化工原理第二章01PPT课件

400
0.5419kg / m3
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主要问题：
1、顶部压强计算错误。 2、没有考虑伯努利方程应用条件 2、温度理解错误。
管路系统中总能量损失公式
hf
（li le
d
）u 2 i2
hf
（ li
le d
）u 2 i2
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第二章：流体输送机械
液体输送设备 气体输送设备
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第一节 液体输送设备
一．离心泵工作原理和主要部件 二．离心泵的基本方程式 三．离心泵的主要性能参数与特性曲线 四．离心泵性能参数的改变及换算 五．离心泵的气蚀现象与允许吸上的高度 六．泵的工作点与流量调节 七．离心泵的组合操作——串、并联 八．其它类型的泵
擦系数为0.05，试求烟道气的流量为若干，kg/h？
解：已知：z1＝0m，z2＝30m，p1＝49pa真空度， p2？
u？
1-1
P＝49pa真空度
选择烟囱下端为截面1-1，顶端为2-2。截面1-1为基准水
平面。
根据题意，查表的20℃，压强为101.33×103pa空气的密
度为1.205kg/m3。
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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 轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反，其弯 曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵 壳的通道内平缓的改变方向，使能量损失减小，使动能向静 压能的转换更为有效。
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思考： 为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反？
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3）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周而漏出，或者外界
空气漏入泵壳内。
B 轴封的分类
轴 填料密封： 主要由填料函壳、软填料和填料压盖组成，
封
普通离心泵采用这种密封。
装
置 机械密封：主要由装在泵轴上随之转动的动环和固定于泵
壳上的静环组成，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。
例如：离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。 输送气体的机械按不同的工况分别称为:
通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。
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按工作原理：
动力式（叶轮式）：离心式，轴流式； 容积式（正位移式）：往复式，旋转式； 其它类型：喷射式 等。
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作原 理、基本构造与性能，合理地选择其类型、决定规格、计算 功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等。
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一．离心泵的操作原理、构造与类型
1、构造 • 由若干个弯曲的叶片组 成的叶轮置于具有蜗壳通 道的泵壳之内。
• 叶轮紧固于泵轴上，泵 轴与电机相连， 可由电 机带动旋转。
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• 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。
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2-1-1 离心泵
液体输送设备的种类很多,按照工作原理的不同,分为离心 泵、往复泵、旋转泵与旋涡泵等几种。其中,以离心泵在生产 上应用最为广泛。
离心泵的优点： 1.结构简单，操作பைடு நூலகம்易，便于
调节和自控 2.流量均匀，效率较高 3.流量和压头的适用范围较广 4.适用于输送腐蚀性或含有 悬
浮物的液体。
结
体悬浮物。
构 半闭式叶轮 只有后盖板，可用于输送浆料或含固体悬浮物
的液体，效率较低。
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按 单吸式 液体只能从叶轮一侧被吸入，结构简单。
吸
液
方
相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了
式 双吸式 一起，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。
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2）泵壳
A. 泵壳的作用 • 汇集液体，作导出液体的通道； • 使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。 B. 导叶轮
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绪论
在化工生产中，常常需要将流体从低位输送到高处；从低 压设备输送到高压设备；沿管道输送到较远的地方。
要克服位能、静压能之差及摩擦阻力引起的能量损失 为此，必须借助一定的输送设备，对流体作功，以补充足 够的能量，这种为输送流体而提供能量的机械---流体输送机械 流体输送机械的目的:给流体加入机械能以实现非自动过程 输送液体的机械通称为泵；
所以，可以使用柏努利方程。对1-1和2-2截面建立柏努利方程
u2 2
p1 p2
烟道气
gz2
l
de
3
烟道气＝
pM RT
p 101.33103 354.6 101.33103 49 1.011105 Pa 2
烟道气＝
pM RT
1.011105 30
8.315103 273.3
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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，使其机械能增高，并 以很高的速度（15-25 m/s）流入泵壳。
在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢， 使大部分动能转化为静压能。最后液体以较高的静压能从排 出口流入排出管道。
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气缚
离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，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，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，这样，离心泵 就无法工作，这种现象称作“气缚”。
2、基本部件和构造
1．离心泵的构造：
1、叶轮： 2、泵壳： 3、泵轴及轴封装置 ：
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1）叶轮 a)叶轮的作用
将电动机的机械能传给液体,使液体的动能和静压能都有所提 高。 b)叶轮的分类
闭式叶轮 叶片的内侧带有前后盖板，适于输送干净流 体，效率较高。
根 据
开式叶轮
没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒的液
第二章：流体输送机械
2.1 离心泵
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作业中的问题
19. 内截面为1000mm×1200mm的矩形烟囱高为30m。
2-2
平均摩尔质量为30kg/kmol，平均温度为400℃的烟道气
自下而上流动，烟囱下端维持在49pa的真空度。在烟囱 高度范围内大气的密度可以视为定值，大气温度为20℃，30m
地面处的大气压强为101.33×103pa。流体流经烟囱的摩
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泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了 真空，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，主要是依靠高速旋转叶轮所产生 的离心力，因此称为离心泵。
思考： 流体在泵内都获得了哪几种能量？ 其中哪种能量占主导地位？