1、走近化工厂【教材版本】李祥新、朱建民主编化工单元操作，高等教育出版社2009年3月出版。【教学目标】1掌握化工单元操作的概念。2掌握化工单元操作的分类及应用。3知道化工本课程的学习方法。【教学重点、难点】重点：化工单元操作的概念【教学方法】采用讲授法、举例法、类比法。【学时安排】2学时【教学建议】通过日常生活中的例子导入，概括介绍化工生产工艺过程，引入化工单元操作的概念，通过例子介绍化工单元操作的分类和应用，最后介绍学习技巧。【教学过程】一、导入化工产品广泛应用于人们的衣食住行各个方面。（举例）化工生产是将自然界中的各种物质，经过化学和物理方法的处理，制成生产资料（如汽油、橡胶、化肥、农药）和
2、生活资料（如合成纤维、医药和化妆品）的工业。二、化工单元操作的概念面水1工艺流程（包饺子）擀皮调馅包扎沸煮打捞和面成品菜调料2单元操作在化工生产过程中，除化学反应外，其余步骤都是一些类似的基本加工过程。如流体的输送、固体的干燥、液体的蒸馏、气体的吸收等，我们将这些基本的加工过程称为化工单元操作。将化学反应过程与若干个单元操作串联起来，就构成了一个化工产品的生产过程。二、化工单元操作的分类及应用按照操作原理，归纳为五类：（1）流体动力传递过程 如流体的输送、过滤、沉降、固体流态化等；（2）传热过程 如加热、冷却、蒸发、冷凝等；（3）传质过程 如蒸馏、吸收、干燥、萃取等；（4）热力过程 如冷冻等；
3、5）机械过程 如固体的粉碎、筛分、搅拌等。三、学习方法点拨1重点掌握化工单元操作的基本原理、规律和相关计算；2细致分析各种典型设备的结构和工作原理，掌握其操作调控方法；3多多练习设备操作，学习判断设备运行故障的方法，解决生产中的实际问题。【作业】调查附近化工生产企业，了解其生产过程中应用到的单元操作方法，熟悉各单元操作设备的外观。模块一 流体输送操作项目1 观察流体流动【教材版本】李祥新、朱建民主编化工单元操作，高等教育出版社2009年3月出版。【教学目标】1借助雷诺实验装置，认识流体在管内流动的两种不同型态。2学会雷诺准数的计算，并用雷诺准数判断流体流型。【教学重点、难点】重点：认识流体流
4、动型态难点：雷诺准数的计算【教学方法】采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入演示实训评价讲授讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。【学时安排】8学时【教学建议】先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习流体输送的相关知识。【教学过程】一、导入自然界中存在着大量的流动现象，如河水流动，刮风等等。流体有不同的流动状态。二、教师讲授及演示实训步骤1布置实训任
5、务：观察液体的流动状态。2引导学生先大致了解流体输送装置，简述其用途，提高学生学习兴趣。图1-1 雷诺实验装置三、学生实训指导学生按工艺卡片进行实训。水箱加水调节流量记录流量计算雷诺准数验证雷诺判据四、检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。五、相关知识在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。一、流体流动的基础知识流体包括气体和液体，液体可认为是不可压缩性流体，气体为可压缩性流体。 1液体内部不同位置的压力（1）压力的表示方法化工生产中习惯上将压强称为压力，是指垂直作用于流体单位面积上的压力，以p表示。单位N/m2，Pa
6、MPa；kPa；atm；at或kgf/cm2；mH2O；mmHg。换算关系：1 MPa103kPa106Pa1atm0.10133MPa101.3kPa1.033 kgf/cm2 760mmHg10.33mH2O表压：表上反映出的压力，是设备内的实际压力与大气压力之差。设备内的实际压力称为绝对压力。真空度：当设备内的实际压力小于大气压时，表上测出的压力叫真空度。绝对压力与表压力、真空度的关系如图1-3所示。表压绝对压力绝对真空图1-3 绝对压力、表压与真空度的关系注意：用液柱高度表示压力单位时，液柱名称不能漏掉；表压力、真空度等要加以标注，如2000Pa（表压），10mmHg（真空度）等。还
