管路示意图,复杂管路,管路由管子、管件和阀门等按一定的排列方式构成,也包括一些附属于管路的管架、管卡、管
2、撑等辅件。,管路的基本构成,化工管材,管件,管件是用来连接管子以达到延长管路、改变管路方向 或直径、分支、合流或封闭管路的附件的总称。, 用以改变流向:90弯头、45弯头、180回弯头等;, 用以堵截管路:管帽、丝堵(堵头)、盲板等;, 用以连接支管:三通、四通等;, 用以改变管径:异径管、内外螺纹接头(补芯)等;, 用以延长管路:管箍(束节)、螺纹短节、活接头、法兰等。,管件分类,180回弯管 三通 四通 异径管 90弯头,法兰 卡箍活接头 管帽 45弯头,管件示例,阀门是用来启闭和调节流量及控制安全的部件。通过 阀门可以调节流量、系统压力、及流动方向。,阀门,闸阀 截止阀 止回阀 球阀,旋
3、塞阀 全启式安全阀,阀门示例,第三节 管子的选用与管路安装,第一节 流体输送管路,第二节 流体流动的基础知识,第四节 液体输送机械,第五节 气体输送机械,第一章 流体流动及输送技术,流动系统中各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化,稳定流动系统,正常工业生产中,连续操作过程中的流体流动多属于稳定流动,本章所讨论的流体流动为稳定流动过程,稳定流动系统:,连续操作的开车、停车过程及间歇操作过程属于不稳定流动,稳定流动系统,流体充满管道,连续不断地从截面1流入,从截面2流出,以单位时间为衡算基准,依质量守恒定律,进入截面1的流体质量流量与流出截面2的流体质量流量应相等,即,连续性方程,其中 为流体
4、的质量流量,指单位时间内流经管道有效截面积的流体质量,单位,连续性方程,若将上式推广到管路上任何一个截面,即有,稳定流动系统中,流体流经管道各截面的质量流量恒为常量,连续性方程,若流体为不可压缩流体,即 常数,则有,式中 为流体的体积流量,指单位时间内流经管道有效截面积的流体体积,单位 。,说明不可压缩流体不仅流经各截面的质量流量相等,而且体积流量也相等。且管道截面积与流体流速成反比。,连续性方程,若不可压缩流体在圆管内流动,因 ,故,式(1)至式(5)称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程,连续性方程反映了稳定流动系统中,流量一定时管路各截面上流速的变化规律。,说明不可压缩流体在管道内的流速
5、与管道内径的平方成反比,伯努利方程预备知识,(一)流动系统的能量,位能:流体因处于重力场中而具有的能量。,单位质量流体的位能为,动能:流体因具有一定流动速度而具有的能量。,单位质量流体的动能为,静压能:流体具有一定的压力而具有的能量。,单位质量流体的静压能为,位能是相对值,计算时需规定基准水平面,(二)压力的表示方法,伯努利方程预备知识,不同的基准流体压力的大小不同,绝对压力:以绝对真空为基准测得的压力,是流体的真实压力。,表压力或真空度:以大气压力为基准测得的压力。,当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时,高出的数值称为表压力,当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时,低于的数值称为真空度,显
6、然,设备内流体的真空度愈高,它的绝对压力就愈低; 表压力愈高,它的绝对压力就愈高。,绝对压力、表压力、真空度以及大气压之间的关系用公式表示为:,图示为:,伯努利方程预备知识,注意!,伯努利方程预备知识,压力以表压或真空度表示时应用括号注明,否则视为绝对压力,压力计算时基准要一致,大气压力的数值随大气温度、湿度和所在地海拔的变化而变化,(三)系统与外界交换的能量,伯努利方程预备知识,外加功:单位质量流体从输送机械中所获得的能量。,损失能量:单位质量流体流动时为克服阻力而损失的能量。,用 表示,其单位为J/kg。,用 表示,其单位为J/kg。,1.实际流体的伯努利方程,伯努利方程,衡算范围:1-1
