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1、1/78,2 离心泵 七、离心泵的安装高度 八、离心泵的选用,第二章 流体输送机械,3 往复泵 一、往复泵的作用原理和类型 二、往复泵的流量调节,5 气体输送机械 一、离心式通风机 二、往复式压缩机,本章小结和习题,4 其他化工用 泵 一、非正位移泵 二、正位移泵,2/78,2 离心泵,七. 离心泵的安装高度,1、什么是安装高度？,泵的安装,泵安装,如果Hg设置不合适，将会影响泵的运行及使用寿命。 泵安装需关注： 为什么Hg不能任意设置? 怎样正确确定Hg?,5/78,2 离心泵,为避免汽蚀现象，安装高度必须加以限制，即存在最大安装高度Hg,max。,为什么会有安装高度问题？,汽蚀现象：,Hg
2、太大时，pkpv，液体汽化，形成气泡，受压缩后溃灭。,叶片表面产生蜂窝状腐蚀 ； 泵体震动，并发出噪音； 流量、压头、效率都明显下降； 严重时甚至吸不上液体。,叶轮入口K处压强最低,6/78,2 离心泵,2、汽蚀余量 和最大安装高度Hg,max,刚好发生汽蚀时， pkpv， p1达到最小值p1,min。 在1-1面、K-K面间列机械能衡算：,-临界汽蚀余量,是泵的特性参数之一，由厂家测定。,7/78,汽蚀余量测定,测定方法。不断降低进口压力P1，当泵刚出现汽蚀现象时测取压力p1,min，然后计算出临界汽蚀余量。 为了确保泵正常操作，必需汽蚀余量(NPSH)r 等于临界汽蚀余量加0.3m。 (N
3、PSH)r= (NPSH)c + 0.3 而实际汽蚀余量NPSH要比必需汽蚀余量大0.5 m以上。,一般规定，实际汽蚀余量,必需汽蚀余量,8/78,（当离心泵出现汽蚀现象时）,当流体、温度、泵型号已知，吸入管的具体情况求出， 就可以计算出离心泵的最大安装高度。,泵安装掌握内容,安装高度计算方法 概念：汽蚀余量、允许安装高度 输送高温或低沸点液体，允许安装高度往往很小，有时会出现负值。这时泵应安装在液面以下。,10/78,2 离心泵,类型：不下百种,八、离心泵的选用,11/78,离心泵的类型 （1）清水泵（IS型，D型，Sh型）,最普通的清水泵为单级单吸式，其系列代号为“IS”。该系列泵是我国第
4、一个按国际标准（ISO）设计，研制的新产品，共有29个品种，在化工生产中广泛应用。 泵的性能为泵输液温度80，吸入压力0.3Mpa，口径为40200mm，流量为6.3400m3/h ，扬程为5125m。,12/78,清水泵,IS、IR 型单级单吸离心泵,ISG 型管道离心泵,13/78,D型清水泵,多级离心泵，其系列代号为“D”，在同一根轴上串联多个叶轮。性能范围为流量为6.3580m3/h ，扬程为501800m。,14/78,D 系列多级离心泵,TSWA型卧式多级泵 T 透平式 S 单吸泵 W 介质温度低于80 A 第一次更新,15/78,16/78,Sh型双吸式泵,双吸式泵，其系列代号为
5、“S”，在同一泵壳内有背靠背的两个叶轮，从两侧同时吸液。同一管道流出。其性能为流量5014000m3/h，扬程8.7250m，可自动消除轴向推力。,17/78,S 型单级双吸离心泵,KSY 双吸中开式离心泵,S、SA、SH 型单级双吸中开式离心泵,18/78,（2）耐腐蚀泵（F型）,输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体时，需用耐腐蚀泵，其系列代号为“F”。F型泵是典型的耐腐蚀泵，现在又新开发了IH型泵。IH泵是节能产品，比F型泵平均效率提高5%。IH泵的扬程为5125m，流量为6.3400m3/h。,19/78,耐腐蚀泵（F型）-所用材料,我国耐腐蚀泵所用材料、代号及使用液体种类简述于下： 灰口铸铁
