化工原理2.1-2.4 流体输送设备课件教材

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化工原理2.1-2.4 流体输送设备课件教材

与转速的平方成正比
12
离心泵扬程的测定
Z1
u12 2g
p1
g
He
Z2
u22 2g
p2
g
H
f
两测压点之间的管路很短，其间的流动阻力可忽略不计，即Hf=0m液柱
He
Z2
Z1
u22 u12 2g
p2 p1
g
2 1
扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。
13
功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵
5
2. 2 离心泵(centrifugal pump)
6
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。
7
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。
qe的单位为m3/s，在操作条件下，泵的
特性曲线方程为H=38-2.8105q2 ，q的
单位为m3/s，试求（1）管路的特性方程；（2）离心泵工作点的流量、压头和理论功率。
27
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：根据管路系统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。
的有效功率，pe，单位为W。与转速的三次方成正比
pe qV gHe
效率： pe / pa
pa 泵的轴功率
14
离心泵的特性曲线 (characeristic curve)

化工原理课件流动传输2.1

2.1.1 输送机械的用途
•补充能量：将流体从一处输送到另一处补充能量 •提高压强：给流体加压提高压强 •造成设备真空：给流体减压造成设备真空
2.1.2输送机械的分类 2.1.2输送机械的分类
•流体输送机械按照其工作原理分为： •(1)动力式：利用高速旋转的叶轮使流体的机械能增加，典型的是离心式、轴流式输送机械。 •(2)容积式：利用活塞或转子运动改变工作室容积而对流体作功。典型的是往复式、旋转式输送机械。 •(3)其它类型：如利用另外一种流体作用的喷射式等。
2.1.2流体输送机械分类 2.1.2流体输送机械分类
液体输送机械 − − − 泵流体输送机械通风机、通风机、鼓风机气体压送机械 − − − 压缩机、真空泵压缩机、
液体输送机械：液体输送机械：统称为泵
离心泵：靠高速旋转的叶轮，液体在离心力作用下获得能量，以提高压强。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。旋转泵：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：一种特殊类型的离机，鼓风机，压缩机，真空泵
压缩比=出口压力：进口压力
• • • • 通风机:终压≯14.7kpa(表压) 压缩比1～1.15 鼓风机:终压14.7～294.kpa (表压) 压缩比＜4 压缩机：终压＞294 kpa (表压) 压缩比＞4 真空泵：使设备产生真空（绝压＜大气压），一般在0.2kgf/cm2(绝) 以下。
2.1.3 输送机械应满足生产要求
•对生产上不同的要求采用不同的输送机械。原因： •流体是多种多样的。水、油、腐蚀性流体等 •操作条件千差万别：输送量、效率、轴功率 •概括来说，输送机械应满足如下要求： •(1)满足工艺上对流率和能量的要求。 •(2)结构简单，重量轻，投资费用低。 •(3)运行可靠，操作效率高，日程操作费用低。 •(4)能适应被输送流体的特性，其中包括粘性、腐蚀性、毒性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等。

化工原理完整教材课件 PPT

基本原理及其流动规律解决关问题。以
图1-1为煤气洗涤装置为例来说明：流体动力学问题：流体（水和煤气）
在泵（或鼓风机）、流量计以及管道中流动等；
流体静力学问题：压差计中流体、水封箱中的水
图1-1 煤气洗涤装置
1.1 概述
确定流体输送管路的直径，计算流动过程产生的阻力和输送流体所需的动力。
根据阻力与流量等参数选择输送设备的类型和型号，以及测定流体的流量和压强等。
流体流动将影响过程系统中的传热、传质过程等，是其他单元操作的主要基础。
图1-1 煤气洗涤装置
1.1.1 流体的分类和特性
气体和流体统称流体。流体有多种分类方法：（1）按状态分为气体、液体和超临界流体等；（2）按可压缩性分为不可压流体和可压缩流体；（3）按是否可忽略分子之间作用力分为理想流体与粘
化工原理完整教材课件
第一章流体流动
Fluid Flow
--内容提要--
流体的基本概念静力学方程及其应用机械能衡算式及柏努利方程流体流动的现象流动阻力的计算、管路计算
1. 本章学习目的
通过本章学习，重点掌握流体流动的基本原理、管内流动的规律，并运用这些原理和规律去分析和解决流体流动过程的有关问题，诸如：
气体的密度必须标明其状态。纯气体的密度一般可从手册中查取或计算得到。当压
强不太高、温度不太低时，可按理想气体来换算：
（1-3）
式中
p ── 气体的绝对压强, Pa(或采用其它单位)； M ── 气体的摩尔质量, kg/kmol；
性流体（或实际流体）；（4）按流变特性可分为牛顿型和非牛倾型流体；
流体区别于固体的主要特征是具有流动性，其形状随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。流动时产生内摩擦从而构成了流体力学原理研究的复杂内容之一

