其他液体输送与气体输送机械.ppt

通过本章学习 掌握化工中常用液体输送机械 离心泵的基本结构 工作原理和操作特性 能够根据生产工艺要求和流体特性 合理地选择和正确操作流体输送机械 并使之在高效下安全可靠运行 学习目的与要求 第2章流体输送机械 2 3 1往复泵2 3 2齿轮泵2 3 3螺杆泵2 3 4隔膜泵2 3 5漩涡泵2 3 6各类泵在化工生产中的应用 2 3其他类型化工用泵 2 2 3 1往复泵 3 适用 流量小 扬程高 黏度大的流体 不适用 腐蚀性介质或含有固体颗粒的流体 原理 同往复压缩机 动画 9 2 3 2齿轮泵 适用高压头 小流量 粘稠以至膏状物 不适用固体悬浮液 动画 10 4 5 适用于高压头 小流量 粘稠以至膏状物 固体悬浮液也适用 动画 11 2 2 3螺杆泵 6 2 3 4隔膜泵 适用于腐蚀性液体或含有固体悬浮物的液体 动画 12 一种特殊类型的离心泵 它是由叶轮和泵体组成 叶轮是一个圆盘 四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列 叶轮在泵壳内转动 其间有引水道 吸入管接头和排出管接头之间为间壁 间壁与叶轮只有很小的缝隙 用来分隔吸入腔和排出腔 泵内液体在随叶轮旋转的同时 又在引水道与各叶片间作漩涡形运动 因而 被叶片拍击多次 获得较多的能量 液体在叶片与引水道之间的反复迂回是靠离心力的作用 2 3 5漩涡泵 7 动画 13 漩涡泵在开动前也要灌满液体 启动时不要关闭出口阀 漩涡泵适用于输送量小 压头高而黏度不大的液体输送 8 9 2 3 6各类泵在化工生产中的应用 10 离心泵应用范围最广 特别适用于化工生产 因为它的流量均匀而易于调节 又能输送有腐蚀性 含悬浮物的液体 动画 14 通风机 终压 15kPa 表压 压缩比1 1 15鼓风机 终压15 300kPa 表压 压缩比1 1 4压缩机 终压 300kPa 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 2atm 绝压 以下 2 4 1气体输送机械分类 11 2 4气体输送机械 压缩比 出口压力p2 进口压力p1 12 2 4 2往复压缩机 气缸 活塞 吸气阀 排气阀 与往复泵的差异 气缸壁装有散热翅片 因小 压缩后 故须设冷却装置以保护压缩机 一 工作原理和基本结构 动画 15 1 基本结构 2 工作原理通过活塞的往复运动 对气体直接加压排出 13 14 二 工作过程1 基本假设 现以单动往复压缩机来说明压缩机的工作过程 为便于分析压缩机的工作过程 作如下假设 1 被压缩气体为理想气体 2 气体流经吸 排气阀时 流动阻力可忽略 3 压缩机无泄露 15 开始时刻 压缩阶段 1 2点 p2 V2 排气阶段 2 3 p2不变 V 0 吸气阶段 4 1 0 V1 p p1 2 理想压缩循环 无余隙 排气终了时 活塞与气缸端盖间无空隙 称无余隙 活塞位于点1 p1 V1 工作循环 吸气 压缩 排气 工作循环 压缩 排气 膨胀 吸气 余隙 3 实际压缩循环 有余隙 余隙 排气结束活塞左侧留有一定空隙 1 4 2 3 动画 15 压缩类型 等温压缩 绝热压缩 多变压缩 4 1 3 2 工作过程 吸气4 1 压缩1 2 排气2 3 余隙气膨胀3 4 17 多变压缩过程的终温 m 多变 压缩 指数 m 1 量纲为1 越大 则越高 故单级压缩比一般不超过8 8 若为绝热压缩 用绝热过程指数 代替m 18 三 多级压缩气体只经过一次压缩的过程称为单级压缩 多级压缩是将气体进行多次压缩过程 以提高终压 采用多级压缩的理由 1 避免排出气体的温度过高 2 省功 减少功耗 级数越多 越接近等温过程 3 提高气缸利用率 4 压缩机的结构更为合理 常用2 6级 每级压缩比3 5 各级压缩比相等 则总压缩功最小 19 20 多级压缩 21 四 往复式压缩机的流量调节调节原动机转速旁路调节改变气缸余隙体积 五 往复压缩机的类型和选用按其压缩气体的种类分空气压缩机 氮气压缩机 氢气压缩机 氨气压缩机 石油气压缩机 按气体受压次数分单级 多级 按气缸摆放的位置分立式 卧式等 22 2 4 3真空泵 一 往复真空泵二 水环真空泵 动画 16 吸入口 排气口 23 三 喷射泵 结构简单 无运动部件 但效率低 工作流体消耗大 单级可达90 的真空度 多级喷射泵可获得更高的真空度 例题2 2 用泵将湖水经内径为100mm的钢管输送至岸上的A槽内 如本题附图所示 湖面与A槽液面间的垂直距离为3m 出口管高于液面1m 输水量为60m3 h 有人建议将输水管插入A槽的液面中 