流体输送设备
化学工程手册.第6篇 .流体输送机械及驱动装置
化学工程手册.第6篇 .流体输送机械及驱动装置全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：化学工程是一门涉及化学反应、传热传质和流体输送等多方面知识的学科，其中流体输送机械及驱动装置是化学工程中至关重要的一部分。
流体输送机械主要包括泵、阀、管道等设备，其作用是将化工生产中需要输送的各种液体、气体或固体颗粒等介质从生产设备输送至下一个设备或储存容器中。
一、流体输送机械的种类1. 泵：泵是最常见的流体输送机械，其作用是将流体从低压区域输送至高压区域。
根据其工作原理和结构不同，泵可分为离心泵、容积泵等多种类型。
2. 阀：阀是控制流体流动的装置，根据阀门的不同结构和功能，可分为截止阀、调节阀、止回阀等。
3. 管道：管道是连接泵、阀、容器等设备的重要部件，主要起到传输介质、减少阻力和防止泄漏等作用。
二、流体输送机械的选型及运行原理1. 选型原则：在选择流体输送机械时，需要考虑介质的性质（如温度、粘度、腐蚀性等）、流量要求、压力要求、工作环境等因素，选择适合的设备。
2. 运行原理：泵主要通过机械转动或电动装置产生的动力，使叶轮旋转，吸入流体并通过管道输送；阀通过控制阀门的开闭状态来控制流体的流动；管道通过设计合理的布局和降低阻力来保证流体的顺畅输送。
三、传动装置的作用及种类1. 传动装置：传动装置是流体输送机械中的重要组成部分，其作用是将原动力（如电机、发动机等）的旋转运动转换成泵、阀等设备所需的线性或旋转运动。
2. 传动配件：传动装置主要包括齿轮传动、链传动、带传动等多种形式，其中齿轮传动常用于工作负载较大的场合，链传动适用于长距离输送，带传动适用于噪音和振动要求较高的场合。
流体输送机械及驱动装置在化工生产中发挥着不可替代的作用，正确选型和运行维护对于保证生产的顺利进行至关重要。
在化学工程手册中，对于流体输送机械及驱动装置的设计原理、选型方法、使用技巧等内容进行了详细的介绍，帮助工程师们更好地理解和运用这些设备，提高生产效率和安全性。
化工原理流体输送机械
化工原理流体输送机械1. 引言化工过程中，涉及到大量的流体输送工作。
流体输送机械是一类用于输送、泵送、搅拌、混合等操作的设备。
本文将介绍化工原理中常用的流体输送机械，包括离心泵、齿轮泵、隔膜泵、搅拌器等。
2. 离心泵离心泵是一种常用的流体输送机械，它利用离心力将流体从低压区域输送到高压区域。
离心泵的工作原理是通过转子的旋转使得流体在离心力的作用下产生压力差，从而实现输送效果。
离心泵具有结构简单、造价低廉、输送流量大的优点，广泛应用于化工领域。
2.1 离心泵的结构离心泵主要由叶轮、泵壳、轴和轴承等部分组成。
叶轮是离心泵中最关键的部件，它负责将流体由低压区域吸入并输出到高压区域。
泵壳是离心泵的外壳，起到固定叶轮和导向流体的作用。
轴和轴承用于传输转子的动力，并保证转子的平稳运转。
2.2 离心泵的工作原理离心泵的工作原理是基于离心力的作用。
当叶轮旋转时，流体将沿着叶轮的轴向方向进入泵壳，然后受到叶轮的离心力的作用，沿着辐射方向产生压力差。
高压区域的流体将通过出口管道输出，形成流动。
离心泵的输出流量取决于叶轮的转速和叶片的数目，可以通过调节叶轮的转速和叶片的数目来控制流量大小。
3. 齿轮泵齿轮泵是一种常用的流体输送机械，它利用齿轮的旋转来实现流体的输送。
齿轮泵的工作原理是通过两个或多个齿轮的啮合来产生压力差，从而将流体从低压区域输送到高压区域。
齿轮泵具有结构紧凑、输送流量稳定的优点，适用于输送高粘度的流体。
3.1 齿轮泵的结构齿轮泵由齿轮、泵体和轴等部分组成。
齿轮是齿轮泵中最关键的部件，它负责将流体从低压区域吸入并输出到高压区域。
泵体是齿轮泵的外壳，起到固定齿轮和导向流体的作用。
轴用于传输齿轮的旋转动力。
3.2 齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理是基于齿轮的旋转和啮合作用。
当齿轮旋转时，流体将被齿轮齿槽所包围，形成封闭的空间。
齿轮的旋转使得空间逐渐缩小，流体被压缩，并在齿轮齿槽的作用下产生压力差。
高压区域的流体将通过出口管道输出，形成流动。
化工原理 流体输送机械
化工原理流体输送机械
流体输送机械，是化工工程中常用的一类设备，其主要功能是将液体或气体从一个地方输送到另一个地方。
常见的流体输送机械有管道、泵、阀门等。
管道是流体输送的基础设施。
管道可以分为直接埋设在地下的地下管道和架空或隧道中的地上管道。
管道的材料可以选择金属、塑料、橡胶等。
泵是常用的流体输送机械之一。
泵的工作原理是利用旋转运动或往复运动产生的压力差，将液体或气体推动到设定的位置。
泵的种类很多，常见的有离心泵、容积泵、螺杆泵等。
阀门在流体输送中起到控制流体流动的作用。
阀门可以分为手动阀、自动阀和电动阀等。
通过控制阀门的开关状态，可以调节流体的流动速度和流量。
除了上述常见的流体输送机械，还有一些其他的设备和工艺可以用于特定的流体输送需求。
