流体输送机械(1)
流体输送与流体输送机械1(化工单元操作过程)
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流体输送管道系统
管材选择
管件与阀门
根据流体性质、工作压力、温度等参数， 选择合适的管材，如钢管、塑料管、铜管 等。
根据管道系统的需要，选择合适的管件和 阀门，如弯头、三通、截止阀、止回阀等 。
管道连接方式
管道支撑与固定
根据管材和管件的特点，选择合适的连接 方式，如焊接、法兰连接、承插连接等， 以确保管道系统的密封性和稳定性。
回收利用余热和排放气体
通过回收利用余热和排放气体，减少能源浪费和环境污染。
流体输送过程的自动化与智能化
自动化控制
采用自动化控制系统，实现流体输送过程的远程 监控和自动调节。
数据采集与分析
持
利用人工智能技术，对流体输送过程进行智能分 析、预测和优化，提高决策效率和准确性。
设计合理的管道支撑和固定结构，以防止 管道振动、变形和位移，确保管道系统的 安全性和稳定性。
流体输送过程中的安全与环保问题
流体泄漏与控制
采取有效措施防止流体输送过程中的泄漏， 如选用密封性能良好的阀门和管件、定期 检查管道密封性能等。
流体压力控制
合理设计流体压力控制系统，防止超压和 欠压现象对管道和设备造成损坏或影响生 产过程。
选择输送方式
根据流体性质、输送距离、地形条件等因素，选择适当的输送方式， 如泵送、压缩空气输送、真空吸送等。
设计输送管道系统
根据工艺流程图，设计合理的输送管道系统，包括管道的走向、连接 方式、支撑结构等，以确保流体输送的稳定性和可靠性。
确定控制方式
根据工艺要求和流体特性，选择适当的控制方式，如远程控制、自动 控制、手动控制等，以满足生产过程的自动化和安全性需求。
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。
中职化工机械基础教案：流体输送方式
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案一、课程导入请问同学们都住在几楼，有没有同学家住比较高的楼层？大家有没有想过家里用的自来水是如何输送到你家的？展示图片二、课程内容（一）流体输送机械简介流体输送机械是向流体做功以提高流体机械能的装置，因此流体通过流体输送机械后即可获得能量，以用于克服流体输送过程中的机械能损失，提高位能以及提高液体压力（或减压等）。
（二）流体输送方式化工生产中所处理的物料，大多为流体，为了满足工艺条件的要，保证生产的连续性，需要把液体从一个设备输送至另一个设备。
流体输送方式主要有以下几种：高位槽送料、真空抽料、压缩空气送料、流体输送机械送料。
（1）高位槽送料当要求将高位设备中的液体输送至低位设备中去时，只要两设备间的位差高度能满足流量要求，即可将两设备用管道直接连接，从而达到送料的目的，这就是高位槽送料。
对要求流速特别稳定的场合，也常设置高位槽，先将液体送到高位槽内，再利用位差将液体送到目标设备，这样可以避免输送机械带来的波动。
高位水塔图片（2）真空抽料真空抽料是通过真空系统造成的负压来实现液体从一个设备到另一个设备的操作。
真空抽料时，目标设备内的真空度必须要满足输送任务的量、压力的要求。
真空抽料适用于对腐蚀性液体的输送，其结构简单没有动件，但流量调节不方便，主要用在间歇输送流体的场合，必须注意的是真空抽料不能用于易挥发液体的输送。
思考：什么原因使得真空抽料不能用于易挥发液体的输送？讨论：移液管的使用有哪些注意事项？（3）压缩空气送料压缩空气送料是通过通入压缩气体，在压力的作用下将液体输送至目标设备压缩空气达料时，气体压力必须满足输送任务的工艺要求。
气压式暖水壶（4）流体输送机械送料流体输送机械是给流体增加机械能以完成输送任务的机械。
流体输送机械送料是借助流体输送机械对流体做功，实现流体输送的操作，是化工生产中最常见的输送方式。
化工原理(管国锋主编第三版)课后习题答案2流体输送机械
化工原理(管国锋主编第三版)课后习题答案2流体输送机械题号或许会与书本有些不同第2章流体输送机械1）某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向，液面水平，如附图中虚线所示。
当容器以等角速度ω绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。
试证明：①液面为旋转抛物面。
②。
③液相内某一点（r，z）的压强。
式中ρ为液体密度。
解题给条件下回旋液相内满足的一般式为P gz22r2 C （常量）取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P0 故回旋液体种，一般式为p gz22r2 p0① 液面为P=P0的等压面22r 0,Z222gr2，为旋转抛物面②H22g2R2又Rh0 Z2 rdrr2grr3dr2R4即：h0=2R24g∴H=2h0③某一点（r,Z）的压强P:P P0 gh22r P0 g(22r22gZ)题号或许会与书本有些不同2）直径0.2m、高0.4m的空心圆桶内盛满水，圆筒定该中心处开有小孔通大气，液面与顶盖内侧面齐平，如附图所示，当圆筒以800rpm转速绕容器轴心线回旋，问：圆筒壁内侧最高点与最低点的液体压强各为多少？解P gz22取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0, P=P0 ,∴C=P0故回旋液体种，一般式为p gz22r2 p0B点：Z=0,r=R=0.1m,PB P0 C点:Z=-0.4m,r=0.1m,PC P0 gZ22R2***-*****(2 )2 0.12 3.51 104Pa 26022r2 1000 9.81 ( 0.4)***-*****(2 )2 0.12 3.90 104Pa2603）以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。
