第二章流体输送机械(修改).ppt

第二章 流体输送机械 结合化工生产的特点，讨论各种流体输送机械的操作原理、基本构造与性能，合理地选择其类型、决定规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等 。 第二章 流体输送机械 第一节 概述 第二节 离心泵 第三节 其它类型泵 第四节 气体输送和压缩设备 第一节 概述 三、管路系统对输送机械的要求 1.满足工艺上对流量和能量的要求 2.可适应物料的各种特性的要求 3.操作高效 4.结构简单，操作方便 第二节 离心泵 一、离心泵的主要构件 叶轮 泵壳 吸入口、吸入管 底阀 防止启动前灌入的液体从泵内流出 滤网 阻拦液体中的固体颗粒吸入而堵塞管道和泵壳。 排出口、排出管 1.叶轮 它通常由6～12片后弯叶片所组成，本身被固定在泵轴上并随之旋转。 作用是将原动机的机械能直接传给液体，以提高液体的静压能和动能。 根据吸液方式分类：单吸式、双吸式 3.轴封装置 泵轴与泵壳之间的密封 作用： 防止高压液体漏出 防止外界气体漏入 分类： 填料密封 机械密封 二、离心泵的工作原理 启动前，先在泵内灌满要输送的液体。启动泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，流速增大，流入泵壳。进入泵壳。在蜗壳中由于流道的逐渐扩大，又将大部分动能转变为静压强，使压强进一步提高，最终以较高的压强沿切向进入排出管道。 当液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心处形成了低压。在液面压强与泵内压强差的作用下，液体经吸入管路进入泵的叶轮内，以填补被排除液体的位置。 只要叶轮旋转不停，液体就被源源不断地吸入和排出，这就是离心泵的工作原理。 离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力，因此称为离心泵。 四、离心泵的主要性能参数 反映离心泵工作特性的参数称为性能参数，主要有转速、流量、压头、轴功率和效率、气蚀余量等。离心泵一般由电机带动，因而转速是固定的，其性能参数通常在离心泵的铭牌或样本说明书中标明，以供选用时参考。 1.流量 离心泵在单位时间内排出的液体体积，亦称为送液能力，用Q表示，单位为m3／h。离心泵的流量与其结构、尺寸(叶轮直径和宽度)、转速、管路情况有关。 2.压头(扬程) 指离心泵对单位重量的液体所提供的有效能量，又称为扬程，用H表示，单位为m。泵的压头与泵的结构尺寸、转速、流量等有关。对于一定的泵和转速，压头与流量间有一定的关系。 压头的值由实验测定：在泵的入口和出口间列柏努利方程，以单位重量流体为基准，列伯努利方程可得： 3.效率 指泵轴对液体提供的有效功率与泵轴转动时所需功率之比，称为泵的总效率，用η表示，无因次，其值恒小于100%。它的大小反映泵在工作时能量损失的大小，泵的效率与泵的大小、类型、制造精密程度、工作条件等有关，由实验测定。 离心泵的能量损失主要包括： (1)容积损失：由于泵的泄漏、液体的倒流等所造成，使得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出量减少浪费的能量。容积损失用容积效率ηV表示。 (2)机械损失：由于泵轴与轴承间、泵轴与填料间、叶轮盖板外表面与液体间的摩擦等机械原因引起的能量损失。机械损失用机械效率ηm表示。 (3)水力损失：由于液体具有粘性，在泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生碰撞、导致旋涡等引起的局部能量损失。水力损失用水力效率ηh表示。 4.轴功率 指泵轴转动时所需要的功率，亦即电机提供的功率，用N表示，单位kW。由于能量损失，轴功率必大于有效功率，即N=Ne/η  泵的轴功率与泵的结构、尺寸、流量、压头、转速等有关。 由离心泵的基本方程可知，离心泵的压头、流量均与液体的密度无关，说明 离心泵特性曲线中的H—Q及?—Q曲线保持不变。但离心泵所需的轴功率则随液体密度的增加而增加，即 N—Q曲线要变，此时泵的轴功率可按公式重新计算。 转速变化特性曲线变化， 在转速变化小于±10%范围内 七、离心泵的安装高度 1.气蚀现象 原因：叶片入口附近的最低压强输送温度下液体的饱和蒸气压 现象：噪声大、泵体振动，流量、压头、效率都明显下降。严重时，泵不 能正常工作 防止措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，确保泵内压强最低点处的静压超过工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压。 2.离心泵的允许吸上真空度HS′ 测泵入口处的压强，然后在考虑一安全量，即为泵入口处允许的最低绝对压强，以p1表示。习惯上常把p1表示为真空度，并以被输送液体的液柱高度为计量单位，称为允许吸上真空度，以HS′表示。 HS′是指压强为p1处可允许达到的最高真空度，表达式： 实验条件：大气压10mH2O，温度20℃，清水为介质。