例如，喷雾器可以将液体变成雾状或气雾状进行输送；干燥器可以将湿润的固体物料转化为干燥的状态进行输送。
在化工生产中，正确选择和使用流体输送机械是非常重要的。
不同的流体输送机械具有不同的工作原理和适用范围，需要根据具体的流体性质和输送要求进行选择。
同时，合理设计和布置流体输送系统，合理设置管道和阀门，也是确保流体输送稳定和安全的关键。
流体输送设备简介
流体输送设备简介引言流体输送设备是一种用于将液体、气体或粉末等物质从一处转移到另一处的工程设备。
它们在许多工业领域中发挥着重要的作用，包括石油化工、能源、冶金、食品加工等行业。
本文将介绍流体输送设备的常见类型、基本原理和应用领域等方面的内容。
常见类型流体输送设备可以根据输送介质的形态和性质的不同，分为以下几种类型：1.泵：泵是将液体或气体从一处输送到另一处的设备。
常见的泵包括离心泵、容积泵和轴流泵等，它们通过旋转或压缩来提供动力，将介质推向输送管道。
2.阀门：阀门是一种控制流体流动的装置，在流体输送系统中起着重要作用。
常见的阀门类型包括截止阀、调节阀和安全阀等，它们通过打开或关闭来控制流量、压力和流体方向。
3.输送管道：输送管道是将液体、气体或粉末等物质从一处输送到另一处的通道。
它们可以是由金属、塑料或复合材料制成的管道，具有一定的耐压和耐腐蚀能力。
4.空气压缩机：空气压缩机是将气体压缩到一定压力的设备，常用于工业生产中的动力源。
它们通过旋转式或往复式压缩机将大量气体压缩为高压气体，用于供应给其他设备或使用。
基本原理流体输送设备的工作原理是根据流体力学和热力学定律进行设计和操作的。
以下是常见流体输送设备的基本原理：1.泵的工作原理：泵通过转动叶轮或柱塞等装置，将液体或气体从低压区域吸入，然后通过增加压力将其推向高压区域。
这种压力差驱动液体或气体在管道中流动，从而实现输送的目的。
2.阀门的工作原理：阀门通过改变阀门的开启程度来调节流体的流量和压力。
当阀门打开时，流体可以自由通过；当阀门关闭时，流体被阻断，阻止其流动。
3.管道的工作原理：管道是流体输送的通道，其内部设计使流体能够顺畅地流动。
管道通常具有一定的直径、长度和角度，以确保流体在输送过程中没有太大的阻力。
4.空气压缩机的工作原理：空气压缩机通过旋转或往复运动的活塞将气体压缩成高压气体。
压缩机内部的气体流动和压力变化使气体的温度升高，从而提供了输送和供应的能力。
流体输送设备
流体输送设备第2章流体输送设备2.1 概述流体输送机械：为流体提供能量的机械或装置流体输送机械在化⼯⽣产的作⽤：从低位输送到⾼位，从低压送⾄⾼压，从⼀处送⾄另⼀处。
2.1.1 对流体输送机械的基本要求（1）满⾜⼯艺上对流量和能量的要求(最为重要）；（2）结构简单，投资费⽤低；（3）运⾏可靠，效率⾼，⽇常维护费⽤低；（4）能适应被输送流体的特性，如腐蚀性、粘性、可燃性等。
2.1.2 流体输送机械的分类按输送流体的种类不同泵（液体）：离⼼泵、往复泵、旋转泵风机（⽓体）：通风机、⿎风机、压缩机，真空泵按作⽤原理不同：离⼼式、往复式、旋转式等本章主要讲解：流体输送机械的基本构造、作⽤原理、性能及根据⼯艺要求选择合适的输送设备。
2.2 离⼼泵离⼼泵是化⼯⽣产中最常⽤的⼀种液体输送机械，它的使⽤约占化⼯⽤泵的80～90％。
2.2.1 离⼼泵的⼯作原理和主要部件基本结构：蜗形泵壳，泵轴（轴封装置），叶轮启动前：将泵壳内灌满被输送的液体（灌泵）。
输送原理：泵轴带动叶轮旋转→液体旋转→离⼼⼒（p,u）→泵壳，A↑u↓p↑→液体以较⾼的压⼒，从压出⼝进⼊压出管，输送到所需的场所。
→中⼼真空→吸液⽓缚现象：启动前未灌泵，空⽓密度很⼩，离⼼⼒也很⼩。
吸⼊⼝处真空不⾜以将液体吸⼊泵内。
虽启动离⼼泵，但不能输送体。
此现象称为“⽓缚”。
说明离⼼泵⽆⾃吸能⼒。
防⽌：灌泵。
⽣产中⼀般把泵放在液⾯以下。
底阀（⽌逆阀），滤⽹是为了防⽌固体物质进⼊泵内。
2.2.2 离⼼泵的主要部件1. 叶轮叶轮是离⼼泵的最重要部件。
其作⽤是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能都有所提⾼。
按结构可分为以下三种：开式叶轮：叶轮两侧都没有盖板，制造简单，效率较低。
它适⽤于输送含杂质较多的液体。
半闭式叶轮：叶轮吸⼊⼝⼀侧没有前盖板，⽽另⼀侧有后盖板，它适⽤于输送含固体颗粒和杂质的液体。
闭式叶轮：闭式叶轮叶⽚两侧都有盖板，这种叶轮效率较⾼，应⽤最⼴。
蠕动泵的工作原理
蠕动泵的工作原理引言概述：蠕动泵是一种常用的流体输送设备，广泛应用于化工、环保、食品等行业。
本文将详细介绍蠕动泵的工作原理，帮助读者更好地理解该设备的工作过程。
一、工作原理概述蠕动泵采用蠕动原理进行流体输送。
其工作过程主要包括三个部分：蠕动泵头、蠕动泵管和驱动装置。
下面将分别对这三个部分进行详细介绍。
1.1 蠕动泵头蠕动泵头是蠕动泵的核心组成部分，负责产生蠕动泵的工作原理。
它由一个或多个压力辊和一个蠕动泵管组成。
当压力辊作用于蠕动泵管时，由于辊与管之间的摩擦力，使管壁发生变形，产生一个封闭的蠕动腔。
