泵的分类及工作原理
一、泵的分类
1．按工作原理分
2．按产生的压力分
泵按产生的压力分为：低压泵：压力在2MPa 以下；中压泵：压力在2～6MPa；高压泵：压力在6MPa 以上。
二、泵的工作原理
1．离心式泵工作原理
离心式泵的工作原理是，叶轮内的液体受到叶片的推动而与叶片共同旋转。由旋转而产生的离心力﹐使液体由中心向外运动﹐并获得动能增量。在叶轮外周﹐液体被甩出至蜗卷形流道中。由于液体速度的减低﹐部分动能被转换成压力能﹐从而克服排出管道的阻力不断外流。叶轮吸入口处的液体因向外甩出而使吸入口处形成低压(或真空)﹐与吸入池液面形成压差，因而吸入池中的液体在液面压力(通常为大气压力)作用下源源不断地压入叶轮的吸入口﹐形成连续的抽送作用。
离心泵的结构：
双吸泵结构图：
2．轴流式泵工作原理．
轴流式泵的工作原理是，旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能，其结构如图所示。叶轮1 安装在圆筒形泵壳3 内，当叶轮旋转时，流体轴向流人，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式泵适用于大流量、低压力，电厂中常用作循环水泵。
3．往复泵工作原理
现以活塞式为例来说明其工作原理，如图所示。
活塞泵主要由活塞1在泵缸2内作往复运动来吸人和排除液体。当活塞l 开始
自极左端位置向右移动时，工作室3 的容积逐渐扩大，室内压力降低，流体顶开吸水阀4，进入活塞1 所让出的空间，直至活塞1 移动到极右端为止，此过程为泵的吸水过程。当活塞1 从右端开始向左端移动时，充满泵的流体受挤压，将吸水阀4 关闭，并打开压水阀5 而排出，此过程称为泵的压水过程。活塞不断往复运动，泵的吸水与压水过程就连续不断地交替进行。此泵适用于小流量、高压力，工厂中常用作加药泵。
4．齿轮泵工作原理
齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，主动齿轮固定在主动轴上，轴的一端伸出壳外由原动机驱动，另一个齿轮(从动轮)装在另一个轴上，齿轮旋转时，液体沿吸油管进入到吸人空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合(齿与齿啮合前)，然后进入压油管排出。
第一节 过程设备常用材料
本节简述压力容器对材料性能的要求和常用材料的性能。
一.对材料性能的基本要求
选择压力容器用材料应着重考虑:
力学性能、工艺性能和耐腐蚀性能。
1. 材料的力学性能
需要保证:
强度指标、塑性指标和韧性指标。
⑴ 较高的强度
强度指标是设计中决定许用应力［ζ］的重要依据。
常用的强度指标有抗拉强度ζb和屈服强度ζs。
高温下工作时，还要考虑蠕变极限和高温持久强度。
材料强度指标选取原则
保证塑性指标及其他性能的要求下，尽量用强度指标高的材料，以减小容器的重量。
材料强度指标高，容器的厚度小、重量轻；
但塑性、韧性一般都较差，焊接时易产生裂纹等缺陷。
⑵良好的塑性
塑性指标主要包括伸长率δ、断面收缩率ψ和冷弯试验弯曲角α。
塑性指标选取原则:
容器用钢材,要求具有较好的塑性。
因为塑性好的材料在破坏前一般都产生明显的塑性变形，不但容易发现，而且塑性变形可以松弛局部高应力，避免部件断裂。
标准对容器用钢材塑性的最基本要求：
GB6654-86中规定，各钢种的延伸率δ5为(16～26)%；
国际标准化组织(ISO)推荐规范中规定伸长率的下限值：
碳钢及锰钢不小于16%；
对合金钢不小于14%。
⑶ 较好的韧性
虽然压力容器一般不受冲击载荷，但冲击值低、韧性差的材料，对缺口脆性比较敏感，特别是裂纹等缺陷。
所以用于制造压力容器承压部件的材料，要求具有较好的韧性。
2. 工艺性能
材料的制造工艺性能差，不但难以加工制造，而且还容易在制造过程中产生各种缺陷。
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高压氮气储罐的焊接工艺
一，设计背景