7、面、2-2面与壁面所围成的封闭区域,不可压缩流体,衡算基准:1kg质量的流体, 0-0面为基准面,两截面距基准水平面的垂直距离分别为 , 两截面处的流速分别为 ,两截面处的压力 分别为 , 流体在两截面处的密度为 , 单位质量流体所获得的外加功为 ,从截面 1-1流到截面2-2的全部能量损失为 。,由稳定流动系统的能量守恒知,输入系统的能量应等于输出系统的能量,即有,实际流体的伯努利方程,实际流体的伯努利方程反映了流体流动过程中各种能量的转化和守恒规律。,其中 分别为流体在截面上的位能、动能、静压能,应用伯努利方程必须确定衡算范围,截面选取原则:垂直;沿流动方向上游为1截面,下游为2截面。,基
8、准面选取原则:水平、可任选。,实际流体的伯努利方程,是指在某截面上1kg流体本身所具有的能量, 是指流体在两截面之间所获得和所消耗的能量。,伯努利方程的讨论,(1)理想流体的伯努利方程,当流动系统中无外加功时(即 时),有,理想流体稳定流动时,总机械能为一常数,理想流体在流动系统各截面上所具有的总机械能相等,(2)可压缩流体,伯努利方程的讨论,对于可压缩流体,若流动系统两截面间的绝对压力变 化较小(常规定为 ),则仍可用伯式进行计算, 但流体密度 应以两截面间流体的平均密度 来代替。,(3)以单位重量(1N)流体为计算基准的伯努利方程,将以1kg流体为基准的伯式中的各项除以g,则可得,伯努利方
9、程的讨论,令 ,则,分别称为位压头、动压头、静压头与压头损失, 而 则被称为输送设备对流体所提供的有效压头。,伯努利方程的讨论,伯努利方程的讨论,稳定、连续、不可压缩系统。 两截面间流量不变,满足连续性方程。,确定高位槽供液系统的槽面高度 确定输送设备的有效功率 确定送液气体的压力 流量测量,(4)伯式适用条件,(5)伯努利方程的应用,(6)运用伯式解题要点,伯努利方程的讨论,作图与确定衡算范围,画出流动系统示意图并指明流体流动方向,以明确衡算范围,截面的选取,与流向垂直; 定出上、下游截面; 两截面间的流体必须连续,所求未知量应在截面上或截面之 间反映出来; 求有效功率,截面应选在泵的两侧。
10、,运用伯式解题要点,基准水平面的选取,可任意选取,但必须与地面平行。通常取所选两截面中的任一个,单位必须统一,表示方法也应一致,或为绝对压力,或为表压力,伯努利方程的讨论,(7)解题步骤,作图与选截面;,选取基准水平面;,列方程,寻找已知条件,求解。,例:如本题附图所示,密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中,高位槽中的液面维持恒定,塔内表压强为9.81103Pa,进料量为5m3/h,连接 管直径为382.5mm,料液在连接 管内流动时的能量损失为30J/kg(不包 括出口的能量损失),试求高位槽内 液面应为比塔内的进料口高出多少?,分析:,解: 取高位槽液面为截面1-1,连接管出口内侧
11、为截面2-2, 并以截面2-2的中心线为基准水平面,在两截面间列柏努利方程式:,高位槽、管道出口两截面,u、p已知,求Z,柏努利方程,式中: Z2=0 ;Z1=? P1=0(表压) ; P2=9.81103Pa(表压),由连续性方程,A1A2,We=0 ,,u1u2,可忽略,u10。,将上列数值代入柏努利方程式,并整理得:,例:如图所示,用泵将贮槽中密度为1200kg/m3的溶液输送到蒸发器内,贮槽内液面维持恒定,液面上方压力为大气压。蒸发器上部的蒸发室内操作压力为200mmHg(真空度)。蒸发器进料口高于贮槽内的液面15m,输送管道的直径为68mm4mm,送液量为20kg/h,溶液流经全部管
12、路的能力损失为120J/kg。求泵的有效功率。,伯努利方程的应用,解:取贮槽液面为截面1-1,管路出口为截面2-2,并以1-1为基准面。在两截面间列伯努利方程:,式中Z1=0;Z2=15m;p1=0(表压);p2=0.21.361049.81=26683pa(真空度)=-26683pa(表压);d=68-24=60mm=0.06m,u10; qv=201200=24000kg/h=6.67kg/s, 代入方程得We=247J/kg;则泵的有效功率为N有=qvWe=6.67247=1648w=1.65kw,雷诺实验,雷诺实验现象,雷诺实验现象,流体流动的型态,层流:,流体质点沿管轴方向作直线运动
