第二章  流体输送机械  第一节 概述 流体输送机械在化工生产中的应用  将流体从低能位送往高能位  向流体补加能量   流体输送机械的分类 按流体输送机械工作原理分类： 离心式（叶轮式） 往复式 旋转式 流体动力作用式 按流体性质的不同分成： 输送液体用的泵 输送气体用的压缩机（或风机）  注：以离心泵为重点内容   内容提要 叶轮种类 二、离心泵的主要性能参数  （二）、影响离心泵性能的因素有： 四、离心泵的工作点及流量调节 （二）、离心泵的工作点  ?（三）、?? 离心泵的流量调节 改变泵的特性曲线：如改变叶轮转速、切削叶轮等。用这种方法调节流量在一定范围内可保持泵在高效率区域中工作，能量利用较经济，但不方便，需用变速装置。近年来广泛使用的变频无级调速装置，利用改变输入电机的电流频率来改变转速，但价格较贵。 五、离心泵的气蚀现象与安装高度  ?汽蚀现象  从上述分析可以看出，在叶轮入口转弯处存在一个压强最低点。如果此处附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压，液体就会在该处发生汽化并产生气泡，气泡随同液体从低压区流向高压区，气泡在高压作用下迅速凝结或破裂，此时周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处产生几万KPa的压强，冲击频率可高达几万次之多，由于冲击作用使泵体震动并产生噪音，且叶轮局部处在巨大冲击力的反复作用下，使材料表面疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，使叶轮或泵壳受到破坏，这种现象称为“汽蚀现象”。   离心泵的吸液作用是由于吸入液面与泵入口处的压力差造成，当吸入液面压力一定，而泵入口处的压力必须大于输送温度下液体的饱和蒸汽压，即压力差是有限的，由于液体流动的推动力有限，因此泵的吸上高度也有一个最大限度，称为最大吸上高度。泵的安装位置不允许超过这一高度。  2、离心泵的允许吸上高度（允许安装高度）  指泵的吸入口与吸入液面间可允许达到的最大垂直距离Hg。 设泵在最大吸上高度上操作，液面压力P0，泵入口处压力P1，泵入口处流体流速u，密度?，吸入管损失压头 Hf  。 从吸液面0-0至泵入口1-1列柏氏方程 P0/?g+u02/2g+z0=P1/?g+u12/2g+z1+Hf 可以看出，当z1上升，Hf0-1上升，则P1下降一直下降到气蚀允许的最小绝压，就不能再下降，否则就产生气蚀，则此时     z1-z0=Hg             (u0=0) ?  Hg=(P0-P1)/?g - u12/2g - Hf,0-1 对于敞口的贮槽P0=Pa Hg=(Pa-P1)/?g-u12/2g-Hf,0-1 离心泵的允许吸上真空度  气蚀余量  六、离心泵的类型与选择  2、型号说明  3、选择  第三节    其它类型的化工用泵  往复泵  旋涡泵  旋转泵  一、往复泵  1、作用原理及主要部件  ?主要部件：泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀 ?工作原理 ：活塞向右移动?泵缸容积? ?泵体压力??排出阀门关阀，吸入杆打开?液体吸入 活塞向左移动?泵缸容积??泵体压力??排出阀门打开，吸入杆关闭?液体排出   往复泵的流量不均匀性  单动泵由于吸入阀和排出阀均在活塞一侧，吸液时不能排液，排液时不能吸液，所以泵排液不连续，不均匀。 为了改善往复泵的排液情况，可采用双动泵或三联泵。  双动泵即活塞两侧都装有吸入阀和排出阀，使吸液、排液同时进行。    往复泵的特点  流量仅与泵本身的尺寸及活塞的往复次数有关，而与泵的扬程无关。  压头与泵本身的尺寸无关，只要泵的机械强度及电动机功率允许，要多大压头，往复泵可供多大压头。  