02第二章流体输送与流体输送机械.ppt

化学工业是一流程工业，从原料输入到成品输出往往处于流动状态。按工艺的要求，将流体物料从一个设备送至另一个设备，从一个工序输送到另一个工序，从低处送往高处。这就必须使用各种流体输送机械从外部对流体做功，以增加流体的机械能，从而满足流体输送的要求。根据化工生产的特点，某些过程必须在高压条件下进行，而某些过程则必须在真空状态下进行，无论是高压还是真空状态均需通过流体输送机械来实现。 流体输送机械是化工生产过程中最常用的单元操作设备，人们常将其比喻为化工生产系统的“心脏”，其重要性由此可见一斑。 第一节 离心泵 按螺杆的数目，有单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵以及五螺杆泵。螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，是借助转动的螺杆与泵壳上的内螺纹、或螺杆与螺杆相互啮合将液体沿轴向推进，最终由排出口排出。 螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于输送高粘度液体。 （五）螺杆泵 （a）叶轮 （b）工作原理示意图 图2-36 旋涡泵 是一种特殊类型的离心泵，它由泵壳和叶轮组成。它的叶轮由一个四周铣有凹槽的圆盘而构成，叶片呈辐射状排列数目可多达几十片，如图2-36(a)所示。 工作原理如图2-36(b)所示：叶轮1上有叶片2，在泵壳3内旋转，壳内有引液道4，吸入口6和排出口7间有间壁5，间壁与叶轮间的缝隙很小，使吸入腔和排出腔得以分隔开。泵内液体随叶轮旋转的同时，又在引液道与叶片间反复运动，因而被叶片拍击多次，获得较多的能量。 （六）旋涡泵 如图2-37所示， 旋涡泵的压头随流量增大而下降很快，只有输送小流量才可获得高压头。旋涡泵的轴功率随流量增大而下降，流量为零时，轴功率最大。为此，启动泵时应将出口阀全开。 旋涡泵的效率一般较低（20%~50%）。但因其结构简单，加工容易，可采用耐腐材料制造，适用于高压头、小流量，不含固体颗料且粘度不大的液体。 图2-37 旋涡泵的特性曲线图 （七）轴流泵 轴流泵的结构如图2-38所示，其工作叶轮装在一个肘管内，或者是靠近肘管的管道中，转轴带动叶轮旋转，将液体沿轴向流动，因而称为轴流泵。 轴流泵所提供的扬程一般都比较小，但输液量较大，特别适合于要求大流量、低扬程的输送系统中。 图2-38 轴流泵 其它化工用泵 （八）蠕动泵（软管泵） 适宜输送小流量、较高扬程的物料，对高粘度物料比较合适。 适宜输送流量小、高扬程的物料；输送悬浮液时，要采用特殊结构的隔膜泵。 适用于高扬程、小流量的清洁物料。 特别适用于大流量、低扬程。 流量和扬程适用范围广，尤其适用于较低扬程、大流量。除高粘度物料不太适合外，可输送各种物料。 使用范围 结构紧凑、加工要求较高。 结构复杂，振动大，体积庞大，造价高。 结构紧凑简单，加工要求稍高。 结构简单，造价低廉 结构与造价 较简便 麻烦 简便 维修 出口阀全开 出口阀关闭 启动 有 有 部分型号有 没有 一般没有 自吸作用 用旁路阀调节。 小幅度调节用旁路阀；大幅度调节可调节转速、行程等。 用旁路阀调节。 小幅度调节用旁路阀；有些泵可以调节叶片角度。 小幅度调节用出口阀，很简单；大泵大幅度调节可调节转速或切削叶轮直径。 流量 调节 操 作 较高 高 低 稍低，高效区窄 稍低，愈偏离 额定值愈小 功 率 较高扬程 高扬程 扬程较高 扬程低 不易达到高扬程 扬程大小 小流量 较小流量 小流量 大流量 广，易达到大流量 范围 恒定 恒定 随管路特性而变 恒定性 尚可 不均匀 均匀 均匀 均匀 均匀性 流 量 旋转泵 往复泵 旋涡泵 轴流泵 离心泵 正位移泵 非正位移泵 泵的类型 二、各类泵型的性能比较 第三节 气体输送机械 在化工生产过程中，常涉及到原料、半成品或成品以气体状态存在的过程（如合成氨生产系统）。因此，生产中除大量使用液体输送机械之外，还广泛使用着气体输送机械。 由于气体是可压缩流体，故在输送机械的内部压强、体积和温度也会随之变化。气体压强、体积、温度的变化程度，对气体输送机械的结构和形状都有着较大的影响。气体输送机械通常根据终压（出口表压强）或出口压强与进口压强之比（称为压缩比）来进行分类： 压缩比 出口压强（表压） 输送机械 根据形成真空度决定 出口压强为大气压或略高于大气压 真空泵 4 0.3MPa 压缩机 4 15 kPa ～ 0.3 MPa 鼓风机 1 ～ 1.5 ? 15 kPa 通风机 此外，气体压送机械按其结构与工作原理也可分为离心式、往复式、旋转式