当压力辊向前滚动时，蠕动腔的体积减小，流体被推出。
当压力辊向后滚动时，蠕动腔的体积增大，流体被吸入。
通过不断重复这个过程，实现流体的连续输送。
1.2 蠕动泵管蠕动泵管是蠕动泵的重要组成部分，起到输送流体的作用。
它通常由弹性材料制成，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。
蠕动泵管在工作过程中，受到压力辊的挤压和释放，产生蠕动变形。
由于其弹性特性，蠕动泵管在压力辊释放时能够迅速恢复原状，形成一个封闭的蠕动腔，实现流体的连续输送。
1.3 驱动装置驱动装置是蠕动泵的动力来源，负责驱动压力辊的运动。
常见的驱动装置有电动机、气动马达等。
通过驱动装置的作用，压力辊能够按照一定的速度和频率进行前后滚动，从而实现蠕动泵的工作。
二、蠕动泵的优势蠕动泵作为一种特殊的流体输送设备，具有以下几个优势：2.1 高精度蠕动泵能够实现高精度的流量控制，通过调节驱动装置的运行速度和频率，可以精确控制流体的输送量，满足不同工艺要求。
2.2 耐腐蚀性强蠕动泵采用耐腐蚀性材料制成的泵管，能够输送各种腐蚀性介质，适用于化工等行业。
2.3 无污染蠕动泵的输送过程中，流体与泵的接触部分只有泵管，不会与其他部件接触，因此可以避免交叉污染的问题，保证流体的纯净性。
三、蠕动泵的应用领域蠕动泵由于其独特的工作原理和优势，被广泛应用于各个行业。
以下是蠕动泵常见的应用领域：3.1 化工工业蠕动泵在化工工业中用于输送各种化学介质，如酸、碱、溶剂等。
转子泵工作原理
转子泵工作原理转子泵，也被称为离心泵，是一种常用的流体输送设备。
它通过旋转的转子产生离心力，将液体从低压区域输送到高压区域。
本文将详细介绍转子泵的工作原理。
一、转子泵的构造转子泵主要由以下几个部份组成：1. 泵体：通常由铸铁或者不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性能和强度。
2. 转子：转子是转子泵的核心部件，通常由金属材料制成。
转子上有多个叶片，通过旋转产生离心力。
3. 泵腔：泵腔位于泵体内部，与转子的叶片配合，形成密封的工作腔。
4. 进出口：转子泵的进出口用于液体的进出，通常通过法兰连接。
二、转子泵的工作原理转子泵的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 吸入阶段：当转子泵开始旋转时，转子叶片与泵腔之间形成负压。
这个负压使得液体从进口处进入泵腔。
2. 进料阶段：随着转子的旋转，液体被转子叶片推到泵腔的边缘。
由于离心力的作用，液体被迫向泵腔的出口挪移。
3. 推出阶段：当液体到达泵腔的出口时，转子叶片的形状使得液体被迫离开泵腔，进入出口管道。
4. 排出阶段：液体通过出口管道流出转子泵，同时新的液体从进口处进入泵腔，循环往复。
三、转子泵的优点转子泵具有以下几个优点，使其成为流体输送领域中常用的设备：1. 高效率：转子泵的工作原理使得液体能够快速且高效地被输送，节省能源。
2. 大流量：转子泵能够输送大量的液体，适合于各种工业领域。
3. 稳定性好：转子泵的结构简单，工作稳定可靠，使用寿命长。
4. 适应性强：转子泵适合于输送各种液体，包括清水、污水、石油、化工液体等。
四、转子泵的应用领域转子泵广泛应用于以下领域：1. 石油工业：转子泵常用于石油开采、输送和储存等环节。
2. 化工工业：转子泵适合于化工工业中的液体输送和循环。
3. 食品工业：转子泵可以用于食品工业中的液体输送，如果汁、酒精等。
4. 农业灌溉：转子泵可以用于农业灌溉系统中，提供稳定的水源。
五、转子泵的维护和保养为了保证转子泵的正常工作和延长使用寿命，需要进行定期的维护和保养。
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。
第二章流体输送机械
用于输送石油产品，油泵系列代号为Y。因油类液体具有易燃、易爆旳特点， 所以对此类泵密封性能要求较高。输送200℃以上旳热油时，还需设冷却装 置。
杂质泵
用于输送悬浮液及稠厚旳浆液等，其系列代号为P，又可分为污水泵、 砂泵、泥浆泵等。此类泵旳主要构造特点是叶轮上叶片数目少，叶片 间流道宽，有旳型号泵壳内还衬有耐磨材料。
离心泵旳并联 离心泵旳串联
离心泵旳类型与选择
离心泵旳类型
清水泵
用于输送物理、化学性质类似于水旳清洁液体。最简朴旳清水泵为单级单吸 式，系列代号为“IS”，构造简图如图，若需要旳扬程较高，则可选D系列 多级离心泵。若需要流量很大，则可选用双吸式离心泵，其系列代号为 “Sh” 。
防腐蚀泵
当输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵全部与液体介质接 触旳部件都采用耐腐蚀材料制作。离心耐腐蚀泵有多种系列，其中常用旳系 列代号为F。
6
2
3
1
4 5
离心泵旳性能参数
1.流量（Q） : 离心泵在单位时间送到管路系统旳液体体
积，常用单位为L/s或m3/h；
2.压头（H） ：离心泵对单位重量旳液体所能提供旳有
效能量，其单位为m；
3.
