过程流体机械讲稿
《化工过程流体机械》网页课件第5章

§5 离心机 §5.1 离心机的典型结构及工作原理
化工过程流体机械
5.1.3 沉降离心机流体动力学基本方程及沉降分离过程
基本方程
连续方程(5-8)、欧拉方程(5-9、5-10、5-11) E - S(纳维-斯托克斯)方程(5-13、5-14、5-15)
沉降离心机转鼓内的流体流动(层流状态)
平均轴向流速
§5 离心机 §5.1 离心机的典型结构及工作原理
化工过程流体机械
5.1.3 沉降离心机流体动力学基本方程及沉降分离过程
沉降分离原理
物理过程:固体沉降(运动阻力)→沉渣压实(分散物系力学规律)
→排出液体(沉渣中分子力保持)
层流区、过渡区、湍流区,仅考虑层流区
(层流区)球形粒子自由沉降速度 v(离心力场中惯性力与浮力作用)
§5 离心机 §5.1 离心机的典型结构及工作原理
化工过程流体机械
5.1.3 沉降离心机流体动力学基本方程及沉降分离过程
沉降离心机的生产能力 qV = v0 Σ
( m3/s )
(5-49)
式中:v0 —— 重力沉降速度,m/s Σ —— 当量沉降面积(离心机生产能力指数),m2
蝶片式离心机生产能力(练习题 5-2)
细粒子布朗运动扩散距离
极限粒子直径 d l
1/ 4
dl
⎛ = 1.734⎜⎜⎝
T ∆ρ ω 2
r
⎞ ⎟⎟⎠
( μm )
(5-46)
式中:T —— 绝对温度,K; Δρ —— 固液相密度差
ω —— 液相回转角速度; r —— 粒子处回转半径,m
最小分离因数 Fr
T
Fr
=
9 d
4
∆ρ
g
过程流体机械

CYZ-A自吸式离心油泵
150 C Y Z-A-80
扬程(m) 第一次改进 自吸 输送介质为油 能满足船用要求 吸入口径(mm)
YW型液下是排污泵
400 YW 1800-32-250
功率(KW) 扬程(m) 流量(m³/h) 液下-排污 吸入口径(mm)
各类鼓风机
L系列罗茨式鼓风机 SSR系列罗茨式鼓风机 离心式鼓风机
回转鼓风机
罗茨鼓风机 RR系列罗茨式鼓风机
各类通风机
F9-19,9-26高压离心风机 HTFC型箱体离心风机 T35-11系列轴流风机
SJG管道斜流风机
HLF(SWF)型混流风机 离心式屋顶风机
分离机的分类
离心机是工业生产中应用广泛的一种分离机,它分为:
过滤式离心机 沉降式离心机(包括分离机)
三足式:上部卸料 下部卸料
密闭联系系统,再配以必要的控制仪表和设备
,即能平稳连续的把以流体为主要的各种流程
性材料,让其在装置内部经历必要的物理化学
过程,制造出人们需要的新的流程性材料产品
。
重油加氢 脱硫和制 氢装置
设备的 检修
管道
过程装备
在过程工业中过程装备是成套过程装置的 主体,它是单元过程设备(如塔、换热器、反 应器、与储罐等)与单元过程机器(如压缩机 、泵、分离机等)两者的统一。
<0.15 MPa ( 0.15×105Pa )
负压
分类 方式
名称
按流 体机 械结 构特 点分 类
往复式 结构
旋转式 结构
特点 压比高、流量小
压比低、流量高
举例
备注
往复式压 缩机
往复式泵
转轮(回 转式)
叶轮(透 平式)
过程流体机械教学1省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

2.3 压缩机级旳工作过程-12
⑵ 级数旳选择
多级压缩机旳最佳级数
多级压缩旳缺陷——构造复杂成 本增长、气阀及通道流动损失增 加、运动副增长,机械摩擦增大。
整机等温指示效率最大 效率相同步选少旳级数
级数选择旳其他原则:
多级压缩机不同级数等温指示效率曲线
大中型压缩机以省功为原则,不吝惜级数增多 小型移动式压缩机重量是矛盾,尽量选少级数 某些特殊气体压缩机级数取决于级允许旳排温
工艺气中间洗涤和净化除掉旳部分也要换算到压缩机进口旳 压力和温度状态计入
实际气体根据压缩机出口高压下测得旳体积进行换算时,应 考虑可压缩性旳影响
过程流体机械 西安交通大学
3.1 压缩机旳热力性能和计算-6
供气量——也称原则容积流量,是指压缩机单位时间内 排出旳气体容积折算到原则状态时旳干气体容积值,符 号qVN,单位Nm3/min
过程流体机械 西安交通大学
2.3 压缩机级旳工作过程-11
⑵ 级数旳选择
等温指示效率——理论等温循环指示功与实际循环指示功之比
单级旳最佳压力比
存在等温指示效率最大旳
因为过程指数与进排气损失 一定压力损失,过程指数越小,级最佳压比越高(图示)
不同级压力比理想等温循环与实际循环对比
过程流体机械 西安交通大学
要考虑哪些原因?