如图中虚线所示 从泵的轴功率角度来看 用计算 结果说明哪种方案合理 数据 摩擦系数 0 02 包括一切局部阻力在内的管子总长度为50m 湖水密度 1000kg m3 泵的效率 0 8 管子出口埋在液面下后设总长度变为51 5m 24 1 如图 在湖水液面1 1 截面和排出管出口内侧2 2 截面间列伯努利方程 25 式中 令z1 0 则z2 4m u1 0 p1 p2 0 表压 1000kg m3 26 2 如图 在1 1 和3 3 间列伯努利方程 P1 P2 故输水管插入A槽液面中合理 27 式中 令z1 0 则z3 3m u1 u3 0 p1 p3 0 表压 1000kg m3 例题2 3 如本题附图所示 用泵将河水经 57mm 3 5mm的无缝钢管输送至高位槽 高位槽内液面恒定 泵出口处装有压强表 设备相对位置示于附图中 包括一切局部阻力当量长度在内的管子总长度为 压强表前为20m 压强表后为80m 求流量为10m3 h时 1 泵的轴功率 效率为80 2 压强表上读数 数据 层流时 湍流时 用于钢管时为了安全加大30 的安全系数 28 解 管内液体流速 属湍流 1 如图 在河水液面0 0 截面和高位槽液面2 2 截面间列伯努利方程 29 式中 令 则 表压 30 2 在测压口1 1 截面和高位槽液面2 2 截面间列伯努利方程 表压 31 式中 令z1 0 则z2 18m u1 1 42m s u2 0 p2 0 表压 1000kg m3 欢迎提问 如果您有任何问题 请毫不犹豫地提出 Incaseofyouhaveanyquestion DONOThesitatetoaskme 32 祝同学们学习愉快 作业 P87 T1 2 22m s 22 7m 1 83 105Pa 表压 T5 18 3m3 s 16 8m3 s 减低转速 关小阀门 33 离心泵的类型与选用 清水泵 IS IR型单级单吸离心泵 ISG型管道离心泵 34 离心泵的类型与选用 若需要的扬程较高 则可选D系列多级离心泵 1 吸入段 2 中段 3 压出段 4 轴 5 叶轮 6 导叶 7 轴承部 35 离心泵的类型与选用 D系列多级离心泵 TSWA型卧式多级泵T 透平式S 单吸泵W 介质温度低于80 A 第一次更新 36 离心泵的类型与选用 37 离心泵的类型与选用 1 泵体 2 泵盖 3 叶轮 4 泵轴 5 密封环 6 轴套 7 轴承 8 连轴器 若需要的流量很大 则可选用Sh双吸式离心泵 38 离心泵的类型与选用 S型单级双吸离心泵 KSY双吸中开式离心泵 S SA SH型单级双吸中开式离心泵 39 离心泵的类型与选用 耐腐蚀泵 F型 输送腐蚀性化工流体必须选用耐腐蚀泵 耐腐蚀泵所有与流体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作 不同材料耐腐蚀性能不一样 选用时应多加注意 离心耐腐蚀泵有多种系列 其中常用的系列代号为F 需要特别注意耐腐蚀泵的密封性能 以防腐蚀液外泄 操作时还不宜使耐腐蚀泵在高速运转或出口阀关闭的情况下空转 以避免泵内介质发热加速泵的腐蚀 40 离心泵的类型与选用 耐腐蚀泵 F型 41 离心泵的类型与选用 油泵 Y型 油泵用于输送石油及油类产品 油泵系列代号为Y 双吸式为YS 因油类液体具有易燃 易爆的特点 因此对此类泵密封性能要求较高 输送200 以上的热油时 还需设冷却装置 一般轴承和轴封装置带有冷却水夹套 杂质泵 P型 离心杂质泵有多种系列 常分为污水泵 无堵塞泵 渣浆泵 泥浆泵等 这类泵的主要结构特点是叶轮上叶片数目少 叶片间流道宽 有的型号泵壳内还衬有耐磨材料 42 离心泵的类型与选用 液下泵 液下泵是一种立式离心泵 整个泵体浸入在被输送的液体贮槽内 通过一根长轴 由安放在液面上的电机带动 由于泵体浸没在液体中 因此轴封要求不高 可用于输送化工过程中各种腐蚀性液体 43 离心泵的类型与选用 屏蔽泵 屏蔽泵是一种无泄漏泵 其结构特点是叶轮直接固定在电机的轴上 并置于同一密封壳体内 可用于输送易燃易爆 剧毒或贵重等严禁泄漏的液体 44 离心泵的类型与选用 屏蔽泵 45 其它化工用泵 计量泵 Meteringpump 又称比例泵 计量泵的传动装置是通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动 偏心轮的偏心距可调 以此来改变柱塞往复的行程 从而达到调节和控制泵的流量的目的 计量泵一般用于要求输液量十分准确或几种液体要求按一定配比输送的场合 YJH系列隔膜计量泵1 电机2 蜗轮蜗杆3 凸轮4 推杆5 膜片6 