化工原理 流体输送机械精选PPT.ppt
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1、化工原理 流体输送机械2023/1/91第1页,此课件共48页哦本章学习指导本章学习指导1 1 本章学习的目的本章学习的目的 本章是流体力学原理的具体应用。通过学习掌握工业上最常用的流体输送机械的基本结构、工作原理及操作特性,以便根据生产工艺的要求,合理地选择和正确地使用输送机械,以实现高效、可靠、安全的运行。2 2 本章应掌握的内容本章应掌握的内容 本章应重点掌握离心泵的工作原理、操作特性及其选型。3 3 本章学习中应注意的问题本章学习中应注意的问题 在学习过程中,加深对流体力学原理的理解,并从工程应用的角度出发,达到经济、高效、安全地实现流体输送。2023/1/92第2页,此课件共48页哦
2、 3-1 概述概述一、流体输送机械在化工生产中的应用一、流体输送机械在化工生产中的应用 根据生产任务的需要将流体由一处输送到另一处。根据生产任务的需要将流体由一处输送到另一处。1 1、提高流体的位能;、提高流体的位能;2 2、提高流体的压强(静压能)、提高流体的压强(静压能)3 3、克服管路上的机械能损失(阻力损失)。、克服管路上的机械能损失(阻力损失)。流体输送机械是向流体作功以提高流体机械能的流体输送机械是向流体作功以提高流体机械能的装置。装置。一般情况下,流体输送机械提供的机械能是以一般情况下,流体输送机械提供的机械能是以单单位重量流体位重量流体或或单位体积流体单位体积流体为衡量基准为衡
3、量基准。2023/1/93第3页,此课件共48页哦二、流体输送机械分类二、流体输送机械分类 1、按输送流体的类型分、按输送流体的类型分 (1 1)用于输送液体的机械称为泵)用于输送液体的机械称为泵;(2 2)用于输送气体的机械则按其所产生压强的大小)用于输送气体的机械则按其所产生压强的大小称为通风机、鼓风机或压缩机。称为通风机、鼓风机或压缩机。2023/1/94第4页,此课件共48页哦 2、按照操作原理分、按照操作原理分 (1)离心式离心式:由高速旋转的叶轮对流体作功,将机由高速旋转的叶轮对流体作功,将机械能传给流体械能传给流体,流体在离心力作用下,获得动能,经转,流体在离心力作用下,获得动能
4、,经转换后提高了静压能,被输送到指定地点。常见的有:离换后提高了静压能,被输送到指定地点。常见的有:离心泵、离心通风机、心泵、离心通风机、离心压缩机离心压缩机等;等;(2)往复式往复式:又称容积式或正位移式。又称容积式或正位移式。靠往复运动靠往复运动的活塞(柱塞)使流体吸入和排出的活塞(柱塞)使流体吸入和排出,并将机械能以静压并将机械能以静压能的形式直接传给流体。属于这一类的设备有:往复泵、能的形式直接传给流体。属于这一类的设备有:往复泵、计量泵、往复式压缩机等;计量泵、往复式压缩机等;2023/1/95第5页,此课件共48页哦 (3)旋转式旋转式:此类设备是靠机壳内一个或多个转子此类设备是靠
5、机壳内一个或多个转子的旋转来实现吸入和排出流体的旋转来实现吸入和排出流体。旋转泵又称转子泵。旋。旋转泵又称转子泵。旋转式输送设备的形式很多,工作原理都想同,常用的转式输送设备的形式很多,工作原理都想同,常用的有:齿轮泵、螺杆泵有:齿轮泵、螺杆泵,罗茨(罗茨(RootesRootes)鼓风机及水环)鼓风机及水环真空泵等;真空泵等;(4)流体作用式流体作用式:流体流动时会产生机械能的相互转流体流动时会产生机械能的相互转换,这样就可以利用一种流体的作用换,这样就可以利用一种流体的作用产生压强或造成真产生压强或造成真空,而达到输送另一种流体的目的,如:喷射泵。空,而达到输送另一种流体的目的,如:喷射泵
6、。2023/1/96第6页,此课件共48页哦3-2 3-2 离心泵离心泵 离心泵离心泵是化学工业与石油工业中最为常用的一是化学工业与石油工业中最为常用的一种种液体输送机械液体输送机械。这种泵结构简单,操作容易,效。这种泵结构简单,操作容易,效率高,流量均匀,适用于输送有腐蚀性、含悬浮物率高,流量均匀,适用于输送有腐蚀性、含悬浮物等性质特殊的液体,又适用于水等一般性液体。所等性质特殊的液体,又适用于水等一般性液体。所以离心泵的应用范围非常广。以离心泵的应用范围非常广。swf0011-01.swfswf0011-01.swfswf0011-32.sw2023/1/97第7页,此课件共48页哦 一、