过程流体机械 西安交通大学
三、往复压缩机热力和动力性能(4h)
3.1 压缩机旳热力性能和计算 (2h)
排气压力和进、排气系统 (20min) 排气温度和压缩终了温度 (5min) 排气量和供气量 (15min) 压缩机热力分析和计算 (35min) 功率和效率 (15min)
p1 =常数 p2≠常数
p1≠常数 p2=常数
第2章 流体输送机械讲稿4

πD 2
4
Sn
2.2.3 2.2.3 往复泵
单缸双动泵
QT = (2 F − f ) Sn =
式中: 式中:
π (2 D 2 − d 2 )
4
Sn
──理论流量 m3/min; 理论流量, QT──理论流量,m3/min; D──活塞直径, D──活塞直径,m; 活塞直径 d──活塞杆直径, d──活塞杆直径,m。 活塞杆直径 S──活塞的冲程, S──活塞的冲程,m; 活塞的冲程 n──活塞每分钟往复次数 n──活塞每分钟往复次数
Blower) 二、鼓风机 (Blower)
3R5WD 系列
L4LD 系列
L6LD 系列
L10WDA 系列
Blower) 二、鼓风机 (Blower)
(二)离心鼓风机
多级低速离心鼓风机
工作原理:与离心泵相同。 工作原理:与离心泵相同。 离心鼓风机的送气量大,但出口压强仍不高, 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)。 不超过0.3 MPa(表压)。
2.2.3 2.2.3 往复泵
(2)压头 往复泵对单位重量液体所做的功, 表示; (2)压头 往复泵对单位重量液体所做的功,以H表示; (3)功率 往复泵单位时间内对流体所作的功, Ne表示 表示。 (3)功率 往复泵单位时间内对流体所作的功,以Ne表示。
Ne = QρgH
(4)效率 泵的有效功率与轴功率的比值, 表示, (4)效率 泵的有效功率与轴功率的比值,以η表示,即
压缩机(Compressor) 三、压缩机(Compressor)
(一)往复式压缩机
⒈结构和工作原理: 结构和工作原理: 结构: 结构:
气缸
《化工过程流体机械》第1章_概述(课件版)

技术原理
性能特点
工程应用
学习建议
化工过程流体机械
①. 掌握扎实的工程技术理论基础 流体力学、热力学、空气动力学、转子动力学等 ②. 了解较多的实践知识和工程结构 生产实习,泵与压缩机结构等 ③. 具有较强的自学思考能力 自学、思考、实践、创新,传授能力非传授知识 ④. 认真阅读掌握教材内容 “ 教与学 ” ;基础课、讲座课、综合课(学习实践应用) 学时精简,尽量重点分析总结,推导论述自学 ⑤. 认真做习题、思考题和实验 ⑥. 重视课堂笔记 读书使人充实,不读书者须有狡诈诡谲之伎俩 讨论使人敏锐,不讨论者须有通权达变之天资 笔记使人严谨,不作笔记者须有过目不忘之记忆_培根 ⑦. 注意课程教学小结和总结
课程历史
化工过程流体机械
《化工过程流体机械》课程 主要讲述在石油化工生产过程中 发挥重要作用的能量传递机械设备——流体机械 讲述流体机械结构型式、工作原理、性能特点和工程应用 课程教学目标为培养学生从事流体机械 使用维护、调节控制和设计改造工作的基本能力 达到掌握现代工程技术、增强工程实践意识 和解决工程实际问题的培养目标 实现对学生知识、能力、素质的培养要求 《化工过程流体机械》课程 2004 年 6 月授予石油大学(华东)第五次校级优质课程 2004 年11月石油大学(华东)第一次校级精品课程建设立项 2007 年 1 月通过中国石油大学校级精品课程建设项目验收
1.3.3 二十一世纪流体机械技术展望
新型流体机械研究:环保型流体机械、可再生能源流体机械 (太阳能、风、地热、海洋、生物能) 微型流体机械、高能量密度流体机械 流体机械设计理论研究: 定常附体→定常脱体涡混合→非定常脱体涡流型
§1
概述
2.流体机械在石油化工行业的应用 3.(化工)过程流体机械
过程流体机械教学课件1

添加标题
应用:流体机械在能源、化工、环保、航空航天等领域有着广泛的应用。
流体机械主要结构
流体机械的基本 组成:包括叶轮、 蜗壳、导叶等部 件它们的作用分 别是实现能量的 转换、汇集和导 出。
流体机械的分类: 按照工作原理和 应用领域可以分 为离心式、轴流 式、混流式等类 型它们在结构上 有一定的差异。
流体机械的工作 原理:基于牛顿 第三定律通过叶 轮旋转产生离心 力或轴向推力使 流体获得能量如 压力、速度等。
流体机械的应用: 广泛用于能源、 化工、环保等领 域如泵、压缩机、 鼓风机等设备。
流体机械性能参数
工作压力:流体机械在正常工作时所承受的压力 流量:流体机械在单位时间内输送的流体量 转速:流体机械旋转的速度 效率:流体机械在工作过程中能量的转换效率
08
总结与展望
总结课件内容重点
过程流体机械的基本概念和分 类
过程流体机械的工作原理和特 点
过程流体机械的应用范围和案 例分析
