流体输送机械PPT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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9
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
24
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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26
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

《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

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：

流体输送与流体输送机械_(化工单元操作过程)-PPT精品文档

往复泵的输出流量
往复泵的理论平均流量V（m3/s）单缸单动泵
ASn 60 ( 2 A a ) Sn V= 60 V=
单缸双动泵
式中：A —— 活塞面积 m2 S —— 活塞的冲程 m（活塞在两端点间移动的距离） n —— 活塞往复的频率 1/min a —— 活塞杆的截面积 m2 活门不能及时启闭和活塞环密封不严等原因造成容积损失。
往复泵的输出流量
单动往复泵流量不连续，流量曲线与活塞排液冲程的速度变化规律相一致，是半周正弦曲线。
V
后果：引起流体的惯性阻力损失，增加能量消耗，诱发管路系统的机械振动。
0
V

2 3 (a) 单动泵的流量曲线

0 V

2
3
4

(b) 双动泵的流量曲线
0

2
34Βιβλιοθήκη 解决方法：（1）采用双动泵或多缸并联（2）在往复泵的压出口与吸入口处设置空气室，利用气体的可压缩性来缓冲瞬间流量增大或减小。
往复泵的性能特点
4.流量不均匀，排出压力波动为减轻之，常采用多作用往复泵或设置空气室。 5.转速不宜太快电动往复泵转速多在200～300 r／min以下，若n过高，泵阀迟滞造成的容积损失就会相对增加；泵阀撞击更为严重，引起噪声和磨损；液流和运动部件的惯性力也将随之增加，产生有害的影响。由于n受限，往复泵流量不大。 6.对运送液体污染度不是很敏感，但液体含固体杂质的时，泵阀容易磨损和泄漏，应装吸入滤器。 7.结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多由于上述特点，笨重(在Q相同时与其它泵相比) ，造价高，管理维护麻烦，在许多场合它已被离心泵所取代。
排除方法定期清洗或更换过滤器提高炉压，加温，夏季罐不满时可用压风机吹搅适量掺入冷水进行降温调整盘根使靠背轮转动灵活为宜重新填加新盘根卸下叶轮进行清洗关掉出口闸门，打开放空闸门放空到液体自然流出打开电机接线盒调整接线头打开泵体进行紧固启泵时出口闸门要关严但不能太死

流体输送输送机械-资料.ppt

在叶轮与泵壳间安装一固定不动的带有叶片的导轮（diffuser），也可减少此项能量损失。
c
cr
u
R
机械损失：泵轴与轴承之间、泵轴与密封填料之间等产生的机械摩擦造成的能量损失。
离心泵的特性曲线（Characteristic curves）
H [m] N [kW]
[%]
在一定转速下，泵的轴功率随输送流量的增加而增大，流量为零时，轴功率最小。关闭出口阀启动离心泵，启动电流最小。
12 30
8
N
8 20
4
4 10
0 0
20 40 60 80 100 120 1400
0
Q/ m3/h
离心泵的特性曲线反映了泵的基本性能，由制造厂附于产品样本中，是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。以下逐一对其进行讨论。
离心泵的特性曲线（Characteristic curves）
H—V 曲线
液体密度的影响
离心泵的理论流量和理论压头与液体密度无关，说明 H—V
曲线不随液体密度而变，由此 —V 曲线也不随液体密度而
变。离心泵所需的轴功率则随液体密度的增加而增加，即 N—V 曲线要变。注意：叶轮进、出口的压差 p 正比于液体密度。
气缚现象（airbound）
泵启动前空气未排尽或运转中有空气漏入，使泵内流体平均密度下降，导致叶轮进、出口压差减小。或者当与泵相连的出口管路系统势压头一定时，会使泵入口处的真空度减小、吸入流量下降。严重时泵将无法吸上液体。
容积损失：一部份已获得能量的高压液体由叶轮出口处通过叶轮与泵壳间的缝隙或从平衡孔泄漏（Leakage）返回到叶轮入口处的低压区造成的能量损失。解决方法：使用半开式和蔽式叶轮。蔽式叶轮容积损失量小，但叶轮内流道易堵塞，只适宜输送清洁液体。开式叶轮不易堵塞，但容积损失大故效率低。半开式介于二者之间。