7、应指明当地大气压力。（2）静止流体内的压力计算静力学基本方程图1-4 容器内液体示意图 （1-1）静力学基本方程式表明：在静止的、连通着的同种液体内，处于同一水平面上各点的压力相等。压力相等的面称为等压面。液体内部任意一点或液面上方的压力发生变化时，液体内部各点的压力也发生同样大小的变化。（3）利用静力学方程式解决实际问题通过液柱高度可进行压力及压差测量。图1-5 U形压差计【例1-1】 如图1-5（b）所示，已知管内流体为水，指示液为汞，压差计上读数为40mm，求两测压点的压差。解：已知1000kg/m3，13600kg/m3p1p2R（）g0.04（136001000）9.814944.2
8、Pa用于了解化工生产中高位槽、储槽、塔器及地下容器内液位的高度。如图1-6和图1-7。图1-6 容器上的玻璃液位计 图1-7 压差法测量液位1玻璃管；2容器 1容器；2平衡室；3U形管压差计计算液封高度。安全液封（水封）装置的作用：当设备内压力超过规定值时，气体从水封管排出，以确保设备操作的安全，或防止气柜内气体泄漏。水封管的插入深度h为 （1-2） （a）安全液封 （b）溢流液封图1-8 液封装置2流量和流速（1）流量体积流量：单位时间内流体流经管路任一截面处流体的体积，单位为m3/s。质量流量：单位时间内流体流经管路任一截面处流体的质量，qm，单位为kg/s。 （1-3）（2）流速单位时间
9、内流体质点在流动方向上所流过的距离，u，单位为m/s。 （1-4）式中 A 与流动方向相垂直的管道截面积，m2。流速、体积流量、质量流量之间的关系为： （1-5） （1-6）（3）管径、流量和流速之间的关系流量方程对于圆形管道， （1-9） 3稳定流动的质量守恒连续性方程（1）稳定流动和不稳定流动稳定流动：槽内水位维持不变，则排水管任一截面处的流速、压力等都不随时间而变。正常连续生产时，均属于稳定流动。不稳定流动：随着槽中的水放出，槽内水位不断降低，所以排水管中水的流速、压力等也逐渐降低。连续生产的开、停车阶段，属于不稳定流动。（a） （b）图1-10 稳定流动和不稳定流动（2）连续性方程稳定
10、流动系统，流体地从1-截面流入，从2-截面流出，且充满全部管路。图1-11 稳定流动系统 （1-11）若流体为不可压缩流体，即为常数，则 （1-12） 对于圆管，故 （1-13）说明：不可压缩流体在管道内的流速u与管道内径的平方d2成反比。管径越小，流速越大，管径最小的地方，流速最大。【例1-2】 如图1-10所示的串联变径管路中，已知小管规格为57mm3mm，大管规格为89mm3.5mm，水在小管内的平均流速为2.5m/s，水的密度可取为1000kg/m3。试求：（1）水在大管中的流速。（2）管路中水的体积流量和质量流量。解：（1）小管内径d1572351mm，u12.5m/s，大管内径d2
11、8923.582mm。 m/s（2） m3/skg/s4稳定流动的机械能守恒柏努利方程（1）流体所具有的能量机械能流体在管内做稳定流动过程中，有三种形式机械能位能、动能、静压能的改变及转换。 位能。mgZ（J），单位为J/kg。位能是相对值，计算时须规定一个基准水平面，如0-面。动能。，单位为J/kg。 静压能。m（J），单位为J/kg。上述三种机械能都可以用测压管中的一段液体柱高度来表示，称为“压头”。位压头表示1N流体的位能；动压头表示1N流体的动能；静压头表示1N流体的静压能。（2）系统与外界交换的能量外功或有效功：1kg流体从流体输送机械所获得的能量，We，单位为J/kg。损失能量：流
12、体在系统流动时因克服系统阻力所损耗的能量，J/kg。（3）柏努利方程反映了流体流动过程中各种能量的转化和守恒规律。图1-15 流体流动的总能量衡算 （1-14） 将式（1-14）中的各项除以g，则可得令 ， 则 （1-15）式中 ，分别称为位压头、动压头、静压头，为单位重量（1 N）流体所具有的机械能，m； He 有效压头，单位重量流体在截面1-与截面2-间所获得的外加功，m； Hf 压头损失，单位重量流体从截面1-流到截面2-的能量损失，m。式（1-15）中各项均表示单位重量流体所具有的能量，单位为J/N（m）。（3）柏努利方程在工程上的应用确定两设备间的相对位置高度【例1-3】 某车间用一
