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1、化工单元过程及设备的选择与操作（1）,王 雪,学习情景一 模块五流体输送机械的选择、安装及操作,复习引入,He：流体输送机械对液体提供的有效压头,输送机械类型的选择,流体输送设备（通用机械）：,液体输送设备 泵； 气体输送设备 通风机、鼓风机、压缩机或真空泵；,作用：向系统输入能量，补充所需机械能；用于流体的输送或加压。,根据泵的工作原理和结构分类,泵,液体输送机械类型的选择原则,大、中流量和中等压力的液体输送-离心泵； 中、小流量和高压力的液体输送-往复泵； 小流量和高压力的液体输送-齿轮泵等旋转泵,离心泵具有适用范围广，结构简单以及运转平稳等优点，在化工生产中得到广泛的应用,离心泵输送系统
2、工作过程,蜗壳（外壳）； 叶轮： 附属装置：底阀、滤网、调节阀、平衡孔(平衡管)、排气孔、轴封。,1、 离心泵的结构和工作原理(1) 离心泵的结构,二、离心泵的选择、安装与操作,二、离心泵的选择、安装与操作,(2) 离心泵的工作原理排出阶段叶轮旋转(产生离心力，使液体获得能量）流体流入涡壳(动能静压能) 流向输出管路。 (b) 吸入阶段液体自叶轮中心甩向外缘 叶轮中心形成低压区贮槽液面与泵入口形成压差液体吸入泵内。,离心泵结构示意图,高速旋转的叶轮所产生的离心力推动液体的排出，离心造成的真空则导致了液体的吸入,常见问题,离心泵工作时常出现的问题： 气缚现象：泵内未充满液体，气体密度低，产生离心
3、力小，在叶轮中心形成的低压不足以将液体吸上。说明：离心泵无自吸能力，启动前必须将泵体内充满液体,课堂思考题,启动前必须在泵壳内灌满被输送的液体。那么怎样做才能保证在泵壳内灌满被输送的液体？具体方法有哪些？,2、 主要部件作用,将原动机的机械能直接传递给液体，使 液体获得动能和静压能,类型,作用,（1）叶轮,按吸液方式不同，分为单吸式和双吸式,（a）单吸式叶轮 （b）双吸式叶轮 图169 吸液方式,2、 主要部件作用,离心泵叶轮工作过程,（2）蜗壳与导轮,蜗壳是在单级泵中采用的蜗形泵外壳的简称，由铸铁铸成，如图所示。蜗壳呈螺旋线形，其内流道逐渐扩大，出口为扩散管状。,汇集叶轮甩出的液体 进一步将
4、液体的动能转变成静压能。,蜗壳作用：,图170 蜗壳,导轮是一个固定不动的圆盘。,以降低液体流速，提高静压能,导轮作用：,图171 导轮 1叶轮； 2导轮,（2）蜗壳与导轮,（3）轴向力平衡装置,不平衡轴向力的危害，使泵的整个叶轮向吸入口窜动，造成振动并使叶轮入口外缘与密封环发生摩擦，严重时使泵不能正常工作 。,（3）轴向力平衡装置,平衡轴向力措施有： 叶轮上开平衡孔 采用双吸叶轮 叶轮对称排列 平衡盘平衡,（4）轴封装置,旋转的泵轴与固定的泵体之间的密封称为轴封。,填料密封,防止高压液体从泵体内沿轴漏出，或者外界空气沿轴漏入。,轴封的作用：,轴封的类型,机械密封,3、 离心泵的性能参数,流量
5、 Q：,压头(扬程)H：,转速n ：泵轴单位时间内的转数。r/min,扬程,(3) 离心泵的性能参数,小型泵效率，5070%；大型泵效率，90%左右。, 效率：, 功率：,有效功率Ne：,轴功率N轴：,例题,用水测定一台离心泵的特性曲线，在某一次实验中测得：流量为10m3/h，泵出口处压力表的读数为1.67105Pa，泵入口处真空表的读数为2.14104Pa，轴功率为1.09kW。电动机的转速为2900r/min，吸入管直径与排出管直径相同。真空表测压截面与压力表测压截面的垂直距离为0.5m。试计算本次实验中泵的扬程和效率。,封闭启动 (关出口阀启动） 目的：减小启动功率，防止电机过载，烧坏。
