化工原理第二章 流体输送设备.ppt

第二章 流体输送机械 教学要求 2-0 概述 2-1液体输送 机械 2-2气体输送 和压缩机 复习 煞 钦 呛 蹄 耍 蔓 花 财 阶 砾 咯 违 乐 砖 为 帕 顾 芯 翻 靡 薄 痔 窒 早 碉 羔 乏 墩 糜 盯 慧 肇 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 1 教学要求 重 点：离心泵的特性和选用。 覆盖内容：离心泵的结构（主要部件及其作用）；工作原理； 类型；气缚现象产生的原因及消除措施；离心泵的理论流量 与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬程、流量的主要 因素；离心泵的主要性能参数（流量、扬程、轴功率、效率 ）；特性曲线的测定、换算和应用；离心泵的工作点及其调 节；气蚀现象（避免措施）、临界气蚀余量、必须气蚀余量 、最大吸上真空高度；允许吸上真空高度等概念及测定；泵 的安装高度的确定；泵的主要型号及选择原则；正位移式输 送设备的特点及操作要点。 锚 田 绘 复 呆 幽 醇 橱 史 狰 玉 恫 桓 休 咨 股 材 嘴 围 闷 取 墙 堕 脸 练 兢 恕 僳 沼 牛 灾 馆 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 2 2-0 概述 原因：能量损失、低位向高位、低压向高压 方法：使流体获得机械能 （流体输送设备） 流体输送机械的分类： 按工作原理：动力式、容积式 （正位移式）、其它类型。 按被输送流体：泵输送液 体；气体通风机、鼓风机、 压缩机、真空泵。 1 1 2 2 管路特性曲线 HeQe的关系曲线 商 肩 几 地 斡 剪 获 耙 雄 告 吹 围 寺 远 攀 氓 嚣 殊 箩 映 宠 涵 隧 僵 蘑 附 疚 湃 谈 产 谨 部 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 3 2-0 概述 取1-1、2-2截面，基准面：1-1对单位重量的流体列柏努利 方程： 只要管路系统的布置确定，则Z1、Z2、p1、p2为定值， 即上式可变形为： 动压头差可忽略不计 补 戳 房 箔 汀 世 舟 掘 绊 桃 共 思 扛 状 萨 野 贴 成 烃 源 吱 坡 汛 漏 掖 找 赣 丑 祈 争 金 撵 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 4 2-0 概述 HeQe的关系只与管路的布置有关。 滴 伞 霹 叮 有 漂 壤 虏 昔 角 拙 职 殉 音 颤 耀 畦 噶 铺 气 宾 摄 柱 悍 捐 妒 毛 蓄 盘 读 澈 主 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 5 2-0 概述 评价流体输送设备性能的重要参数 扬程：单位重量流体从流体输送设备上获得的机械能， 以H表示，也称为压头。 流量：单位时间内，流体输送设备提供给管路系统的流 体体积量，以Q表示。 效率 轴功率 允许吸上真空度或必须气蚀余量 商 邱 船 染 饺 京 朔 个 遮 偶 猩 人 峙 蝎 即 验 浙 承 角 炊 雕 厂 弯 醇 焊 劳 袜 闯 询 渝 夹 碍 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 6 2-1 液体输输送机械 2-1-1 离心泵 一、离心泵的工作原理与主要部件 1、工作原理 灌泵 启动 气缚现象 2、主要部件 叶轮闭式、半闭式、开式 单吸式、双吸式 密封装置：填料密封、机械密封。 泵壳：汇集液体、能量转换装置 作用:机械能转移 何种叶轮的效率高?为什么? 琴 谍 垛 埔 镁 耳 皆 谭 貉 靴 厦 焙 求 什 呐 攒 邀 卯 骗 抵 梭 灼 陌 壹 赁 码 墅 酱 企 炕 澳 蔼 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 7 2-1 液体输输送机械 二、离心泵的基本方程 离心泵在理想工作状况下时，从理论上表示离心泵的扬程与、 泵的结构、尺寸、转速及流量等因素间的关系。 离心泵的理想工作状况：理想流体、叶轮的叶片数量为无穷多 液体通过叶轮的流动 速度三角形： 恳 茨 敝 虱 亢 决 扣 紊 懊 婉 宅 罪 然 氢 宛 啪 殷 炳 参 跪 拙 滥 壬 续 代 恨 莎 逗 诺 舞 作 坑 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 8 2-1 液体输输送机械 离心泵的理论扬程 推导方法：1）离心力作功；2）欧拉平衡方程+离心力场中的 机械能守衡；3）动量矩增量与作功的关系。 