储罐作为储存设备，主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用，如本设计中的高压氮气储罐，储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐，，本设计中采用立式储罐。
二，材料选择
对受内压的筒体，由于其工作介质为氮气，考虑其腐蚀性小，再综合其经济效益考虑，选择16MnR作为材料。
元素 C Si Mn S P Cr Ni
质量分数（%） 0.16 0.36 1.53 0.015 0.0.14 0.003 0.006
16MnR材料性能分析：
16Mn钢的基体组织为铁素体+珠光体，是低合金高强钢中应用最广泛的钢，有比较成熟的经验，屈服强度为294～343MPa,基本属于热轧的低合金钢，其综合性能、焊接性及加工工艺性能均优于普通碳素钢，且质量稳定，其使用温度在-40～450℃范围内，16Mn钢作为低温压力容器时，为改善低温性能，可以在正火处理后使用。16Mn钢是在低碳钢的基础上加入了少量合金，其加工性能与低碳钢相似，具有较好的塑性和焊接性。由于加入了少量合金元素，其强度增加，淬硬倾向比低碳钢大，所以在较低温度下或刚性大、壁厚结构的焊接时，需要考虑采取预热措施，预防冷裂纹的产生，本设计中板厚62mm,均预热100～150℃。
由《过程设备设计》单层圆筒厚度计算公式得其厚度为54mm，加上钢板负偏差以及腐蚀余量选择厚度为62mm，可达到设计要求。
三，技术特性及要求：
3.1技术特性：
高压氮气储罐材料16MnR,工作压力12.1MPa，属于第三类压力容器，设计压力13MPa，工作温度-12.6～68℃，设计温度70℃，腐蚀裕度1.5mm，焊接接头系数1.0，液压试验压力16.47MPa(卧放)，全容积21.7m3，充装系数1.0，安全阀开启压力13MPa ~ 2 ~
3.2技术要求：
9.1 石油的组成及物理性质
烃类化合物即碳氢化合物，在石油中占绝大部分，约几万种。
①链式饱和烃。含量最多，有正构烷烃和异构烷烃，前者多于后者，两者在石油中约占50％～70％(质量)，仅有极少数油田的石油中链烷烃低于10％～15％。C1～C4烷烃是溶解在石油中的气态烃，C5～C16烷烃为液态，C17及以上烷烃为溶解在液态烃中的固态烃。
②环烷烃。含量仅次于链烷烃，具饱和环状结构，多为五员环和六员环的单环结构，例如环戊烷和环己烷及其带侧基的衍生物，此外还有少量双环和三环结构的环烷烃。
③芳香烃。具不饱和环状结构，有单环的苯系芳烃(苯、甲苯、二甲苯、乙苯及其他苯的衍生物)、双环的萘及其衍生物(例如甲基萘、其他烷基萘)和联苯系芳烃，以及三个或三个以上苯环叠合在一起的稠环芳烃。
以上烃类化合物都是有机化工的基本原料，许多烃类还是汽油、航空煤油、柴油的组分。
石油中几乎没有烯烃和炔烃这两类化合物，然而它们却是石油化工的重要原料；尤其是烯烃更为重要，只有通过对石油的化学加工才能获得这些化合物。
非烃化合物含有碳、氢及其他杂原子的有机化合物。
①硫化物。多为有机硫化物，例如硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫化物(RSSR)、噻吩(C4H4S硫杂环化合物)及其衍生物等。硫醇沸点较低，原油经蒸馏加工后，硫醇多存在于汽油、煤油产品中；硫醚和部分二硫化物则在中等沸程馏分(如柴油)中；二硫化物、噻吩等则多留在高沸程的重油、渣油和沥青中。
②氮化物。多为吡啶（biding）、喹啉（kuilin）、氮杂蒽、吡咯（biluo）、咔唑等不饱和氮杂环结构的有机物，它们的沸点较高，石油加工后多留在沸点高于500℃的渣油中。
③含氧化合物。有环烷酸、酚类和很少量的脂肪酸，总称为石油酸。其中环烷酸含量较多，在石油加工分离后，环烷酸多存在于250～400℃沸程的馏分中。分离出来的石油酸是很有用的化工原料。
④金属有机化合物。含量甚微，主要以金属络合物的形式存在，像金属卟啉(一种含C、H、N和金属元素的大分子结构)就是一种重要结构单元。有机金属络合物的沸点也较高，在高温加热处理中发生分解，生成的金属沉积在设备内或催化剂表面，造成污垢，并使产品产率下降。