13、高位槽向喷头供应液体，液体密度为1050 kg/m3。为了达到所要求的喷淋条件，喷头入口处要维持4.05104Pa的压力（表压），液体在管内的速度为2.2 m/s，管路阻力为25J/kg（从高位槽的液面算至喷头入口处），假设液面维持恒定，求高位槽内液面至少要在喷头入口以上多少米？例1-3附图解：取高位槽液面为1-截面，喷头入口处为2-截面，以2-截面所在水平面为基准面在两截面之间列柏努利方程列出已知条件 Z1？ Z20u1 0 u22.2 m/sp10 p2 4.05104Pa （均为表压），1050 kg/m3We0 hf25 J/kg代入柏努利方程解得 Z16.73m。确定输送设备的有效功
14、率输送设备的有效功率为 （1-16）式中 Pe 输送设备的有效功率，J/s或W； qm流体的质量流量，kg/s； We1kg流体从输送设备获得的外加能量（又称外加功），J/kg。【例1-4】 用离心泵把水从贮槽送至填料塔顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为57mm2.5mm ，送水流量为15 m3/h。塔内水管出口处的表压为125kPa，能量损失为5m水柱。求水泵的有效功率。例1-4附图解：取贮槽液面为截面1-，塔内出口处为截面2-，以截面1-为基准面。在两截面之间列柏努利方程列出已知条件Z10 Z2201.518.5mu10 15 m3/h， d5722.55
15、2mm0.052mu21.96 m/s p10 p2125kPa，1000 kg/m3We？ hf59.8149.05J/kg代入求解解得 We357.45J/kg质量流量 qm151000/36004.17kg/s有效功率 Peqm We357.454.171489.5 W1.49kW确定输送液体的压力求管路中流体的流量二、管内流体的流动型态 1流动型态的划分层流（滞流）湍流（紊流）过渡流工程上遇到的管内流体的流动大多为湍流，而管内流体的低速流动、高黏度液体的流动、毛细管和多孔介质中的流体流动等属于层流。流体流动速度在管道截面上的分布规律因流型而异： （a）滞流 （b）湍流图1-17 圆管内
16、速度分布在圆管中，层流时，其速度分布曲线呈抛物线形，平均流速u=0.5umax。湍流时其速度分布曲线呈不严格抛物线形，平均流速u=0.82umax。2流体流动型态的判定 流体的流动型态与流体密度、黏度、流速u和管径d（内径）等因素有关，用雷诺准数Re可以判定流动型态。在圆形直管道中，雷诺准数计算公式为 （1-17）雷诺准数Re无量纲，计算时只要采用同一单位制下的单位，计算结果都相同。Re大小反映了流体的湍动程度，Re越大，流体流动的湍动性越强。当流体在直管内流动时，Re2000时为层流；Re4000时为湍流；2000Re4000时，可能为层流，也可能为湍流，与流动环境有关。如果流体流通的截面不
17、是圆形，其直径可用当量直径de代替。 （1-18）【作业】复习题5分析并比较下列各组概念的联系与区别。体积流量绝对压力 位能层流能量损失质量流量表压 动能湍流 压头损失流速 真空度 静压能 过渡流 计算题项目2 化工管路的安装【教材版本】李祥新、朱建民主编化工单元操作，高等教育出版社2009年3月出版。【教学目标】1通过管路安装练习，掌握流体输送管路的构成、管子及阀门的选用。2学会管子与各种管件及阀门的连接方法。【教学重点、难点】重点：管路安装难点：管路连接【教学方法】采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采
18、用“导入演示实训评价讲授讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。【学时安排】8学时【教学建议】先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习流体输送的相关知识。【教学过程】一、导入化工生产中，经常需要将流体物料从一个设备输送到另一个设备，实现这一过程要借助管路和流体输送机械。管路相当于人体的血管，流体输送机械相当于人的心脏。二、教师讲授及演示实训步骤1布置实训任务：安装与连接化工管路2演示管路连接操作，提示操作技巧。图1-18 化工管路安装图三、学生实
