化工原理 第二章02

p 'T p T

例1 某离心风机铭牌给出全压1.8×103Pa, 现用于 输送ρ’=1.5kg/m3的气体。 求：PT’=? 解： P 'T
PT
'
1800
1 .5 1 .2
2 . 25 10 Pa
3
离心通风机放炉前、炉后有什么不同？
风量、密度、风压
5.4 鼓风机 1．罗茨风机(录像)
( NPSH ) C p 1 min
g
g

u1
2

pV
2g
H
f 01
g

uk
2
H

2g
f 1 K
f 1 K
2
由 0 至 K： pK=pV时
H
p0
g
H
H
pk
g

uk
2g
uk 2g
2
H
g max

p0
g

pV
g
H
f 01
H
2 2
将B点qV’=7m3/h; H’=20.82m代入 得 n'
0 . 8018 n
n’=0.8018×2900=2325 r/min
易犯错误：
n 解： ' n q 'V qV 2900 7 10
=2030wenku.baidu.com/min
对工作点的含义毫无认识.
3．组合操作 ①串联组合 同样流量下，两泵压头相加 H单=φ(qV)， H串=2φ(qV)
5.3 通风机 1．常用类型：轴流式通风机 离心式通风机
轴流式通风机
离心式通风机
离心式通风机
离心式通风机
2．离心式通风机(录像) 原理与离心泵相同，不同之处： ①风压 pT∝ρ ②动能在总机械能中所占比重明显
3．特性曲线 参数：风量qV, 风压pT,pS, 功率P, 效率η 出厂标准：0.1MPa, 20℃空气, ρ=1.2kg/m3 以入口状态为基准： ①qV, ②ρ, ③pT, 使用中注意换算 '
p2 T 2 T1 p1
1 k
k 1 k
C
p
CV
1
螺杆式压缩机
离心式压缩机
混流式压缩机
5.6 真空泵 目的：获得和维持负压 主要性能参数： 1. 极限真空：能达到的稳定的最低压强， 用绝对压强表示 2. 抽气速率：以吸入口状态为基准，m3/h
解：应当满足①安装高度②扬程 ①
[H g ] p0
g

pV
g
H
f 01
[( NPSH ) r 0 . 5 ]
=10.33-0.24-1-3.5=5.59m>Hg=3m ②两槽液面之间列管路方程 H=ΔZ+ΣHf=20+1+6=27m<32.6m 该泵可以用，在使用中用阀门调去多余的能量。
2.4 离心泵的安装高度 1．汽蚀现象(录像)
叶轮入口K处压强最低，Hg太大时，pK≤pV, 液体汽化，形成汽泡，受压缩后溃灭。 后果：叶轮受冲击而出现剥落 泵轴振动强烈，甚至振断
2．汽蚀余量NPSH 由 1 至 K： g
p1 u1
2

pk
2g
g

uk
2
H
2g
f 1 K
pK=pV, 发生汽蚀, 这时p1最小, 定义临界汽蚀余量(NPSH)c
本次讲课习题：
第二章 7~10
下次带好自测练习
汽蚀现象
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往复泵
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往复泵工作原理
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离心风机
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罗茨风机
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往复式压缩机
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注意：①正位移特性 ②温度过高会使转子卡住
5.5 压缩机 1．往复式压缩机(录像) 原理与往复泵相同。余隙容积：免撞缸,
当压缩比
p2 p1
达到上限时,VB=VC,流量为零
主要指标：①生产能力qV, 以吸入常温常压空气测定 ②排出压强p2,
k 1 k
k p2 P p 1V C k 1 p1
q 'V qV
H' H (

D' D
D' D )
2
P ， 'a Pa
(
D' D
)
3
泵铭牌：
选用泵型号最方便的图—型谱图
查qV=10m3/h, He=30m, 可选50-32-160,n=2900rpm 或65-40-315,n=1450rpm
3．往复泵(录像) 3.1 主要构件：泵缸、活塞、活门 3.2 工作原理：直接提供压强能(动画)
f 1 K
p0
g max
g

pV
g
H
f 01
( NPSH ) C
规定必需汽蚀余量 (NPSH)r=(NPSH)c+Δ, 进泵样本，与流量有关 实际汽蚀余量 NPSH p 1
g
u1
2

