（中职）化工总控工应会技能基础模块3 化工单元操作-1-流体输送操作教学课件.pptx

正版可修改PPT课件（中职）化工总控工应会技能基础模块3 化工单元操作-1-流体输送操作教学课件-项目项目 3.1 3.1 流体输送操作流体输送操作任务任务1 流体输送实训操作流体输送实训操作考核要求：1能够熟练进行离心泵启动、运行和停车操作；2能够按工艺要求完成流体输送及流量调节。3能够判断离心泵常见故障、分析原因并排除。实训操作：根据流体输送实训装置操作步骤进行操作：检查准备开车正常运行泵的联锁投运停车任务任务2 二氧化碳压缩机二氧化碳压缩机仿真仿真操作操作操作目标操作目标：1能正确标识设备、阀门、各类测量仪表的位号及作用。2学会离心泵正确的开车、停车操作方法。3能正确分析常见事故产生的原因，学会常见事故的判断及处理方法。4认知简单控制系统与分程控制系统的构成，学会其操作方法。工艺流程工艺流程 ：（1）来自某一设备约40的带压液体经调节阀LV101进入带压罐V101，罐液位由液位控制器LIC101通过调节V101的进料量来控制；（2）罐内压力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分别调节进入V101和出V101的氮气量，从而保持罐压恒定在5.0atm。（3）罐内液体由泵P101A/B抽出，泵出口流量在流量调节器FIC101的控制下送出。按照离心泵仿真操作步骤，完成仿真实训操作。仿真仿真操作操作一、流体输送基本知识 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。1流体的主要物理量（1）密度，单位kg/m3（2）比重，d 0 （4）流速单位时间内流体质点在流动方向上所流过的距离，u，m/s 流速、体积流量、质量流量之间的关系：（3）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，qV，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，kg/s 2.静止流体基本规律静止流体基本规律静力学基本方程静力学基本方程在静止的、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。稳定流动：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。3稳定流动稳定流动的物料衡算的物料衡算式式连续性方程连续性方程稳定稳定流动流动不稳定流动不稳定流动稳定流动系统，流体地从1-1截面流入，从2-2截面流出，且充满全部管路。若流体为不可压缩流体，即为常数，则 对于圆管，4稳定流动的机械能衡算式柏努利方程gZ 单位质量流体在截面上的位能,J/kg；单位质量流体在截面上的动能，J/kg；单位质量流体在截面上的静压能，J/kg；We 单位质量流体从输送机械获得的能量，J/kg；克服系统阻力所损耗的能量，J/kg。Z 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；若将上式中的各项除以g，则可得He 有效压头；Hf 压头损失。确定两设备间的相对位置高度解：取高位槽液面为1-1面，喷头入口处为2-2面，以2-2面为基准面 在两截面之间列柏努利方程 列出已知条件 Z1？,Z20;u1 0 u22.2 m/s;1050 kg/m3 p10 p2 4.05104Pa（均为表压）;We0 hf25 J/kg 代入柏努利方程 解得 Z16.73m。柏努利方程在工程上的应用：【例】用高位槽向喷头供应液体，液体密度为1050 kg/m3。喷头入口处维持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），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？确定输送设备的有效功率【例】用泵把水从贮槽送至填料塔顶，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。解：取贮槽液面为截面1-1，塔内出口处为截面2-2，以截面1-1为基准面在两截面之间列柏努利方程已知:Z10,Z2201.518.5m;p10,p2125kPa，1000 kg/m3u10,qV 15 m3/h，d5722.552mm0.052m,u21.96 m/s We？hf59.8149.05J/kg代入解得 We357.45J/kg质量流量 qm151000/36004.17kg/s有效功率 Peqm We357.454.171489.5 W1.49kW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、流体输送机械的类型泵的类型结构及性能特点离心泵离心泵是通过高速旋转的叶轮使泵壳内的液体产生离心力被甩出，并在中心处形成低压区，从而不断压出和吸入液体。结构简单，操作容易，便于调节和自控，流量均匀，适用范围广，在化工生产中应用最为广泛，约占所用泵的80%以上往复泵往复泵是一种容积式泵，它是依靠活塞的往复运动并依次开启吸入阀和排出阀，从而吸入和排出液体。