庭 毖 氰 恳 大 淤 特 徊 罗 齐 囚 算 惕 溜 涛 印 蒸 收 拷 矫 奇 喷 恢 弃 兆 祭 抠 诛 纠 酗 荚 熊 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 9 2-1 液体输输送机械 理论流量QT 则:QT=D2b2cr2 最 暑 斟 携 即 葛 绝 廉 废 援 吩 壤 枕 伐 男 玻 怎 吻 早 按 袭 辈 揩 蒙 赃 薯 舌 率 嚎 迎 盆 熟 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 10 2-1 液体输输送机械 离心泵基本方程式的讨论 叶轮的直径与转速:n或D2 ，则HT 叶片形状：后弯叶片、径向叶片、前弯叶片。 90 =90 90 为什么工业上常采用后弯叶片？ QT对理论扬程的影响： 恫 蕴 发 股 免 兢 娜 疹 借 碉 曳 扛 辆 吨 音 盛 枚 贝 罚 刽 赖 靳 既 燥 喀 虚 软 嘱 线 膀 疫 瀑 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 11 2-1 液体输输送机械 三、离心泵的主要性能参数与特性曲线 离心泵的主要性能参数 流量（Q）：L/s或m3/h。Q=f（结构、尺寸、转速）。安装 在管路中离心泵的流量还与管路特性有关。 扬程（H）：m。H=F(结构、尺寸、转速、流量）。安装在 管路中离心泵的扬程还与管路特性有关。 效率：容积效率（容积损失）， 水力效率（水力损失），机械效 率（机械损失）. =0.50.7 扬 程 理论扬程 实际扬程 各种原因引起 的能量损失 流量 绷 偶 挎 山 母 儡 允 眨 靠 缝 初 类 含 酪 澳 辫 涉 渣 役 萝 料 好 揽 傲 妄 糜 瞄 沫 镇 惫 将 画 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 12 2-1 液体输输送机械 轴功率(N): W(kW) 机械损 失 容积损 失 水力损 失 NNe 离心泵的特性曲线 实验测定泵的特性曲线（一定转速下） HQ曲线： Q曲线 NQ曲线 皋 装 劈 惰 以 矩 嗓 胡 处 希 韵 或 搁 薄 浅 季 番 剁 斤 需 袖 束 励 悯 权 岛 己 瑰 楷 骤 寨 哆 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 13 2-1 液体输输送机械 四、离心泵性能改变和换算 液体物性的影响 密度 粘度(2010-6m2/s) 离心泵转速(20%) 不同转速下的速度三角 形 离心泵叶轮直径 攻 垦 友 燃 梗 覆 新 录 画 垦 菠 左 由 镜 应 堰 啤 肆 琵 皑 吗 凹 播 裕 蛇 渺 屋 却 蔡 商 登 啦 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 14 2-1 液体输输送机械 五、离心泵的气蚀现象与安装高度 气蚀现象 思考题: 1)产生气蚀现象有什么后果？ 2)气蚀现象与气缚现象有什么 异同？ Hgp 0 0 0 1 1 p1 安装高度(Hg) 赣 深 尸 渭 淳 驳 般 绎 帕 频 洽 增 客 户 秸 榨 溜 秤 括 疽 圆 耸 桥 妨 褥 侦 殉 炔 慑 莱 嗅 衷 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 15 2-1 液体输输送机械 允许吸上真空高度(Hs) Hgp 0 0 0 1 1 p1 俊 喜 煽 朗 驻 计 继 健 机 掠 森 父 辊 葬 拾 痰 巩 仓 取 碳 课 徐 哟 野 壳 域 溉 辗 弦 宙 冷 项 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 16 2-1 液体输输送机械 必须气蚀余量(NPSH)r 考虑泵运行期间的生产条件波动,则实际的安装高度: 僵 恫 跨 考 贡 诞 记 荆 卞 桓 猴 办 割 熄 颤 疫 烃 码 贬 屋 百 去 魂 耘 恩 提 劣 葡 趁 种 准 购 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 17 2-1 液体输输送机械 六、离心泵的工作点与调节 流量 Q 扬程 H 管路特性曲 线 泵的特性曲线 工作点 Q1 H1 工作点： 泵的特性曲线 管路特性曲线 工作点：H=He, Q=Qe 流量调节 改变出口阀开度改变管路 的特性曲线 改变转速改变泵的特性曲线 纪 晾 兆 桌 州 惯 跟 派 云 原 翰 贡 咙 肃 檀 殊 玖 挽 咀 磷 章 剃 货 画 延 首 揩 矮 构 狱 涌 设 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 18 2-1 液体输输送机械 组合操作（同型号：H=C-KQ2 ） 并联 并联后H=H,Q=2Q 并联后的特性：H=C-K(Q/2)2 串联（同型号）： 串联后H=2H,Q=Q。 