化工原理流动传输精选PPT.ppt

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1、化工原理课件流动传输2023/1/9第1页，此课件共46页哦本章的目的：本章的目的：结合化工生产的特点，讨论各种流体输送机械的操操作原理、基本构造与性能作原理、基本构造与性能，合理地选择其类型、决定选择其类型、决定规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等置等2023/1/9第2页，此课件共46页哦2023/1/9第3页，此课件共46页哦1 1、基本部件和构造、基本部件和构造1 1）叶轮）叶轮a)叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。b)叶轮的分类 根据结构闭式叶轮开式叶轮 半闭式叶轮 叶片的内侧带

2、有前前后后盖盖板板，适于输送干净流体，效率较高。没有前后盖板没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物。只有后盖板后盖板，可用于输送浆料或含固体悬浮物的液体，效率较低。2023/1/9第4页，此课件共46页哦平衡孔：闭式或半开式叶轮在运行时，离开叶轮的高压液体使叶轮后盖板所受压力高于吸入口侧，叶轮受到指向吸入侧的轴向推力。为了减小轴向推力，则在后盖板上相对于吸入口处开几个平衡孔，以减小两侧的压力差，但增加了内部泄漏，使泵的效率减低2023/1/9第5页，此课件共46页哦按吸液方式 单吸式叶轮 双吸式叶轮液体只能从叶轮一侧被吸入，结构简单。相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起，可以

3、从两侧吸入液体可以从两侧吸入液体，具有较大的吸液能力，而且可以较好的消除轴向推力。2023/1/9第6页，此课件共46页哦2泵壳泵壳思考3：泵壳的主要作用是什么？汇集液体，并导出液体；能量转换装置2023/1/9第7页，此课件共46页哦导叶轮 为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动的带有叶片的圆盘，称为导叶轮。导叶轮。导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反相反，使能量损失减小，使能量损失减小，使动能向静压能的转换更为有效。使动能向静压能的转换更为有效。第8页，此课件共46页哦3 3）轴封装置）轴封装置A 轴封的作用 为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四

4、周而漏出，或者外界空气漏入泵壳内。B 轴封的分类 轴封装置 填料密封：机械密封：主要由填料函壳、软填料和填料压盖组成，普通离心泵采用这种密封。主要由装在泵轴上随之转动的动环动环和固定于泵壳上的静环静环组成，两个环形端面由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动，起到密封作用。端面密封2023/1/9第9页，此课件共46页哦2023/1/9第10页，此课件共46页哦2-2离心泵离心泵2.2.1离心泵的操作原理离心泵的操作原理二、二、操作原理操作原理 由若干个弯曲的叶片组成的叶轮叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳泵壳之内。叶轮叶轮紧固于泵轴泵轴上 泵轴与电机电机相连，可由电机带动旋转。2023/1/9第11页，此课

5、件共46页哦 吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，并在吸入管底部装 一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，与排出管路相连，装有调节阀。离心泵的工作过程离心泵的工作过程：开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在 此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高压力增高，并以 很高的速度（15-25 m/s）流入泵壳。?2023/1/9第12页，此课件共46页哦 在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢流速减慢，使 大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排以较高的静压强从排 出口流入排出管道。出口流入排出管道。泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，

6、在液面压 强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便 经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。离心泵之所以能输送液体，主要是依依靠靠高高速速旋旋转转叶叶轮轮所所产产生生的离心力，的离心力，因此称为离心泵。2023/1/9第13页，此课件共46页哦问3：是否所有的泵在启动前都是否所有的泵在启动前都必须灌泵？必须灌泵？NO.液下泵不必，可自吸第14页，此课件共46页哦 气气 缚缚 离心泵启动启动时，如果泵壳内存在空气泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小离心力很小，叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度不足以造成吸上液体所需要的真空度，