19、训指导学生按工艺卡片进行实训。绘制管路图选择管件阀门截取管子管子割丝管路安装水压试验四、检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。五、相关知识在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。学生自学讨论，解决以下问题：1化工管路是由哪些构件构成的？257mm2.5mm表示的管子的规格是怎样的？DN和PN分别表示什么意思？3根据图形认识管件，说明管件的作用。 活接头 螺纹短节 卡箍活接头 法兰 45弯头 90弯头 三通 四通 异径管 内外螺纹接头 管帽 丝堵 图l-20常用管件4根据图形说明阀门的的结构特点及应用场合。 截止阀 闸阀
20、 旋塞 球阀 蝶阀 升降式止回阀 旋启式止回前阀 全启式安全阀图1-21 常用阀门外形图5管路常用的连接方式有四种，说明其结构特点及应用场合。6单一管路、串联管路、分支管路和并联管路各有什么特点？7怎样选择管子材料和管径？8管路的布置与安装有什么原则？【例1-5】某厂精馏塔进料量为50000kg/h，料液的性质和水相近，密度为960kg/m3，试选择进料管的管径并计算管内实际流速。解： 根据输送物料的性质，选择无缝钢管。根据式（1-3）m3/s 因料液的性质与水相近，故选取u1.8m/s，根据式（1-9）根据附录八中的管子规格，选用108mm4mm的无缝钢管，其内径为d10824100mm。核
21、算管内实际流速为m/s三、流体阻力1流体的黏度流体流动时产生内摩擦力的性质称为流体的黏性。黏性越大，流动性越差，流动阻力越大。黏性是流体的固有属性，流体无论是静止还是流动，都具有黏性。动力黏度（简称黏度），用来表示。单位是Ns/m2（Pas），P（泊），cP（厘泊）换算关系为：1Pas10P1000cP1000mPas影响流体黏度的因素主要是温度。对于液体，温度升高，黏度减小；而对于气体，温度升高，黏度增大。 2流体阻力因为流体有黏性，它在管道里流动会有阻力，即柏努利方程中的hf或Hf 。流体在管路中流动时的阻力分为直管阻力和局部阻力两种。流体流动的阻力造成能量损失，会增加操作费用，所以生产中
22、就尽量降低管路总阻力。降低管路总阻力可采取如下措施：合理布局，尽量减少管长，少装不必要的管件及阀门。适当加大管径并尽量选用光滑管。高黏度液体长距离输送时，可用加热方法（蒸气伴管）或强磁场处理，以降低黏度。在工艺允许的情况下，可在被输送液体中加入减阻剂。【作业】复习题 9分析并比较下列各组概念的联系与区别。串联管路局部阻力 阻力损失并联管路直管阻力 压头损失分支管路总阻力 项目3 拆装离心泵【教材版本】李祥新、朱建民主编化工单元操作，高等教育出版社2009年3月出版。【教学目标】1通过离心泵拆装实训，学会熟练地拆装离心泵。2掌握离心泵的结构和工作原理。3学会离心泵故障的判断及处理。【教学重点、难
23、点】重点：离心泵的结构和工作原理难点：离心泵故障的判断及处理【教学方法】采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入演示实训评价讲授讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。【学时安排】8学时【教学建议】先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习流体输送的相关知识。【教学过程】一、导入离心泵具有结构简单，性能稳定，检修方便，操作容易和适应性强等特点，是化工生产中
24、应用最广泛的流体输送设备。二、教师讲授及演示实训步骤1布置实训任务：认识流体输送装置。2引导学生先大致了解流体输送装置，简述其用途，提高学生学习兴趣。图1-25 离心水泵三、学生实训指导学生按工艺卡片进行实训。拆卸泵壳、叶轮拆卸密封系统分析结构安装泵体试车四、检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。五、相关知识在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。一、离心泵的结构与工作原理学生自学、讨论内容1根据实物图片说明，离心泵的结构是怎样的？各部件起什么作用？ 图1-26离心泵结构图2叶轮有开式、半闭式和闭式三种，其特点和使用场
