流体输送设备讲义

3. 工程塑料
工程塑料
特性
质量轻、比强度高、耐化学腐蚀 性良好、电绝缘性优异、极好的
还原性酸中 腐蚀速度较快
强氧化性浓酸中 钝化情况下减轻
2. 合金钢
在碳钢的基础上，为了提高钢的机械 性能、物理和化学性能，改善钢的工 艺性能，在冶炼时有目的地加入一些 合金元素的钢。
合金钢
不锈耐酸钢
耐热钢
耐磨钢
用于制作耐腐蚀的机器 制作炉用零件、热交
零件、工具及容器等
换器、干燥设备等
防弹钢板、保险箱板
叶轮：由4～12片向后弯曲的叶片(vane,blade)组成， 安装在泵轴上，由电动机带动而快速旋转。
离心泵工作原理
来自百度文库流体在离心泵 叶轮中的运动
气缚(air bind)：
当离心泵启动时，若泵内 存在空气，就会形成叶轮 空转，这种现象称为“气 缚”。
NOTE：在开车前应预先将离心泵的泵壳和吸入管路中充满 液体，运转过程中也要防止空气漏入。 为便于泵内充满液体,吸入管底部安装有止逆底阀。 如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。
管件、阀门的阻力系数与当量长度
名称 ξ值
弯头45度 0.35
弯头90度 0.75
三通
1
回弯头 1.5
管接头 0.04
活接头 0.04
le/d
17 35 50 75 2 2
名称 ξ值
闸阀全开 0.17
闸阀半开 4.5
截止阀全开 6.0
截止阀半开 9.5
球阀
70.0
水表
7.0
le/d
9 225 300 475 3500 350
流体输送设备讲义
七彩化学研发中心 2010年8月
流体输送
1. 化工单元过程之流体流动 2. 泵的分类与选择 3. 管道材料及选择 4. 阀门种类及用途 5. 管道铺设的原则
1. 流体流动
1.1 层流和湍流
层流：流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行 的方向作平滑直线运动。此种流动称为层流 。 湍流：当流速增加到较大时，流线不再清楚可辨， 流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不 但有滑动，还有混合。这时的流体作不规则运动， 有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称 为湍流 。
＆ 计量泵主要应用在一些要求精确地输送液体至某一设备
的场合，或将几种液体按精确的比例输送。
齿轮泵(gear pump)
齿轮泵的压头高而流量小， 可输送粘稠液体。以至膏状 物料 ，但不能用于输送含有 固体颗粒的悬浮液。
喷射泵（jet pump）
＠ 工作原理
高压水或水蒸气经喷嘴绝热膨胀 并以高速（可达1000m.S-1）喷 出，其静压能转化为动能而产生 真空而将系统中气体吸入；水蒸 气和气体混合物经扩大管后速度 降低、压力提高而被排出。
2. 泵的分类与选择
2.1 泵的分类
按照工作原理，将泵的分类如下
泵的种类
离心式
往复式
旋转式
流体作用式
离心泵、旋涡泵等
往复泵、计量泵等
齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
离心泵
离心泵的构造
主要组成部分是叶轮 (impeller)和蜗形泵壳 (pump case)。叶轮 安装在泵壳内，液体入 口在泵壳中央，正对叶 轮中心，并与吸入导管 相连。压出口在泵壳旁 侧，联结压出导管。
＠ 作用： 主要用于使蒸发和蒸馏系统产生真空。
2.2 泵的选择
1. 泵类型的选择：根据装置所需的流量和扬程，按照 泵的分类及适用范围初步确定泵的类型。因离心泵 结构简单，流量调节简单，因此除离心泵难以胜任 的场合下，尽可能使用离心泵
2. 泵系列及材料的选择：根据工艺参数及介质特性选 择泵的系列和材料
3.2 常用的非金属材料
1.化工搪瓷 将含硅量高的瓷釉通过900℃左右的高温搪烧，使瓷釉密着 于金属胎底而制成的。能耐各种浓度的无机酸、有机酸、弱 碱和强有机溶剂。 2.玻璃 玻璃管道应用于化工设备中，在使用时有如下优点： 1）对任何浓度的有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的耐 腐蚀性能（氢氟酸、含氟磷酸、热的浓磷酸除外，对一般碱 类及常温（40 ℃左右）下的浓的强碱，也有一定的耐腐蚀 性。 2）能直接观察管道及设备内的反应和输送情况，壁面光滑 洁净，保证产品的纯度和质量
离心泵的主要性能参数(performance parameter)
离心泵的流量(pumping output)：单位时间排出液体体 积。与叶轮结构、尺寸和转速有关。
与转速成正比
扬程(delivery lift)He：又称为泵的压头，是指泵对单 位重量的流体所做的功。与流量、叶轮结构、尺寸和转 速有关。
3. 泵型号的确定：根据泵厂提供的样本及有关的技术 资料，确定泵的型号
3. 管道材料及选择
3.1 常用的金属材料
1. 碳钢
2. 含碳量小于2.11%并且含有少量Mn、Si、S、P 等
3.
元素的铁碳合金。 碳钢耐腐蚀性
碱性溶液及有机液体
中性溶液中
酸性溶液中
耐腐蚀性良好
无氧或低氧 腐蚀很轻微
高氧和搅拌 腐蚀速度较快
1.1 流动过程恒算
连续性方程： ρ1u1A1= ρ2u2A2 对于不可压缩流体在管内流动，ρ为常数， 则：u1d12=u2d22 机械能恒算：
1.2 阻力计算
直管阻力：流体在管内流动时由内摩擦引起的压力降 直管阻力wf可按下面公式计算： wf=λ·l/d ·u2/2 局部阻力：流体通过管路中的弯头、三通、阀门等管件的 压力降 局部阻力wf可按下面公式计算： wf=ξ· u2/2 或 wf=λ·le /d ·u2/2 式中ξ表示阻力系数，le 表示当量长度 一般来说，长距离输送以直管阻力为主，车间管路则往往 以局部阻力为主。
往复泵的操作特点
＆ 往复泵的效率一般都在70%以上，最高可达90%，它适用
于所需压头较高的液体输送。
＆ 往复泵可用以输送粘度很大的液体，但不宜直接用以输送
腐蚀性的液体和有固体颗粒的悬浮液，因泵内阀门、活塞 受腐蚀或被颗粒磨损、卡住，都会导致严重的汇漏。
柱塞式计量泵
＆ 调节电动机转速或用偏
心轮调节活塞冲程，可 以准确地获得要求的送 液量。
与转速的平方成正比
离心泵的操作
1）“灌泵”： 在泵启动前，向泵内灌注液体直至 泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止 2。）启动：离心泵应在出口阀门关闭时启动 3）运转：逐步开启出口阀门，调节流量 4）停车：一定要先关闭泵的出口阀，再停电机。
往复泵
往复泵主要部件: 泵缸 活塞 单向活门