7、离心泵的构造与工作原理一、离心泵的构造与工作原理 1、离心泵的构造、离心泵的构造 离心泵的构造如下图所示,离心泵的构造如下图所示,主要由两个主要部分构成:主要由两个主要部分构成:一是包括叶轮和泵轴的旋转部分;二是由泵壳、填料函一是包括叶轮和泵轴的旋转部分;二是由泵壳、填料函和轴承组成的静止部分。和轴承组成的静止部分。(1 1)叶轮:)叶轮:叶轮是对流体做功的部件。叶轮是对流体做功的部件。作用:是将原动机如电动机的机械能直接传给液作用:是将原动机如电动机的机械能直接传给液体,以增加液体的静压能和动能(静压能为主)体,以增加液体的静压能和动能(静压能为主)。叶轮上有叶轮上有4 41212片片后弯后
8、弯的叶片,叶轮安装在泵壳内,的叶片,叶轮安装在泵壳内,并紧固在泵轴上,由电动机带动而快速旋转并紧固在泵轴上,由电动机带动而快速旋转 swf0011-33.swf2023/1/98第8页,此课件共48页哦 类型类型A.叶轮叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式三种按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式三种(开式、半开式、闭式)(开式、半开式、闭式)2023/1/99第9页,此课件共48页哦2023/1/910第10页,此课件共48页哦B.按吸液方式不同可将叶轮分为单吸式与双吸式两种按吸液方式不同可将叶轮分为单吸式与双吸式两种 (单吸、双吸)(单吸、双吸)2023/1/911第11页,此课件共48
9、页哦to2023/1/912第12页,此课件共48页哦2023/1/913第13页,此课件共48页哦2023/1/914第14页,此课件共48页哦 (2 2)泵壳和导轮:)泵壳和导轮:泵壳:泵壳:是离心泵的外壳。是离心泵的外壳。在泵壳内有一个截面积逐渐扩大在泵壳内有一个截面积逐渐扩大的蜗牛形通道的蜗牛形通道,故又称蜗壳。故又称蜗壳。叶轮在泵壳内沿着蜗形通道逐渐叶轮在泵壳内沿着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转,越接近液体出口,流道截面积越大。扩大的方向旋转,越接近液体出口,流道截面积越大。液体从液体从叶轮外周高速流出后,流过泵壳蜗形通道时,流速将逐渐叶轮外周高速流出后,流过泵壳蜗形通道时,流速将逐渐降
10、低,因此减少了流动的能量损失,而且使部分动能转换降低,因此减少了流动的能量损失,而且使部分动能转换为静压能。为静压能。作用:作用:泵壳泵壳不仅是汇集由叶轮流出的液体的部件,而且又是一不仅是汇集由叶轮流出的液体的部件,而且又是一个能量转换装置,即个能量转换装置,即汇集液体,转换能量。汇集液体,转换能量。泵壳有两个接口泵壳有两个接口。一个在泵壳的中央,口径较大,并正。一个在泵壳的中央,口径较大,并正对叶轮中心对叶轮中心 ,此为,此为吸入口吸入口,与吸入导管相连;另一个在泵与吸入导管相连;另一个在泵壳的旁侧,口径较小,此为壳的旁侧,口径较小,此为压出口压出口,与压出导管相连。与压出导管相连。2023
11、/1/915第15页,此课件共48页哦 导轮:在叶轮和泵壳之间有时还装有一个固定不动导轮:在叶轮和泵壳之间有时还装有一个固定不动且也带有叶片的且也带有叶片的导轮,导轮,因为导轮具有若干逐渐转向和扩大因为导轮具有若干逐渐转向和扩大的流道,使部分动能可转化为静压能,可减少能量损失。的流道,使部分动能可转化为静压能,可减少能量损失。其作用其作用引导流体逐渐改变流向,引导流体逐渐改变流向,减少离开叶轮的液体减少离开叶轮的液体直接进入泵壳时因冲击而引起的能量损失。直接进入泵壳时因冲击而引起的能量损失。2023/1/916第16页,此课件共48页哦(3 3)轴封装置)轴封装置 由于泵轴转动而泵壳固定不动,
12、泵轴穿过泵壳处肯由于泵轴转动而泵壳固定不动,泵轴穿过泵壳处肯定会有间隙。所以为了防止泵内高压液体沿间隙漏出或定会有间隙。所以为了防止泵内高压液体沿间隙漏出或外界空气漏入泵内,必须设置轴封装置。外界空气漏入泵内,必须设置轴封装置。轴封轴封作用作用 为避免泵内高压液体沿间隙漏出,或防为避免泵内高压液体沿间隙漏出,或防止外界空气从相反方向进入泵内。止外界空气从相反方向进入泵内。类型类型 (1 1)填料密封装置)填料密封装置 (2 2)机械密封装置)机械密封装置 P86-87 P86-872023/1/917第17页,此课件共48页哦结结构构作用作用泵泵壳壳转转能装置,能装置,汇汇集叶集叶轮轮抛出液体