25、合有什么不同？ （a）开式 （b）半闭式 （c）闭式 图1-27 离心泵的叶轮3泵壳为什么又称蜗壳？它是怎样完成能量转换的？4轴封装置有填料密封和机械密封两种，它们的密封原理有什么不同？教师讲授内容2离心泵的工作原理图1-28 离心泵工作原理图灌泵启动后，叶片间的液体随着叶轮高速转动，被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳在蜗壳中，液体流道逐渐扩大而减速，部分动能转变为静压能，液体以较高的压力流入排出管道，送至需要场所叶轮中心形成真空，液体被连续压入叶轮中叶轮不断地转动，液体不断地被吸入和排出。二、离心泵的特性1离心泵的主要性能参数表1-6 离心泵的主要性能参数性能参数单位定义影
26、响因素流量m3/hm3/s离心泵在单位时间内所输送的液体体积泵的结构尺寸（主要为叶轮的直径与叶片的宽度）和转速扬程Hm也称压头，单体重量流体经泵所获得的能量取决于泵的结构和转速，可由实验测定效率离心泵的有效功率与轴功率之比，反映离心泵能量损失的大小与泵的类型、大小、结构、制造精度和输送液体的性质有关。大型泵90%左右，小型泵50%70%，此值由实验测得轴功率PWkW泵轴所需的功率轴功率随设备的尺寸、流体的黏度、流量等的增大而增大2离心泵的特性曲线图1-29 IS100-80-125型离心泵的特性曲线 （1）H线 离心泵的扬程随流量的增大而下降。（2）P线 轴功率随流量的增大而提高，流量为零时轴
27、功率最小。（3）线 当0时，0；随着流量的增大，效率随之上升达到一个最大值；而后随流量增大，效率下降。离心泵特性曲线上的效率最高点称为设计点，泵在该点对应的压头和流量下工作最为经济。离心泵铭牌上标出的性能参数即为最高效率点上的工况参数。泵的特性曲线均在一定转速下测定，故特性曲线图上注出转速n值。【例1-6】采用附图所示的装置，用清水测定一台离心泵的主要性能参数。测得流量为10m/h，泵出口处压力表的读数为0.17MPa（表压），入口处真空表的读数为0.021MPa，轴功率为1.07kW，电动机的转速为2900r/min，真空表测压点与压力表测压点的垂直距离为0.5m。试求该泵在此实验点下的扬程
28、有效功率和效率。例1-6附图1真空表；2压力表；3流量计；4泵；5贮槽解：（1）泵的扬程分别取真空表和压力表所处位置的截面为截面1-1和2-2，列柏努利方程其中 Z2Z10.5m，p12.1104Pa（表压），p21.7105Pa（表压），1000kg/m3 因u1u2，且两测压点的管路很短，其间流动阻力可忽略不计，即Hf0，故20 m（2）泵的有效功率 10m3/h0.00278 m3/sPeHg0.002782010009.81545W（3）泵的效率51%3影响离心泵性能的主要因素（1）输送液体的黏度 当输送液体的黏度大于实验条件下水的黏度时，泵体内的能量损失增大，泵的流量、扬程减小，效
29、率下降，轴功率增大。（2）输送液体的密度 离心泵的体积流量及扬程与液体密度无关，功率则随密度增大而增大。（3）离心泵的转速比例定律： （1-22）（3）叶轮直径切割定律： （1-23）三、离心泵的类型学生自学、讨论内容1离心泵怎样进行分类？2根据实物或泵图片，说明各种离心泵的特点及应用场合。清水泵（IS型、SH型、D型）、耐腐蚀泵、油泵、液下泵。图1-30 单级双吸式离心泵 图1-31多级离心泵 图1-32耐腐蚀泵 图1-33油泵图1-34液下泵3根据实物或泵图片，说明各种泵的特点及应用场合，并对作出综合评价。往复泵、计量泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵、屏蔽泵、喷射泵图1-35 往复泵 图1-36