7、这样，离心泵就无法工作，这种现象称作“气缚气缚”。为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止止逆逆阀阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调调节节阀阀，用于开停车和调节流量。2023/1/9第15页，此课件共46页哦压头压头：单位重量液体所单位重量液体所获得的能量称为泵的获得的能量称为泵的压头，用压头，用 He表示，单表示，单位位m。理理论论压压头头：理理想想情情况况下下单单位位重重量量液液体体所所获获得得的的能能量量称称为为理理论论压压头头，用用HT表示。表示。三离心泵的理论压头和实际压头三离心泵的理论压头和实际压头2023/1/9第16页，此课件共46页哦理论压头理论压头：理想情况下单位

8、重量液体所获得的能量称为理想情况下单位重量液体所获得的能量称为 理论压头，用理论压头，用HT表示。表示。2023/1/9第17页，此课件共46页哦液体在高速旋转的叶轮中的运动分为液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2 2种种:1.理论压头表达式的推导理论压头表达式的推导周向运动周向运动:2023/1/9第18页，此课件共46页哦2023/1/9第19页，此课件共46页哦于是：根据余弦定理可知：2023/1/9第20页，此课件共46页哦2023/1/9第21页，此课件共46页哦2023/1/9第22页，此课件共46页哦 2 2、离心泵基本方程式的讨论、离心泵基本方程式的讨论 1 1）离心泵的理论压头

9、与叶轮的转速和直径的关系）离心泵的理论压头与叶轮的转速和直径的关系 当叶片几何尺寸（b2，2）与理论流量一定时，离心泵的理论压头随叶轮的转速或直径的增加而加大。2 2）离心泵的理论压头与叶片几何形状的关系）离心泵的理论压头与叶片几何形状的关系 根据叶片出口端倾角2的大小,叶片形状可分为三种:2023/1/9第23页，此课件共46页哦a）径向叶片（2=90。，图a），ctg2=0。泵的理论压头不随流量qv而变化。2023/1/9第24页，此课件共46页哦b）后弯叶片(20。泵的理论压头随流量qv的增大而减小 c）前弯叶片(290。，图c)，ctg20。泵的理论压头随理论流量qv的增大而增大。前弯

10、叶片产生的理论压头最高，这类叶片是最佳形式的叶片吗？NO 2023/1/9第25页，此课件共46页哦静压头的增加：动压头的增加：前弯叶片，动能的提高大于静压能的提高。由于液体的流速过大，在动能转化为静压能的实际过程中，会有大量机械能损失，使泵的效率降低。一般都采用后弯叶片 2023/1/9第26页，此课件共46页哦2023/1/9第27页，此课件共46页哦3.离心泵的实际压头离心泵的实际压头实际压头比理论压头要小。具体原因如下：（1）叶片间的环流运动）叶片间的环流运动2023/1/9第28页，此课件共46页哦（2）阻力损失）阻力损失2023/1/9第29页，此课件共46页哦（3）冲击损失）冲击

11、损失2023/1/9第30页，此课件共46页哦2.2.2离心泵的主要性能参数和特性曲线离心泵的主要性能参数和特性曲线1离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数2023/1/9第31页，此课件共46页哦He，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，m。可测量可测量qV，泵单位时间实际输出的液体量，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或或m3/h。可测量可测量在泵进口b、泵出口c间列机械能衡算式：转速转速流量流量压头压头n2023/1/9第32页，此课件共46页哦 离心泵的压头又称扬程。必须注意，扬程并不等于升举高度Z，升举高度只是扬程的一部分。2023

12、/1/9第33页，此课件共46页哦与效率与效率 有关的各种能量损失有关的各种能量损失：2023/1/9第34页，此课件共46页哦轴功率和效率轴功率和效率Pa，又称功率，单位，又称功率，单位W 或或kW2023/1/9第35页，此课件共46页哦2 2、离心泵的特性曲线、离心泵的特性曲线 离心泵的HeHe、PaPa都与离心泵的qvqv有关，它们之间的关系由确定离心泵压头的实验来测定，实验测出的一组关系曲线：HeHeqv qv、qv qv、Pa Paqv qv 离心泵的特性曲线 注意：特性曲线随转速而变。各种型号的离心泵都有本身独自的特性曲线，但形状基本相似，具有共同的特点 2023/1/9第36页