过程流体机械的发展趋势和未 来展望
对未来学习与实践的建议
深入学习过程流 体机械的基本理 论掌握其核心原 理。
关注流体机械领 域的新技术、新 发展不断更新知 识储备。
结合实际工程项 目提高解决实际 问题的能力。
01
课件封面
课件标题
内容1:过程流体机械教学课件1
内容3:包含课程名称、授课老师 姓名等信息
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
内容2:封面设计简洁明了突出主 题
内容4:整体风格统一符合教学课 件的规范要求
课件作者
作者姓名:张三
过程流体机械课件(李云 姜培正)页PPT文档

ISG系列单级单吸立式管道离心泵性能参数表
型号
流量 Q 扬程 H 效率 h 转速 n
(m3/h) (m) (%) (r/min)
电机 必需汽 重量 功率 蚀余量 (kg) (kw) (m)
1.1 8.5 28
15-18 1.5
8
34 2800 0.18 2.3 17
2.0
7
34
1.8 16 25 20-110 2.5 15 34 2800 0.37 2.3 25
–含固体颗粒液体的输送 输送含 固体颗粒液体的泵,常被称为杂 质泵
–不允许泄漏液体的输送 输送 易燃、易爆、易挥发、有毒、有 腐蚀以及贵重液体时,要求泵只 能微漏甚至不漏。这类泵多采用 机械密封或干气密封,或者采用 磁力驱动泵或屏蔽泵
–腐蚀性介质的输送 输送腐蚀 性较强的介质,选用耐腐蚀泵。 耐腐蚀泵分金属泵和非金属泵, 对腐蚀性较弱的介质,可选用耐 蚀金属泵;对于腐蚀性较强的介 质,使用非金属泵和金属材料加 非金属衬里层的泵。
泵的选用方法及步骤
–泵的实际选择方法
利用“泵型谱”选择
–初定泵的型式 –在该型式泵的系列型谱图找到所 需流量 qV 与扬程 H 的交点 –根据交点确定该型式泵的规格
利用“泵性能表”选择
–初定泵的型式
–在该型式泵的性能表中找到满足 所需流量 qV 与扬程 H 的几种规 格的泵
–按效率最大原则在适合的集中规 格的泵中选取效率最大的泵
–输送含气液体,根据含气量选用 合适的泵
表4-6 各类泵含气量的允许极限
泵类型
离心泵
允许含气量极限,%(体积) < 5
旋涡泵 容积式泵 5 ~ 20 5 ~ 20
–低温液化气的输送 如液态烃、 液化天然气、液态氧、液态氮等 等。输送这些介质的泵称为低温 泵或深冷泵。低温泵对轴封的要 求很严。泵常用的低温材料为: 奥氏体不锈钢,如0Cr18Ni9, 0Cr28Ni12Mo2等
过程流体机械讲义

注册机械工程师资格考核认定测试培训班过程装备(二)过程流体机械⏹流体机械是以流体为工质进行能量转换、处理与输送的机械,是过程装备的重要组成部分。
⏹流体机械一般可以从三个方面进行分类:按能量转换分类按处理流体介质按流体机械结构特点流体机械分类⏹过程流体机械按能量转换分类⏹原动机利用高压蒸汽或气体的压力能膨胀做功推动转子旋转。
如蒸汽轮机、燃气轮机。
⏹工作机机械的转子被原动机拖动,通过转子的叶片将能量传递被输送的流体。
流体输送机械如:泵、压缩机等流体分离设备如离心式分离机等。
流体机械分类⏹按处理流体介质气体-压缩机、鼓风机、通风机 液体(或含固)-泵气、液(或含固)混合体-分离机、搅拌机⏹按流体机械结构特点往复结构的流体机械旋转结构的流体机械⏹测试教材中过程流体机械部分重点是:离心泵和离心压缩机泵的分类P140⏹泵:增压输送液体,把机械能转换成液体的能量的机械⏹泵的种类很多,其分类方法也多:按流体介质可分为水泵、油泵、耐腐蚀泵、杂质泵;按用途可分为工艺装置用泵、公用设施用泵、辅助设施用泵;按叶轮的布置方式可分为悬臂式、两端支承式、立置悬臂式。
泵的分类-按流体介质P140水泵:清水泵、锅炉给水泵、热水泵油泵:冷油泵、热油泵、液态烃泵耐腐蚀泵:耐酸泵、耐碱泵杂质泵:浆料泵、污水泵、泥浆泵泵的分类-按工作原理和结构形式P140泵的分类-按流体压力P141 低于2MPa的称低压泵,压力在2~6MPa之间的称中压泵,压力高于6MPa的称高压泵。
泵的分类-按用途P141⏹工艺装置用泵:进料泵、回流泵、循环泵、塔底泵、冲洗泵、排污泵……⏹公用设施用泵:锅炉用(给水泵、凝水泵、热水泵、余热泵)、凉水塔(冷却水泵、循环水泵)、消防用泵、卫生用泵……⏹辅助设施用泵;润滑油泵、液压传动用泵……⏹管路输送用泵:输油管线用泵、装卸车用泵……泵的分类-按叶轮布置方式P140⏹按叶轮的布置方式可分为:⏹悬臂式:挠性连轴节传动(卧式、立式)、刚性连轴节传动(立式)、共轴式传动(立式)⏹两端支承式:单级和两级、多级⏹立置悬臂式:单层壳体()、双层壳体泵的用途P141⏹用来输送液体的泵种类繁多,用途很广。
第2章 流体输送机械讲稿3

九、离心泵的类型、选用与操作 离心泵的类型、 1.离心泵类型 1.离心泵类型 清水泵 按所输送的液体性质 耐腐蚀泵 油泵 杂质泵 按叶轮的数目 单级离心泵 多级离心泵 单吸式离心泵 按叶轮的吸入方式 双吸式离心泵