已知：塔顶压强为0.45at（表压），碱液槽液面与塔内碱液出口处垂直高度差为10.5m，碱液流量为10m3/h，输液管规格是φ57×3.5mm，管长共45m（包括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度，管壁粗糙度。
试求：①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg。
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
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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。
《流体输送机械》练习题及答案解析
《流体输送机械》练习题及答案解析一、填空题：1.（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m3/s，则泵的有效功率为________. ***答案*** 1472w2.（2分）离心泵的主要部件有如下三部分:______,_____,_______.***答案*** 泵壳; 叶轮; 泵轴3.（2分）离心泵的主要参数有:______,______,______,________.***答案*** 流量; 扬程; 功率; 效率4．（3分）离心泵的特性曲线有: _____________,_________________,___________________. ***答案*** 压头H～流量Q曲线；功率N～流量Q曲线；效率η～流量Q曲线5．（2分）离心泵的最大安装高度不会大于_______________. ***答案*** 10m6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：______________,________________.***答案*** 泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q7．（3分）调节泵流量的方法有：_____________,__________________,____________________. ***答案*** 改变出口阀门的开度；改变泵的转速；车削叶轮外径8.（3分）液体输送设备有：___________,___________,__________,___________,_______. ***答案*** 离心泵; 往复泵; 齿轮泵; 螺杆泵; 旋涡泵9.（3分）气体输送设备有:________,_________,___________.***答案*** 通风机; 鼓风机; 压缩机10.（3分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿____________**答案** 降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。
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。
第二章 流体输送机械习题解答7题(1)
第二章 流体输送机械习题与思考题解答1．用离心泵（转速为2900 r/min ）进行性能参数测定实验。
在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa 和220 kPa ，两测压口之间垂直距离为0.5 m ，泵的轴功率为6.7 kW 。
泵吸入管和排出管内径均为80 mm ，吸入管中流动阻力可表达为2f,0113.0h u -=∑（u 1为吸入管内水的流速，m/s ）。
离心泵的安装高度为2.5 m ，实验是在20 ℃，98.1 kPa 的条件下进行。
试计算泵的流量、压头(泵的扬程)和效率。
解：（1）泵的流量由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式（池中水面为基准面），得到∑-+++=10,211120f h u p gZ ρ 将有关数据代入上式并整理，得48.3581.95.2100010605.3321=⨯-⨯=u 184.31=u m/s则 2π(0.08 3.18436004Q =⨯⨯⨯m 3/h=57.61 m 3/h(2) 泵的扬程 3(60220)100.50m 29.04m 10009.81H ⎡⎤+⨯=++=⎢⎥⨯⎣⎦(3) 泵的效率57.6129.0410009.813600100%10001000 6.7HQ g P ρη⨯⨯⨯==⨯⨯=68%2．用离心泵（转速为2900 r/min ）将20 ℃的清水以60 m 3/h 的流量送至敞口容器。
此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4 m 和0.61 m 。
