流体输送设备课件
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化工原理ppt-第二章流体输送机械
H
' S
p a p1
g
2022/8/12
22
二、离心泵安装高度
3.允许气蚀余量
H
' S
p a p1
g
由于HS′使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性 能的参数，称为气蚀余量。 以NSPH表示，定义为防止气蚀发生，要求离心泵 入口处静压头与动压头之和必须大于液体在输送温 度下的饱和蒸汽压头的最小允许值。
性能曲线包括H～Q曲线、
N～Q曲线和 ～Q曲线。
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二、离心泵的性能参数与特性曲线
2．性能曲线
① H～Q特性曲线 随着流量增加，泵的压头下降，
即流量越大，泵向单位重量流体提 供的机械能越小。
② N～Q特性曲线 轴功率随着流量的增加而上升，
所以大流量输送一定对应着大的配 套电机。离心泵应在关闭出口阀的 情况下启动，这样可以使电机的启 动电流最小。
2022/8/12
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三、离心泵的选用、安装与操作
1.离心泵类型
（1）清水泵：适用于输送清水或物 性与水相近、无腐蚀性且杂质较少的 液体。结构简单，操作容易。 （2）耐腐蚀泵：用于输送具有腐蚀 性的液体，接触液体的部件用耐腐蚀 的材料制成，要求密封可靠。 （3）油泵：输送石油产品的泵，要 求有良好的密封性。 （4）杂质泵：输送含固体颗粒的液 体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片 数少。
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三、离心泵的选用、安装与操作
3.安装与操作离心泵
（1）安装 ①安装高度不能太高，应小于允许安装高度。 ②尽量减少吸入管路阻力，以减少发生汽蚀可能性。 主要考虑：吸入管路应短而直；吸入管路直径可稍大； 吸入管路减少不必要管件；调节阀装于出口管路。 （2）操作 ①启动前应灌泵，并排气。②应在出口阀关闭情况下 启动泵。③停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮。④ 经常检查轴封情况
《化工单元操作》-流体输送课件(中职).
12
离心泵的工作原理
当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘时，在 叶轮中心处形成低压区，这样就造成了吸入管贮槽 液面与叶轮中心处的压强差，液体就在这个静压差 作用下，沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心，以 补充被排出的液体，完成离心泵的吸液过程。只要 叶轮不停地运转，液体就会连续不断地被吸入和排 出。
13
表1 液体输送机械（泵）的分类
泵是一种通用的机械，广泛使用在国民经济各部门 中。其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作 方便等优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点 讲述离心泵，对其它类型的泵作一般介绍。
各种形式泵的介绍：
• 油泵
自吸油泵
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
齿轮式输油泵
无水冷却热油泵
要求具有良好的密封性能，热油泵需在轴承和轴 封处设置冷却装置。
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
化工单元操作（中职） —— 流体输送机械
中职专业建设与中高职衔接分项目
2
主要内容
流体输送机械 离心泵的结构及类型 离心泵的工作原理和特性 离心泵的性能参数
3
问题的提出
在化工生产中，为何要用到流体输送机械？ 常用的流体输送机械有哪些？ 离心泵是如何把水从低处抽到高处的呢？
离心泵的构造 右图离心泵装置示意图
主要部件为叶轮1，叶轮上有 6-8片向后弯曲的叶片，叶轮 紧固于泵壳2内泵轴3上，泵 的吸入口4与吸入管5相连。 液体经底阀6和吸入管5进入 泵内。泵壳上的液体从排出 口8与排出管9连接,泵轴3用 电机或其它动力装置带动。
离心泵装置示 意图
1-叶轮；2-泵壳； 3-泵轴；4-吸入 口；5-吸入管； 6-底阀；7-滤网； 8-排出口；9-排 出管；10-调节阀
离心泵的工作原理