化工原理流体输送机械ppt课件

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。
H = he
管路系统输送单位重量流体所需
泵对单位重量流体提供的机械能的机械能
he
p u2 z
g 2g
hf
2.1.2.1 理论压头
假设：（1）叶轮内叶片数目无穷多，叶片的厚度无穷小, 即叶片没有厚度；
（2）液体为粘度等于零的理想流体；
第2章流体输送机械
20
以上三个构造是离心泵的基本构造，为使泵更有效地工
作，还需其它的辅助部件：
导轮：液体经叶轮做功后直接进入泵体，与泵体产生较大冲击，并产生噪音。为减少冲击损失设置导轮，导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环。弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高。
2020/4/18
第2章流体输送机械
19
密封方式有：填料密封与机械密封，填料密封适用于一般液体，而机械密封适用于有腐蚀性易燃、易爆液体。
填料密封：简单易行，维修工作量大，有一定的泄漏，对燃、易爆、有毒流体不适用；
机械密封：液体泄漏量小，寿命长，功率小密封性能好，加工要求高。
2020/4/18
底阀（单向阀）：当泵体安装位置高于贮槽液面时，常装有底阀，它是一个单向阀，可防止灌泵后，泵内液体倒流到贮槽中。
滤网：防止液体中杂质进入泵体。
2020/4/18
第2章流体输送机械
21
离心泵的分类
吸液单吸：液体只从一侧吸入方式双吸：液体同时从两侧吸入。具有较大的吸液
能力
IS、IR 型单级单吸离心泵

《流体输送》PPT课件

3〕HT与VT的关系
令：A=u2/g
B= u2ctgβ2/g2πr 2b2
HT=A-BV 直线〔三条〕
一般采用后弯叶片，原因：
2.3、离心泵的性能曲线
2.3.1．实际的H～V线 1、实际情况为: ① 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HT有所降低。 ② 液体在叶片间流道内流动时存在轴向涡流，导致泵的压头降低。
1、离心泵的汽蚀现象
汽蚀现象汽蚀状态：扬程比正常下降 3％
泵的安装以不发生汽蚀现象为依据
2、正常操作必须满足的条件
pk/ρg≥pv/ρg+e e＝0.3－0.5 我国e＝0.3 pv:饱和蒸汽压允许极限状态：pk允/ρg＝
pv/ρg+e pk到达pk允时，p2到达p2允
3、最大安装高度Hg,max的计算
3、最大安装高度Hg,max的计算
Hg,max=p1/ρg -pv/ρg△h允-∑Hf1-2 (2-20式)
一般△h允与泵的构造和尺寸有关，由实验测定，并同标绘于性能曲线图上。
实验条件为大气压
3、最大安装高度Hg,max的计算
2〕允许汲上真空度 HS,允计算在1-2截面间列柏式 p1/g=Hg,max+p2允/ρg
工作原理：离心式往复式旋转式流体作用式〔如喷射式〕
一．离心泵的工作原理及主要部件
1．构造
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↑
一．离心泵的工作原理及主要部件
叶轮按其构造形状分有三种：
① 闭式：前后有盖板
② 半闭式：前有盖板
③敞式〔开式〕：前后无盖板

化工原理流体流动与输送机械精品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；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法，流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。（4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理；（5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
17
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
18
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3）倒U形压差计指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4）倾斜式压差计适用于压差较小的情况。
（5）复式压差计适用于压差较大的情况。
19
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学

化工原理课件-第二章流体输送设备

‫٭‬一般 ( H g )实际 H g (0.5 ~ 1), m ;
28
《制作化者：工黄德原春理》课件——第二章流体输送设备
第一节离心泵《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
(3)防止气蚀的措施
Hg
Hs
u12 2g
H
f ,01
Hg
pa
g
pv
g
h
H f ,01
p0
pa Hg
pa p1
g
u12 2g
H
f
,01
22
《制作化者：工黄德原春理》课件——第二章流体输送设备
第一节离心泵五、离心泵的气蚀现象与允许安装高度
(1)允许吸上真空度( H)：s
Hg
pa p1
g

u12 2g
H f ,01
吸上真空度
p p H a 1
s g
Hg
Hs
u12 2g
例：吸入管内径100mm,排出管内径80mm,两测压口间垂直距离为0.5m。转速2900r/min,以20oC清水为介质测得流量为15L/s;泵出口表压为2.55105Pa,入口真空度为2.67104Pa;电动机输入功率 6.2kW,泵由电动机直接带动, 电动机效率93%。求泵的压头, 轴功率和效率。
‫ ② ٭‬Q h ‫ ③ ٭‬h与泵的结构和尺寸有关
27
《制作化者：工黄德原春理》课件——第二章流体输送设备
第一节离心泵《化工五原、理》离课心件泵—的—第气一蚀章现流象体与流动允许安装高度
注意：
‫ ٭‬应取Qmax 时的( H s )min 和(h)max ;
‫ ٭‬若 p0 ,则pa用替代p贮槽； pa