串联后的特性：H=2C-2KQ2 选择原则： 单台：H=C-KQ2，管路：He=A+BQe2。 1）CA只能选择串联；2）B较小，并联；3）B较大，串 联操作。 仔 俭 稿 晨 掷 个 滤 佑 苏 巡 农 几 杰 屁 颂 藤 望 需 乔 摘 吕 丧 元 赎 柯 痪 檬 隔 功 抛 二 上 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 19 2-1 液体输输送机械 七、离心泵的类型 清水泵（IS型、D型、Sh型）：用于输送清水及与水物 性相似的液体。 IS型：Q=4.5360m3/h，H=898m。 D型：级数一般为29级，最多可达12级。 Q=10.8850m3/h; H=14351m，。 Sh型：Q=112012500m3/h , H=9140m， 。 IS65-40-250:65吸入口直径；40排除口直径； 250叶轮直径 耐腐蚀泵（F型） 40FM1-26 ：40吸入口直径，M与流体接触部件的材料代 号，1轴封类型代号；26扬程 少 废 涩 栈 涉 痛 鹿 椒 祖 丝 赌 椿 析 庞 伊 账 谁 谰 辕 岛 馈 随 挞 咙 探 饶 痪 脊 迈 玩 乔 兰 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 20 2-1 液体输输送机械 油泵（Y型）：双吸式为YS。 100Y-1202A ： 2叶轮级数，A叶轮切割次数 杂质泵（P型） 液下泵 屏蔽泵 八、泵的选用与校核及使用 泵 的 计 算 设计 型 操作型 已知：管路布置情况，管路的流 量任务。求：选择合适的泵，并 确定泵在管路中的安装高度 已知：管路布置情况，管路的流量 任务，泵的型号。求：该泵是否合 用，能否正常操作。 选 用 校 核 泻 睦 癣 碱 噬 员 膛 奇 谜 兄 驮 杜 携 癣 榔 恕 桥 帐 莫 点 祖 腕 刊 譬 健 氦 丘 殴 船 尼 督 栏 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 21 2-1 液体输输送机械 离心泵的安装与使用 最大安装高度 灌泵 出口阀 定期检查和维修 2-1-2 往复泵 一、往复泵的工作原理 二、往复泵的特性 往复泵的扬程：往复泵的扬程与泵的几何尺寸无关。 往复泵的流量：往复泵的流量只与泵的几何尺寸、活塞的往 复频率、冲程等有关。 理论流量： 西 蔷 卢 鼓 莲 屈 谢 综 辱 似 弟 梨 堰 脚 鞘 裴 疚 赐 品 纱 向 任 鹤 溜 瘩 橙 娶 传 酿 码 橡 旋 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 22 2-1 液体输输送机械 实际流量： Q=vQT v，中型往复泵为0.90.95 流量不均匀性 特性曲线与工作点 工作点流量不随管路特性改变。 三、往复泵的流量调节 旁路调节 改变活塞冲程及频率 安装高度有限制吗？为什么？ 契 壤 堆 趁 低 群 镑 霉 赶 轰 浆 擦 尽 咒 物 励 槽 月 知 寿 五 划 匡 匙 敬 平 迁 伤 压 织 颇 羌 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 23 2-1 液体输输送机械 四、往复泵与离心泵的比较 往复泵泵离心泵泵 具有自吸能力、启动动前不需灌泵泵， 安装高度受限。 不具有自吸能力、启动动前需要灌泵泵 ，安装高度受限。 流量不均匀、不连续连续 。流量只与泵泵 有关，扬扬程只与管路有关。 流量均匀、连续连续 。流量、扬扬程不仅仅 与泵泵有关，还还与管路有关。 流量调节调节 ：旁路、改变变冲程或频频率 。 流量调节调节 ：出口阀阀、改变转变转 速、组组 合操作 启动动：循环阀环阀 全开。适用于小流量 、高压头压头 的情况下输输送高粘度的液 体。效率高。 启动动：出口阀阀全关。 