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1、往复泵,往复泵的工作原理,结构：由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀（活门）构成，有电动和汽动两种驱动形式。原理：活塞往复运动，在泵缸中造成容积的变化并形成负压和正压，完成一次吸入和排出。,往复泵的输出流量,解决方法：（1）采用双动泵或多缸并联（2）在往复泵的压出口与吸入口处设置空气室，利用气体的可压缩性来缓冲瞬间流量增大或减小。,单动往复泵流量不连续，流量曲线与活塞排液冲程的速度变化规律相一致，是半周正弦曲线。,后果：引起流体的惯性阻力损失，增加能量消耗，诱发管路系统的机械振动。,往复泵的输出流量,式中：A 活塞面积 m2 S 活塞的冲程 m（活塞在两端点间移动的距离） n 活塞往复的频率
2、 1/min a 活塞杆的截面积 m2,往复泵的理论平均流量V（m3/s）,单缸单动泵,单缸双动泵,活门不能及时启闭和活塞环密封不严等原因造成容积损失。,小型泵（V 0.130 m3/h）：0.850.90中型泵（V 30300 m3/h）：0.900.95大型泵（V 300 m3/h）：0.950.99,V 容积效率,实际平均流量 V,往复泵的流量调节,往复泵流量由活塞扫过的体积决定，特性曲线为,由于容积损失，平均流量 V 在压头较高时会随压头的升高略微减小。结合管路特性曲线，可确定往复泵的工作点（1点）。,往复泵的流量与管路特性曲线无关，所提供的压头完全取决于管路情况（具有这种特性的泵称为
3、正位移泵）。,在泵出口安装调节阀不能调节流量，压头且随阀门开启度减小而增大。若出口阀完全关闭则会使泵的压头剧增，一旦超过泵的机械强度或发动机的功率限制，设备将受到损坏。,往复泵的流量调节,(1) 旁路流程：泵的总流量不变，部分液体经旁路回到泵的进口，减小主管路系统流量。这种调节不经济，只适用于变化幅度小的经常性调节。(2) 变速电机：改变活塞行程或改变驱动机构转速。带有变速装置的电动往复泵采用改变转速来调节流量是一种较经济且常用的方法。,往复泵的流量调节,3S2 系列高压往复泵,XPB-90B型高压旋喷注浆泵,型式：三缸单作用柱塞式柱塞直径：45mm柱塞行程：120mm工作压力：45MPa流量
4、：46-103/min吸入管直径：2排除管直径：16-25mm电机功率：90KW电机型号：调速YCT 335-4C外形尺寸：3050X1800X1150mm,其它化工用泵,计量泵（Metering pump）：又称比例泵。计量泵的传动装置是通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心轮的偏心距可调，以此来改变柱塞往复的行程，从而达到调节和控制泵的流量的目的。计量泵一般用于要求输液量十分准确或几种液体要求按一定配比输送的场合。,YJH 系列隔膜计量泵1、电机 2、蜗轮蜗杆 3、凸轮 4、推杆 5、膜片 6、调节手轮7、排出阀 8、吸入阀9、泵头,其它化工用泵,JJM 系列计量泵,J 系列计
5、量泵,JKM 系列计量泵（液压驱动）,其它化工用泵,隔膜泵：用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活柱与被输送液体隔开，与活柱相通的一侧则充满油或水。当活柱往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将液体吸入和排出。,隔膜泵因其独特的结构，适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。,其它化工用泵,齿轮泵：旋转类正位移泵。两齿轮在泵吸入口脱离啮合，形成低压区，液体被吸入并随齿轮的转动被强行压向排出端。在排出端两齿轮又相互啮合形成高压区将液体挤压出去。 齿轮泵可产生较高的扬程，但流量小。适用于输送高粘度液体或糊状物料，但不宜输送含固体颗粒的悬浮液。,其它化工用泵,螺杆泵：按螺杆的数目，有单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵
6、以及五螺杆泵。螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，是借助转动的螺杆与泵壳上的内螺纹、或螺杆与螺杆相互啮合将液体沿轴向推进，最终由排出口排出。螺杆泵压头高、效率高、无噪音、适用于输送高粘度液体。,其它化工用泵,蠕动泵（软管泵）：,其它化工用泵,旋涡泵：一种特殊类型的离心泵。叶轮为一圆盘，四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列，叶片数目可多达几十片。叶轮旋转过程中泵内液体随之旋转的同时，又在径向环隙的作用下多次进入叶片反复作旋转运动，从而获得较高能量。,其它化工用泵,旋涡泵的压头随流量增大而下降很快，只有输送小流量才可获得高压头。旋涡泵的轴功率随流量增大而下降，流量为零时，轴功率最大。为此，启动泵时应将出口阀
7、全开。,旋涡泵的效率一般较低（20%50%）。但因其结构简单，加工容易，可采用耐腐材料制造，适用于高压头、小流量，不含固体颗料且粘度不大的液体。,气体输送机械,共性：气体和液体同为流体，输送机械工作原理基本相似。特性：气体密度远较液体小且可压缩。(1) 一定质量流量下气体体积流量大，输送机械的体积较大；(2) 气体输送管路的常用流速要比液体大得多(一般约10倍)。而通常流体流动阻力正比于流速的平方，因此输送相同的质量流量，气体输送要求提供的压头相应也更高；(3) 由于气体的可压缩性，在输送机械内部气体压强变化时，其体积和温度随之而变。气体输送机械结构设计更为复杂，选用上必须考虑的影响因素也更多
8、。,通风机（Fan）,工业上常用通风机按其结构形式有轴流式和离心式两类。轴流式通风机排风量大而风压很小，一般仅用于通风换气，而不用于气体输送。离心式通风机的应用十分广泛，按其产生风压可分为：,低压离心通风机：出口风压小于1.0 kPa（表压）中压离心通风机：出口风压1.03.0 k Pa（表压）高压离心通风机：出口风压3.015.0 k Pa（表压）,离心通风机 （Centrifugal Fan ）,1机壳2叶轮3吸入口4排出口,结构和工作原理：与离心泵基本相同，主要由蜗壳形机壳和叶轮组成。差异在于离心通风机为多叶片叶轮，且因输送流体体积大（密度小），叶轮直径一般较大而叶片较短。叶片有平直、前
9、弯和后弯几种形式。平直叶片一般用于低压通风机；前弯叶片的通风机送风量大，但效率低；高效通风机的叶片通常是后弯叶片。蜗壳的气体通道截面有矩形和圆形两种，一般低、中压通风机多为矩形。,离心通风机 （Centrifugal Fan ）,离心通风机的特性曲线,主要性能参数：风量V：气体通过体积流量（按通风机进口状态计）。风压HT（也称全风压）：单位体积气体所获得的能量(N/m2) 。轴功率和效率： N、,空气直接由大气吸入时 u1 0，且（z2-z1）可忽略，则：,测定通风机特性曲线的依据,以通风机进口、出口为 1、2 截面列柏努利方程：,离心通风机 （Centrifugal Fan ）,全风压（压头
10、）由静风压 Hp 和动风压 HK 两项组成。风压与气体的密度成正比。通风机特性曲线中的两条曲线分别代表全风压、静风压与风量的关系（ HTV ，HpV）。性能表上风压的空气条件为 20、0.1MPa。若实际输送气体与上述条件不同时，应加以换算：,轴功率与风压、风量和效率的关系为,当所输送的气体条件与上述试验条件不同时，应换算为,Hp为风机静风压，HK为风机动风压，HT为全风压。通风机性能表上所列风压，是在20、0.1MPa条件下用空气测定的，该条件下空气的密度为1.2 kg/m3若实际输送气体条件与试验测定条件不同，选择风机时应按下式将实际条件 下 的风压换算为实验条件下风压 的值。,以通风机进
11、口为1截面、出口为2截面，以单位体积气体为基准列柏努利方程,用附图所示的流化床干燥系统干燥某种粒状物料，流化床操作温度60，最大流量为5500m3/h。已知最大流速下空气通过加热器的阻力损失为2200Pa，流化床阻力损失为4500 Pa，旋风分离器的阻力损失为1500 Pa。整个管路阻力损失为1000 Pa，设风机入口空气温度为30，大气压强为96.5kPa，试选择一适合的通风机。,解：取风机入口为1-1截面，旋风分离器空气出口为2-2截面，列柏努利方程有上式中(z2-z1)可忽略， p2=p1，u1u20，所以将所需的HT换算成样本状况下的值,空气流量为,风量：46106454m3/h全风压