13、,分层流动,又称滞流,湍流:,流体质点除沿轴线方向作主体流动外,还在各个方向有剧烈的随机运动,又称紊流,过渡状态不是一种独立的流动形态,介于层流与湍流之间。,层流与湍流在圆管内的速度分布,层流速度分布曲线,湍流速度分布曲线,层流速度分布,雷诺数Re,雷诺数的因次 :,Re是一个没有单位,没有因次的纯数。 大小反映流体的湍动程度 在计算Re时,一定要注意各个物理量的单位必须统一。,流体流动形态的判定,若将雷诺数形式变为:,u2与惯性力成正比,u/d与黏性力成正比。 由此可见,雷诺数的物理意义是惯性力与粘性力之比。 非圆形管雷诺准数的计算d用当量直径: d当=4 流道的截面积/流道的润湿周边,雷诺
14、数可以判断流型。,流体在圆形直管内流动时:,流体的流动类型属于层流;,流体的流动类型属于湍流;,可能是层流,也可能是湍流,与外界条件有关。过渡区,例:20C的水在内径为50mm的管内流动,流速为2m/s,试分别用SI制和物理制计算Re数的数值。 解:1)用SI制计算:从附录查得20C时, =998.2kg/m3,=1.005mPa.s,,管径d=0.05m,流速u=2m/s,,2)用物理单位制计算:,湍流流体中的层流内层,湍流流体靠近管壁处作层流流动的流体薄层,层流内层:,层流内层的厚度随雷诺准数Re的增大而减薄,但不会消失。,层流内层的存在对传热与传质过程都有很大的影响。,流体在管内作湍流流
15、动时,横截面上沿径向分为层流内层、过渡层 和湍流主体三部分。,层流内层,一、流体的密度,密度定义 单位体积的流体所具有的质量,; SI单位kg/m3。,2.影响的主要因素,流体的性质,液体:,不可压缩性流体,气体:,可压缩性流体,3.气体密度的计算,理想气体在标况下的密度为:,例如:标况下的空气,,操作条件下(T, P)下的密度:,由理想气体方程求得操作条件(T, P)下的密度,4.混合物的密度 1)液体混合物的密度m 取1kg液体,令液体混合物中各组分的质量分率分别为:,假设混合后总体积不变,,液体混合物密度计算式,2)气体混合物的密度 取1m3 的气体为基准,令各组分的体积分率为:xvA,
16、xvB,xVn, 其中:,i =1, 2, ., n,混合物中各组分的质量为:,当V总=1m3时,,若混合前后,气体的质量不变,,当V总=1m3时,气体混合物密度计算式,当混合物气体可视为理想气体时,理想气体混合物密度计算式,5.与密度相关的几个物理量 1)比容:单位质量的流体所具有的体积,用表示, 单位为m3/kg。,2)比重(相对密度):某物质的密度与4下的水的密度 的比值,用 d 表示。,在数值上:,1.牛顿粘性定律,牛顿粘性定律:流体作层流流动时的剪应力与流速的法向 梯度成正比。 牛 顿 流 体:层流流动时流体服从牛顿粘性定律,该流体就 为牛顿流体。,二、流体的黏度,黏度:是流体黏性大
17、小的标志,属于流体的运动属性,数 值上等于单位速度梯度下的剪应力。,黏度的单位:Pa s, g s/cm(泊),温度升高液体的黏度减小,气体的黏度增大; 压强对流体黏度的影响一般可忽略; 在常温、常压下,水的黏度约为1cP; 其它流体的黏度一般可通过查手册等获得。,2.流体的黏度,流体的流动阻力,流体在管路中流动时的阻力分为直管阻力和局部阻力,流体阻力的产生:,流体具有粘性,流动时存在内部摩擦力。,流动阻力产生的根源,管路中的阻力,直管阻力:,局部阻力:,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,流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大及缩小等局部地方所引起的阻力。,直管阻力,
18、直管阻力的计算:,范宁公式,的值与反映流体湍动程度的Re及管内壁粗糙程度的大小有关。,化工管路,光滑管,粗糙管,玻璃管、黄铜管、塑料管,钢管、铸铁管,管壁粗糙度,绝对粗糙度,相对粗糙度,壁面凸出部分的平均高度, 以表示 。,绝对粗糙度与管道直径的比值 即 /d 。,2、管壁粗糙度对摩擦系数的影响,层流时的摩擦系数,流体作层流流动时,摩擦系数与/d无关,只是雷诺准数的函数,因此,流体在圆直管内作层流流动时的阻力为,哈根-泊谡叶公式,例:管子45mm2.5mm,管长100m,水量0.06kg/s。 求:直管阻力。,d = 0.045 - 0.0025 2 = 0.04m,解:,查莫狄(Moody)