当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘时，在 叶轮中心处形成低压区，这样就造成了吸入管贮槽 液面与叶轮中心处的压强差，液体就在这个静压差 作用下，沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心，以 补充被排出的液体，完成离心泵的吸液过程。只要 叶轮不停地运转，液体就会连续不断地被吸入和排 出。
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表1 液体输送机械（泵）的分类
泵是一种通用的机械，广泛使用在国民经济各部门 中。其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作 方便等优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点 讲述离心泵，对其它类型的泵作一般介绍。
各种形式泵的介绍：
• 油泵
自吸油泵
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
齿轮式输油泵
无水冷却热油泵
要求具有良好的密封性能，热油泵需在轴承和轴 封处设置冷却装置。
职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库
化工单元操作（中职） —— 流体输送机械
中职专业建设与中高职衔接分项目
2
主要内容
流体输送机械 离心泵的结构及类型 离心泵的工作原理和特性 离心泵的性能参数
3
问题的提出
在化工生产中，为何要用到流体输送机械？ 常用的流体输送机械有哪些？ 离心泵是如何把水从低处抽到高处的呢？
离心泵的构造 右图离心泵装置示意图
主要部件为叶轮1，叶轮上有 6-8片向后弯曲的叶片，叶轮 紧固于泵壳2内泵轴3上，泵 的吸入口4与吸入管5相连。 液体经底阀6和吸入管5进入 泵内。泵壳上的液体从排出 口8与排出管9连接,泵轴3用 电机或其它动力装置带动。
离心泵装置示 意图
1-叶轮；2-泵壳； 3-泵轴；4-吸入 口；5-吸入管； 6-底阀；7-滤网； 8-排出口；9-排 出管；10-调节阀
化工原理——流体输送机械
3）轴封装置：泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。 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 主要由填料函壳、软填料和填料 填料密封：压盖组成，普通离心泵采用这种
轴封
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
2）按叶轮上吸入口的数目 单吸泵 叶轮上只有一个吸入口，适用于输送量不 大的情况。
双吸泵 叶轮上有两个吸入口，适用于输送量很大 的情况。
3）按离心泵的不同用途
水泵 输送清水和物性与水相近、无腐蚀性且 杂质很少的液体的泵, （B型）
耐腐蚀泵 接触液体的部件（叶轮、泵体）用耐腐蚀 材料制成。要求：结构简单、零件容易更 换、维修方便、密封可靠、用于耐腐蚀泵 的材料有：铸铁、高硅铁、各种合金钢、 塑料、玻璃等。（F型）
油泵
杂质泵
油泵 输送石油产品的泵 ，要求密封完善。(Y 型）
输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的 杂质泵 泵 ，又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要
求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮 流道宽、叶片数目少。( P 型 )
叶轮轴向力问题
闭式或半闭式叶轮后盖板 与泵壳之间空腔液体的压 强较吸入口侧高，这使叶 轮遭受指向吸入口方向的 轴向推力，这使叶轮向吸 入口侧位移，引起叶轮与 泵壳接触处的磨损。
往复泵：利用活塞的往复运动，将能量传 给液体，以完成输送任务。
回转泵：靠泵内一个或一个以上的转子旋 转来吸入和排出液体。
旋涡泵：一种特殊类型的离心泵。
掌握要求 基本原理 主要结构 性能参数
本章的目的：
选择泵、计算功率 确定安装位置
结合化工生产的特点，讨论各种流体输送机械的操作
《流体输送输送机械》课件
安全操作：操作人员应熟悉通风 机的操作规程，确保安全操作
管道系统的运行与维护
定期检查：检 查管道是否有 泄漏、腐蚀等
现象
定期清洗：清 洗管道，防止
堵塞和污染
定期润滑：润 滑管道，防止
磨损和生锈
定期维护：维 护管道，确保
其正常运行
流体输送输送机械的故障 诊断与处理
章节副标题
泵的故障诊断与处理
故障诊断方法：如观察、听 诊、测量等
THEME TEMPLATE
感谢观看
泵的常见施：如更换零件、 调整参数、维修等
预防措施：如定期检查、维 护、更换易损件等
压缩机的故障诊断与处理