30、 柱塞式计量泵 图1-37 隔膜式计量泵 图1-38 齿轮泵 图1-39 螺杆泵图1-40 旋涡泵 图1-41屏蔽泵 图1-42 水力喷射泵 图1-43蒸气喷射泵【作业】复习题8分析并比较下列各组概念的联系与区别。有效功率升扬高度单吸式单级 开式叶轮 填料密封轴功率扬程双吸式多级 闭式叶轮 机械密封电机功率习题项目4 离心泵操作【教材版本】李祥新、朱建民主编化工单元操作，高等教育出版社2009年3月出版。【教学目标】1通过本项目学习，学会离心泵的启动、运转和停车操作。2学会选择和安装离心泵。3学会离心泵特性曲线的测定方法，掌握实验数据的处理和作图方法。【教学重点、难点】重点：离心泵的启动、运转
31、和停车操作难点：离心泵特性曲线的测定【教学方法】采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入演示实训评价讲授讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。【学时安排】8学时【教学建议】先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习流体输送的相关知识。【教学过程】一、导入在化工生产中，离心泵的操作是非常常见的，其操作方法也较简单，但需要注意一些方面。二、教师讲授及演示实训
32、步骤1布置实训任务：离心泵操作。2说明离心泵的的性能曲线的测定需记录的数据。图1-44 流体输送实训装置三、学生实训指导学生按工艺卡片进行实训。检查准备灌泵启动正常运转测定数据停泵绘制曲线四、检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。五、相关知识在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。一、离心泵的安装高度安装高度（吸上高度）：是指泵入口中心处与吸入液面间的垂直距离。1离心泵的汽蚀现象当吸入液面上的压力一定时，吸上高度越高，则泵入口压力越小。当吸入口处压力小于操作条件下被输送液体的饱和蒸气压时，在泵进口处，液体就会沸腾，大量
33、汽化，产生的大量气泡随液体进入高压区时，又被周围的液体压碎，而重新凝结为液体。在气泡凝结时，气泡处形成真空，周围的液体以极大的速度冲向气泡中心。这种极大的冲击力可使叶轮和泵壳表面的金属脱落，形成斑点和小裂缝，称为汽蚀。汽蚀现象发生时，泵体因受冲击而发生振动，并发出噪音；因产生大量气泡，使流量、扬程下降，严重时不能工作。2泵的允许吸上高度，Hg （1-24）式中：p0吸入液面压力，Pa；p1吸入口压力，Pa；u1吸入口处的流速，m/s；Hf，0-1液体流经吸入管的压头损失，m。3允许汽蚀余量表示离心泵的抗汽蚀性能。 （1-25）式中：ps操作温度下液体的饱和蒸气压，Pa；4泵的最大安装高度的计算
34、 （1-26）从安全角度考虑，泵的实际安装高度值一般应比计算值再低0.51m。【例1-7】 用油泵从密闭容器里送出30的丁烷。容器内丁烷液面上的绝对压力为3.45105Pa。液面降到最低时，在泵入口中心线以下2.8m。丁烷在30时密度为580kg/m3，饱和蒸气压为3.05105Pa。泵吸入管路的压头损失为1.5m。所选用的泵汽蚀余量为3m。试问这个泵能否正常工作？解：按所给条件考虑这个泵能否正常操作，就必须计算出它的安装高度，再与题中所给数值相比较，看它是否会发生汽蚀。已知p03.45105 Pa，ps3.05105Pa，h3m，580kg/m3，Hf，011.5m，则 2.53m题中指出，
35、容器内液面降到最低时，实际安装高度为2.8m，而泵的允许安装高度为2.53m，说明泵安装位置太高，不能保证整个输送过程中不发生汽蚀现象。为了保证泵正常操作，应使泵入口中心线不高于最低液面2.53m，即从原来的安装位置降低0.27m。二、离心泵的选用、安装与操作学生自学、讨论内容1离心泵的选用步骤。2离心泵的安装和运转要求。3离心泵的常见操作故障及处理方法。三、离心泵的操作1管路特性曲线压头与流量的关系曲线 （1-27）图1-46 管路特性曲线 图1-47 离心泵的工作点2离心泵的工作点当泵安装在一定管路系统中时，泵的特性曲线与管路特性曲线的交点即为泵的工作点，如图1-47所示。工作点所示的流量