pV
2g
g
须比(NPSH)r大0.5m以上， 最大允许安装高度[Hg]为
[H g ] p0
3.3 流量特点： 1)正位移特性:流量由泵决定, 与管路特性无关 2)流量: qV = A L n ηV A泵缸截面, L活塞行程, n转速, ηV容积效率 3)不均匀性: 加气室, 双动, 多缸
4)流量调节: ①旁路阀 ②改变转速和行程 3.4扬程: 在电机功率范围内， 由管路特性决定 3.5操作: 一般无气缚，能自吸 3.6安装: 不装出口调节阀 也有汽蚀问题
4 其它化工用泵 4．1 非正位移泵 1．轴流泵
2．旋涡泵
2．旋涡泵
5．气体输送机械 5.1 气体输送特点： 1．流量：ρ液≈1000ρ气，当质量流量相同时， qV气≈1000qV液 2．经济流速：水1~3m/s；空气15~25m/s u气≈10u液，动能项大 3．管径
d qm

4
u
，qm相同时，
K H 12 qV
2
0 . 18
新工作点B: qV’=7m3/h; H’=12+0.18×72=20.82m n n 2 , H e H 'e ( ) 将 q V q 'V
n' n'
2 同时代入泵特性方程H=40-0.1qV
得新泵特性方程
H ' e 40 (
n' n
) 0 . 1 q 'V
1
u↑10倍, ρ↓
1000
倍, d↑10倍
5.2气体输送机械分类 按结构分： 离心式 例：离心风机 往复式 往复式压缩机 旋转式 罗茨风机 流体作用式 喷射泵 一般按进出口压强差分 ： 通风机：出口压强≤15kPa(表) 鼓风机：出口压强15kPa~0.3MPa(表) 压缩机：出口压强>0.3MPa(表) 真空泵：生成负压，进口<0.1MPa, 出口0.1MPa
真空泵抽的是什么？
真空泵抽 ①漏入系统的空气 ②系统内产生的不凝性气体 ③部分物料(占有一定的分压)
选真空泵时注意： 1．抽气速率要大于漏气速率 2．被带走的物料量的多少
流体输送机械的安全问题 现象：烧保险丝、烧电机、毁坏输送机械 认识三点： ①P~qV曲线的趋势 ②正位移特性 ③密度ρ的大小(以入口状态为基准) 实例：①某研究生用罗茨风机做小风量实验时， 保险丝老是烧，换铜丝后，电机烧了； ②用旋涡泵输水，启动前关闭出口阀， 结果启动时总是烧保险丝 ③用真空泵时，将真空泵入口接了大气， 开了一会儿电机烧了
解：应当满足①安装高度②扬程 ①
[H g ] p0
g

pV
g
H
f 01
[( NPSH ) r 0 . 5 ]
=10.33-0.24-1-3.5=5.59m>Hg=3m ②两槽液面之间列管路方程 H=ΔZ+ΣHf=20+1+6=27m<32.6m 该泵可以用，在使用中用阀门调去多余的能量。
例3 图示管路输送液体, 泵转速n=2900r/min时， 泵特性曲线为 He=40-0.1qV2 (He—m,qV—m3/h) 流量为10m3/h, 现欲采用 降低转速的办法使流量 减少30% (流动处于阻力平方区) 。 求：转速n’应降至多少？
解：管路H=12+KqV2 原工作点A: qV=10m3/h H=40-0.1×102=30m 代入管路方程
例如： H单=20-2qV2 2 H串=40-4qV 工作点 H’ ≠ 2H
②并联组合 同样压头下，两泵流量相加 H单=φ(qV)， H 并
( qV 2 )
例如： H单=20-2qV2 2 H并=20-0.5qV 工作点 qV’≠2qV
③组合方式的选择 当
P
g
H 单 max 时，
必须串联
g

pV
g
H
f 01
[( NPSH ) r 0 . 5 ]
实际安装高度Hg<[Hg]即可。 另：①吸入管径常大于压出管径 ②吸入管不装调节阀
再沸器循环泵
例 4 图示两槽间要安装一台离心泵，常压下输送 20℃水，流量qV=45m3/h, 现有一台清水泵, 在此流 量下He=32.6m，(NPSH)r=3m, 已算得Hf吸入=1m， Hf压出(阀全开)=6m 。 试问：这台泵是否可用？
2．5 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---转轴特别长 ⑤屏蔽泵---无密封、无泄漏 2．选用 ①根据泵的工作条件，如腐蚀性、潜水等 确定泵的类型； ②根据管路所需的qV，H，确定泵的型号。
选用泵型号最方便的图 —型谱图 若 则