6、“H”，用于浓硫酸；高硅铸铁“G”，用于硫酸；铬镍合金钢“B”，用于常温、低浓度硝酸、氧化性酸、碱液等；铬镍钼钛合金钢“M”，用于常温、高浓度硝酸；聚三氟氯乙烯塑料“S”，用于90以下的硫酸、硝酸、盐酸及碱液。,20/78,（3）油泵（Y型）,输送不含固体颗粒、无腐蚀性的油类及石油产品，其系列代号为“Y”。该类型泵要求密封好，可防止易燃液体外漏。典型的油泵为Y型泵，扬程为51740m，流量为5.51270m3/h。,21/78,（4）液下泵,液下泵是一种立式离心泵，整个泵体浸入在被输送的液体贮槽内，通过一根长轴，由安放在液面上的电机带动。适用于输送化工过程中各种腐蚀性液体，缺点是效率不高。,2
7、2/78,（5）屏蔽泵,屏蔽泵是一种无泄漏泵，它的叶轮和电动机联为一体并密封在同一泵壳内，不需要轴封装置。常输送易燃、易爆、剧毒及放射性液体，效率较低。,23/78,2 离心泵,高效区,选用原则： 定类型-根据流体性质及操作条件 定规格-根据流量、压头大小，高效,有关离心泵的知识体系,基本原理： 泵结构 工作原理 特性曲线,主要性能参数： 压头H、流量qV 轴功率Pa 、效率,影响因素： 密度、黏度、 叶轮转数n、叶轮直径D,影响,理解,解释,操作与调节： 启动 控制流量 防止气缚 流量调节 工作点,安装特点： 安装高度 汽蚀余量,分类选型： 根据任务确定H、qV 选择确定泵型号 校核泵的特性
8、曲线,应 用,26/78,3 往复泵,27/78,一、往复泵的作用原理和类型,结构：,泵缸、活塞、阀门、传动机构,工作原理：,利用容积的变化给流体加静压能,工作循环：一次吸液，一次排液,28/78,动力来源分： （1）电动往复泵 由电动机来驱动，是最常见的一种。 （2）气动往复泵 由蒸汽机来驱动。 作用方式分： （1）单动往复泵 一个行程只吸液一次，排液一次。 （2）双动往复泵 同时进行吸液和排液。,类型：,29/78,二、往复泵的流量调节,（1）往复泵的理论流量 往复泵的理论流量等于单位时间内活塞在泵缸内扫过的体积 实际流量小于理论流量（吸入阀和排出阀启闭不及时，液体漏损等）,30/78,（
9、2）往复泵流量的不均匀性 流量不均匀性是往复泵的严重缺点，因此往复泵不能使用在流量均匀性要求高的场合，同时增加了能量损失，易产生冲击，降低泵的吸入能力。,31/78,（3）提高管路流量均匀性 第一，采用多缸往复泵。多缸往复泵的瞬时流量为各缸瞬时流量之和，只要各缸曲柄相对位置适当，流量就可以均匀。 第二，装置空气室。利用气体的压缩和膨胀来贮存或放出部分液体，减小流量的不均匀性。,32/78,与离心泵比较：,只与泵的几何尺寸和转速有关， 与管路特性无关（正位移泵）,正位移泵不能采用出口阀门来调节流量，否则流量急剧上升，导致电机损坏。,旁路,33/78,受大气压、液体密度和液温的影响,34/78,
10、适用于小流量、高压头的情况下输送高黏度的液体。,He与qV无关（这又与离心泵不同）， He受管路的承压能力限制。,由于受泵的部件机械强度和原动机功率的限制，泵的扬程不可能无限增大。 压头越大，漏损越大。, 功率与效率 与离心泵相似,35/78,3S2 系列高压往复泵,XPB-90B型高压旋喷注浆泵,型式：三缸单作用柱塞式 柱塞直径：45mm 柱塞行程：120mm 工作压力：45MPa 流量：46-103/min 吸入管直径：2“ 排除管直径：16-25mm 电机功率：90KW 电机型号：调速YCT 335-4C 外形尺寸：3050X1800X1150mm,36/78,4 其他类型化工用泵,各类