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

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

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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称为效率，以η表示。
离心泵的能量损失包括以下三项，即 (1)容积损失即泄漏造成的损失，无容积损失时泵的功率与
有容积损失时泵的功率之比称为容积效率ηv。 (2)水力损失由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面
积和方向变化的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量损失。这种损失可用水力效率ηh来反映。 (3)机械效率由于高速旋转的叶轮表面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、轴封等处的机械摩擦造成的能量损失。机械损失可用机械效率ηm来反映。离心泵的总效率由上述三部分构成，即 η=ηvηhηm 离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。通常，小泵效率为50～70％，而大型泵可达90％。
18
四.离心泵安装高度
1. 离心泵安装高度的限制
离心泵安装高度又叫吸上高度，是指贮槽液面到离心泵吸入口之间的垂直距离。当液面上方的压强一定时，这个高度受离心泵吸入口压强的制约，压强越低，可以吸上液体的高度越大。以贮槽液面为0－0截面，离心泵吸入口为1－1截面，则有：
6
2、压头（扬程) 离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为J/N或m。离心泵的压头与离心泵的结构、叶轮转速以及流量有关，在上一节内容中做过介绍。
7
3、效率离心泵在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使液体获得的能量小于输入泵的功率。反映能量损失大小的参数
15
16
2．离心泵转速的影响由离心泵的基本方程式可知，当泵的转速发生改变时，泵的流量、压头随之发生变化，并引起泵的效率和功率的相应改变。当液体的粘度不大，效率变化不明显，不同转速下泵的流量、压头和功率与转速的关系可近似表达成如下各式，即
Q1、H1、N1------转速为n1时泵的性能； Q2、H2、N2------转速为n2时泵的性能；
第二章机械
液体输送机械——泵气体输送机械
两种机械根据工作原理都可以分为：离心式、往复式、旋转式、流体作用式。气体输送机械还可以根据送气压强分为：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。
1
第一节液体输送机械
离心泵在化工生产中应用最为广泛，这是由于其具有性能适用范围广（包括流量、压头及对介质性质的适应性）、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、故障少、寿命长、购置费和操作费均较低等突出优点。因而，本章将离心泵作为流体力学原理应用的典型实例加以重点介绍。
8
4、轴功率N 由电机输入泵轴的功率称为泵的轴功率，以N表示，单位为W或kW。离心泵的有效功率是指液体单位时间内从叶轮获得的能量，以Ne表示，则有
Ne = HgQρ 式中 Ne------离心泵的有效功率，W；
Q--------离心泵的实际流量，m3/s； H--------离心泵的有效压头，m。由于泵内存在上述的三项能量损失，轴功率心泵叶轮直径的影响当离心泵的转速一定时，泵的基本方程式表
明，其流量、压头与叶轮直径有关。对于同一型号的泵，可换用直径较小的叶轮（除叶轮出口其宽度稍有变化外，其它尺寸不变），此时泵的流量、压头和功率与叶轮直径的近似关系为
Q’、H’、N’------转速为D2’时泵的性能； Q、H、N------转速为D2时泵的性能；
N = HgQρ/η=HQρ/102η
9
离心泵的特性曲线
离心泵压头H、轴功率N及效率η均随流量Q 而变，它们之间的关系可用泵的特性曲线
或离心泵工作性能曲线表示。包括H－Q、 N－Q、η－Q等曲线。各种型号的离心泵
都有其本身独有的特性曲线，且不受管路特性的影响。但它们都具有一些共同的规律：如下图所示： ..\..\化工原理课件\第二章\特性曲线.gif
主要部件叶轮：..\化工原理仿真课件\第二章\叶轮.avi
4
泵壳：轴封装置：
5
二.离心泵的性能参数和特性曲线
离心泵的性能参数
1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系
统的液体体积，一般用Q表示，国际单位为 m3/s，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2
1.1 离心泵
离心泵的工作原理及主要部件离心泵的性能参数和特性曲线离心泵性能的改变及换算离心泵的安装高度和气蚀现象离心泵的工作点及流量调节离心泵的类型及选用
3
一.离心泵的工作原理及主要部件
工作原理
..\化工原理仿真课件\第二章\离心泵.swf ..\化工原理仿真课件\第二章\离心泵工作原理.swf
12
三.离心泵性能的改变与换算
影响离心泵的性能的因素很多，其中包括液体性质（密度ρ和粘度μ等）、泵的结构尺寸（如D2和β2）、泵的转速n等。当这些参数任一个发生变化时，都会改变泵的性能，此时需要对泵的生产厂家提供的性能参数或特性曲线进行换算。
13
1．液体物性的影响（1）密度的影响
离心泵的流量、压头均与液体密度无关，效率也不随液体密度而改变，因而当被输送液体密度发生变化时，H-Q与η-Q曲线基本不变，但泵的轴功率与液体密度成正比。
10
11
（1）离心泵的压头一般随流量加大而下降。（2）离心泵的轴功率在流量为零时为最小，
随流量的增大而上升。故在启动离心泵时，应关闭泵出口阀门，以减小启动电流，保护电机。停泵时先关闭出口阀门主要是为了防止高压液体倒流损坏叶轮。（3）额定流量下泵的效率最高。该最高效率点称为泵的设计点，对应的值称为最佳工况参数。
14
（2）粘度的影响当被输送液体的粘度大于常温水的粘度时，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，但轴功率增加，泵的特性曲线均发生变化。当液体运动粘度γ大于20cSt（厘沲）时，离心泵的性能需按下式进行修正，即
Q’ =Q cQ H’=H cH η’= η cη cQ、cH、cη——分别为离心泵的流量、压头和效率的校正系数，其值从下图查得； Q、H、η——分别为离心泵输送清水时的流量，压头和效率； Q’、H’、η’——分别为离心泵输送高粘度液体时的流量，压头和效率。 E:\田海玲的文档\化工原理课件\第二章\换算系数.gif