规定泵入口的真空度不能大于64 kPa 。
泵的必需气蚀余量为3.5 m 。
试求泵的安装高度（当地大气压为100 kPa ）；解：在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式（水池液面为基准面），得2a 11g f,01()2p p u H H g gρ--=++ 即 3g 64100.61 2.410009.81H ⨯=++⨯ 3.51g H =m3．用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐。
流体输送机械习题及答案、
2.2 习题2.2.1填空与选择题1（1）离心泵的主要部件有________、_________和_________。
（2）往复泵主要适用于__________、_________的场合。
2离心泵产生汽蚀，通常是由于______________，______________，____________，______________等。
3离心泵的叶片一般是__________，这是为了输出时增大__________，减少__________。
4（1）若被输送流体粘度增高，则离心泵的压头________、流量________、效率________、轴功率________。
（2）若被输送流体密度改变,则离心泵的________、________及________均保持不变。
（3）离心泵的总效率 反映了________，________和________三项能量损失的影响。
（4）离心泵吸入管线一般处于________压状态，若此时吸入管有泄漏，离心泵可能出现________现象。
5（1）离心泵工作点是________曲线与________曲线的交点。
（2）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生________现象。
6（1）离心泵的轴封装置主要有________和________两种；（2）管路特性曲线的一般表达式是________。
（3）影响离心泵理论流量的因素有________和________。
（4）离心泵叶轮按有无盖板可分为________、________、________。
7在测定离心泵的性能曲线实验过程中，在泵出口处应安装________和________，而________必须在________的前部。
在泵的入口处应安装________，在________上还必须安测流量仪表，测流量仪表可以采用________或________或________等。
8（1）离心泵的特性曲线通常包括________、________和________曲线，这些曲线表示在一定的________下输送某特定液体时的性能。
化工原理第二章习题及答案
第二章流体输送机械一、名词解释（每题2分）1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的比值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量6、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象7、离心泵特性曲线在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最佳工作点效率最高时所对应的工作点9、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体10、安装高度泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度12、气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的工作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计二、单选择题（每题2分）1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（）Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降 A2、以下不是离心式通风机的性能参数( )Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压 B3、往复泵适用于( )Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合Ｂ介质腐蚀性特别强的场合Ｃ流量较小，扬程较高的场合Ｄ投资较小的场合 C4、离心通风机的全风压等于( )Ａ静风压加通风机出口的动压Ｂ离心通风机出口与进口间的压差Ｃ离心通风机出口的压力Ｄ动风压加静风压 D5、以下型号的泵不是水泵( )ＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型 C 6、离心泵的调节阀( )Ａ只能安在进口管路上Ｂ只能安在出口管路上Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可Ｄ只能安在旁路上 B 7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值( )Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能Ｃ压能Ｄ位能（即实际的升扬高度）B8、流体经过泵后，压力增大∆p