19、图,湍流时的摩擦系数,使用经验公式,湍流时摩擦系数的计算:,莫狄图,根据雷诺准数的不同,可在图中分出四个不同的区域:,莫狄图使用方法,1)层流区 Re2000,2)过渡区 2000Re4000,工程上一般按湍流处理,3)湍流区 Re4000且在图中虚线以下区域,4)完全湍流区 图中虚线以上的区域,只取决于/d。,局部阻力,两种计算方法:,阻力系数法,当量长度法,一、当量长度法,当量长度法将流体通过局部障碍时的局部阻力转化为直管阻力损失,当量长度是与某局部障碍具有相同能量损失的同直径的直管长度,其中 为当量长度,单位m,由实验测定。,当局部流通截面发生变化时, 应该采用较小截面处的流体流速。,1
20、、阻力系数法,近似认为局部摩擦损失是平均动能的某一个倍数,即,式中,是局部阻力系数,由实验测定,可查表1-6。,二、管路上的局部阻力,突然扩大时摩擦损失的计算式为:,故局部阻力系数,式中 A1、A2小管、大管的横截面积; u1 小管中的平均流速。,(1)突然扩大,(2)突然缩小,突然缩小时的摩擦损失计算式为:,故局部阻力系数,式中 A1、A2小管、大管的横截面积; u1小管中的平均流速。,2、当量长度法,le为管件的当量长度。,(3)管件与阀门 不同管件与阀门的局部阻力系数可从手册中查取。,管件与阀门的当量长度由试验测定,可查图表1-21。,三、管路中的总能量损失,管路系统中总能量损失=直管阻
21、力+局部祖力,对直径相同的管段:,总阻力,用当量长度法计算局部阻力时,总阻力计算式为,1. 当量长度法,总阻力,2. 阻力系数法,用阻力系数法计算局部阻力时,其总阻力计算式为,当管路由若干直径不同的管段组成时,总能量损失应分段求和,总阻力除了以能量形式表示外,还可以用压头损失 及 压力降 表示。它们之间的关系为,P18例1-4,P21例1-5,步骤: 1、确定管径、流速U,流体的、 2、求雷诺准数Re,判断流型,是层流,则用公式= 64/Re求出;湍流则需知/d,由/d与Re查P18图1-19求出; 3、计算直管长度,查P20、P21图(表)确定总当量长度或总阻力系数 4、代入公式求算出阻力,
22、1、流体作湍流流动时,邻近管壁处存在一_,雷诺数愈大,湍流程度愈剧烈,则该层厚度_。 答:层流内层;愈薄,练 习,2、流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是_型曲线。其管中心最大流速为平均流速的_倍,摩擦系数与Re关系为_。 答:抛物线,2, =64/Re,3、流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数与_和_有关;若其作完全湍流,则仅与_有关。 答:Re, /d ;/d ,4层流和湍流的本质区别是( ) (D)。 A湍流流速大于层流流速 B层流时Re数小于湍流时Re数 C流道截面大时为湍流,截面小的为层流 D层流无径向脉动,而湍流有径向脉动,19层(滞)流内层越薄,则以下结论是正确的( ) (D
23、)。 A近壁面处速度梯度越小 B流体湍动程度越低 C流动阻力越小 D流动阻力越大,第三节 管子的选用与管路安装,第一节 流体输送管路,第二节 流体流动的基础知识,第四节 液体输送机械,第五节 气体输送机械,第一章 流体流动及输送技术,d为管道内径,单位m;u为流体适宜流速,单位m/s,,算出管径后,还需根据管子规格选用标准管径。选用标准管径后,再核算流体在管内的实际流速。,管子的选用,管道内径计算式为,适宜流速由经济衡算得出,1.53.0 1.53.0 3.0 2040 1020 2.53.0 0.5 10,某些流体在管道中的流速范围,技能训练 管路拆装训练,管路的布置与安装原则,工业上的管路