13、的部件抛出液体的部件叶叶轮轮关关键键部件,部件,电动电动机的能量通机的能量通过过叶叶轮传递给轮传递给液液体;体;电电能能-动动能能-静静压压能,能,产产生离心力生离心力密封密封环环减少液体从叶减少液体从叶轮轮出口漏入的液量出口漏入的液量轴轴封装置封装置防止高防止高压压液体沿液体沿轴轴向四周漏出向四周漏出轴轴向力的平衡装置向力的平衡装置平衡孔和采用双吸式叶平衡孔和采用双吸式叶轮轮来消除来消除轴轴向力向力导轮导轮引引导导流体逐流体逐渐渐改改变变流向,流向,减少能量损失减少能量损失吸入管路吸入管路单单向向阀阀防停防停车时泵车时泵内液体倒流回内液体倒流回贮贮槽槽滤滤网网防防杂杂物物进进入管道和入管道和
14、泵泵壳壳离心泵的主要部件离心泵的主要部件=保证过程如何实现保证过程如何实现2023/1/919第19页,此课件共48页哦2、离心泵的工作原理、离心泵的工作原理 1)离心泵启动前要做两项准备工作离心泵启动前要做两项准备工作:(1)要要“灌泵灌泵”,即先要向泵壳及吸入管内灌满被输即先要向泵壳及吸入管内灌满被输送的液体,俗称送的液体,俗称“灌泵灌泵”。以防止。以防止“气缚现象气缚现象”的发的发生;生;(2)要先将出口阀门关上要先将出口阀门关上,启动电机后再将出口阀门启动电机后再将出口阀门打开。这样是为了使泵在最小功率下启动,以确保电打开。这样是为了使泵在最小功率下启动,以确保电机安全。机安全。202
15、3/1/920第20页,此课件共48页哦 2)离心泵的工作原理)离心泵的工作原理to 离心泵启动后,叶轮由电动机带动高速旋转,充离心泵启动后,叶轮由电动机带动高速旋转,充满在叶片间的液体,在叶片的推动下也跟着旋转,并产满在叶片间的液体,在叶片的推动下也跟着旋转,并产生离心力。在离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向生离心力。在离心力的作用下,液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中,获得能量,并以高速离开叶轮外缘,进外缘的过程中,获得能量,并以高速离开叶轮外缘,进入蜗形泵壳。入蜗形泵壳。由于由于两叶片间的流道截面积和泵壳内的蜗形流道截面两叶片间的流道截面积和泵壳内的蜗形流道截面积都是逐渐扩大的积都是逐渐
16、扩大的,因而流速逐渐降低,从而将部分动,因而流速逐渐降低,从而将部分动能转变为静压能,使泵出口处液体的压强大大提高,由能转变为静压能,使泵出口处液体的压强大大提高,由泵的压出口压入排出管道,送至需要的场所。泵的压出口压入排出管道,送至需要的场所。2023/1/921第21页,此课件共48页哦 液体在从叶轮被甩向外缘时,使叶轮中心形成低压液体在从叶轮被甩向外缘时,使叶轮中心形成低压或负压,其值低于被吸入的液体液面的压强(即当时当或负压,其值低于被吸入的液体液面的压强(即当时当地的外压),亦即达到一定的真空度。在这个压强差的地的外压),亦即达到一定的真空度。在这个压强差的作用下,液体便被连续不断地
17、吸入叶轮中作用下,液体便被连续不断地吸入叶轮中,而且只要叶,而且只要叶轮不断地转动,液体便会不断的吸入和排出。这样泵就会连轮不断地转动,液体便会不断的吸入和排出。这样泵就会连续不断的输送液体。续不断的输送液体。2023/1/922第22页,此课件共48页哦 3、离心泵的气缚现象、离心泵的气缚现象 离心泵输送液体,是依靠离心力的作用,而离心力的大离心泵输送液体,是依靠离心力的作用,而离心力的大小除了与叶轮的转速,叶轮的直径有关外,还与流体的密度小除了与叶轮的转速,叶轮的直径有关外,还与流体的密度有关,因此,流体的密度越大,产生的离心力就越大。有关,因此,流体的密度越大,产生的离心力就越大。离心力
18、:离心力:2023/1/923第23页,此课件共48页哦 如果在启动前离心泵泵壳内和吸入管内没有灌满被输送如果在启动前离心泵泵壳内和吸入管内没有灌满被输送的液体,则其中充满了空气,由于的液体,则其中充满了空气,由于空气的密度远比液体的空气的密度远比液体的密度小,产生的离心力就小的多,密度小,产生的离心力就小的多,那么贮槽液面上方那么贮槽液面上方与泵吸入口处的压差不够大,不足以将槽液内的液体吸与泵吸入口处的压差不够大,不足以将槽液内的液体吸入泵内,(这说明泵吸入口处的压强不够低,或其真空入泵内,(这说明泵吸入口处的压强不够低,或其真空度不够高)这样离心泵虽在转动,却不能输送液体,即度不够高)这样
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