册 钙 艾 猾 堰 舟 痒 钟 耘 秸 韩 君 咨 匿 笛 材 叠 炽 赦 聘 蕴 明 耽 洒 簧 拱 堡 冰 降 勒 茸 准 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 24 2-1 液体输输送机械 2-1-3 其它类型泵 一、计量泵 适用于要求输液量十分准确或几种液体要求按一定配比输送。 二、齿轮泵 适用于输送高粘度液体或糊状物料。 三、螺杆泵 螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于输送高粘度液体。 四、隔膜泵 五、旋涡泵 茸 蔑 压 缘 些 伸 墒 饮 奄 楞 呼 僵 之 酒 虎 世 冒 荚 年 长 模 均 糠 剪 舅 烃 逗 卞 蛊 俞 有 针 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 25 2-2气体输输送和压缩压缩 机 用途：输送气体、产生高压、产生真空。 分类： 工作原理：离心式、容积式。 用途： 通风风机：出口压压强不大于15 kPa(表压压)，压缩压缩 比为为11.5 鼓风风机：出口压压强为为15 kPa0.3MPa(表压压)，压缩压缩 比小于4 压缩压缩 机：出口压压强0.3MPa以上(表压压)，压缩压缩 比大于4 真空泵泵：用于减压压抽吸，出口压压强为为大气压压， 辆 纪 到 隶 哪 犯 牌 蹄 淹 憋 晦 兜 醋 棘 悠 丁 持 抹 震 桅 斑 秒 搽 凤 吮 仪 陋 秒 氮 皆 捉 东 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 26 2-2气体输输送和压缩压缩 机 结构：与离心泵相似。 特点：叶片数量多、短，有径向、前弯、后弯，流道多 呈矩形。 分类： 一、离心通风机 低压压离心通风风机：出口风压风压 小于1.0 kPa(表压压 ) 中压压离心通风风机：出口风压风压 1.03.0 k Pa(表 压压) 高压压离心通风风机：出口风压风压 3.015.0 k Pa(表 压压) 主要性能参数 风量(Q) 风压(HT)、效率、轴功率N 覆 尔 盂 晓 听 熊 赌 悼 课 龄 歧 琵 蹭 疹 玫 测 哪 启 煞 乍 狂 宋 或 辱 症 断 由 仆 时 颖 他 孟 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 27 2-2气体输输送和压缩压缩 机 二、离心鼓风机和压缩机 三、罗茨鼓风机 结构及工作原理 操作与调节 四、往复式压缩机 主要部件 工作原理 工作循环：压缩排气膨胀吸气 容积系数 原 搓 泄 水 怕 解 播 檀 潮 椅 仓 楔 些 顾 鹃 可 境 飘 惋 浙 饥 忠 打 蕾 绵 骋 础 亮 饯 咒 狈 祥 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 28 2-2气体输输送和压缩压缩 机 多级压缩 绝热压 缩 等温压 缩 单级压缩 尊 拣 迷 鹿 腐 顶 群 蛀 受 粥 笋 矫 蔚 袖 佣 帅 副 诺 胖 带 割 基 涯 庭 猖 逼 含 超 汽 彻 顽 傀 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 29 复习习 一、基本概念 流体输送设备的类型；离心泵的主要部件及其作用；工作 原理；类型；气缚现象产生的原因及消除措施；离心泵的理 论流量与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬程、流量 的主要因素；离心泵的主要性能参数（流量、扬程、轴功率 、效率）；特性曲线的测定、换算和应用及设计点；离心泵 的工作点及其调节方法；气蚀现象（避免措施）、临界气蚀 余量、必须气蚀余量、最大吸上真空高度；允许吸上真空高 度等概念及测定；泵的安装高度及其计算；离心泵的主要类 型及型号表示、选择原则；正位移式输送设备的特点及操作 要点。 茅 焉 丸 廓 磨 买 婆 钠 瞄 鼠 坊 些 橙 首 民 吠 两 络 沤 浇 蛆 佣 实 票 拎 嘻 承 写 绘 浇 答 绒 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 30 复习习 启动、停止离心泵的操作；往复泵的操作。 三、基本公式 并联： 串联： 计算类型：泵的选用与校核。 二、设备与操作 妖 粮 蚤 也 谅 几 恐 馏 彝 淀 撤 盔 霉 码 郑 峰 挤 苦 暇 亨 凶 逆 刚 袖 继 淋 天 期 认 芜 姬 谷 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 化 工 原 理 第 二 章 流 体 输 送 设 备 31