24、布置既要考虑到工艺要求,又要考虑到经济要求, 还要考虑到操作方便与安全,在可能的情况下还要尽可能美观。,管路的布置与安装原则,第三节 管子的选用与管路安装,第一节 流体输送管路,第二节 流体流动的基础知识,第四节 液体输送机械,第五节 气体输送机械,第一章 流体流动及输送技术,流体输送机械,液体输送机械,气体输送机械,(通称为泵),(如风机、压缩机、真空泵等),离心式,往复式,旋转式,流体作用式,离心泵的结构,离心泵的外观,l-泵体;2-叶轮;3-密封环;4-轴套;5-泵盖;6-泵轴;7-托架;8-联轴器;9-轴承;10-轴封装置; 11-吸入口;12-蜗形泵壳;13-叶片;14-吸入管;15
25、-底阀;16-滤网;17-调节阀;18-排出管,离心泵结构详解,离心泵叶轮,离心泵的吸液方式,为使泵内液体能量转换效率增高,叶轮外周安装导轮。,离心泵泵壳,作用:,将叶轮封闭在一定的空间内,以便由叶轮的作用吸入和压出液体,外形:,多为蜗壳形,故又称蜗壳,蜗壳形流道截面积逐渐扩大,从叶轮四周甩出的高速液体 逐渐减速,部分动能有效转换为静压能。,泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体,同时又是一个能量转换装置。,离心泵轴封装置,作用:,防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内,类型:,填料密封、机械密封,浸油、涂有石墨的石棉绳,依靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面的相对运动,离心泵工作原理,启动
26、前,泵壳内灌满被输送的液体;启动后,叶轮由轴带动 高速转动,叶片间的液体也随着转动。在离心力的作用下,液体 从叶轮中心被抛向外缘并获得能量,以高速离开叶轮外缘进入蜗 形泵壳。在蜗壳中,液体由于流道的逐渐扩大而减速,又将部分 动能转变为静压能,最后以较高的压力流入排出管道,送至需要 场所。液体由叶轮中心流向外缘时,在叶轮中心形成了一定的真 空,由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力,液体便被连 续压入叶轮中。可见,只要叶轮不断地转动,液体便会不断地被 吸入和排出。,离心泵工作原理图示,泵启动时,若泵壳与吸入管路内没有充满液体,则泵壳内存有空气,由于空气的密度远小于液体的密度,产生 的离心力很小
27、,叶轮中心就不能输送液体,此种现象称为 气缚。,离心泵的气缚现象,气缚现象图示,离心泵的性能参数,流量:,指离心泵在单位时间内排入到管路系统内的液体体积,以Q表示, 单位为L.s-1或m3.h-1。,扬程:,指泵给予单位重量液体的有效能量,以H表示,单位为m。,效率:,反映泵对外加能量的利用程度,以表示,无量纲。,轴功率:,指泵轴所需的功率,以P表示,单位为W或kW。 每秒钟泵对输出液体所作的功,称为泵的有效功率,以Pe表示。,离心泵性能曲线示意图,离心泵的选用,选用原则:,确定离心泵的类型,确定输送系统的流量和扬程,确定离心泵的型号,校核轴功率,列出泵在设计点处的性能,供使用时参考,p叶轮p
28、v,使液体汽化,离心泵的气蚀现象,汽蚀现象:,泵内液体汽化,汽泡形成和破裂的过程中使叶轮材料受到损坏的现象,产生原因:,危害:,(1)叶轮遭到剥蚀 ;,(2)产生噪音和振动;,(3)流量不稳定,显著下降,严重时不能送液。,工程上规定,当泵的扬程下降3时,认为进入了气蚀状态。,气蚀现象预防措施,只需使得 即可,亦即或者升高 或者降低,气蚀现象图示,离心泵的允许安装高度,工程上从根本上避免气蚀现象的方法是限制泵的安装高度,避免离心泵气蚀现象发生的最大安装高度,即泵的吸入口与吸入 贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离,称为离心泵的允许安装 高度,也叫允许吸上高度,由 表示。,假定泵在可允许的最高位置上