13、，此课件共46页哦2023/1/9第37页，此课件共46页哦包括：HeqV曲线 PaqV曲线 qV曲线2.离心泵特性曲线及其换算离心泵特性曲线及其换算 用20C清水测定2023/1/9第38页，此课件共46页哦 离心泵在一定转速下有一最高效率点，该点称为设计点，设计点对应的流量、压头和轴功率称为额定流量、额定压头和额定轴功率，标注在泵的铭牌上。一般将最高效率值的92%的范围称为泵的高效区，泵应尽量在该范围内操作。设计点设计点2023/1/9第39页，此课件共46页哦1）Heqv曲曲线线：表示泵的压头与流量的关系，离心泵的压头普遍是随流量的增大而下降（流量很小时可能有例外）2 2）PaPaqvq

14、v曲曲线线：表示泵的轴功率与流量的关系，离心泵的轴功率随流量的增加而上升，流量为零时轴功率最小。离心泵启动时，应关闭出口阀，使启动电流最小，以保护电机。3 3）qvqv曲曲线线：表示泵的效率与流量的关系，随着流量的增大，泵的效率将上升并达到一个最大值，以后流量再增大，效率便下降。2023/1/9第40页，此课件共46页哦 离心泵在一定转速下有一最高效率点。离心泵在与最高效率点相对应的流量及压头下工作最为经济。与最高效率点所对应的qv、He、Pa值称为最佳工况参数。离心泵的铭牌上标明的就是指该泵在运行时最高效率点的状态参数。注意：在选用离心泵时，应使离心泵在该点附近工作。一般要求操作时的效率应不

15、低于最高效率的92%。2023/1/9第41页，此课件共46页哦一台离心泵安装在一定的管路系统中工作一台离心泵安装在一定的管路系统中工作一台离心泵安装在一定的管路系统中工作一台离心泵安装在一定的管路系统中工作,就有一定的就有一定的就有一定的就有一定的HeHeHeHe和和和和q q q qv v v v,它是管路系统要求的它是管路系统要求的它是管路系统要求的它是管路系统要求的,也是泵所能提供的。也是泵所能提供的。也是泵所能提供的。也是泵所能提供的。对选定的离心泵，转速对选定的离心泵，转速对选定的离心泵，转速对选定的离心泵，转速n n n n一定，在特定的管路系统中运转，只一定，在特定的管路系统中

16、运转，只一定，在特定的管路系统中运转，只一定，在特定的管路系统中运转，只能在该点工作，若该点在最高效率区，则该工作点是适宜的。能在该点工作，若该点在最高效率区，则该工作点是适宜的。能在该点工作，若该点在最高效率区，则该工作点是适宜的。能在该点工作，若该点在最高效率区，则该工作点是适宜的。2023/1/9第42页，此课件共46页哦3 3、离心泵性能的改变、离心泵性能的改变 1、液体性质的影响液体性质的影响 1 1）液体密度的影响）液体密度的影响 离心泵的流量 与液体密度无关。离心泵的压头 与液体的密度无关 Heqv曲线不因输送的液体的密度不同而变曲线不因输送的液体的密度不同而变。泵的效率泵的效率

17、不随输送液体的密度而变。不随输送液体的密度而变。离心泵的轴功率与输送液体密度有关离心泵的轴功率与输送液体密度有关。2023/1/9第43页，此课件共46页哦2 2）粘度的影响）粘度的影响 当输送的液体粘度大于常温清水的粘度时，泵的压头减小泵的流量减小泵的效率下降泵的轴功率增大 泵的特性曲线发生改变，选泵时应根据原特性曲线进行修正当液体的运动粘度小于20cst（厘池）时，如汽油、柴油、煤油等粘度的影响可不进行修正。2023/1/9第44页，此课件共46页哦 (2)叶轮转速的影响 当转速变化不大时（小于20%），利用出口速度三角形相似的近似假定，可推知：第45页，此课件共46页哦第46页，此课件共46页哦