《流体输送机械》PPT课件

第一节液体输送机械
表2-1液体输送机械的分类
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。
第一节液体输送机械
二、离心泵构造和原理
1.离心泵的工作原理图2-1是一台安装在管路中的离心泵装置示意图，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。
泵
2.特性曲线
离心泵的有效压头、轴功率、效率与流量之间的关系曲线称为离心泵的特性曲线 , 常由实验测定，如图 2- 8 所示为国产 IS100-80-125型离心水泵在 n=2900rm-1时测得的特性曲线。其中以扬程和流量的关系最为重要。由于泵的特性曲线随泵转速而改变，故其数值通常是在额定转速和标准试验条件(大气压101.325kPa,20℃清水)下测得。通常在泵的产品样本中附有泵的主要性能参数和特性曲线,供选泵和操作时参考。
图2-4 泵壳与导轮 1-叶轮；2-导轮；3-泵壳
第一节液体输送机械
2.2泵壳：是一个截面逐渐扩大的状似蜗牛壳形的通道，常称蜗壳，如图2-5所示。叶轮在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转, 愈接近液体出口,通道截面积愈大。因此,液体从叶轮外缘以高速被抛出后,沿泵壳的蜗牛形通道而向排出口流动,流速便逐渐降低,减少了能量损失,且使大部分动能有效地转变为静压能。
另外：叶轮按其吸液方式的不同可分为单吸式和双吸式两种，如图2-3所示。单吸式叶轮构造简单，液体从叶轮一侧被吸入；双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，并较好地消除轴向推力。故常用于大流量的场合。

制药化工原理课件第二章流体输送设备

旋转泵操作与维护
操作注意事项
在操作旋转泵前，应检查泵的各部件是否完好，确保无泄漏和异常声响。启动后应观察泵的运行状态，及时调整出口阀门开度，保持泵在高效区运行。
维护保养
定期对旋转泵进行维护保养，包括清洗叶轮、更换轴承和密封件等易损件，检查并调整泵的间隙和紧固件等。同时，应对泵的性能进行测试和评估，确保其满足工艺要求。
管道和阀门的维护与保养
01
定期检查
定期对管道和阀门进行检查，包括外观检查、密封性检查、开关灵活性
检查等，以确保其处于良好状态。
02
清洗保养
定期清洗管道和阀门内部的杂质和沉积物，保持其畅通无阻。对于需要
润滑的部件，应定期加注润滑油或润滑脂。
03
维修更换
对于出现故障或损坏的管道和阀门，应及时进行维修或更换，以避免影
选择流阻系数小、启闭灵活的阀门，以降低流体通过阀门时的阻力。
提高设备效率技术
选用高效泵
选用效率高、性能稳定的泵，以提高流体输送效率。
优化叶轮设计
通过改进叶轮形状和参数，降低叶轮内部能量损失，提高泵效率。
采用变频调速技术
根据实际需求调节电机转速，实现流量和扬程的灵活调节，避免不必要的能量浪费。
发展趋势及挑战
发展趋势
随着制药化工行业的不断发展，流体输送设备将朝着更高效、更节能、更环保的方向发展。同时，随着智能制造技术的不断进步，流体输送设备的自动化和智能化水平也将不断提高。
挑战
在制药化工领域，流体输送设备面临着一些挑战，如如何确保设备的密封性、防止泄漏，如何降低设备的能耗和噪音等。此外，随着环保要求的不断提高，如何减少设备对环境的影响也是未来需要解决的问题之一。

