流體輸送技術(shù)

流體流動及輸送技術(shù)李蘇婷化工1213學(xué)號2012030512液體輸送機械氣體輸送機械（通稱為泵）（如風(fēng)機、壓縮機、真空泵等）離心式往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式流體作用式流體輸送機械l-泵體；2-葉輪；3-密封環(huán)；4-軸套；5-泵蓋；6-泵軸；7-托架；8-聯(lián)軸器；9-軸承；10-軸封裝置；11-吸入口；12-蝸形泵殼；13-葉片；14-吸入管；15-底閥；16-濾網(wǎng)；17-調(diào)節(jié)閥；18-排出管離心泵結(jié)構(gòu)詳解4一主要部件和工作原理（1）葉輪——葉片（+蓋板）54-8個葉片（前彎、后彎，徑向）液體通道。前蓋板、后蓋板，無蓋板閉式葉輪半開式開式

液體入口——中心（2）泵殼：泵體的外殼，包圍葉輪截面積逐漸擴大的蝸牛殼形通道出口——切線（3）泵軸：垂直葉輪面，葉輪中心。

6離心泵裝置簡圖離心泵的吸液方式為使泵內(nèi)液體能量轉(zhuǎn)換效率增高，葉輪外周安裝導(dǎo)輪。作用：將葉輪封閉在一定的空間內(nèi)，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體外形：多為蝸殼形，故又稱蝸殼蝸殼形流道截面積逐漸擴大，從葉輪四周甩出的高速液體逐漸減速，部分動能有效轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時又是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。離心泵泵殼離心泵軸封裝置作用：防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)類型：填料密封、機械密封浸油、涂有石墨的石棉繩依靠裝在軸上的動環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面的相對運動

啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢姡灰~輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出。離心泵工作原理

泵啟動時，若泵殼與吸入管路內(nèi)沒有充滿液體，則泵殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度遠小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心就不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛。離心泵的氣縛現(xiàn)象流量：指離心泵在單位時間內(nèi)排入到管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以Q表示，單位為L.s-1或m3.h-1。揚程：指泵給予單位重量液體的有效能量，以H表示，單位為m。效率：反映泵對外加能量的利用程度，以表示，無量綱。軸功率：指泵軸所需的功率，以P表示，單位為W或kW。每秒鐘泵對輸出液體所作的功，稱為泵的有效功率，以Pe表示。離心泵的性能參數(shù)離心泵性能曲線示意圖離心泵的選用選用原則：

確定離心泵的類型

確定輸送系統(tǒng)的流量和揚程

確定離心泵的型號

校核軸功率

列出泵在設(shè)計點處的性能，供使用時參考p葉輪≤pv，使液體汽化汽蝕現(xiàn)象：

泵內(nèi)液體汽化，汽泡形成和破裂的過程中使葉輪材料受到損壞的現(xiàn)象產(chǎn)生原因：

危害：（1）葉輪遭到剝蝕；（2）產(chǎn)生噪音和振動；（3）流量不穩(wěn)定，顯著下降，嚴重時不能送液。工程上規(guī)定，當(dāng)泵的揚程下降3％時，認為進入了氣蝕狀態(tài)。離心泵的氣蝕現(xiàn)象工程上從根本上避免氣蝕現(xiàn)象的方法是限制泵的安裝高度避免離心泵氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的最大安裝高度，即泵的吸入口與吸入貯槽液面間可允許達到的最大垂直距離，稱為離心泵的允許安裝高度,也叫允許吸上高度，由表示。離心泵的允許安裝高度0101

離心泵的允許安裝高度～Hg假定泵在可允許的最高位置上操作，以液面為基準面，則由下列貯槽液面0-0′與泵的吸入口1-1′兩截面間的伯努利方程式，可得離心泵的允許安裝高度

——

允許安裝高度，m；

——

吸入液面壓力，Pa；

——

吸入口允許的最低壓力，Pa；

——

吸入口處的流速，m/s；

——

被輸送液體的密度，kg/m3；

——

流體流經(jīng)吸入管的阻力，m。允許汽蝕余量：一般由實驗測定，由泵性能中查取。離心泵的允許安裝高度泵吸入口處動壓頭與靜壓頭之和比被輸送液體的飽和蒸汽壓頭高出的最小數(shù)值，用表示。

當(dāng)允許安裝高度為負值時，離心泵的吸入口低于貯槽液面。

為安全起見，泵的實際安裝高度通常能比允許安裝高度低

0.5m～1m。例1用型號為IS65-50-125的離心泵將敞口貯槽中80℃的水送出，吸入管路的壓頭損失為4m，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8kPa。試確定此泵的安裝高度。 解：查附錄：水，