九、离心泵的类型、选用与操作 离心泵的类型、 (1)清水泵(IS、D、Sh 型) 清水泵(IS、
2 4
1 5
气动隔膜泵
隔膜泵因其独特的结构,适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。 隔膜泵因其独特的结构,适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。
2.2.4 2.2.4 其它类型的泵
3.齿轮泵 3.齿轮泵
KCB 型齿轮油泵
2.2.4 2.2.4 其它类型的泵
4.螺杆泵 4.螺杆泵
2.2.4 2.2.4 其它类型的泵
πD 2
4
Sn
2.2.3 2.2.3 往复泵
单缸双动泵
QT = (2 F − f ) Sn =
式中: 式中:
π (2 D 2 − d 2 )
4
Sn
──理论流量 m3/min; 理论流量, QT──理论流量,m3/min; D──活塞直径, D──活塞直径,m; 活塞直径 d──活塞杆直径, d──活塞杆直径,m。 活塞杆直径 S──活塞的冲程, S──活塞的冲程,m; 活塞的冲程 n──活塞每分钟往复次数 n──活塞每分钟往复次数
5.蠕动泵(软管泵) 5.蠕动泵(软管泵) 蠕动泵
2.2.4 2.2.4 其它类型的泵
6.旋涡泵 6.旋涡泵
2.2.4 2.2.4 其它类型的泵
旋涡泵的压头随流量增大而下降很快, 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, 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全开。 为零时,轴功率最大。为此,启动泵时应将出口阀全开。
过程流体机械课件,过程装备要控制工程,离心压缩机1

一 离心压缩机的典型结构
按叶片类型分类:即按叶片出口角β2A
前弯型(β
2A>90)
后弯型(β2A<90)
径 向 型(β2A=90)
一 离心压缩机的典型结构
(4)扩压器的结构形式
扩压器一般分为无叶扩压器、叶片扩压器两种。
无叶扩压器: 由两个平行壁面
构成的环形通道。气体从叶轮中排 出,经过该环形通道时降速增压。 是一种结构最简单的扩压器, 造价低,变工况适应性好。
一 离心压缩机的典型结构
(3)离心叶轮的结构形式
一 离心压缩机的典型结构
叶轮结构分类:
闭式叶轮
半开式叶轮
双面进气叶轮
闭式叶轮:由轮盘、叶片、轮盖组成。漏气量小,效率高;但 强度低,影响了叶轮圆周速度的提高,单级压力比较低。 半开式叶轮:由轮盘和叶片组成。叶轮强度高,可获得高的单 级压力比;但漏气量大,效率低。 双面进气叶轮:流量大,叶轮轴向力可得到平衡。
叶片扩压器: 在无叶扩压器的环形
通道上,沿圆周安装均布的叶片,就构 成叶片扩压器。
具有扩压程度大、结构尺寸小的优 点;缺点是变工况性能差。
一 离心压缩机的典型结构
(5)平衡盘
轴向力产生原因:
叶轮两侧间隙内气体压力分布不对称,使作用在叶轮两侧的
力不平衡所产生的轴向力; 气体以一定速度沿轴向进入叶轮,而后改为径向流入叶轮通 道,其速度大小和方向的改变,对叶轮产生一个轴向动反力。
0' 2 2 dp c0' c0 H hyd 00' 2
其中,第一项:气体在进出口获得的静压能增量; 第二项:气体在进出口获得的动能增量; 第三项:气体的级内的流动能量损失。
级内流体的伯努利方程:
过程流体机械的重点总结讲解

过程流体机械整体概念:过程是指事物状态变化在时间上的持续和空间上的延伸,它描述的是事物发生状态变化的经历、生产过程是人们利用生产工具改变劳动对象以适应人们需要的过程。
流体机械是以流体或流体与固体的混合体为对象进行能量转换、处理、也包括提高其压力进行输送的机械,它是过程装备的重要组成部分。
流体机械的分类:(能量:原动机、工作机)(介质:压缩机、泵、分离机)(结构:往复式结构的流体机械、旋转式结构的流体机械)第一篇活塞式压缩机1.循环功:什么是理论循环功?什么是实际循环功?循环:被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压缩称为一级,每个级由进气、压缩、排气等过程组成,完成一次该过程称为一个循环。
理论循环:1.汽缸没有余隙容积,被压缩气体能全部排出汽缸。
2.进排气过程无压力损失,压力波动、热交换、吸排气压力为定值。
3.压缩过程和排气过程无气泄漏。
4.所压缩的气体为理想气体,其过程指数为定值。
5.压缩过程为等温或绝热过程。
1.往复压缩机的理论循环与实际环的差异是什么?1.汽缸有余隙容积2.进、排气通道及气阀有阻力3.气体与汽缸各接触壁面间存在温差4气缸容积不可能绝对密封 5.阀室容积不是无限大6.实际气体性质不同于理想气体7.在特殊的条件下使用压缩机容积系数λv=1-α(ε^1/m-1)=1-V0/Vs[(pd/ps)^1/n-1]α:相对余隙容积,α=V0(余隙容积)/Vs(行程容积);α=0.07~0.12低压,0.09~0.14中压,0.11~0.16高压,>0.2超高压。