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

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8
离心泵工作原理
流体在离心泵叶轮中的运动
9
导轮的作用
导轮引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,减少能量损失,提高能量转换效率.
10
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中充满液体，运转过程中也要防止空气漏入。为便于泵内充满液体,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。
6
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。
7
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。
19
离心泵的允许安装高度
Hg Hs" u12 Hf 2g
20
离心泵的允许安装高度
Hg
pa pv
g
NPSH
H f ,01
（2-28）
21
例：用离心泵将真空蒸发器的完成液送至结晶器。蒸发器中液面的上的绝对压力（即操作温度下溶液的饱和蒸汽压）为 29.3KPa。泵安装在地面上。已知泵的必需汽蚀余量为2.5m，吸入管路的压头损失为1.2m，试确定蒸发器内液面距泵口的垂直高度。
化工原理
1
第二章流体输送设备
教学目的：熟悉各种流体输送机械，了解各种流体输送机械的工作原理和操作特点，能够根据实际需要正确选择适宜的流体输送机械。
重点：离心泵的工作原理、性能参数、特性曲线难点：离心泵安装高度的计算；
往复式压缩机多级压缩和中间冷却的必要性课型：机械设备教学方法：讲解、动画演示
与转速的平方成正比
12
离心泵扬程的测定Z1u12 2gp1
g
He
Z2
u22 2g
p2
g
H
f
两测压点之间的管路很短，其间的流动阻力可忽略不计，即Hf=0m液柱
He
Z2
Z1
u22 u12 2g
p2 p1
g
2 1
扬程并不等于升举高度△Z，升举高度只是扬程的一部分。
13
功率：在单位时间内，液体自泵实际得到的功称为泵
功率在流量为零时最小，因此开车时常在出口阀关闭状况下启动
3） — qv：选择或使用离心泵时，应尽量使泵在最高效
率点附近（一般不低于最高效率点的92%）运转。
离心泵的铭牌上标有一组性能参数，它们都是与最高效率点对应的性能参数。
16
离心泵的安装高度Hg：
1 Hg 0
Z0
u02 2g
p0
g
Z1
u12 2g
g 2g
允许吸上真空高度Hs’：是离心泵的性能参数之一。是按大气压为10m水柱、输送20℃清水、在指定流量下通过实验测定的。为了保证泵在运转中不发生气蚀现象，Hs’ 要留有一定的安全量。
实际操作时允许吸上真空高度：
Hs'' Hs'(Ha 10) (HV 0.24)
Ha———当地大气压，m水柱 Hv——输送液的饱和蒸气压，m水柱
的有效功率，pe，单位为W。与转速的三次方成正比
pe qV gHe
效率： pe / pa
pa 泵的轴功率
14
离心泵的特性曲线 (characeristic curve)
注意：测定条件一般是20℃清水，转速固定
15
1）He— qv：随流量增大，扬程有所下降。
2）pe— qv：当流量增大时，功率也随之增大；离心泵的
11
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。
p
g
Hf
Z0 0m, Z1 Hg , u0 0m • s1
Hg p0 p1 u12 Hf
g 2g
17
气蚀
Hg p0 p1 u12 Hf
g 2g
安装高度过高将会导致叶轮中心处的压力过低(低于被输送流体在操作温度下的饱和蒸汽压)，从而发生气蚀。
18
Hg p0 p1 u12 Hf
Hg
pa pv
g
NPSH
H f ,01
22
某离心泵的允许吸上真空高度为6.5 m（已包括0.3 m 的安全量），在高原上使用，若当地大气压为90 Kpa，已知吸入管路的阻力和动压头之和为3m水柱。当地夏季最高水温为30 oC。拟将该泵安装在水面上3米处，问该泵能否正常工作？
Hg Hs" u12 Hf 2g
2
2.1 概述
一、管路系统对流体输送机械的能量要求
He
z
p
g
u 2 2g
H f
采用流体输送设备操作的目的是为了提高流体的动能、位能或静压能，或用于克服沿程的阻力，也可能几种目的兼而有之。
3
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：动力式（叶轮式）正位移式(容积式)：往复式、旋转式流体作用式（如喷射式）
得的流量和压头即为泵的工作点。在特定曲线
Hs'' Hs'(Ha 10) (HV 0.24)
23
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）。
24
管路特性方程
p u2
He z g 2g H f
Hf
l
le
d
u2 2g
令 K Z p
g
l B d
le
8 2d
4
g
方程
He
z
p
g
u 2 2g
H
f
变为 He K Bqe2 管路特性方程
25
离心泵工作点
He K Bqe2 （管路特性方程）（2-5）
H Aa Gq2 （泵的特性方程）（2-17）
联立泵的特性方程式
和管路特性方程式所解
4
2. 2 离心泵(centrifugal pump)
离心泵是工业生产中应用最为广泛的液体输送机械。其突出特点是结构简单、体积小、流量均匀、调节控制方便、故障少、寿命长、适用范围广（包括流量、压头和介质性质）、购置费和操作费用均较低。
5
2. 2 离心泵(centrifugal pump)

化工原理2.1-2.4 流体输送设备课件教材

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