液体所取得，一般用效率来反应能量损失；
4.轴功率（N）： [指离心泵旳泵轴所需旳功率，单位为
1-泵体；2-泵盖；3-叶轮；4-轴；5-密封环；6-叶轮螺母；7-止动垫圈； 8-轴盖；9-填料压盖；10-填料环；11-填料；12-悬架轴承部件
离心泵旳选择
（1）拟定输送系统旳流量与压头
液体旳输送量一般为生产任务所要求，假如流量在一定范围内 波动，选泵时应按最大流量考虑。根据输送系统管路旳安排， 用柏努力方程计算在最大流量下管路所需旳压头。
流体输送机械的作用
流体输送机械的作用
流体输送机械是一类用于输送流体（如液体和气体）的设备，它们在各种工业、工程和科学应用中起着重要作用。
这些机械的主要作用包括：
1.泵送流体：泵是最常见的流体输送机械，它们被用来提供机械
能，以便将液体从一个地方输送到另一个地方。
泵可以用于提
供水供应、卫生设施、化工生产、石油开采等各种应用。
2.压缩气体：压缩机是用于增加气体的压力的机械设备。
它们常
用于将空气压缩成高压气体，以满足各种应用中的需求，如工
业自动化、制冷、气体储存等。
3.混合和搅拌：搅拌机和混合器用于混合不同成分的液体或气体，
以获得所需的混合物。
这在化工、食品加工、制药等领域中非
常重要。
4.分离：离心分离机和过滤器等设备用于将固体颗粒从液体中分
离出来，或者分离液体混合物中的不同组分。
这在废水处理、
矿业、食品加工等领域中有广泛应用。
5.控制流动：阀门和调节器等设备用于控制流体的流动，包括调
节流速、方向和压力，以满足特定的工艺要求。
6.能源转换：涡轮机、发电机和涡轮发动机等设备可将流体的能
量转化为机械能或电能，用于发电、动力传输和推进系统。
总之，流体输送机械在许多工业和科学领域中起着至关重要的作用，用于处理、输送和控制流体，以满足各种工艺和应用的需求。
这
些机械的性能和设计取决于具体的应用和流体特性。
流体输送机械的分类
流体输送机械的分类
1. 离心泵呀，就像大力士一样，能把液体快速地“举”起来！比如家里的水泵就是离心泵，它可太重要啦，要是没它，水咋能乖乖到我们需要的地方呢？
2. 轴流泵呢，就如同风一样，推动液体直直地往前跑！像那些大型的排水泵很多就是轴流泵，哇塞，那排水的威力可不小！
3. 往复泵就像一个倔强的家伙，一下一下地把液体挤出去！比如在一些小型化工厂就常能看到它，在默默工作着呢！
4. 齿轮泵啊，多像一组精密的小轮子在努力工作呀，把液体稳稳地送出去！像在加油机里不就有它的身影嘛！
5. 螺杆泵像是一个有条不紊的工作者，慢慢地但很靠谱地输送着液体！在一些需要精确输送的场合它可少不了呀！
6. 滑片泵，嘿，就像灵活的滑片在跳舞一样，带动着液体一起动起来！在某些特殊的液体输送中它可立了大功呢！
7. 漩涡泵呀，如同制造漩涡的小能手，让液体跟着漩涡转动起来输送走！好多工业设备里都有它的存在哦！
8. 气动隔膜泵就像个神奇的小魔法师，用气压来推动液体！在一些比较复杂的环境里它可厉害着呢！
9. 磁力泵如同一个无声的卫士，安静又可靠地进行着液体输送！在一些对环境要求高的地方它发挥着巨大作用啊！我觉得流体输送机械的分类可真是太有意思啦，每一种都有着独特的魅力和用途！。
第二章流体输送机械
第一节 离心泵
一、 离心泵的操作原理与构造
1. 操作原理
离心泵启动后泵轴带动叶轮高速旋转，产生离心力，液体 在离心力的作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外缘的过程中获
得了能量。由于泵壳中流道逐渐扩大，液体流速减小，使部
分动能转换为静压能。最终液体以较高的压强从泵的排出口
进入排出管路，输送至目的地。
当叶轮内的液体被抛出后，叶轮中心处形成低压区，造成 吸入口处压强低于贮槽液面的压强，在此压强差的作用下， 液体便沿着吸入管道连续地吸入泵内。
◇ 影响泵效率的因素： ①水力损失：实际流体在叶片间的通道内及泵壳中 流动造成的能量损耗。 ②容积损失：因叶轮外缘液体的压强高于叶轮中心 吸入口，部分液体将由泵体与旋转叶轮间的缝隙漏 回吸入口，造成容积损失。 ③机械损失：轴承、轴封等处的机械摩擦，以及叶 轮盖板外表面与液体间的摩擦造成机械损失。
【例2-1】 用水对离心泵的性能进行测定，实验测得：
H 或 he
3. 离心泵的流量调节
图2-12 改变阀门开度 时流量变化的示意图
（2）改变泵的特性
优点：不额外增加管路阻力，而且
H 或 he
通过改变转速或叶轮直径实现。
在一定范围内可保持泵在高效率区
工作，能量利用较为经济。 缺点：用电动机直接带动时转速调 节不便，需变速装置或价格昂贵的 变速原动机，而且难以做到流量连
p2 p1 H ( z2 z1 ) g N e QHg N N ◇ 理论压头、流量及效率与液体密度无关。
◇ 因Ne =QHg ，泵的轴功率是随着密度的增大 而增大。
(2) 黏度的影响： ◇ 当液体的运动黏度小于2×10-5m2/s时，黏度对离心 泵特性的影响可忽略。 ◇ 当输送液体的黏度较大时，泵内的阻力损失增大， 泵的特性参数将变差。黏度对离心泵的影响甚为复杂， 难以用理论方法推算。 ◇ 可利用算图对黏度的影响进行修正。