调节手轮7 排出阀8 吸入阀9 泵头 46 其它化工用泵 JJM系列计量泵 J系列计量泵 JKM系列计量泵 液压驱动 47 其它化工用泵 隔膜泵 用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活柱与被输送液体隔开 与活柱相通的一侧则充满油或水 当活柱往复运动时 迫使隔膜交替向两侧弯曲 将液体吸入和排出 隔膜泵因其独特的结构 适宜输送腐蚀性液体或悬浮液 48 其它化工用泵 齿轮泵 旋转类正位移泵 两齿轮在泵吸入口脱离啮合 形成低压区 液体被吸入并随齿轮的转动被强行压向排出端 在排出端两齿轮又相互啮合形成高压区将液体挤压出去 齿轮泵可产生较高的扬程 但流量小 适用于输送高黏度液体或糊状物料 但不宜输送含固体颗粒的悬浮液 49 其它化工用泵 螺杆泵 按螺杆的数目 有单螺杆泵 双螺杆泵 三螺杆泵以及五螺杆泵 螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似 是借助转动的螺杆与泵壳上的内螺纹 或螺杆与螺杆相互啮合将液体沿轴向推进 最终由排出口排出 螺杆泵压头高 效率高 无噪音 适用于输送高黏度液体 50 其它化工用泵 蠕动泵 软管泵 51 其它化工用泵 旋涡泵 一种特殊类型的离心泵 叶轮为一圆盘 四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列 叶片数目可多达几十片 叶轮旋转过程中泵内液体随之旋转的同时 又在径向环隙的作用下多次进入叶片反复作旋转运动 从而获得较高能量 52 往复泵 往复泵的工作原理 结构 由泵缸 活塞 活塞杆 吸入和排出单向阀 活门 构成 有电动和汽动两种驱动形式 原理 活塞往复运动 在泵缸中造成容积的变化并形成负压和正压 完成一次吸入和排出 53 离心通风机 CentrifugalFan 9 19D高压离心通风机 G Y4 73型锅炉离心通 引风机 DKT 2系列低噪声离心通风机 B30防爆轴流通风机 高温离心通风机 54 罗茨鼓风机 L6LD系列 L10WDA系列 L4LD系列 3R5WD系列 55 离心鼓风机 透平鼓风机Turboblower 工作原理 与离心泵相同 单级风机的风压较低 风压较高的离心鼓风机采用多级 其结构也与多级离心泵类似 离心鼓风机的送气量大 但出口压强仍不高 一般不超过0 3MPa 表压 即压缩比不大 因而无需冷却装置 各级叶轮的直径大小也大致相同 多级低速离心鼓风机 56 离心鼓风机 透平鼓风机Turboblower 57 压缩机 Compressor 旋片式压缩机 螺杆式压缩机 可连续输出流量超过400m min 压力高达1MPa 和叶片式压缩机相比 此类压缩机能输送出连续的无脉动的压缩空气 58 涡旋式压缩机 20世纪90年代开发的高科技压缩机 结构简单 只有四个运行部件 压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔 当动涡卷作平动运动时 使镰形工作腔由大变小而到压缩和排出空气 特点 效率高 可靠性好 是最节能压缩机 低噪声 长寿命 被誉为 环保型压缩机 由于涡旋式压缩机主要运动件涡卷付 只有磨合没有磨损 因而寿命更长 被誉为免维修压缩机 59 真空泵 VacuumPump 水环真空泵 水环真空泵属湿式真空泵 结构简单 由于旋转部分没有机械摩擦 使用寿命长 操作可靠 适用于抽吸夹带有液体的气体 但效率低 一般为30 50 所能造成的真空度还受泵体内水温的限制 由圆形的泵壳和带有辐射状叶片的叶轮组成 叶轮偏心安装 泵内充有一定量的水 当叶轮旋转时 水在离心力作用下形成水环 将叶片间的空隙分隔为大小不等的气室 当气室由小变大时 形成真空吸入气体 当气室由大到小时 气体被压缩排出 60 真空泵 VacuumPump 由泵壳 带有两个旋片的偏心转子和排气阀片组成 泵工作时 旋片始终将泵腔分为吸气 排气两个工作室 转子每转一周 完成两次吸 排气过程 特点 干式真空泵 适用于抽除干燥或含有少量可凝性蒸汽的气体 不适宜抽除含尘和对润滑油起化学反应的气体 可达较高的真空度 如能有效控制管路与泵等接口处的空气漏入 且采用高质量的真空油 真空度可达99 99 以上 旋片真空泵 61 真空泵 VacuumPump 利用工作流体通过喷嘴高速射流时产生真空将气体吸入 在泵体内与工作流体混合后排出 工作流体可以是蒸汽或液体 结构简单 无运动部件 但效率低 工作流体消耗大 单级可达90 的真空度 多级喷射泵可获得更高的真空度 W系列水力喷射器 CP型系列喷射泵 喷射真空泵 62