ε:名义压力比(进排气管口可测点参数),ε=pd/ps=p2/p1,一般单级ε=3~4;n:膨胀过程指数,一般n<=m压缩过程指数。
2.什么是设计循环示功图?什么是实际循环示功图?3.说明容积系数,压力系数,温度系数以及漏泄系数的意义.容积系数:λv=1-α(ε^1/m-1)=1-V0/Vs[(pd/ps)^1/n-1]α:相对余隙容积,α=V0(余隙容积)/Vs(行程容积);α=0.07~0.12低压,0.09~0.14中压,0.11~0.16高压,>0.2超高压。
过程流体机械教学课件2

气阀工 作过程
过程流体机械 西安交通大学
压缩机中需要密封的部位
活塞与气缸环形间隙 活塞杆与缸座孔环形间隙
压缩机中对密封装置要求
良好的密封性 耐久性 能够接受的制造成本
过程流体机械 西安交通大学
4.2 工作腔滑动密封-2
1、密封的原理和方式
⑴ 流体通过间隙的泄漏量
ql 0.263dlp m3/s
间隙值的影响特别大,成三次方关系
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-19
20MPa组合阀
网状低压组合
超高压组合阀结构
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-20
圆形直流阀
簧片阀结 构形状
微型制冷压缩 机舍簧组合阀
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-21
塔形环状阀
小型高压组合阀(25MPa) 小型高压吸气阀(25MPa)
塑料阀片环状阀(贺尔碧格)
CW与CW2型塑料阀 片环状阀(贺尔碧格)
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-17
网 状 阀 片 结 构
非 金 属 阀 片 的 网 状 阀 结 构
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-18
开式气阀
闭式气阀
碟状阀和菌状阀
高 压 闭 式 环 状 气 垫 阀
阀Байду номын сангаас结构
过程流体机械 西安交通大学
《过程流体机械》绪论课件
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作为辅助性生产环节的动力气源、控制仪表的 用气、环境通风等。
第八页,编辑于星期一:十四点 五十四分。
1.1.2 教学目标 全面熟悉典型的过程流体机械的基本结构、
工作原理、工作特性以及能够表征其生产能力 的技术的经济指标,达到能够初步学会选用各 种流体机械的目的。
第十五页,编辑于星期一:十四点 五十四分。
流体机械的应用
(1)流体机械广泛应用在国民经济各部门,社会生活各领域。 (2)科学技术越发展流体机械应用越广泛,起的作用越大。
– 如现代电力工业中,发电量的3/4由汽轮机承担,1/4由水轮 机承担,近年来西电东送,水电发展越来越多;
– 而用电量中1/3用于驱动水泵、风机、压缩机。特别是水泵 占的比例很大;
38*105MW 已开发仅10%
我国水力资源总蕴藏量
3.78*105MW 已开发<15%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
长江三峡电站,是目前世界上最大的水电站,向家坝、 溪洛渡、九滩……
水轮机是水力发电的关键部件。
水力发电的生产过程:主机系统、辅机系统。
除水轮机外,水电厂油气水等辅机系统中,要应用大量的水泵、 油泵、压缩机等流体机械。
– 水下油气混输泵:下图0-12
第二十二页,编辑于星期一:十四点 五十四分。
图0-12 水下油气混输泵
第二十三页,编辑于星期一:十四点 五十四分。
– 5.钢铁工业
高炉鼓风机: 轴流压缩机,风量大,10000m3/min,功率60MW
空气压缩机: 流量72000 m3/min,压力3.5mpa,功率12.15MW。
通风机
0.15~0.3 MPa
<0.15 MPa
过程流体机械教学课件
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齿轮泵
利用齿轮的旋转将液体从吸入 侧推向排出侧,适用于高粘度 液体。
压缩机
总结词
压缩机是用于压缩气 体的机械,通过旋转 或往复运动将气体压 缩,提高其压力和能 量。
离心压缩机
利用高速旋转的叶轮 将气体加速,使其压 力和能量增加。适用 于大规模的气体压缩。
轴流压缩机
利用旋转叶片将气体 沿轴向推进,适用于 大流量、低压过程流体机械的基本概念 • 常见的过程流体机械介绍 • 过程流体机械的维护与故障排除 • 过程流体机械的发展趋势与展望