故障类型：机 械故障、电气 故障、液压故
障等
故障原因：磨 损、腐蚀、堵
塞、泄漏等
故障诊断方法： 观察、听声音、 测量、分析等
故障处理措施： 更换零件、调 整参数、清洗、
流体输送输送机械的应用
石油、天然气等能源输送 化工、制药、食品等行业的物料输送 城市供水、排水、污水处理等市政工程 农业灌溉、排涝等农业工程 船舶、飞机等交通工具的燃料输送 热力、电力等能源输送
流体输送输送机械的组成 与结构
章节副标题
泵的组成与结构
泵体：容纳 流体，承受 压力
叶轮：将流 体加速，产 生压力
章节副标题
流体输送输送机械概述
章节副标题
定义与分类
定义：流体输送输送机械是一 种用于输送流体的机械设备， 包括泵、压缩机、风机等。
分类：根据流体输送输送机械 的工作原理和用途，可以分为 泵、压缩机、风机等类型。
泵：用于输送液体，包括离心 泵、轴流泵、混流泵等。
压缩机：用于压缩气体，包括 离心压缩机、轴流压缩机、混 流压缩机等。
化工原理课件第2章：流体输送
3. 离心泵安装时，应注意选用较大的吸入管路，减少吸入管路的弯头、 阀门等管件，以减少吸入管路的阻力损失。
4. 当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现[Hg]为负的情况， 此时应将离心泵安装于贮槽液面以下。
化工原理——流体输送机械
2.2.6 离心泵的类型与选用 1. 类型 ① 清水泵——单级、多级、双吸 ②耐腐蚀泵——用耐腐蚀材料 ③油泵——密封良好 ④液下泵——轴封要求不高 ⑤屏蔽泵——无密封、无泄漏
qV' D' qV D
H
' e
He
D' D
2
Pa' Pa
D' D
3
——切割定律
化工原理——流体输送机械
2.2.4 离心泵的工作点与流量调节 1. 管路特性曲线
K：由管路特性决定， 一般为高度湍流，与流 量无关
化工原理——流体输送机械
管路特性的影响因素 化工原理——流体输送机械
7. 效率：有效功率与轴功率之比，即
Pe
Pa
化工原理——流体输送机械
8. 泵内的能量损失 a. 容积损失
高压液体泄漏到低压处，qV
b. 水力损失 液体内摩擦及液体与泵壳的碰撞，He c. 机械损失 轴与轴承，轴封的摩擦
化工原理——流体输送机械
轴功率：电机提供给泵轴的功率，W
Pa
Pe
H串 2 A 2BoqV2串
并联时的特性曲线为：
H并
A
Bo
qV并 2
2
H串＜2H单 qV串＞qV单
qV 并＜2qV 单 H并＞H单
化工原理——流体输送机械
4. 当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现[Hg]为负的情况， 此时应将离心泵安装于贮槽液面以下。
化工原理——流体输送机械
2.2.6 离心泵的类型与选用 1. 类型 ① 清水泵——单级、多级、双吸 ②耐腐蚀泵——用耐腐蚀材料 ③油泵——密封良好 ④液下泵——轴封要求不高 ⑤屏蔽泵——无密封、无泄漏
qV' D' qV D
H
' e
He
D' D
2
Pa' Pa
D' D
3
——切割定律
化工原理——流体输送机械
2.2.4 离心泵的工作点与流量调节 1. 管路特性曲线
K：由管路特性决定， 一般为高度湍流，与流 量无关
化工原理——流体输送机械
管路特性的影响因素 化工原理——流体输送机械
7. 效率：有效功率与轴功率之比，即
Pe
Pa
化工原理——流体输送机械
8. 泵内的能量损失 a. 容积损失
高压液体泄漏到低压处，qV
b. 水力损失 液体内摩擦及液体与泵壳的碰撞，He c. 机械损失 轴与轴承，轴封的摩擦
化工原理——流体输送机械
轴功率：电机提供给泵轴的功率，W
Pa
Pe
H串 2 A 2BoqV2串
并联时的特性曲线为：
H并
A
Bo
qV并 2
2
H串＜2H单 qV串＞qV单
qV 并＜2qV 单 H并＞H单
化工原理——流体输送机械
《流体输送》PPT课件
③液体具有粘性 ④泵内有各种泄漏现象，实际的V小
于T
精选PPT
25
2.3、离心泵的性能曲线
2．离心泵的特性曲线p67
转速n一定时，由实验测得H～V， Na～V，η～V，这三条曲线称为特 性曲线，由泵制造厂提供。供泵用 户使用。泵厂以20℃清水作为工质 做实验测定性能曲线。
精选PPT
26
H,m
N ~V
停泵：关闭出口阀→停机（避免排出 管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，
以延长泵的使用精寿选PPT命）
11
2.2 离心泵操作性能基本
方程式
2.2.1离心泵的主要性能参数
1．流量V：单位时间内泵输送的液 体体积,m3/s（或m3/h，l/s等）。
2．扬程H（压头）：泵对单位重量 的液体所提供的有效能量，m液柱。
❖泵的铭牌~与max对应的性能参数 选型时 max η=92%ηmax
精选PPT
29