N/m2，则单位重量流体压能的增加为( )A ∆pB ∆p/ρC ∆p/ρgD ∆p/2g C9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能( )A 泵壳和叶轮B 叶轮C 泵壳D 叶轮和导轮 C10、离心泵停车时要( )Ａ先关出口阀后断电Ｂ先断电后关出口阀Ｃ先关出口阀先断电均可Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀 A11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( )A 输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2OB 输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2OC 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2OD 输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O D12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关( )Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度Ｃ流量Ｄ泵的吸入管路的长度 D13、如以∆h,允表示汽蚀余量时，p1,允表示泵入口处允许的最低压力，p v为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，则( )A p1,允= p v + ∆h,允B p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允－u12/2gC p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允D p1,允/ρg= p v/ρg+ ∆h,允＋u12/2g B14、以下种类的泵具有自吸能力( )Ａ往复泵Ｂ齿轮泵与漩涡泵Ｃ离心泵Ｄ旋转泵与漩涡泵 A15、如图示，列1--1与2--2截面的伯努利方程，为：H e＝∆z＋∆p/ρg＋∆(u2/2g)＋∑H f,1-2，则∆h f,1-2为( )A 泵的容积损失，水力损失及机械损失之和B 泵的容积损失与水力损失之和C 泵的水力损失D 测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失D16、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( )Ａ气缚现象Ｂ汽蚀现象Ｃ汽化现象Ｄ气浮现象A17、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )Ａ水温太高Ｂ真空计坏了Ｃ吸入管路堵塞Ｄ排出管路堵塞C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为H e/。
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。
化工原理-第二章-流体输送机械PPT课件
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
化工原理-2章流体输送机械——总结
e、平衡孔 ——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
→轴向推力 →磨损 如何 解决？ 平衡孔
平衡孔
F
平衡孔可以有效地减小轴向推力,但同时也降低了泵的效率。
2.2.2 离心泵的特性曲线 泵内造成功率损失的原因：
①阻力损失（水力损失） ——产生的摩擦阻力和局部阻力导致的损失。 ②流量损失（容积损失）
标准规定，离心泵实际汽蚀余量要比必须汽蚀余量大0.5m以上。
NPSH = (NPSH)r + 0.5
三、允许安装高度[Hg]
最大允许安装高度为：
2.2.5离心泵的类型与选用
一、离心泵的类型
按叶轮数目分类:单级、多级； 按吸液方式分类：单吸、双吸； 按输送液体性质分类:清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵； 1) 清水泵---化工生产中最常用的泵型 (IS型、D型、Sh型) IS型－单级、单吸； 以IS100-80-125为例： IS—国际标准单级单吸清水离心泵； 100—吸入管内径，mm； 80—排出管内径,mm； 125—叶轮直径,mm
P 2 H Kqv g
1—低阻管路系统 2—高阻管路系统
由图得：需向流体提供的能量高于提高流体势能和克服 管道的阻力损失，其中阻力损失跟流体流量有 关。
（2）流体输送机械的压头（扬程）和流量
①扬程和升举高度是否相同？
扬程－能量概念；非升举高度 升举高度－泵将流体从低位升至高位 时，两液面间的高度差。
2.3.1往复泵的作用原理和类型
（1）作用原理
如图所示为曲柄连杆机构带动的往复
泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活 门组成。活柱在外力推动下作往复运动， 由此改变泵缸内的容积和压强，交替地打 开和关闭吸入、压出活门，达到输送液体 的目的。由此可见，往复泵是通过活柱的 往复运动直接以压强能的形式向液体提供