流体输送设备
第二章 流体输送设备§1 概述 2-1 流体输送概述气体的输送和压缩，主要用鼓风机和压缩机。
液体的输送，主要用离心泵、漩涡泵、往复泵。
固体的输送，特别是粉粒状固体，可采用流态化的方法，使气-固两相形成液体状物流，然后输送，即气力输送。
流体输送在化工中用处十分广泛，有化工厂的地方，就有流体输送。
流体输送机械主要分为三大类：（1）离心式。
靠离心力作用于流体，达到输送物料的目的。
有离心泵、多级离心泵、离心鼓风机、离心通风机、离心压缩机等。
（2）正位移式。
靠机械推动流体，达到输送流体的目的。
有往复泵、齿轮泵、螺杆泵、罗茨风机、水环式真空泵、往复真空泵、气动隔膜泵、往复压缩机等。
（3）离心－正位移式。
既有离心力作用，又有机械推动作用的流体输送机械。
有漩涡泵、轴流泵、轴流风机。
象喷射泵属于流体作用输送机械。
本章主要研究连续输送机械的原理、结构及设计选型。
§2 离心泵及其计算 2-2 离心泵构造及原理若将某池子热水送至高m 10的凉水塔，倘若外界不提供机械能，水能自动由低处向高处流吗？显然是不能的，如图2-1所示，我们在池面与凉水塔液面列柏努利方程得：图2-1 流体输送示意图f e h gu g p z h g u g p z +++=+++2222222111ρρ∵00211===p p z ，(表压)，01012==u m z ，，若泵未有开动，则：0=e h代入上式得： gud l le 21010000022⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=+++λ∴dl l gu e++⨯-=λ121022 2u 为虚数 此计算说明，泵不开动，热水就不可能流向凉水架，就需要外界提供机械能量。
能对流体提供机械能量的机器，称为流体输送机械。
离心泵是重要的输送液体的机械之一。
如图2-2 所示，离心泵主要由叶轮和泵壳所组成。
图2-2 离心泵构造示意图先将液体注满泵壳，叶轮高速旋转，将液体甩向叶轮外缘，产生高的动压头⎪⎪⎭⎫⎝⎛g u 22，由于泵壳液体通道设计成截面逐渐扩大的形状，高速流体逐渐减速，由动压头转变为静压头⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛g P ρ，即流体出泵壳时，表现为具有高压的液体。
流体输送设备概论
流体输送设备概论引言流体输送设备是工业生产中常用的设备之一, 主要用于将液体、气体、粉末等物质输送到指定位置。
流体输送设备广泛应用于石油化工、冶金、矿山、电力、建筑等领域。
本文将介绍流体输送设备的基本原理、分类及应用。
一. 基本原理流体输送设备的基本原理是利用压力差或机械能，将流体从一处输送到另一处。
其输送过程可以通过压力、速度和流量等参数来描述。
流体可以是液体、气体或固体颗粒。
1. 压力输送压力输送是通过在管道中建立压力差来实现流体输送。
液体可以通过管道的高位差、泵或重力的作用，产生一定的压力，从而流动到低压区域。
类似地，气体也可以通过压力差来实现输送。
压力输送的主要优点是设备简单、成本低，适用于短距离输送。
2. 速度输送速度输送是利用流体的速度产生的动能来推动流体的输送。
通过改变流体的速度，可以实现流量的调节。
速度输送常用于气体的输送，例如风扇、风机等设备。
由于气体具有较小的密度和较大的体积，其输送速度较大，因此速度输送常用于长距离气体输送，如天然气管道。
3. 流量输送流量输送是通过控制流体的流量率来完成输送过程。
流量率可以通过管道的截面积和流体的速度来计算。
流量输送适用于液体、气体和固体颗粒的输送。
在流量输送中，流体可以通过泵、风机、螺旋输送机等设备进行控制和调节。
二. 分类流体输送设备可以按照不同的特点进行分类。
常见的分类方式包括按输送介质、按输送形式、按设备结构等。
1. 按输送介质分类按输送介质可以将流体输送设备分为液体输送设备、气体输送设备和固体输送设备。
液体输送设备主要包括泵、管道等设备；气体输送设备主要包括风机、压缩机等设备；固体输送设备主要包括螺旋输送机、皮带输送机等设备。
2. 按输送形式分类按输送形式可以将流体输送设备分为连续输送设备和间歇输送设备。
连续输送设备是指能够连续不断地输送流体的设备，如管道、螺旋输送机等；间歇输送设备是指能够在一定时间间隔内输送固定数量的流体的设备，如气动输送设备、液压输送设备等。
流体输送设备与操作
流体输送设备与操作流体输送设备与操作是现代生产、制造和能源生产中关键的技术环节。
流体输送设备是用来将各种介质，如气体、液体、半固体和混合介质等以一定的流速和流量输送到相应位置的一种设备。
流体输送设备主要包括管道、泵、阀门、压力容器等。
在使用流体输送设备的过程中，操作者需掌握相关知识和技能，以确保设备运行安全、高效和持久。
一、管道管道是一种将各种介质输送到相应位置的设备，其输送特点是无档次、低成本和高效率。
管道的主要材料包括钢管、混凝土管、塑料管、橡胶管等，其选用的主要考虑因素包括介质性质、输送距离和媒介温度等。
管道的设计要考虑介质的性质、流动状态以及输送的条件等。