3．离心泵性能改变及换算
（1）流体的性质：
密度： （H，V，）与无关； , (N、Ne) Ne=ρgVH
粘度： ，（H，V，）; N 工作流体~20℃水差精选别PPT大参数和曲线 30 变化
第二章 流体输送机械
精选PPT
1
流体输送机械分类
介质： 液体——泵 气体——风机、压缩机
工作原理：离心式 往复式 旋转式 流体作精选P用PT 式（如喷射式）2
一．离心泵的工作原理及 主要部件
1．结构
1）叶轮：叶轮内6～12片弯曲的叶 片
作用：原动机的机械能→液体→静压 能↑和动能↑
精选PPT
3
一．离心泵的工作原理及 主要部件
H~V
线离
心
泵
特
于T
精选PPT
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2.3、离心泵的性能曲线
2．离心泵的特性曲线p67
转速n一定时，由实验测得H～V， Na～V，η～V，这三条曲线称为特 性曲线，由泵制造厂提供。供泵用 户使用。泵厂以20℃清水作为工质 做实验测定性能曲线。
精选PPT
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H,m
N ~V
停泵：关闭出口阀→停机（避免排出 管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，
以延长泵的使用精寿选PPT命）
11
2.2 离心泵操作性能基本
方程式
2.2.1离心泵的主要性能参数
1．流量V：单位时间内泵输送的液 体体积,m3/s（或m3/h，l/s等）。
2．扬程H（压头）：泵对单位重量 的液体所提供的有效能量，m液柱。
❖泵的铭牌~与max对应的性能参数 选型时 max η=92%ηmax
精选PPT
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3．离心泵性能改变及换算
（1）流体的性质：
密度： （H，V，）与无关； , (N、Ne) Ne=ρgVH
粘度： ，（H，V，）; N 工作流体~20℃水差精选别PPT大参数和曲线 30 变化
第二章 流体输送机械
精选PPT
1
流体输送机械分类
介质： 液体——泵 气体——风机、压缩机
工作原理：离心式 往复式 旋转式 流体作精选P用PT 式（如喷射式）2
一．离心泵的工作原理及 主要部件
1．结构
1）叶轮：叶轮内6～12片弯曲的叶 片
作用：原动机的机械能→液体→静压 能↑和动能↑
精选PPT
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一．离心泵的工作原理及 主要部件
H~V
线离
心
泵
特
流体输送设备讲义
流体输送设备讲义一、流体输送设备的概念流体输送设备是一种用来输送液体或气体的机械设备，它们能够将流体从一处输送到另一处，以满足工业生产过程中的流体输送需求。
二、流体输送设备的分类1. 泵：泵是一种用来输送液体的设备，通过机械或电力的作用，将液体从低压区域抽送至高压区域。
2. 阀门：阀门是用来控制流体流动的设备，通过打开或关闭阀门来控制流体的流量和流速。
3. 管道：管道是用来输送液体或气体的通道，一般由金属、塑料或橡胶等材料制成，通过连接多段管道来完成流体输送的功能。
4. 压缩机：压缩机是一种用来压缩气体的设备，将气体从低压区域压缩至高压区域，以便于输送和使用。
三、流体输送设备的应用1. 工业生产：在化工、石油、食品、制药等行业中，流体输送设备被广泛应用于液体和气体的输送和控制。
2. 建筑工程：在建筑工程中，流体输送设备用于建筑物的供水、供暖和空调系统中。
3. 农业灌溉：在农业生产中，流体输送设备被用于灌溉系统的设计和建设，确保农田得到合适的水源供给。
四、流体输送设备的选型和维护1. 选型：根据具体的输送需求和流体性质，选择适合的泵、阀门、管道和压缩机，以确保流体输送设备能够满足工业生产需求。
2. 维护：定期检查和维护流体输送设备，保证其正常运行，避免故障和漏漏。
五、流体输送设备的发展趋势1. 智能化：流体输送设备的智能化趋势明显，通过传感器和控制系统实现设备的自动化操作和监控。
2. 节能环保：随着节能环保理念的普及，流体输送设备的设计和制造越来越注重节能和环保性能。
3. 高效化：流体输送设备的技术水平不断提高，以提高设备的输送效率和可靠性。
六、未来发展趋势随着科学技术的不断进步和工业生产的快速发展，流体输送设备将面临着新的挑战和机遇。
未来，流体输送设备有望在以下几个方面取得进一步发展：1. 新材料应用：随着新材料科技的不断发展，具有高强度、耐腐蚀和耐高温性能的新型材料将逐渐应用于流体输送设备的制造中，以提高设备的耐久性和可靠性。
化工原理流体流动与输送机械PPT课件
1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