11、泵的适用范围,37/78,一、非正位移泵,1 旋涡泵,主要工作部分是叶轮及叶轮与泵体组成的流 道，流道用隔舌将吸入口和压出口分开。,38/78,旋涡泵的工作原理 在工作时，叶轮高速旋转，叶轮各叶片间的液体在高速旋转中受到离心惯性力，于是，叶片外缘的液体压强高于叶片内缘液体的压强，构成一个与叶轮周围垂直的径向环流。在径向环流作用下，液体自吸入至排出的过程可多次进入叶轮并获得能量。,液体在旋涡泵中获得能量，与液体在流动过程中进入叶轮的次数有关。在流量小时，流体运动速度也小，液体流入叶轮的平均次数增多，扬程高，轴功率大，故这种泵启动时应开大阀门，使启动功率低些。流量增大时则相反。 旋涡泵的效率比较低
12、，只有20%50%。,39/78,旋涡泵的工作原理和特性曲线,40/78,旋涡泵的特点 a、泵启动时应开大阀门，使启动功率下降；用旁路调节流量比较经济。 b、与离心泵相同的条件下，压头高24倍，流量比离心泵低。 c、结构简单，加工方便，可用各种耐腐蚀材料制造。 d、输送液体黏度不宜太大（5倍水的黏度），否则效率和压头迅速下降。 e、输送液体不能含固体颗粒。,41/78,2 轴流泵,转轴带动轴头转动，轴头上装有叶片，液体从箭头方向进入泵壳，经过叶片，然后经过固定于泵壳的导叶流入压出管路。,42/78,工作原理 当叶片作等角速度旋转运动，液体在半径方向角速度不等，结果液体在叶片间作绕流运动。由于绕
13、流运动，在叶片两侧形成压差，产生输送液体所需要的压头。,43/78,轴流泵的特点 流量越小，功率越大； 高效操作区很小，在额定点两侧效率急骤下降； 大流量，低压头的流体输送； H qV曲线很陡，最大压头可达到额定值的1.5 2倍。,44/78,轴流泵的流量调节 常用的方法为改变叶轮转速和改变叶片安装角度，不能用出口阀门调节流量。 轴流泵的安装高度 大多数为负吸液高度下工作，如果吸液高度为正，同样需要充液。,45/78,二、 正位移泵,1 隔膜泵 隔膜泵借弹性薄膜将活柱与被输送液体隔开，可保正缸体不受损伤。弹性薄膜用耐腐蚀材料橡皮或弹性金属薄片制成。当活柱往复运动，迫使隔膜交替向两边弯曲，将液体
14、吸入和排出。,46/78,隔膜泵 1、吸入活门；2、压出活门；3、活柱；4、水（油）缸；5、隔膜,47/78,2 计量泵 计量泵的构造与往复泵相同，但设有一套可以准确而方便地调节活塞行程的机构。可以准确计量液体或将几种液体按比例混合。,48/78,3 齿轮泵 齿轮泵的特点是流量较小，压头较高，一般输送高黏度的液体或膏糊状物料，不宜输送含固体的悬浮液。,49/78,50/78,4 螺杆泵 螺杆泵一般分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和五螺杆泵。其效率比齿轮泵高，流量均匀，选用于高粘度流体的输送。,51/78,52/78,5 气体输送机械,气体输送特点：,53/78,5 气体输送机械,终压p215k
15、Pa(表)，压缩比,终压p215kPa0.3MPa，压缩比,终压p20.3MPa，压缩比,生成负压，进口0.1MPa，出口0.1MPa,54/78,离心式通风机工作原理与离心泵相同，结构也大同小异。,离心通风机及叶轮 1机壳; 2叶轮; 3吸入口; 4排出口,2,一、离心式通风机,55/78,工作原理：,结构：,主要性能参数及特性曲线：,风量、风压、轴功率、效率,与离心泵相同,风量qV ：,以进口状态计,与离心泵相似 特点：叶片直径大，有前弯、直叶的，大多为后弯的； 风压pT ；动能在机械能中所占比重明显。,单位时间内从风机出口排出的气体体积，m3/s,56/78,风压pt：,在风机进出口间列
16、机械能衡算方程式：,又称全压,按风压分类 低压通风机 出口风压1kPa（表压） 中压通风机 出口风压13kPa（表压） 高压通风机 出口风压315kPa（表压）,习惯上以mmH2O表示。 风压与通风机的结构、叶轮尺寸、n及进气密度有关，由实验测定。,57/78,5 气体输送机械,若使用条件与测定条件不同，需换算：,出厂标准：pT0,-用0.1MPa、20空气测定的风压,58/78,5 气体输送机械,全压效率70%90%,效率：,功率Pa：,59/78,离心通风机 （Centrifugal Fan ）,9-19D 高压离心通风机,GY4-73 型锅炉 离心通、引风机,DKT-2系列低噪声离心通风