流体输送机械1
离心泵的气(汽 蚀现象与允许安装高度 五、离心泵的气 汽)蚀现象与允许安装高度
1、气蚀 空蚀 现象 、气蚀(空蚀 空蚀)现象
气蚀产生的条 件叶片入口附近 K处的压强pK等 于或小于输送温 度下液体的饱和 蒸气压
气蚀产生的后果： • 气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲击的反 复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海棉状逐渐脱落 • 液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，与输送液体密度有关 。
2）黏度的影响 ） 当输送的液体黏度大于常温清水的黏度时， •泵的压头减小 •泵的流量减小 •泵的效率下降 •泵的轴功率增大 •泵的特性曲线发生改变，选泵时应根据原特性曲线进行修正 ，修正的方法见教材P95，例2-3。 液体运动黏度小于20cst(厘沲)时，如汽油、柴油、煤油 等黏度的影响可不修正。
B. 导叶轮
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 轴封装置 填料密封： 填料密封 主要由填料函壳、软填料和填料压盖组 成，普通离心泵采用这种密封。 动环和固 动环 机械密封 主要由装在泵轴上随之转动的动环 机械密封： 密封 端面密封 定于泵壳上的静环 静环组成，两个环形端面 静环 由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动， 起到密封作用。
2）某一尺寸的叶轮外周经过切削而使D2变小，b2/D2变大 若切削使直径D2减小的幅度在20%以内，效率可视为不 变，并且切削前、后叶轮出口的截面积也可认为大致 相等, 此时有：
Q' D ' = 2 Q D 2
H' D ' 2 =( 2 ) H D 2
N' D ' 3 =( 2 ) N D 2
-------切割定律
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。
流体输送机械
流体输送机械流体输送机械1. 本章学习的⽬的通过学习,掌握液体输送设备的基本结构，⼯作原理和特征，可以根据输送任务的要求，正确选择输送设备的类型和规格，决定输送设备管路中的位置，计算所消耗的功率和运⾏管理，使输送设备能在⾼效率下可靠运⾏。
2. 本章重点掌握的内容离⼼泵的基本结构、⼯作原理、操作特性、安装及选型。
本章应掌握的内容通过和离⼼泵的对⽐，掌握往复式及其它液体输送机械的基本结构、⼯作原理、操作特性，特别是泵的启动及流量调节⽅法的不同。
本章⼀般了解的内容通过和液体输送机械的对⽐，了解⽓体输送机械的特性。
3. 本章学习中应注意的问题本章是流体流动原理的应⽤实例。
通过本章学习，加深对流体⼒学原理的理解，并从⼯程应⽤⾓度出发，达到经济、⾼效、安全实现流体输送。
概述:为了克服流动阻⼒，提⾼流体机械能，流体的输送在化⼯⽣产中⼗分常见。
其中，输送液体的设备称为泵；输送⽓体的设备则按其所产⽣压强的⾼低分别称之为通风机、⿎风机或压缩机。
就流体输送设备的⼯作原理⽽⾔，⼤致的分为以下四类：1）离⼼式2）往复式3）旋转式4）流体动⼒作⽤式第⼀部分液体输送机械第⼀节离⼼泵离⼼泵在化⼯⽣产中使⽤得⼗分⼴泛，例青岛海晶集团中的输液泵中有95%采⽤离⼼式泵。
离⼼泵具有以下优点：(1) 结构简单，操作容易，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。
⼀、离⼼泵的⼯作原理与结构1．主要部件：1）叶轮：是离⼼泵的关键部件，叶轮通常由6～12⽚叶⽚组成，沿旋转⽅向后弯。
按结构可分为三种类型：①开式②半闭式③闭式其中，闭式叶轮——指叶轮前后两侧均有盖板，半闭式叶轮——只有后盖板。
2）泵壳：离⼼泵的泵壳通常为蜗⽜形，称为蜗壳。
由于液体在蜗壳中流动时流道渐宽，所以动能降低，转化为静压能，所以说泵壳不仅是汇集由叶轮流出的液体的部件，⽽且⼜是⼀个能量转化装置。
（即降低流动阻⼒损失⼜提⾼流体静压能）泵壳与叶轮间通常装有固定不动⽽带有叶⽚的导轮，使液体由叶轮眼渐缓通道逐渐流⼊泵堀，从⽽减少能量损失。
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流体输送机械(1)
3.泵的有效功率、轴功率及效率
有效功率Ne 是指液体从叶轮获得的能量，kW Ne=QHρg
轴功率N 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。
结构形状分有三种
思考：三种叶轮中哪一种效率高？
流体输送机械(1)
思考：三种叶轮中哪一种效率高？
高压区 低压区
泵内液体泄漏 闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大 但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象
流体输送机械(1)
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
→轴向推力
机械旋转 的离心力
高速流体
逐渐扩大的 泵壳通道
高压流体
流体输送机械(1)
思考：
泵启动前为什么要灌满液体？
未灌满 底阀漏液
液体未灌满 其它地方泄漏 ρ气<<ρ液