11
1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
12
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
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1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
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1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
大学精品课件：第二章 流体输送设备
制 作
*机械损失
机械摩擦；
制 作
者：
者：
黄 德
*水力损失
液体摩擦及局部阻力；
制作者：黄德春
制 作 者： 黄 德 春
制 作 者： 黄 德 春
制 作 者： 黄 德 春
11
本制作校者：版黄德《春 制药化工原理》课件
制
第一节 液体输送设备
作
《化工原理》课件——第一章 流体流动
者：
——离心泵
黄
德
春
制 作 者： 黄 德 春
制 作 者：
黄 双吸式：a.吸液量大 b.无轴向推力
德 春
制作者：黄德春
制
第一节 液体输送设备
作
《化工原理》课件——第一章 流体流动
者：
——离心泵
黄
德
春
制 作 者： 黄 德 春
制 作 者： 黄 德 春
制作者：黄德春
制 作 者： 黄 德 春
制 作 者： 黄 德 春
制 作 者： 黄 德 春
5
本制作校者：版黄德《春 制药化工原理》课件
制
第一节 液体输送设备
作
《化工原理》课件——第一章 流体流动
作
者： 黄
٭工作原理
德
春 ٭主要部件
٭主要性能参数与特性曲线
制 作
٭性能改变与换算
者：
黄 德
٭气蚀现象与允许安装高度
春
制作者：黄德春
制 作 者： 黄 德 春
制 作 者： 黄 德 春
制 作 者： 黄 德 春
2
本制作校者：版黄德《春 制药化工原理》课件
制 作
内容纲要（二）
者：
化工原理-第二章-流体输送机械PPT课件
总效率：
Vmh
(4)轴功率N
离心泵的轴功率N可直接用效率来计算：
流体密度，kg/ m3
泵的效率
N HQg /
泵的轴功率，W 泵的压头，m
泵的流量，m3/s
一般小型离心泵的效率50~70%，大型离心泵效率可达90% 。
2、离心泵特性曲线（Characteristic curves）
由于离心泵的各种损失难 以定量计算，使得离心泵的特
性曲线H～Q、N～Q、η～Q
的关系只能靠实验测定，在泵 出厂时列于产品样本中以供参 考。右图所示为4B20型离心泵
在 转 速n＝ 2900r/min 时 的特
性曲线。若泵的型号或转速不 同，则特性曲线将不同。借助 离心泵的特性曲线可以较完整 地了解一台离心泵的性能，供 合理选用和指导操作。
H/m NkW
u2
D2n
60
根据装置角β2的大小，叶片形状可分为三种：
w2
c2
2
2
u2
w2
c2
2
2
u2
w2 2
c2 2 u2
(a)
(a)β2< 90o为后弯 叶片，cotβ2 >0， HT∞ <u22 /g
(b) (b)β2= 90o为径向 叶片，cotβ2 =0 ， HT∞ =u22 /g
(c) (c) β2 > 90o为前 弯叶片，cotβ2 <0，HT∞ > u22 /g
c2r
c2' r
u2
u2'
Q n Qn
H ( n)2 Hn
N H Qg ( n )3 N HQg n
不同转速下的速度三角形
比例定律
（4）叶轮直径D2对特性曲线的影响
Vmh
(4)轴功率N
离心泵的轴功率N可直接用效率来计算：
流体密度，kg/ m3
泵的效率
N HQg /
泵的轴功率，W 泵的压头，m
泵的流量，m3/s
一般小型离心泵的效率50~70%，大型离心泵效率可达90% 。
2、离心泵特性曲线（Characteristic curves）
由于离心泵的各种损失难 以定量计算，使得离心泵的特
性曲线H～Q、N～Q、η～Q
的关系只能靠实验测定，在泵 出厂时列于产品样本中以供参 考。右图所示为4B20型离心泵
在 转 速n＝ 2900r/min 时 的特
性曲线。若泵的型号或转速不 同，则特性曲线将不同。借助 离心泵的特性曲线可以较完整 地了解一台离心泵的性能，供 合理选用和指导操作。
H/m NkW
u2
D2n
60
根据装置角β2的大小，叶片形状可分为三种：
w2
c2
2
2
u2
w2
c2
2
2
u2
w2 2
c2 2 u2
(a)
(a)β2< 90o为后弯 叶片，cotβ2 >0， HT∞ <u22 /g
(b) (b)β2= 90o为径向 叶片，cotβ2 =0 ， HT∞ =u22 /g
(c) (c) β2 > 90o为前 弯叶片，cotβ2 <0，HT∞ > u22 /g