IS65-50-125泵氣蝕余量=2.0m泵允許安裝高度：

=

=

為安全起見，再降低即

即泵需要安裝在水槽液面以下或更低。例2用油泵從貯槽向反應(yīng)器輸送44℃的異丁烷，貯槽中異丁烷液面恒定，其上方絕對壓力為652kPa。泵位于貯槽液面以下1.5m處，吸入管路全部壓頭損失為1.6m。44℃時異丁烷的密度為530kg/m3，飽和蒸汽壓為638kPa。所選用泵的允許汽蝕余量為3.5m，問此泵能否正常操作？解：泵允許的安裝高度：此泵安裝不當(dāng)，會發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。

管路的特性曲線對于給定的管路，其輸送任務(wù)（流量）與完成任務(wù)所需要的壓頭之間也存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系稱為管路特性，表示在壓頭與流量的關(guān)系圖上，稱為管路的特性曲線。管路特性方程:QAHeBqv2qv~He管路特性曲線管路特性影響因素

管路的鋪設(shè)情況

操作條件與泵的特性無關(guān)！指定泵安裝在特定管路中，只能有一個穩(wěn)定的工作點。離心泵的工作點將泵的H～qv曲線與管路的He～qv曲線繪在同一坐標系中，兩曲線的交點稱為泵的工作點當(dāng)泵安裝在指定管路時，流量與壓頭之間的關(guān)系既要滿足泵的特性，也要滿足管路的特性

Qe～HeQ～HHM=H=HeMQMHMQM=Q=Qe離心泵的工作點離心泵的流量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)泵的工作點調(diào)節(jié)管路特性曲線和泵的特性曲線改變閥門的開度

離心泵的流量調(diào)節(jié)氣體輸送機械

輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體壓送機械

氣體壓送機械也分離心式、旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式等類型氣體壓送機械的分類名稱壓力二級分類用途壓縮比通風(fēng)機0.115MPa以下軸流風(fēng)機離心風(fēng)機通風(fēng)、干燥1-1.15鼓風(fēng)機0.115-0.4MPa羅茨鼓風(fēng)機；離心鼓風(fēng)機原料氣的壓縮，液體物料的壓送，固體物料的氣流輸送小于4壓縮機0.4MPa以上離心式螺桿式往復(fù)式工藝氣體、氣動儀表用風(fēng)、壓料過濾、吹掃管道大于4真空泵減壓極限接近0

工業(yè)上常用的通風(fēng)機主要有離心通風(fēng)機和軸流通風(fēng)機兩種型式。軸流式通風(fēng)機所產(chǎn)生的風(fēng)壓很小，一般只作通風(fēng)換氣之用。用于氣體輸送的，多為離心通風(fēng)機。通風(fēng)機

離心式通風(fēng)機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)與離心泵相似，但機殼斷面有方形和圓形兩種，一般低、中壓通風(fēng)機多為方形，高壓的多為圓形，葉輪上葉片數(shù)目較多且長度較短。離心通風(fēng)機結(jié)構(gòu)與工作原理離心通風(fēng)機性能參數(shù)風(fēng)量:風(fēng)壓：軸功率與全壓效率：按進口處的氣體狀態(tài)計的單位時間內(nèi)從風(fēng)機出口排出的氣體體積，以Q表示，單位為。單位體積的氣體流過風(fēng)機時所獲得的能量，以表示，單位為。軸功率以P表示，單位kw，全壓效率以表示，無量綱。兩者之間關(guān)系為離心通風(fēng)機特性曲線示意圖與離心式通風(fēng)機、鼓風(fēng)機相似，但由于單級壓縮機不可能產(chǎn)生很高的風(fēng)壓，故離心壓縮機都是多級的，葉輪的級數(shù)多，通常10級以上。葉輪轉(zhuǎn)速高，一般在5000r/min以上。因此可以產(chǎn)生很高的出口壓強。由于氣體的體積變化較大，溫度升高也較顯著，故離心壓縮機常分成幾段，每段包括若干級，葉輪直徑逐段縮小，葉輪寬度也逐級有所縮小。段與段間設(shè)有中間冷卻器將氣體冷卻，避免氣體終溫過高。離心式壓縮機工作原理：離心式壓縮機典型結(jié)構(gòu)圖離心式壓縮機性能離心式壓縮機的喘振現(xiàn)象實際流量小于性能曲線所表明的最小流量時，離心壓縮機出現(xiàn)的一種不穩(wěn)定工作狀態(tài)。喘振現(xiàn)象：表現(xiàn)：壓縮機和排氣管系統(tǒng)產(chǎn)生一種低頻率高振幅的壓強脈動，使葉輪的應(yīng)力增加，噪聲加重，整個機器強烈振動，無法工作。

由于壓縮機的出口壓強突然下降，不能送氣，出口管內(nèi)壓強較高的氣體就會倒流入壓縮機。發(fā)生氣體倒流后，使壓縮機內(nèi)的氣量增大，至氣量超過最小流量時，壓縮機又按性能曲線所示的規(guī)律正常工作，重新把倒流進來的氣體壓送出去。壓縮機恢復(fù)送氣后，機內(nèi)氣量減少，至氣量小于最小流量時，壓強又突然下降，壓縮機出口處壓強較高的氣體又重