6、,（1）特性曲线 （a）H-Q 曲线流量较大时，Q，H； （b）N- Q 曲线,离心泵典型的特性曲线,4、 离心泵的特性曲线,Q，N ,Q,L/s,（c）-Q 曲线设计点：最高效率点，对应的参数值称为最佳工况参数高效区范围：,选用离心泵，尽可能在高效区内工作。,离心泵典型的特性曲线,4、离心泵的特性曲线,Q,L/s,4、 离心泵的特性曲线,(2)影响离心泵特性曲线的因素 （a）液体密度 对泵的扬程、流量和效率都没有影响，但是与泵的轴功率成正比。 （b）液体粘度 粘度越大，在最高效率点的流量和扬程就越小，轴功率越大。 （c）转速与叶轮直径,比例定律,切割定律,5、离心泵的类型与选用,离心泵的类型
7、,清水泵油泵 耐腐蚀泵 渣浆泵,单吸泵 (中、小流量)双吸泵(大流量),单级泵多级泵,B型、Sh型 IS型泵,F型泵 IH型泵,类型,类型,离心泵的型号编制,旧系列型号的表示方法 a. 2B31A b. 200D439 c. 50FH-63A e. 100Y-60A d. 100YS-1502,新系列型号的表示方法 a. IS80-65-160 b. IHF65-50-160c. 100AY-673 d. 250AYS-80,离心泵的选用,根据输送任务和输送系统管路，确定输送系统的流量与扬程 根据被输送液体性质和操作条件，选择泵的类型与型号 当输送的液体密度大于水的密度时，必须核算泵的功率,6
8、、离心泵的汽蚀现象和安装高度,（1）汽蚀现象及危害,由于液体的汽化和凝结而产生的冲击，导致泵叶轮的机械剥蚀称为汽蚀现象。,（2）离心泵产生汽蚀的原因,泵叶轮入口处的压力p1操作温度下液体的饱和蒸汽压pV,6、离心泵的汽蚀现象和安装高度,Hf0-1,（3）离心泵几何安装高度的确定,离心泵的允许汽蚀余量离心泵在出厂前都规定一个反映泵的抗汽蚀能力的特性参数允许汽蚀余量 h允表示 为防止汽蚀现象发生，离心泵入口处的静压头与动压头之和必须超过被输送液体在操作温度下的饱和蒸汽压头的最小值。,离心泵几何安装高度计算,Hf0-1,Hf0-1,Hf0-1,允许汽蚀余量校正系数,例题,某化工厂用IS65-50-1
9、60型离心泵从敝口容器中输送液体，容器内液位恒定,输送量为25m3/h，离心泵的吸入管长度为10m，内径为68mm。假如吸入管内流动已进入阻力平方区，直管阻力系数为0.03，总局部阻力系数 = 2，当地的大气压为1.013105Pa。试求此泵在输送以下各种流体时，允许安装高度为多少？ （1）输送20的水； （2）输送20的油品（pV = 2.67104Pa = 740kgm-3)； （3）输送沸腾的水。,例题,某厂用100Y-60型油泵作为 某常压精馏塔塔顶回流管线用泵如图所示，回流罐液面距泵入口处垂直距离为10m，吸入管线阻力Hf0-1估算为0.5m油柱，回流罐通大气，试核算此泵安装位置是否合适？已知工艺条件如下：回流汽油的的温度为50，流量为104m3/h，密度为640kg/m3，粘度为0.32mPaS。50时汽油的饱和蒸气压PV=120kPa(绝对压强)，,例题附图,例题1-19 附图,（4）提高离心泵抗汽蚀性能的措施,从管路系统着手,吸入管路应减少不必要的弯头、阀门等，增大吸入管直径等。即泵的吸入管路尽可能的短而粗。,降低离心泵的汽蚀余量，提高离心泵的抗汽蚀性能,采用螺旋诱导轮,采用抗汽蚀材料,总结,1、离心泵的特性曲线2、离心泵的安装高度,离心泵典型的特性曲线,Hf0-1,作业,作业本 P157 三、01、05,谢谢！,