36、与压头既是泵提供的流量和压头，又是管路所需要的流量和压头。离心泵只有在工作点工作，管中流量才能稳定。泵的工作点以在泵的效率最高区域内为宜。3离心泵的流量调节改变泵工作点的位置，即可调节泵的流量。（1）通过阀门调节。（2）改变泵的转速，流量和扬程均能提高。（3）改变叶轮外径也可改变泵的特性曲线，从而调节流量。【作业】复习题允许安装高度 气缚实际安装高度 汽蚀习题项目5 离心式通风机操作【教材版本】李祥新、朱建民主编化工单元操作，高等教育出版社2009年3月出版。【教学目标】1通过本项目的学习，学会离心式通风机的操作及流量调节的方法。2了解各种气体输送机械的结构及特点。【教学重点、难点】重点：离心
37、式通风机的操作及流量调节难点：各种气体输送机械的工作原理【教学方法】采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入演示实训评价讲授讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。【学时安排】8学时【教学建议】先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习气体输送的相关知识。【教学过程】一、导入气体输送机械在化工生产中具有广泛的应用，根据出口表压力的大小，可分通风机、鼓风机、
38、压缩机和真空泵等四类。二、教师讲授及演示实训步骤1 布置实训任务：认识气体输送装置。图1-49 离心式通风机2演示通风机的操作及流量调节。三、学生实训指导学生按工艺卡片进行实训。检查准备启动运行停车四、检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。五、相关知识在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。气体输送机械学生自学、讨论内容1按终压或压缩比（出口压力与进口压力之比），气体输送机械分是怎样分类的？一、离心式通风机 1结构与工作原理结构和工作原理与离心泵相似，在蜗壳中有一高速旋转的叶轮，借叶轮旋转时所产生的离心力将气体压力增大
39、而排出。中、低压通风机机壳截面多是方形，高压的多为圆形。低压通风机所用的叶轮多为平叶片，中、高压通风机的叶片是弯曲的。 图1-50离心式通风机叶轮2主要性能参数 性能参数单 位定 义风量m3/h气体通过进风口的体积流量风压HTN/m 单位体积的气体经过风机时所获得的能量轴功率P全压效率kW量纲为1 3选用与离心泵的选用步骤相似：计算风压确定风机类型根据实际风量与风压HT，从风机样本或产品目录中选择合适的机号核算轴功率。 二、离心式压缩机 1构造、工作原理及类型离心式压缩机又称透平压缩机，其结构、工作原理与离心式通风机相似。图1-51离心式压缩机离心式压缩机都是多级的，通常在10级以上，且叶轮转
40、速高，一般在5000r/min以上，可以产生很高的出口压力。离心式压缩机常分成几段，每段包括若干级，叶轮直径逐段缩小，叶轮宽度也逐级有所缩小。段与段间设有中间冷却器将气体冷却，避免气体终温过高。 优点：体积小，排气量大而均匀，操作可靠，运转平稳，调节性能好，维修方便，压缩气体绝对无油，非常适宜处理那些不宜与油接触的气体。 2离心式压缩机的性能曲线与调节离心式压缩机也有一个设计点，实际流量等于设计流量时，效率最高；一般流量越大，压缩比越小，即进气压力一定时，流量越大，出口压力越小。离心式压缩机流量可以通过调整出口阀开度、入口阀开度和改变叶轮的转速来调节，其中调节入口阀开度是常用的调节方法。离心压缩机有可能发生喘振现象，其流量不能小于稳定工作范围的最小流量。一般最小流量为设计流量的70%85%。三、往复式压缩机 1 构造及工作原理 构造与工作原理与往复泵相似，是依靠活塞的往复运动而将气体吸入和压出。主要部件有气缸、活塞、吸气阀和排气阀。附设冷却装置。图1-52 往复式压缩机往复式压缩机工作时，活塞往复一次，完成了一个实际的工作循环，每个工作循环由吸气、压缩、排气、气体膨胀四个过程组成。2主要性能参数 性能参数单 位定 义排气量Vminm3/min又称生产能力，单位时
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