在常温、低压、小流量的液体输送过程中，可采用重力水平管道交替布置的方式，以减少管道成本。
在大流量、超高压、高温等情况下，需采用钢管、合金管等耐压性好的管道材料，并根据介质和输送条件确定管道的尺寸和安装方式。
二、泵泵是一种将各种流体介质从低压区域或低能级输送到高压区域或高能级的机械设备。
泵的类型有多种，根据输入能源和形状可分为手动、电动、气动、液压泵等；按工作原理可分为容积泵、离心泵、推进泵、轴向流泵等。
不同类型的泵适用于不同的介质输送，如轴向流泵适用于低粘度的介质，而容积泵适用于更高粘度的介质。
在选择泵的时候，还应当考虑到泵的输送流量、扬程高度、旋转速度、耐腐蚀性以及泵房的工作条件等因素。
三、阀门阀门是一种用来控制流体介质流动的设备，它可用来控制介质的流量、压力、方向和流速。
阀门的主要类型有截止阀、调节阀、止回阀、安全阀等。
截止阀用来切断介质的流动；调节阀用来控制介质的流量；止回阀则用于防止逆流等意外情况的发生；而安全阀则是为了保护设备和运营人员的安全而设置的，可以通过防止管道或设备压力超过安全范围而保护操作人员的安全。
四、压力容器压力容器是用来承载压力的设备，可以输送压缩气体、液体、饱和水蒸气等。
它们通常由钢板和钢管制成，具有耐受高压和高温的能力。
化工基础3.5-流体输送设备
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1） qv—He曲线：表示泵的扬程与流量的关系，离心泵的扬 程普遍是随流量的增大而下降（流量很小时可能有例外） 2） qv ～Ne曲线：表示泵的功率与流量的关系，离心泵的 功率随流量的增加而上升，流量为零时功率最小。
离心泵启动时，应关闭出口阀，使启动电流最小，以保 护电机。 3） qv ～η曲线：表示泵的效率与流量的关系，随着流量 的增大，泵的效率将上升并达到一个最大值，以后流量再 增大，效率便下降。
有效功率可表达为 Ne qVgHe
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④效率
离心泵输送液体时，通过电机的叶轮将电机的能量传给液 体。在这个过程中，不可避免的会有能量损失，也就是说泵 轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常用效率η来 反映能量损失。泵的效率与泵的大小、类型、制造精密程度 和所输送液体的性质有关
Ne /Na
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（3）离心泵ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ特性曲线
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离心泵的允许安装高度
HgHs"u12 hf 2g
安装泵时，为保险计，实际安装高度比允许安装高度还要 小0.5至1米。（如考虑到操作中被输送流体的温度可能会升 高；或由贮槽液面降低而引起的实际安装高度的升高）。
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离心泵的选择
1）选择泵的类型：首先根据被输送液体的性质和操作条件 确定泵的类型。 2）选择泵的型号：用柏努利方程计算出在最大流量下管路 所需压头。按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录中 选出适合的型号。
化工基础3.5-流体输送设备
流体输送设备分类
按输送的介质分类： 液体——泵 气体——风机、压缩机
按工作原理分类： 离心式 正位移式(容积式)：往复式、旋转式 其它（如喷射式）
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第2章流体输送设备（Fluid-moving Machinery）2.1 概述如果要将流体从一个地方输送到另一个地方或者将流体从低位能向高位能处输送，就必须采用为流体提供能量的输送设备。
泵——用于液体输送；风机——用于气体输送。
本章主要介绍常用输送设备的工作原理和特性，以便恰当地选择和使用这些流体输送设备。
2.2 液体输送设备—泵（Pumps）2.1.1离心泵（Centrifugal Pumps）一、离心泵的工作原理及主要部件1、工作原理：离心泵体内的叶轮固定在泵轴上，叶轮上有若干弯曲的叶片，泵轴在外力带动下旋转，叶轮同时旋转，泵壳中央的吸入口与吸入管相连接，侧旁的排出口和排出管路9相连接。
启动前，须灌液，即向壳体内灌满被输送的液体。
启动电机后，泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在惯性离心力的作用下液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达15～25m/s。
液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高。