c2r
c2' r
u2
u2'
Q n Qn
H ( n)2 Hn
N H Qg ( n )3 N HQg n
不同转速下的速度三角形
比例定律
（4）叶轮直径D2对特性曲线的影响
化工单元操作技术第一章流体输送技术课件
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
（2）可压缩流体
对于可压缩流体，若流动系统两截面间的绝对压力变 化较小（常规定为 p1 p2 ）20，%则仍可用伯式进行计算，
p1 但流体密度 应以两截面间流体的平均密度 来m 代替。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
A2 A1
d2 d1
2
（5）
说明不可压缩流体在管道内的流速与管道内径的平方成反比
式（1）至式（5）称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程
连续性方程反映了稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上 流速的变化规律。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
（一）流动系统的能量
伯努利方程——预备知识
显然，设备内流体的真空度愈高，它的绝对压力就愈低； 表压力愈高，它的绝对压力就愈高。 绝对压力、表压力、真空度以及大气压之间的关系用公式表示为：
p表 p绝 p大, p真 p大 p绝
图示为：
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
注意！
大气压力的数值随大气温度、湿度和所在地海拔的变化而变化 压力以表压或真空度表示时应用括号注明，否则视为绝对压力 压力计算时基准要一致
位能是相对值，计算时 需规定基准水平面
位能：流体因处于重力场中而具有的能量。
单位质量流体的位能为g（z J / kg）
动能：流体因具有一定流动速度而具有的能量。
单位质量流体的动能为 1 u（2 J / kg） 2
静压能：流体具有一定的压力而具有的能量。
单位质量流体的静压能为p（J / kg）
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
（2）可压缩流体
对于可压缩流体，若流动系统两截面间的绝对压力变 化较小（常规定为 p1 p2 ）20，%则仍可用伯式进行计算，
p1 但流体密度 应以两截面间流体的平均密度 来m 代替。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
A2 A1
d2 d1
2
（5）
说明不可压缩流体在管道内的流速与管道内径的平方成反比
式（1）至式（5）称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程
连续性方程反映了稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上 流速的变化规律。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
（一）流动系统的能量
伯努利方程——预备知识
显然，设备内流体的真空度愈高，它的绝对压力就愈低； 表压力愈高，它的绝对压力就愈高。 绝对压力、表压力、真空度以及大气压之间的关系用公式表示为：
p表 p绝 p大, p真 p大 p绝
图示为：
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
注意！
大气压力的数值随大气温度、湿度和所在地海拔的变化而变化 压力以表压或真空度表示时应用括号注明，否则视为绝对压力 压力计算时基准要一致
位能是相对值，计算时 需规定基准水平面
位能：流体因处于重力场中而具有的能量。
单位质量流体的位能为g（z J / kg）
动能：流体因具有一定流动速度而具有的能量。
单位质量流体的动能为 1 u（2 J / kg） 2
静压能：流体具有一定的压力而具有的能量。
单位质量流体的静压能为p（J / kg）
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
南京理工化工原理课件2-- 流体输送机械
24
分析：1.选泵
Q、He
？伯努利方程
已知
2.安装高度
Hg
u Hs H f 2g
2 1
0 1
25
根据被输送液体的性质和操作条件， 确定泵的类型；
根据具体管路布置情况对泵提出的流 量、压头要求，确定泵的型号
23