应用较为广泛，主要适用于小流量、高扬程的场合计量泵是往复泵的一种，有柱塞式和隔膜式两种形式。可以严格地控制和调节流量，适用于要求输液量十分准确而又便于调整的场合齿轮泵由一对相互啮合的齿轮在相互啮合的过程中引起的空间容积的变化来输送液体螺杆泵属于转子容积泵，根据螺杆根数，可分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵和五螺杆泵等几种。其工作原理是螺杆在具有内螺纹的泵壳中偏心转动，将液体沿轴向推进，最终由排出口排出旋涡泵由泵壳和叶轮组成，叶轮由一个四周有凹槽的圆盘构成，几十片叶片呈辐射状排列。工作时，液体按叶轮的旋转方向进入泵的流道，在流道内每经过一次叶轮就得到一次能量，因此可达到很高的扬程屏蔽泵属于离心式无密封泵，泵和驱动电机都被封闭在一个被泵送介质充满的容器内，取消了传统离心泵的旋转轴密封装置，能做到完全无泄漏喷射泵属于流体作用泵，利用从喷嘴流出的高速流体造成喷嘴处的局部低压，将另一种流体吸进喷嘴附近，再送至排液管中。根据喷射流体不同，有水力喷射泵和蒸汽喷射泵两种根据实物或泵图片，说明各种泵的特点及应用场合，并对作出综合评价。往复泵、柱塞式计量泵、隔膜式计量泵、齿轮泵、螺杆泵根据实物或泵图片，说明各种泵的特点及应用场合，并对作出综合评价。旋涡泵（及叶轮）、屏蔽泵、水喷射泵、蒸气喷射泵根据实物或泵图片，说明各种泵的特点及应用场合，并对作出综合评价。根据实物或图片认识管件，说明管件的作用。自学、讨论根据图形说明阀门的的结构特点及应用场合。自学、讨论三、离心泵的结构与性能1 1离心泵的结构离心泵的结构根据实物图片说明，离心泵的结构是怎样的？各部件起什么作用？自学、讨论叶轮有开式、半闭式和闭式三种，其特点和使用场合有什么不同？自学、讨论泵壳为什么又称蜗壳？它是怎样完成能量转换的？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？自学、讨论2 2离心泵的工作原理离心泵的工作原理工作过程：灌泵液体随叶轮高速转动，被抛向外缘获得能量，进入蜗壳蜗壳中，流道渐大而减速，动能转变为静压能，液体以较高压力流入排出管叶轮中心形成真空，液体被连续压入叶轮叶轮不断转动，液体不断被吸入和排出。3 3离心泵的性能参数和离心泵的性能参数和特性曲线特性曲线性能参数性能参数 单位单位 定义定义流量 m3/h，m3/s 单位时间内所输送的液体体积。扬程（压头）H m 单体重量流体经泵所获得的能量。效率 离心泵的有效功率与轴功率之比。轴功率PW，kW 泵轴所需的功率。离心泵的特性曲线设计点：曲线上的效率最高点。铭牌上标出的性能参数即为最高效率点上的工况参数。影响离心泵性能的主要因素（1）输送液体的黏度 输送液体的黏度增大，泵体内的能量损失增大，泵的流量、扬程减小，效率下降，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：（3）叶轮直径 切割定律：四、离心泵的使用1.1.离心泵的选用离心泵的选用（1）根据被输送液体的性质及操作条件确定类型；（2）根据流量（一般由生产任务定）及计算管路中所需压头，确定泵的型号（从样本或产品目录中选取）；（3）若被输送液体的黏度和密度与水相差较大时，应核算泵的特性参数（流量、压头和轴功率）。（4）选择离心泵时，可能有几种型号的泵同时满足在最佳范围内操作这一要求，此时，可分别确定各泵的工作点，比较工作点上的效率，择优选取。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 2.2.离心泵的离心泵的“汽蚀汽蚀”现象及安装现象及安装高度高度安装高度（吸上高度）：是指泵入口中心处与吸入液面间的垂直距离。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。泵的允许吸上高度，Hg允许汽蚀余量允许汽蚀余量离心泵的抗汽蚀性能泵的最大安装高度的计算从安全角度考虑，实际安装高度值一般比计算值低0.51m。【例】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：已知p03.45105 Pa，ps3.05105Pa，h3m，580kg/m3，Hf，011.5m，则 2.53m题中指出，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。3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。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。管路特性曲线压头与流量的关系曲线4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。练习与拓展1离心泵在启动和停车前，为什么都要关闭出口阀？原因相同吗？2离心泵启动后没有液体送出，是什么原因？应如何处理？3随着流量的增大，泵入口处的真空度和出口处的压力表读数如何变化？4发生“汽蚀”现象的原因有哪些？如何防止“汽蚀”现象的发生？5离心泵运行一段时间后输出液流量下降，是什么原因导致的？应如何处理？