12、：1171711807Pa轴功率：37 kW,根据所需风量和风压,从风机样本中查得9-19No. 7.1(n=2900r/min)可满足要求，该通风机性能如下：,V=5004.5m3/h,轴功率是选配电动机的依据，轴功率与风压、风量和效率的关系为当操作条件与试验条件不同时，也应换算为除了需注意将实际条件下的风压 换算为样本条件下的风压HT而外，离心通风机的选用原则和方式与离心泵完全相似。,已知空气的最大输送量为14500kg/h。在最大风量下输送系统所需的风压为1600Pa（以风机进口状态计）。风机的入口与温度为40，真空度为196Pa的设备连接，试选合适的离心通风机。当地大气压强为93.31
13、03Pa。,解：将系统所需的风压pT换算为实验条件下的风压pT，即,操作条件下的计算：（40，p=（93300196）Pa）从附录中查得1.0133105Pa，40时的=1.128 kg/m3,所以,风量按风机进口状态计,根据风量Q=13940m3/h和风压pT=1846Pa从附录中查得47211NO.6C型离心通风机可满足要求。该机性能如下：风压 1941.8Pa=198mmH2O风量 14100 m3/h效率 91%轴功率 10kW,离心通风机 （Centrifugal Fan ）,9-19D高压离心通风机,GY4-73 型锅炉离心通、引风机,DKT-2系列低噪声离心通风机,B30防爆轴流
14、通风机,高温离心通风机,鼓风机 （Blower）,罗茨鼓风机（容积式风机、正位移类型）,工作原理：与齿轮泵相似。结构：由机壳和腰形转子组成。两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。改变两转子的旋转方向，则吸入与排出口互换。,工业上常用的鼓风机主要有旋转式和离心式两种类型。,特点：风量与转速成正比而与出口压强无关，故出口阀不可完全关闭，流量用旁路调节。应安装稳压气罐和安全阀。工作温度不能超过 85，以防转子因热膨胀而卡住。罗茨鼓风机的出口压强一般不超过 80 kPa（表压）。出口压强过高，泄漏量增加，效率降低。,罗茨鼓风机,L6LD 系列,L10WDA 系列,L4LD 系列,3R5WD
15、系列,离心鼓风机 （透平鼓风机 Turboblower ）,工作原理：与离心泵相同。单级风机的风压较低，风压较高的离心鼓风机采用多级，其结构也与多级离心泵类似。离心鼓风机的送气量大，但出口压强仍不高，一般不超过 0.3 MPa（表压），即压缩比不大，因而无需冷却装置，各级叶轮的直径大小也大致相同。,多级低速离心鼓风机,离心鼓风机 （透平鼓风机 Turboblower ）,压缩机（Compressor）,工业上使用的压缩机主要有往复式和离心式两种类型。,往复式压缩机 （Reciprocating Compressor）,结构：主要部件有气缸、活塞、吸入和压出活门。工作原理：与往复泵相似，依靠活塞
16、往复运动和活门的交替动作将气体吸入和压出。气体在压缩过程中体积缩小、密度增大、温度升高。,往复压缩机的构造、工作原理与往复泵相似。往复压缩机的主要部件有气缸、活塞、吸气阀和排气阀，依靠活塞的往复运动而将气体吸入和排出。,值得注意的是：虽然往复压缩机的构造和工作原理与往复泵相似，但因往复压缩机所处理的是可压缩的气体，在压缩后气体的压强增高，体积缩小，温度升高，因此往复压缩机的工作过程与往复泵有所不同，故其排气量、排气温度和轴功率等参数应运用热力学基础知识去解决。往复压缩机的结构复杂，必须附设冷却装置。,o与，p2/p1有关，p2/p1高到某程度，o可为0。当压缩比一定时，余隙系数加大，容积系数就变小，压缩机的吸气量就减少。对于一定的余隙系数，气体的压缩比愈高，余隙体积膨胀后所占气缸的体积也愈大，使每一循环吸气量下降更多。当压缩比高到某一程度时，容积系数可能变0，失去工作意义。这时人们产生了多级压缩。,