17、机,B30 防爆轴流通风机,高温离心通风机,60/78,二、鼓风机,注意：正位移特性 温度过高会使转子卡住,1.罗茨鼓风机,61/78,罗茨鼓风机,L6LD 系列,L10WDA 系列,L4LD 系列,3R5WD 系列,62/78,离心式鼓风机的结构特点：离心式鼓风机的外形与离心泵相象，内部结构也有许多相同之处。,2. 离心鼓风机,多级低速离心鼓风机,63/78,离心鼓风机 （透平鼓风机 Turboblower ）,64/78,三、往复式压缩机,结构、工作原理与往复泵相似。 但因气体密度小、可压缩的特性，决定了压缩机的阀门更加轻巧、灵活。,工作循环： 膨胀吸气压缩排气,余隙,65/78,工作循环
18、： 膨胀吸气压缩排气,余隙,VD,A,B,C,D,p2,p1,66/78,压缩机的选用指标 生产能力（m3/min）和排出压强。 压缩后气体的处理 压缩机出口连接气柜，稳定出口气体压力；压缩后的气体经过旋风分离器除水和油。,67/78,1 往复式真空泵,往复式真空泵的构造与往复式压缩机相同，但真空泵的压缩比很大（约20），气体的压强很小，余隙要求更小。在运行时气体中不能含有液体。,四、真空泵,68/78,2 水环真空泵,水环真空泵外壳为圆形，内部安装一偏心轮。 水环真空泵的特点允许有少量液体存在，工作时要不断补充水，维持泵内液封。,69/78,3 旋片真空泵,由泵壳、带有两个旋片的偏心转子和排
19、气阀片组成。泵工作时，旋片始终将泵腔分为吸气、排气两个工作室，转子每转一周，完成两次吸、排气过程。,特点：适用于抽除干燥或含有少量可凝性蒸汽的气体。不适宜抽除含尘和对润滑油起化学反应的气体。,70/78,真空泵,目的：获得和维持负压,主要性能参数：,1.极限真空：能达到的稳定的最低压强，用绝压表示,2.抽气速率：以吸入口状态为基准，m3/h,真空泵抽的是什么？,流体输送机械,液体输送： 离心泵：以高速旋转的叶轮产生的离心力为依据，送液能力大，流量均匀，但压头不大。 旋涡泵：小流量大压头 往复泵：活塞的往复作用为依据，压头高，但流量不均匀。包括计量泵 旋转泵：以转子的相互积压为依据。流量均匀、压
20、头高，但送液量小。包括齿轮泵、螺杆泵 气体输送： 压缩机 鼓风机 通风机 真空泵,离心式：通风机、鼓风机、压缩机 旋转式：罗茨鼓风机、液环压缩机 真空泵 往复式：压缩机、真空泵,72/78,本章小结和习题,设计型、操作性问题定性分析与计算,本 章 小 结,73/78,本章小结和习题,74/78,例1 用离心泵将江水送至高位槽。若管路条件不变，则下列参数随着江面的下降有何变化？（设泵仍能正常工作） 泵的压头H ， 管路总阻力损失Hf ， 泵出口处压力表读数， 泵入口处真空表读数。,管路特性曲线,平行上移,解：,江面下降，泵特性曲线不变,工作点左移,本章小结和习题,75/78,本章小结和习题,76/78,本章小结和习题,解： （1）,例2 某离心泵工作转速为n=2900r.p.m.（转/min），其特性曲线方程为 。当泵的出口阀全开时，管路特性曲线方程为 ，式中qV 的单位为m3/h，H 的单位均为m。求： （1）阀全开时，泵的输水量为多少？ （2）要求所需供水量为上述供水量的75%时： a若采用出口阀调节，则节流损失的压头为多少m水柱？ b若采用变速调节，则泵的转速应为多少r.p.m.？,77/78,本章小结和习题,(2) a. 采用调节出口阀门的方法,78/78,本章小结和习题,b. 采用调节转速的方法,qV,qV,新转速下泵的特性曲线方程为：,