例1.热水池中水温为65℃。用离心泵以40m3/s 的流量送至凉水塔顶，再经喷头喷出落入凉水 池中，达到冷却目的。已知水进喷头前需维持 49×103Pa（表压）。喷头入口处较热水池水面 高6m。吸入管路和排出管路的压头损失分别为 1m和3m。管路中动压头可忽略不计。试选用合 适的离心泵。并确定泵的安装高度。当地大气 压强按101.33×103Pa计。
3
2-1-2 离心泵的理论压头
一、离心泵的理论压头 假设：
（1）叶轮内叶片的数目 无限多，叶片的厚度为无 限薄，液体完全沿着叶片 的弯曲表面而流动无任何 倒流现象； （2）液体为粘度等于零 的理想液体，没有流动阻 力。
离心力作功 ： 2 2 R2 F dr R2 Rw dr w 2 2 2 u2 - u12 c R1 g = R1 g = 2g R2 - R1 = 2g
大气压 强校正
饱和蒸汽 压校正
密度 校正
18
(2) 临界汽蚀余量（Δ h ）
——指离心泵入口处，液体的静压头p1/ρ g与动压
头u12/2g之和大于液体在操作温度下的饱和蒸
汽压头pv/ρ g的某一最小指定值。
p0 p1 u Hg H f g g 2g
2 1
0 1
p0 pv Hg h H f g g
l H f 8 / 2 d 4 g Qe2 d
分析：1.选泵
Q、He
？伯努利方程
已知
2.安装高度
Hg
u Hs H f 2g
2 1
0 1
25
根据被输送液体的性质和操作条件， 确定泵的类型；
根据具体管路布置情况对泵提出的流 量、压头要求，确定泵的型号
23
例1.热水池中水温为65℃。用离心泵以40m3/s 的流量送至凉水塔顶，再经喷头喷出落入凉水 池中，达到冷却目的。已知水进喷头前需维持 49×103Pa（表压）。喷头入口处较热水池水面 高6m。吸入管路和排出管路的压头损失分别为 1m和3m。管路中动压头可忽略不计。试选用合 适的离心泵。并确定泵的安装高度。当地大气 压强按101.33×103Pa计。
3
2-1-2 离心泵的理论压头
一、离心泵的理论压头 假设：
（1）叶轮内叶片的数目 无限多，叶片的厚度为无 限薄，液体完全沿着叶片 的弯曲表面而流动无任何 倒流现象； （2）液体为粘度等于零 的理想液体，没有流动阻 力。
离心力作功 ： 2 2 R2 F dr R2 Rw dr w 2 2 2 u2 - u12 c R1 g = R1 g = 2g R2 - R1 = 2g
大气压 强校正
饱和蒸汽 压校正
密度 校正
18
(2) 临界汽蚀余量（Δ h ）
——指离心泵入口处，液体的静压头p1/ρ g与动压
头u12/2g之和大于液体在操作温度下的饱和蒸
汽压头pv/ρ g的某一最小指定值。
p0 p1 u Hg H f g g 2g
2 1
0 1
p0 pv Hg h H f g g
l H f 8 / 2 d 4 g Qe2 d
中农大环境工程原理课件第2章 流体输送机械
忽略位能差
H p静压头的增量有以下两方面
(1)离心力作功
R2 F dR
g R1
R2 R1
R 2
g
dR
2
2g
(R2 2
R12 )
u2 2 u12 2g
w w (2)能量转换 由于流道扩大，流速由
，变小 12
转变为静压能
w12 w22 2g
HT
u22 u12 2g
w12 w22 2g
c22 c12 2g
叶轮的类型
蜗壳
蔽式叶轮：适用于输送清洁液体 敞式和半蔽式叶轮：流道不易堵塞，适用于输送含有固体
颗粒的液体悬浮液，效率低。
按吸液方式：单吸式、双吸式。
后盖板 平衡孔
单(吸a) 式
双吸式
单吸式：结构简单，液体从叶轮一侧被吸入。 双吸式：吸液能力大，基本上消除轴向推力。
二、离心泵的基本方程式
液体在叶轮中的运动及其简化假设 ① 简化假设 （a）叶片数目无限多，且无限薄，严格将流体限定在叶 轮流道内； （b）流体为理想流体，无能量损失；
② 液体质点的运动 圆周运动——液体随叶轮一起旋转，圆周速度为u； 切向运动——相对于叶轮的运动，相对速度w； 合成运动——流体相对于壳体的运动，绝对速度c。
各速度间的关系
叶片安装角β——相对速度w与圆周速度u反向延长线间的夹角。 夹角α——绝对速度c和圆周速度u间的夹角。
w β
c α
u
ω
c
w
c cu
c cos
u r
crctg
α cu
β
u
液体质点在叶轮内的运动情况
各速度之间相互关系：
c wu
w2 c2 u2 2cu cos
制药化工原理课件第二章流体输送设备
维护
定期检查、清洗和维护风机以确 保正常运行。
应用案例及注意事项
应用案例
流体输送设备在制药和化工行业中广泛应用， 用于输送药品、化学品和原材料。
注意事项
选择合适的流体输送设备，注意设备的维护保 养，确保安全和高效的输送。
3 摩擦损失
管道内摩擦力会导致流体 损失。
管道输送设备的构造和工作原理
构造
工作原理
管道由管道、阀门和连接件组成。
利用压力差驱动流体在管道中流 动。
维护
定期检查、清洗和维护管道以确 保正常运行。
泵类输送设备的构造和工作原理
构造
泵由电机、叶轮、泵体和管道组 成。
工作原理