离心力甩不出气体
叶轮中心的真空度不够
吸不上液体
泵无法正常工作
流体输送机械(1)
二、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
叶轮出口速度三角形 流体输送机械(1)
三、实际压头
H
实际情况与理想 情况的差别：
叶片并不是无限多 流体非理想流体
轴向涡流 环流
理论压头 环流而致之压头减小
实际压头
摩擦损失 冲击损失
Q
流体流动的阻力 摩擦损失
液体被叶轮甩出， 冲向蜗壳的液体
冲击损失
实际压头始终小于理论压头
流体输送机械(1)
§2-2 离心泵的主要性能参数
2、叶片形状对理论压头的影响 H∞
后弯叶片 β2<90 ，ctgβ2>0 H∞<u22/g 径向叶片 β2=90 ，ctgβ2=0 H∞=u22/g 前弯叶片 β2>90 ，ctgβ2<0 H∞>u22/g
为获得较高的能量利用率， 离心泵总是采用后弯叶片
β2>90
β2=90 β2<90
Q
流体输送机械(1)
流体输送机械(1)
2020/11/25
流体输送机械(1)
概述
一、化工生产中为什么要流体输送机械？
连续流动 的各种物 料或产品
由低处送至高处 由低压送至高压设备 克服管道阻力 ……
按工作原理分： 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，流体作用式等。
作用： 防止高压液
体沿轴漏出或外 界空气漏入
填料密封
机械密封
流体输送机械(1)
填料密封
用于普通离心泵
机械密封
用于输送易燃易爆、 有毒的液体等密封 要求的泵内
流体输送机械(1)
§2-2 离心泵的基本方程式
液体从离心泵叶轮获得能量而提高了压强
由BE可得：
泵的压头（或扬程）
指泵对单位重量的流体
所提供的有效能量，以H表示 叶轮的直径
三、本章的目的及重点
目的： 1.理解并掌握常用输送机械的操作原理、结构与性能。 2.合理选型、定规格、计算功率、安排位置、日常管理。
重点： 操作原理
流体输送机械(1)
第一节 离心泵
§2-1 离心泵构造、原理及主要部件
一、构造和原理
1、离心泵的构造：
排出管
泵壳
吸入口
泵轴
叶轮
轴封
流体输送机械(1)
思考：
泵的结构 叶片的弯曲情况
取决于
H
转速
……
流量
压头和流量 ——主要技术指标 选用泵的基本指标
？ 相互关系 流体输送机械(1)
一、离心泵的理论压头
理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称为 理论压头，用H∞表示。
①流体为理想液体 ②叶轮内叶片的数目为无穷多，且叶片厚度不计 问：由① 、 ②可以得出什么结果？ 由① 液体在泵内无摩擦阻力损失 由② 流体与叶片的相对运动的运动轨迹可视为与叶 片形状相同。 实际上流体在离心泵中的流动是相当复杂的 理想情况简化了过程→建模→用数学语言来表达
流体输送机械(1)
设计时 ，一般都是使设计流量下的
→
离心泵理论压头的表达式，称为离心泵基本方程。
讨论H∞—Q的关系
b2
表明了H∞与Q、W、叶轮构造及尺寸 （β2、r2、b2）之间的关系
流体输送机械(1)
二、离心泵理论压头的讨论
1、叶轮的转速和直径对理论压头的影响
理论压头随叶轮的转速或直径的增加而加大
正确选择和使用离心泵
主要性能参数包括：n、Q、H、N、η、允许吸上真空度、气蚀余量
铭牌——最高效率下的性能 一、主要性能参数
1.流量Q：单位时间内泵输送的液体体积，m3/s（或m3/h，l/s等） 取决于泵的结构、尺寸（叶轮直径与叶片的宽度）和转速 离心泵总是和特定的管路相连系的，因此离心泵的实际流 量还与管路特性有关 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
流体输送机械
——为输送流体而 提供能量的机械
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，可采用流态化的方法
流体输送机械(1)
二、为什么要用不同结构和特性的输送机械
化工厂中输送的流体种类繁多： 1、流体种类有强腐蚀性的、高粘度的、含有固体悬浮物 的、易挥发的、易燃易爆的以及有毒的等等； 2、温度和压强又有高低之分； 3、不同生产过程所需提供的流量和压头又各异。
为什么叶片弯曲？ 泵壳呈蜗壳状？
压出导管 泵壳 叶轮
泵轴
吸入导管 底阀
流体输送机械(1)
2、离心泵的工作原理：
灌满液体 叶轮旋转 离心力甩出液体
蜗壳内进行能量的转换 流体被压出
叶轮中心形成真空
在压力差的作用下流体被压入泵内
思考：
流体在泵内都获得了什么能量？ 其中那种能量占主导地位？
常压流体 被甩出
流体输送机械(1)
液体质点在叶轮内的速度及速度△
相对运动速度 绝对运动速度
c 圆周运动速度
u
余弦定律
流体输送机械(1)
在叶轮进口与出口列BE（△Z=0）：
静压头△p/ρg增加 ， 原因有二： ①离心作用，接受外功——(u22-u12)/2g； ②通道截面积↑，ω↓；即动能转换为静压能。每kg液体静压能 增加了 (ω22- ω 12)/2g
→磨损如何 解决？ Nhomakorabea平衡孔F
平衡孔
流体输送机械(1)
2、泵壳（蜗壳形）
思考：泵壳的主要作用是什么？
①汇集液体，并导出液体 ②能量转换装置
Why?
A ↑ CE u↓ BE p↑
流体输送机械(1)
导轮
思考 为什么导轮的弯曲
方向与叶片弯曲方向相 反？
流体输送机械(1)
3、 轴封装置
旋转的泵轴与固 定的泵壳之间的密封