液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。
当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成了低压区，由于贮槽内液面上方的压强大于泵吸入口处的压强，在此压差的作用下，液体便经吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出的液体，只要叶轮不停的转动，液体便不断的被吸入和排出。
由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮，液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。
气缚现象：不灌液，则泵体内存有空气，由于ρ空气<<ρ液，所以产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液目的。
通常在吸入管路的进口处装有一单向底阀，以截留灌入泵体内的液体。
另外，在单向阀下面装有滤网，作用是拦阻液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。
启动与停泵：灌液完毕后，此时应关闭出口阀后启动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以保护电机。
启动后渐渐开启出口阀。
停泵前，要先关闭出口阀后再停机，这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，以延长泵的使用寿命。
2、主要部件1）叶轮：作用是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能均有所提高。
叶轮按其结构形状分有三种：①闭式：叶轮内6～12片弯曲的叶片，前后有盖板，叶轮后盖板上开有若干个平衡小孔，以平衡一部分轴向推力。
②半闭式：叶轮内6～12片弯曲的叶片，前有盖板，叶轮后盖板上开有若干个平衡小孔,以平衡一部分轴向推力。
③敞式（开式）：叶轮内6～12片弯曲的叶片，前后无盖板。
闭式效率最高，适用于输送洁净的液体，不适于输送浆料或含悬浮物的液体。
半闭式和开式效率较低，常用于输送浆料或悬浮液。
叶轮按吸液方式分有二种：①单吸：液体只有一侧被吸入。
②双吸：液体可同时从两侧吸入，具有较大的吸液能力。
而且基本上可以消除轴向推力。
2）泵壳（蜗壳形）：作用是汇集由叶轮抛出的液体，同时将高速液体的部分动能转化为静压能。
原因是泵壳形状为蜗壳形，流道截面逐渐增大，u↓，p↑。
3）轴封装置：泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。
作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周面漏出，或者外界空气以相反方向漏入泵壳内。
二、离心泵的主要性能参数1．流量Q（V）：单位时间内泵输送的液体体积,m3/s（或m3/h，l/s等）。
Q取决于泵的结构、尺寸（叶轮直径与叶片的宽度）和转速。
Q的大小可通过安装在排出管上的流量计测得。
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。
若在泵的吸入口和排出口分别装上真空表和压力表并取1-1'，2-2’截面作计算，则3．轴功率及效率轴功率Na——原动机（电动机或蒸汽透平等）传送给泵轴的功率，kW。
效率——泵轴通过叶轮传给液体能量的过程中的能量损失。
4．转速n泵的叶轮每分钟的转数，即“r.p.m.”： rings per minute三、离心泵的基本方程式（简单了解）为简化液体在叶轮内的复杂运动，作两点假设：①叶轮内叶片的数目为无穷多，即叶片的厚度为无限薄，从而可以认为液体质点完全沿着叶片的形状而运动，亦即液体质点的运动轨迹与叶片的外形相重合。
②输送的是理想液体，由此在叶轮内的流动阻力可忽略。
基本方程式的表达式离心泵基本方程式的讨论1）与n和D的关系；2）与叶片几何形状的关系2）有关。
其它条件不变时，与叶片的形状（β2四、离心泵的性能曲线（重点）1．实际的H～Q线实际情况为:①叶轮上的叶片数目是有限的6～12片，叶片间的流道较宽，这样叶片对液体流束的约束就减小了，使有所降低。
②液体在叶片间流道内流动时存在轴向涡流，其直接影响速度△，导致泵的压头降低。
③液体具有粘性。
④泵内有各种泄漏现象，实际的Q小于。
所以，实际的H～Q线应在～线的下方，实际的H～Q曲线由实验测定。
2．离心泵的特性曲线当泵转速n一定时，由实验可测得H～Q，Na～Q，η～Q，这三条曲线称为性能曲线，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。
ⅰ）H～Q，Q↑→H↓，呈抛物线H=A－BQ2ⅱ）Na～Q，Q↑→Na↑，当Q=0，Na最小ⅲ）η～Q，Q↑→η先↑后↓，存在一最高效率点，此点称为设计点。
与ηmax对应的H，Q，Na值称为最佳工况参数，也是铭牌所标值。