01 引言
课程背景与目标
课程背景
过程流体机械是工业生产中不可或缺的重要设备,广泛应用 于能源、化工、制药等领域。为了满足行业对高素质人才的 需求,本课程致力于培养学生掌握过程流体机械的基本原理 、设计及操作技能。
03 常见的过程流体机械介绍
泵
离心泵
利用离心力将液体从叶轮中心 甩出,通过压头增加液体的压 力。适用于输送大量液体。
往复泵
通过往复运动将液体推出,适 用于高压力、小流量的场合。
总结词
泵是用于输送液体的机械,通 过旋转或往复运动增加液体能 量,使其能够克服阻力流动。
轴流泵
利用旋转叶片将液体沿轴向推 进,适用于大流量、低扬程的 场合。
新型材料
应用耐高温、耐腐蚀、高强度的新型材料,提高机械的可靠性和使用寿命,同时降低维护 成本。
新材料在过程流体机械中的应用
高性能材料
智能材料
采用钛合金、镍基合金、陶瓷等高性 能材料,提高机械的耐腐蚀、耐高温 和耐磨性能,延长使用寿命。
应用形状记忆合金、压电陶瓷等智能 材料,实现机械的自适应调节和控制, 提高运行稳定性和可靠性。
流体机械的设计与选型
过程流体机械完整(李云 姜培正)ppt课件
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19
泵的类型,A或B或C 表示叶轮外径经过一、 二、三次切割
多级泵级数,单级泵不标
新-扬程或流量-扬程,老-比转速
泵的基本型式,用拼音字母表示
泵的吸入口直径,新型-mm,老型-in
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20
注意
–IS单级单吸清水离心泵的命名 方式不同:它由基本型式代号、 吸入口直径()、压出口直径 ()和叶轮名义直径来表示
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33
离心泵工作原理
通过高速旋转的叶轮将转动机 械能传递给液体,使液体获得 动能和压力能,再通过扩大的 压液室和扩压管的流道,进一 步把大部分动能转换为压力能, 从而提高泵出口液体的压力
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34
离心泵的基本方程式
–液体在叶轮中的运动分析
假定
–液体是理想流体 –流动是稳态的 –离心泵叶轮具有无限多、无限薄 的叶片
例如:IS50-40-120
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离心泵的工作原理及基本方 程
–离心泵的性能参数
流量 qV 单位时间内从离心泵 的排液口排出的液量,单位一 般是 m3/min或 m3/h
–理论流量——单位时间内流入泵 作功部件里的液体量
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扬程 H 单位质量液体流过泵 后的总能量的增值,单位为 m液柱
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–离心泵的分类
按流体吸入叶轮的方式分类
–单吸式泵 –双吸式泵
按级数分类
–单级泵 –多级泵
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《过程流体机械》课程讲义课程基本信息1.课程中文名称:过程流体机械2.课程英文名称:Process Liquid Machine3.适用专业:过程装备与控制工程专业4.总学时:48学时(其中理论48学时)5.总学分:1.5学分6.课程编码:0503040087.课程类别:专业必修课8.编制日期:2012年2月主讲人:王红教材:《过程流体机械》姜培正主编化学工业出版社,2001.8主讲内容:1.绪论1.1专业概述,流体机械分类1.2过程流体机械用途、发展趋势1.3气体性质和热力过程2.容积式压缩机2.1 容积式压缩机分类、工作原理、结构2.2 往复活塞式压缩机的热力性能、功、功率2.3 动力性能、惯性力平衡,其它容积式压缩机3.离心压缩机3.1 离心压缩机结构、工作原理、特点3.2 叶轮式机械热力性能,欧拉方程、能量方程、伯努利方程3.3 级内能量损失,功率及效率3.4 性能、调节与控制3.5 相似理论及应用、离心压缩机选型4.泵4.1 泵的分类、特点、结构、工作原理4.2 泵叶轮上能量计算、伯努利方程应用4.3 离心泵的吸入特性、气蚀原理、相似理论4.4 其他泵类结构、工作原理、选泵5.离心机5.1 介质的分类、分离原理5.2 过滤式离心机和沉降式离心机、分离机结构、原理5.3 过滤机与压滤设备,各类机型选择第一次课(2学时)第一章绪论(1)(Introduction)讲述过程流体机械的在生产过程中的地位、流体机械的分类、流体机械的用途、流体机械的发展趋势以及流体机械的控制和故障诊断方法等。