29、操作,以液面为基准面,则由列贮槽 液面0-0与泵的吸入口1-1两截面间的伯努利方程式,可得,离心泵的允许安装高度,允许汽蚀余量:,一般由实验测定,由泵性能中查取。,离心泵的允许安装高度,泵吸入口处动压头与静压头之和比被输送液体的饱和蒸汽压头高出的最小数值,用 表示。,当允许安装高度为负值时,离心泵的吸入口低于贮槽液面。,为安全起见,泵的实际安装高度通常能比允许安装高度低 0.5m1m。,管路的特性曲线,对于给定的管路,其输送任务(流量)与完成任务所需要的压头之间也存在一定的关系,这种关系称为管路特性,表示在压头与流量的关系图上,称为管路的特性曲线。,管路特性方程:,管路特性曲线,管路特性影响因
30、素,管路的铺设情况,操作条件,与泵的特性无关!,指定泵安装在特定管路中,只能有一个稳定的工作点。,离心泵的工作点,将泵的HQ曲线与管路的HQ曲线绘在同一坐标系中,两曲线 的交点称为泵的工作点,当泵安装在指定管路时,流量与压头之间的关系既要满足泵的特性,也要满足管路的特性,QM=Q=Qe,离心泵的工作点,离心泵的流量调节,调节泵的工作点,调节管路特性曲线和泵的特性曲线,改变阀门的开度,离心泵的流量调节,离心泵的操作,离心泵的开停车操作 (1)开车前的准备工作 (2)开车程序 (3)停车程序 (4)两泵切换 离心泵操作训练 离心泵操作仿真训练,第三节 管子的选用与管路安装,第一节 流体输送管路,第
31、二节 流体流动的基础知识,第四节 液体输送机械,第五节 气体输送机械,第一章 流体流动及输送技术,气体输送机械,输送和压缩气体的设备统称为气体压送机械,气体压送机械也分离心式、旋转式、往复式等类型,气体压送机械的分类,工业上常用的通风机主要有离心通风机和轴流通风机两种型式。轴流式通风机所产生的风压很小,一般只作通风换气之用。用于气体输送的,多为离心通风机。,通风机,离心式通风机的工作原理和基本结构与离心泵相似,但机壳断面有方形和圆形两种,一般低、中压通风机多为 方形,高压的多为圆形,叶轮上叶片数目 较多且长度较短。,离心通风机结构与工作原理,离心通风机性能参数,风量:,风压:,轴功率与全压效率
32、:,按进口处的气体状态计的单位时间内从风机出口排出的 气体体积,以Q表示,单位为 。,单位体积的气体流过风机时所获得的能量,以 表示, 单位为 。,轴功率以P表示,单位kw,全压效率以 表示,无量纲。 两者之间关系为,离心通风机特性曲线示意图,与离心式通风机、鼓风机相似,但由于单级压缩机不可能产生很高的风压,故离心压缩机都是多级的,叶轮的级数多,通常10级以上。叶轮转速高,一般在5000r/min以上。因此可以产生很高的出口压强。由于气体的体积变化较大,温度升高也较显著,故离心压缩机常分成几段,每段包括若干级,叶轮直径逐段缩小,叶轮宽度也逐级有所缩小。段与段间设有中间冷却器将气体冷却,避免气体
33、终温过高。,离心式压缩机,工作原理:,离心式压缩机典型结构图,离心式压缩机性能,离心式压缩机的喘振现象,实际流量小于性能曲线所表明的最小流量时,离心压缩机出现的 一种不稳定工作状态。,喘振现象:,表现:,压缩机和排气管系统产生一种低频率高振幅的压强脉动,使叶轮 的应力增加,噪声加重,整个机器强烈振动,无法工作。,由于压缩机的出口压强突然下降,不能送气,出口管内压强 较高的气体就会倒流入压缩机。发生气体倒流后,使压缩机内的 气量增大,至气量超过最小流量时,压缩机又按性能曲线所示的 规律正常工作,重新把倒流进来的气体压送出去。压缩机恢复送 气后,机内气量减少,至气量小于最小流量时,压强又突然下降, 压缩机出口处压强较高的气体又重新倒流入压缩机内。这样,周 而复始地进行气体的倒流与排出。,喘振现象产生原理,离心式压缩机的流量调节,调整出口阀的开度,调整入口阀的开度,改变叶轮的转速,方法很简便,但使压缩比增大,消耗较多的额外功率,不经济,方法很简便,实质上是保持压缩比,降低出口压强。消耗额外 功率较调整出口阀开度少,能使最小流量降低,稳定工作范围 增大,是常用的调节方法。,最经济的方法。有调速装置或用蒸汽机为动力时应用方便。,离心式压缩机的操作,离心式压缩机操作仿真训练,离心式压缩机的操作,(1)开车前的准备工作 (2)运行 (3)停车 (4)紧急停车处理,
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