泵的高效率区η=92%ηmax，这一区域定为泵的运转范围。
五、离心泵性能的改变与换算泵的生产厂家所提供的离心泵特性曲线一般都是在一定转速和常压下以20℃的清水作为工质做实验的。
若被输液的ρ，μ不同，或改变泵的n，叶轮直径，则性能要发生变化。
1．密度的影响：可知H，Q与ρ无关。
泵的效率也不随ρ而改变，所以H～Q与η～Q曲线保持不变。
但ρ变Na也变，ρ↑，Na↑，电机功率要↑。
2．粘度的影响则H↓，Q↓，η↓和Na↑。
3．转速的影响n变化，导致速度△发生变化，H，Q和Na也发生变化，但η不变4．叶轮直径的影响有关。
当n一定时，H，Q与D2若对同一型号的泵，换用直径较小的叶轮，而其它几何尺寸不变（仅是出口处叶片的宽度稍有改变），这种现象称为叶轮的“切割”。
六、离心泵的汽蚀现象与允许汲上高度（安装高度）1．离心泵的汽蚀现象（Cavitation）离心泵运转时，液体在泵内压强的变化如图所示：液体压强随着泵吸入口向叶轮入口而下降，叶片入口附近K—K面处的压强p K为最低，此后由于叶轮对液体作功，压强很快上升。
假如：p K≤p v(t)，p v(t)被输液温度t时的饱和蒸汽压，则液体发生汽化产生汽泡，汽泡随同液体从低压区流向高压区，在高压的作用下迅速凝聚或汽泡破裂，与此同时，汽泡周围的液体会以极高的速度冲向原汽泡所占据的空间，在冲击点处可形成高达几万kpa的压强，冲击频率可高达每秒几万次之多，若当汽泡的凝聚发生在叶片表面附近时，众多液体质点犹如细小的高频水锤撞击叶片，侵蚀叶片和叶轮，这种不正常现象称为汽蚀现象。
汽蚀发生时，会产生噪音和震动，叶轮局部地方在巨大冲击力的反复作用下，材料表面疲劳，从点蚀到形成严重的蜂窝状空洞，损坏叶片。
泵的流量，压头和效率急剧下降，严重时甚至吸不上液体，所以为保证离心泵正常运转，应避免汽蚀现象的产生，即须使p K﹥p v(t)。
2．最大汲上真空高度与允许汲上最大真空高度[H]s定义：最大汲上真空高度定义：允许汲上真空高度由于p k位置不易确定，而泵入口处的压强p1易测得（p1由真空表测得），当p K=p v(t)时，则相应的p1记作为p1min。
为防止汽蚀产生，p1/ρg﹥p1min/ρg（一般提高0.3m或以上）由此p1来定义[H s]，[H s]是离心泵的另一性能参数，一般[H s]与被输送液体的物性，泵的结构，流量及当地大气压等有关，泵制造厂在泵出厂前要标定，标定时实验条件为大气压10.33mH2O，20℃清水，测得的[H s]～Q曲线列于泵样本性能曲线中。
若输液的物性与水不同，且操作条件与标定条件不符时，则需换算：3．允许汽蚀余量[△h] NPSH(Net Positive Suction Head)一般[△h]与泵的结构和尺寸有关，由实验测定，并同标绘于性能曲线图上。
4．离心泵的允许吸上高度（允许安装高度）HgHg——泵的吸入口与贮槽液面间的允许到达的垂直距离，m液柱。
若对泵吸入管列B’s eg（在0—0'与1—1'面间）实际安装高度应小于等于Hg。
由上两式可见，在一定流量下Q=定值，则Hg就直接与H f0-1有关，相应地：H f0-1值大，Hg值就小，反之亦然。
所以，对泵的吸入管路而言，宜短而粗，尽量不装阀门和少装管件，这样H f0-1较小，以保证一定的Hg值。
若Hg值为负，例如Hg= -2.0m，则意味着泵应装在液面下方2m以下处为宜，对于输送饱和蒸汽压高的液体往往属于这种情况。
确定适宜的安装高度对泵的用户来说是很重要的，目的是正确地使用泵，保证泵正常运转，以防汽蚀产生。
七、离心泵的工作点与流量调节（重点）1．管路特性曲线与工作点1）管路特性曲线2）工作点：所谓离心泵的工作点是指离心泵的性能曲线（H～Q曲线）与管路特性曲线的交点，即在H～Q坐标上，分别描点作出两曲线的交点M点。
如果H～Q曲线方程可近似表示为H=A－BQ2管路特性曲线方程表示为H=K＋CQ2，则工作点对应的流量和扬程由这两个方程联立求解。
这就是说，离心泵在特定的管路系统中运转时所提供的扬程和流量恰好等同于管路所需的扬程和流量。
2．流量调节如果工作点的流量大于或小于所需的输液量，则须进行流量调节。
流量调节实际上是改变泵的工作点。
①改变出口阀的开度：实际改变管路特性曲线原来Q>所需Q'，阀门关小，管路阻力增大，管路特性曲线上移，工作点由M→M'点，流量减小。
②改变泵的转速或叶轮直径：实际改变泵的H～Q曲线n↓→n'，M→M'点，Q↓↑→n''，M→M''点，Q↑D↓→D'，M→M'点，Q↓比较①，②两种流量调节措施可知：ⅰ）用阀门调节流量快速方便，且流量可以连续变化，化工生产中应用最广。
其缺点是阀门关小时，流动阻力增加，要额外多消耗一部分功率，且使泵在低效率点工作，经济上不合理。
ⅱ）②方法不额外增加流动阻力，变化前后泵效率几乎不变，能量利用经济。
但调节不方便，且变速装置或变速电动机价格贵，一般只有在调节幅度大，时间又长的季节性调节中才使用。
八、离心泵的组合操作（自学）实际工作中，有时遇到这种情况，即仓库现有的离心泵不满足输送任务的要求，比如：要求的扬程与流量分别为H=110m，Q=80m3/h。