1.1 过程流体机械的相关概念1.1.1讲述什么是过程工业(Process Industry)过程工业是以流程性物料为主要处理对象、完成各种过程或其中某些过程的工业生产的总称。
过程工业遍及几乎所有现代工业生产领域。
工业特点:大型化、管道化、连续化、快速化、自动化。
生产效率高、成本低、节能环保、安全可靠、控制先进、人员少。
如:石化、化工、生物化工、热电、医药、食品、染料、冶金、煤炭、环保等。
科学技术越发达,过程工业就越多、越大。
他是现代工业的主要体现,国民经济的支柱产业之一。
1.1.2讲述什么是过程装置由设备、管道和控制系统构成一个完整的过程工业的生产系统,并保持生产正常进行。
1.1.3讲述什么是过程装备化工生产过程中的生产工具:包括过程设备和过程机器。
过程工业的任何一个生产装置都需要使用多种机器、设备。
过程装备:(Process Equipment )三大部分:过程设备、过程机器、测控设备( Process Equipment; Process Machinery; Survey-control Equipment )(1)过程设备(静设备):(Process Equipment)压力容器、塔、反应釜、换热器、储罐、加热炉、管道等。
也称为:化工设备;压力容器,占过程工业总设备投资的80 ~ 85%。
《过程设备设计》课程内容讲。
(2)过程机械(动设备):(Process Machinery)Process Fluid Machinery压缩机、泵、分离机械(二机一泵);电机、风机、制冷机、蒸汽轮机、废气轮机等。
也称为:流体机械;化工机器;动力设备;泵与压缩机。
占过程工业总设备投资的20 ~25%。
(3)测控设备(Survey-control Equipment)测控仪表、阀、电气源、转换器、计算机、监控设备、记录设备等。
也称为:控制仪表;自动化设备。
过程控制内容:压力、温度、流量、浓度、密度、粘度、液位等1.2 流体机械分类(Fluid Machinery Classify)1.2.1 介质分类流体(Fluid):宏观物体:气态、液态、固态(三态)气体类(gas):空气(air) 、化学气(H2、O2、N2)、蒸汽(steam)、燃气(gas)、石油气(oil gas)。
液体类(liquid):水、油、化学液体、乳浊液、混合液…..。
粉粒类(powder) :植物粉、食物粉、药物粉、化学粉、矿物粉等。
1.2.2流体机械的分类流体机械(Fluid Machinery) 以流体为工作介质而进行能量转化的机械为~。
如:水力机械:水轮机、水斗、液力变矩器等;汽轮机械:蒸汽轮机、废气轮机、燃气轮机等;化工机器:压缩机、泵、制冷机等;通风;液压机械:液压泵、液压马达、液压缸等。
(一)按能量转换分类:原动机与工作机:本质相似,作用结果相反。
本质:工作原理、理论基础、基本结构、分析计算方法、设计维修等相同或相似。
流体机械(Fluid Machinery):包括原动机和工作机以前:一种机器可能就是一个专业,专业面窄,分工细。
现在:一个专业包括多种机器,专业面拓宽,就业方向加宽。
(二)按流体介质分类:(1)压缩机:给气体增压与输送气体的称为压缩机。
Compression如:氮氢气压缩机,氨气压缩机,活塞式压缩机等(2)泵:给液体增压与输送气体的称为压缩机。
(Pump)如:离心泵,轴流泵,液压泵,容积泵等(Centrifugal pump)(3)分离机:把液体与固体或液体与液体分离的设备为分离机。
如:过滤式离心机,沉降式离心机,压滤机(三)按机械运动形式分类A)往复运动流体机械作功元件为往复运动。
如:往复活塞式压缩机;往复活塞泵B)旋转运动流体机械作功元件为旋转运动。
如:叶轮式;转子式;回转式等C)摇摆运动流体机械作功元件为摇摆运动。
如:摇摆转子式压缩机;(四)按流体介质分类(原动机)应用什么流体称为什么机。
1.2.3讲述过程流体机械的特点1、流体机械以流体(气体、液体、粉体)为工质进行能量转换、处理与输送的机械。
2、流体机械直接、间接参与产品的生产过程。
3、流体机械是动设备,具有结构复杂、高速运动、与流体直接作用的特点。
4、流体机械是能量的提供者、物质流通的输送着、生产环节的制造者。
1.3 流体机械的用途1、举例:乙烯生产:75万吨/年主要设备:压缩机:裂解气压缩机——乙烯装置的标志、乙烯压缩机、丙烯压缩机。
统计表明:流体机械中,工作机的能量消耗占中国能量生产的1/3。
1.4讲述过程流体机械发展1、创造新机型①高压力、高单压比的泵、压缩机:活塞式压缩机高达700 MPa;离心压缩机高达200 MPa②大流量或小流量泵、压缩机:活塞式压缩机小流量达0.01m3/m,轴流压缩机大流量高达10000 m3/m③高转速离心机、压缩机:转速高达150000rpm④超音速压缩机:超音速轴流压缩机⑤操作自动控制的大型离心机2、流动规律的研究与应用对机器的叶轮的结构部件进行流动情况分析,判断各部件流动的优劣,以达到最优化设计的结果。