有自吸能力，启动泵前无需灌泵。  采用支路调节流量。   二、旋转泵     1、齿轮泵  工作原理与往复泵相似。 ? 在泵吸入口，由于两齿轮分开，空间增大形成低压区而将液体吸入。 ? 被吸入液体在齿轮和泵体之间被分成两路由齿轮推着前进。 ? 在压出口，由于两齿轮互相合拢，空间缩小形成而将液体压出泵。 2、螺杆泵 与齿轮泵相似，用两根相互啮合的螺杆推动液体作轴向移动。  三、旋涡泵  特殊类型的离心泵，辐射状的径向叶片，原理与多级离心泵相似。  ? Q-H、Q-?曲线与离心泵相似。 ? Q-N曲线与离心泵相反，Q? N? 故旋涡泵开车应打开出口阀。 ? 回流支路调节流量。 ? 启动泵前先灌泵。  第四节   气体输送机械  应用： ? 输送气体 ? 产生高压气体 ? 产生真空 按工作原理分类：  ? 往复压缩机 ? 旋转压缩机 ? 离心压缩机 ? 流体作用压缩机  按终压P2或压缩比P2/P1分： ?通风机 P2≤15KPa(表) P2/P1=1~1.15    	 ? 鼓风机 P215~300KPa(表) P2/P1=1.15~4 ?压缩机     P 2 300KPa(表) P2/P1 4     ? 真空泵     用于减压  离心通风机  ?构造和原理:与离心泵相似：机壳、叶轮、吸入口、排出口  ?性能参数和特性曲线 :风量、全风压、静风压、轴功率、效率    离心通风机的特性曲线有：Q-HT、Q-Hp、Q-N、Q-?    离心鼓风机和压缩机（透平）  主要结构与离心通风机相似，但级数多，由于P?  T?  V?故叶轮逐渐变小。 压缩机在10级以上，必须分段冷却，以免温度过高。   离心鼓风机 往复压缩机  1、气体压缩基本原理  理想气体 PV=nRT=mRT/M                  P1V1/T1=P2V2/T2 ?等温压缩过程  		T1=T2    则    P1V1=P2V2  ?绝热压缩过程  		P1V1?=P2V2?    ?=Cp/Cv    T2=T1  ?多变压缩过程  		P1V1m=P2V2m        T2=T1    往复压缩的构造和工作原理  ?主要构造 	气缸，活塞，吸入阀和排气阀。 ?工作原理  	压缩过程、排气过程、余隙气体膨胀过程、吸气过程   往复式真空泵  结构及工作原理    与往复压缩机基本相同。但是往复式真空泵的压缩比很高。则余隙中残留气体对真空泵的生产能力的影响就更大了。因此必须在结构上采取降低余隙影响的装置，这是与往复压缩机结构上不同之处。  1.某台柴油离心泵的扬程为68m，流量为180m3/h，柴油密度为860Kg/m3，效率为73%，试求该台柴油离心泵的轴功率？（39.3kw）  2.某台离心泵，其吸入管口径为0.1m，排出管口径为0.075m，流量为0.025m3/s，出口压力表读数为0.33MPa（表压），进口真空表读数为0.04MPa，两表位差为0.8mH2O，输送介质为水。电机功率为12.5KW，电机效率0.95，大气压力为0.1MPa，泵与电机直联，问此泵的扬程为多少？（39.6mH2O） 3.一台水泵，泵的有效压头He为10m，泵的实际流量V为1.5m3/s，泵的轴功率为200000W，求这台泵的效率？（73.5%） 4.贮罐中贮存有30℃的丁烷，罐内液面压强为665KPa，泵入口中心线比液面低1.5m。已知30℃时丁烷的饱和蒸汽压为650KPa，密度为ρ=580Kg/m3，吸入管的压头损失为1.6m，该泵铭牌上标明允许汽蚀余量为3.2m，问这台泵能否正常操作？（汽蚀余量修正系数为0.90）（不能正常操作） 5. (汽（煤、柴）油加氢装置（工种） 15)假设一台泵的吸入管线阻力为∑h1
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