通过旋转叶轮产生的压力差驱动 流体的输送。
制药化工原理课件第二章 流体输送设备
本章介绍了流体输送设备的定义和分类，以及流体输送的基本原理。进一步 讨论了管道输送设备、泵类输送设备、压缩机输送设备和风机输送设备的构 造和工作原理。最后，提供了一些应用案例和注意事项。
流体输送设备的分类
1 管道输送设备
包括管道和阀门系统，用于输送液体、气体 和粉末等介质。
维护
定期检查、清洗和维护泵以确保 正常运行。
压缩机输送设备的构造和工作原理
构造
压缩机由电机、压缩腔和排气管 道组成。
工作原理
通过压缩腔将气体或蒸气压定期检查、清洗和维护压缩机以 确保正常运行。
风机输送设备的构造和工作原理
构造
风机由叶轮、电机和进出风口组 成。
工作原理
通过产生气流推动物料的输送。
2 泵类输送设备
通过泵将流体从低压区域输送到高压区域。
3 压缩机输送设备
通过压缩机将气体或蒸气压缩为高压气体， 用于输送。
流体输送机械PPT课件
第一节 液体输送机械
3.2黏度的影响：当输送液体的黏度大于常温水的黏度时,泵内液体 的能量损失增大,导致泵的流量、压头减小、效率下降，轴功率增加,
泵的特性曲线均发生变化。理论上应进行校正。但通常由于实际应用 的液体粘度总是小于20×10-6时,如汽油、煤油、轻柴油等，可不必校 正。否则可按下式校正：
对于输送酸、碱以及易燃、易爆、有毒的液体,密封的要求就比 较高,既不允许漏入空气,又力求不让液体渗出。近年来在制药生产中 离心泵的轴封装置广泛采用机械密封。如图2-7所示，它是有一个装 在转轴上的动环和另一个固定在泵壳上的静环所构成，两环的端面借 弹簧力互相贴紧而做相对运动，起到密封作用。
第一节 液体输送机械
第一节 液体输送机械
一、概述 在化工生产过程中，常常需要将流体物料从一个设备 输送至另一个设备；从一个位置输送到另一个位置。当流 体从低能位向高能位输送时必须使用输送机械，用来对物 料加入外功以克服沿程的运动阻力及提供输送过程所需的 能量。为输送流体物料提供能量的机械装置称为输送机械， 分为液体输送机械和气体输送机械。 本节先介绍液体输送机械。 液体输送机械统称为泵。因被输送液体的性质,如黏 性、腐蚀性、混悬液的颗粒等都有较大差别，温度、压力、 流量也有较大的不同，因此，需要用到各种类型的泵。根 据施加给液体机械能的手段和工作原理的不同，大致可分 为四大类，如表2-1所示。
2.3轴封装置：泵轴与泵壳之间的密封成为轴封。其作用是防止 高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出,或者外界空气以相反方向漏入泵 壳内的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种，如下图 所示。普通离心泵所采用的轴封装置是填料函，即将泵轴穿过泵壳的 环隙作为密封圈，于其中填入软填料（例如浸油或涂石墨的石棉绳）, 以将泵壳内、外隔开，而泵轴仍能自由转动。
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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。
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
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。
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 。
＠ 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
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
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。
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
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。
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
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
＆ 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。
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
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。