①进行流场数值计算:流场:三维流动、粘性湍流、可压缩流两相、多相流、非牛顿流体;②空间几何流道形状设计3、高转速转子动力学的研究与应用4、新型制造工艺技术的发展1.5本课程学习要点:基本原理、基本理论、基本计算;培养提出问题、分析问题、解决问题的能力,工作机与原动机贯通学习。
1.6 利用收集到的图片让学生初步认识压缩机、泵及其功能和用途an air compressor air pressure pump 空气压缩机a positive displacement compressor (PD Compressor) 容积式压缩机a reciprocating compressor ; reciprocal compressor 往复式压缩机reciprocating circulation compressor 往复循环压缩机piston compressor 活塞式压缩机Single-stage compressor 单级压缩机Multi-stage compressor 多级压缩机Compound compressor 复式压缩机Single-stage centrifugal pump 单级离心泵Single-suction centrifugal pump 单吸式离心泵Stram turbine 蒸汽透平机Dynamic compressor 动力式压缩机第二次课(2学时)第一章绪论(2)(Introduction)【上节课总结】重点讲述了什么是过程工业、流体机械及过程流体机械,让学生初步认识本课程是讲什么,认识流体机械的发展趋势。
【本节课主要内容】讲述气体性质和热力过程为主,使学生了解气体状态方程、气体性质和状态参数。
讲述压缩机的相关新名词。
1.3 气体的热力性质1.3.1理想气体与实际气体理想气体指分子间没有相互作用力、分子是不具有体积的弹性质点的假想气体。
实际气体是真实气体,在工程使用范围内离液态较近,分子间作用力及分子本身体积不可忽略,热力性质复杂,工程计算主要靠图表。
理想气体是实际气体p→0的极限情况。
2、关于气体常数的认识R为气体常数(单位J/kg·K),与气体所处的状态无关,随气体的种类不同而异。
气体常数之所以随气体种类不同而不同,是因为在同温、同压下,不同气体的比容是不同的。
如果单位物量不用质量而用摩尔,则由阿伏伽德罗定律可知,在同温、同压下不同气体的摩尔体积是相同的,因此得到通用气体常数R 0表示的状态方程式:1.3.2气体状态方程理想气体状态方程;实际气体状态方程;一、范德瓦尔方程(1873年)范德瓦尔考虑到两点:1.气体分子有一定的体积,所以分子可自由活动的空间为(v-b)2.气体分子间的引力作用,气体对容器壁面所施加的压力要比理想气体的小,用内压修正压力项。
问题:在p-V图中,范德瓦尔方程的等温曲线是什么形状?与理想气体等温曲线有什么差异?理想气体状态方程用于实际气体的偏差1.3.3 理想气体的热力过程目的:揭示过程中工质状态参数的变化规律,以及热能与机械能之间的转换情况,进而找出影响它们转换的主要因素。
对象:讨论理想气体的可逆过程研究热力过程的方法及具体步骤:1. 过程方程,一般写成的形式。
2. 利用状态方程和过程方程推出初、终状态参数之间的关系式3. 在p-v图和T-s图上表示出该过程曲线。
4. 该过程热力学能、焓、熵的变化以及功和热量。
气体热力性质小结1.基本概念及基本原理(1)理想气体及气体状态方程( PV = RT );(2)比热容(Cv 定容、Cp 定压);(3)应用比热容计算热量Q的方法(a.曲线关系法、b.直线关系法、c.定值计算法);(4)理想气体的热力学能;(5)理想气体的熵;(6)理想气体的焓2.理想气体的热力过程(1)定容过程;(2)定容过程;(3)定温过程;(4)绝热过程;(5)多变过程3.热量和功(膨胀功、技术功)的计算( p、v、T、u、s、h、q、w、wt 之间的相互换算)4.P-V图、T-S图1.4 压缩机与气体热力学性质的关联1、基本概念表压力和绝对压力、吸、排气压力、压力比、工况、标准状态和基准状态2.用例题说明压缩机压缩气体的热力学参数见课件2. 容积式压缩机(Positive Displacement Compressor )主讲内容:2.1 容积式压缩机概述2.2 热力性能、性能参数计算2.3 往复活塞式压缩机动力学计算2.4 往复式压缩机排气量调节2.5 其他容积式压缩机第三次课(2学时)第二章容积式压缩机(1)(Positive Displacement Compressor )【上节课总结】上节课主要讲述气体性质和热力过程为主,讲述压缩机的相关新名词,重点说明气体热力学的性质与压缩机压缩过程的关联【本节课主要内容】给学生讲授容积式压缩机的分类,以及往复式压缩机的基本构成和级的压缩过程与压缩功,使学生深刻了解往复式压缩机的工作循环。