《化工原理》课件 章节1-8流体输送机械 .ppt

第 1 章 流体流动与输送机械 1.8.1.2 离心泵的主要性能参数与特性曲线 (1)性能参数 1）流量 指离心泵在单位时间里排到管路系统的液体体积，一般用Q 表示，单位为m3/h。又称为泵的送液能力 。 2）压头 泵对单位重量的液体所提供的有效能量，以H 表示，单位为m。又称为泵的扬程。 (3) 影响离心泵特性曲线的主要因素 ①密度对特性曲线的影响 （1）管路特性曲线 1.8.1.4 离心泵的汽蚀现象和安装高度 （1）气蚀现象 例:由泵样本查得IS65-50-160型水泵在额定流量25m3/h时，必需汽蚀余量为2.0m，现在用此泵输送某种密度为900kg/m3，Pv＝2.67×104Pa的料液。 假设吸入管辂阻力损失 ∑Hf(0-1)＝3m液柱， 供液面的压力为外界大 气压，求最大允许安装 高度。 1.8.2 其他类型化工用泵 1.8.2.1 往复泵 其结构原理与液体输送机械大体相同。但 气体，故气体输送有自身的特点。 一、通风机 工业上常用的通风机有轴心式和离心式两类。 （1）轴流式通风机 轴流式通风机的结构与轴流泵类似。轴流式通风机排送量大，所产生的风压甚小，一般只用来通风换气，而不用来输送气体。化工生产中，在空冷器和冷却水塔的通风方面，轴流式通风机的应用还是很广的。 1.8.3.1 离心式通风机 (1)工作原理与结构 离心式通风机工作原理与离心泵相同，结构也大同小异。 1.8.3.2 旋转式鼓风机 罗茨鼓风机 （1）工作过程 单动压缩机结构简图。吸入活门S、排出活门D。其结构和工作原理与往复泵类似。 ②压缩阶段：当活塞由右向左运动时，由于D活门所在管线有一定压力，所以D活门是关闭的，活门S受压也关闭。因此，在这段时间里气缸内气体体积下降而压力上升，所以是压缩阶段。直到压力上升到p2，活门D被顶开为止。此时的缸内气体状态如2点表示。 ③排气阶段：活门D被顶开后，活塞继续向左运动，缸内气体被排出。这一阶段缸内气体压力不变，体积不断减小，直到气体完全排出体积减至零。这一阶段属恒压排气阶段。此时的状态为3点表示。 ④吸气阶段：活塞从最左端退回，缸内压力立刻由p2降到p1，状况达到4。此时D活门受压关闭，S活门受压打开，气缸又开始吸入气体，体积增大，压力不变，因此为恒压吸气阶段，直到1点为止。 （2）多级压缩 多级压缩是指在一个气缸里压缩了一次的气体进入中间冷却器冷却之后再送入次一气缸进行压缩，经几次压缩才达到所需要的终压。 讨论：采用多级压缩的原因： a 若所需要的压缩比很大，容积系数就很小，实际送气量就会很小； b 压缩终了气体温度过高，会引起气缸内润滑油碳化或油雾爆炸等问题； c 机械结构亦不合理：为了承受很高的终压，气缸要做的很厚，为了吸入初压很低的气体气缸体积又必须很大。 1.8.3.4 真空泵 从设备中或系统中抽出气体，使其处于绝对压强低于外界大气压的状态，所用的输送机械称为真空泵。实质上真空泵也是气体压缩机械，只是它入口压强低，出口为常压。然而，专门为产生真空用的设备却有其获得之处。 特点：（1）由于吸入气体的密度很低，要求真空泵的体积必须足够大； （2）压缩比很高，所以余隙的影响很大。 真空泵的主要性能参数有： （1）极限剩余压力（或真空度）：这是真空泵所能达到最低压力； （2）抽气速率：单位时间内真空泵在极限剩余压力下所吸入的气体体积，亦即真空泵的生产能力。 （3）抽吸时间 一台真空泵从一封闭容器中抽吸气体，从开始到要求真空度所需要的时间，称为抽吸时间。 （1）水环真空泵 水环真空泵的外壳呈圆形，其中的叶轮偏心安装。启动前，泵内注入一定量的水，当叶轮旋转时，由于离心力的作用，水被甩至壳壁形成水环。此水环具有密封作用，使叶片间的空隙形成许多大小不同的密封室。由于叶轮的旋转运动，密封室外由小变大形成真空，将气体从吸入口吸入；继而密封室由大变小，气体由压出口排出。 水环真空泵结构简单、紧凑，最高真空度可达85%。 （2）喷射真空泵 喷射泵是利用高速流体射流量压力能向动能转换所造成的真空，将气体吸入泵内，并在混合室通过碰撞、混合以提高吸入气体的机械能，气体和工作流体一并排出泵外。喷射泵的流体可以水，也可以是水蒸汽，分别称为水喷射泵和蒸汽喷射泵。 单级蒸汽喷射泵仅能达到90%的真空度，为获得更高的真空度可采用多级蒸汽喷射泵。喷射泵的优点是工作压强范围大，抽气量大，结构简单，适应性强。缺点是效率低。 （2）往复泵的流量与压头 ① 流量（输液量） 对单动泵 对双动泵 ②压头：往复泵的压头与泵的几何尺寸无关