《現(xiàn)代酶工程》課件第三章 物料輸送過程與設(shè)備

第三章物料輸送過程與設(shè)備第一節(jié)液體輸送設(shè)備一、離心泵二、往復(fù)泵三、其他類型的泵生產(chǎn)過程中常需要把液體從一個(gè)設(shè)備通過管道輸送到另一個(gè)設(shè)備被輸送的液體，性質(zhì)各異因此生產(chǎn)上就需要采用各種不同結(jié)構(gòu)、不同材質(zhì)的液體輸送機(jī)械根據(jù)其作用原理，大致可分為:一、離心泵（二）工作原理（三）離心泵的主要性能參數(shù)（四）離心泵特征曲線（五）離心泵的氣蝕現(xiàn)象（六）離心泵的吸入高度（一）離心泵裝置及其結(jié)構(gòu)圖3-1為離心泵裝置簡圖。它由泵、吸入系統(tǒng)和排出系統(tǒng)三部分組成。吸入系統(tǒng)有吸入貯槽、吸入管、底閥、濾網(wǎng)。排出系統(tǒng)有排出貯槽、排出管、逆止閥、調(diào)節(jié)閥等。離心力的作用下液體被拋出，葉輪外周壓力增高，葉輪中心形成真空。這樣，葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中，一面不斷吸入液體，一面又不斷給吸入的液體以一定能量并送入排出管。包括：流量、壓頭(揚(yáng)程)、效率、轉(zhuǎn)速、功率、氣蝕余量（吸上真空度）等。主要性能參數(shù)有壓頭、流量、效率等。1．壓頭H單位質(zhì)量液體流過泵后能量的增值稱為壓頭，一般以符號(hào)H表示，單位為m。

2．流量是指泵在單位時(shí)間內(nèi)由泵的排液口排出的液體量，通常以體積流量來表示，單位習(xí)慣上用m3/h表示?！獑挝粫r(shí)間內(nèi)泵的泄漏量；它既包括所有不經(jīng)過排液管而漏到泵體外部泄漏，也包括從泵作功部件出來后仍漏回泵吸液處的內(nèi)部泄漏3．軸功率、有效功率和效率有效功率：軸功率：H——泵的壓頭Q——泵的流量ρ——液體密度η——效率（1）壓頭隨流量的改變而改變的規(guī)律，流量增大，壓頭下降；（2）功率隨流量的增大而上升，泵在啟動(dòng)前應(yīng)關(guān)閉出口閥，以減小電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，避免電動(dòng)機(jī)因負(fù)荷大而受損；（3）效率開始隨流量的增大而上升，達(dá)到一最大值后隨流量的增大而下降。（七）離心泵的選擇葉輪進(jìn)口形成了低壓，當(dāng)壓力降至被輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，將發(fā)生沸騰，生成氣泡向外周流動(dòng)。壓力迅速加大而急劇冷凝，液體以很大速度從周圍沖向氣泡中心，產(chǎn)生頻率很高，瞬時(shí)壓力很大的沖擊。這種現(xiàn)象就稱為氣蝕現(xiàn)象。如何防止？為了防止氣蝕現(xiàn)象，泵的安裝高度不超過某一定值，使泵入口處e的壓力Pe應(yīng)高于液體的飽和蒸汽壓Pv，即氣蝕余量大于泵剛好發(fā)生氣蝕時(shí)的最小氣蝕余量。Pe——泵入口壓力Ue——泵入口管的液體流速Pv——液體的飽和蒸汽壓ρ——液體的密度根據(jù)系統(tǒng)所需的揚(yáng)程與流量就可以很方便地在圖上選得合適的離心泵型號(hào)。二、往復(fù)泵對(duì)于單動(dòng)泵：對(duì)于雙動(dòng)泵：Q——理論流量，m3/min；F——活塞的截面積，m2；D——活塞直徑，m；s——活塞沖程，m；n——每分鐘活塞往復(fù)的次數(shù)；f——活塞柱的截面積，m2。三、其他類型的泵（一）旋渦泵（二）齒輪泵（三）螺桿泵第二節(jié)氣體輸送設(shè)備一、空氣壓縮機(jī)二、離心通風(fēng)機(jī)三、離心鼓風(fēng)機(jī)一、空氣壓縮機(jī)（一）渦輪式空壓機(jī)（二）往復(fù)式空壓機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過增速裝置直接帶動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，將空氣吸入并使之獲得較高的離心力，甩向葉輪外圓周，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，由壓出管排出。往復(fù)式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理類似于往復(fù)泵，但因操作時(shí)氣體受壓發(fā)熱，故在氣缸外需有冷卻裝置。

空氣壓縮機(jī)所需消耗理論功率可用下式表示：N——理論功率，kg·m/min，1＝6210kg·m/min；P1、P2——分別為壓縮前后的空氣壓強(qiáng)，kg/cm2；V1——空壓機(jī)的吸氣量，m3/min；m——空氣多變指數(shù)，=1.25~1.30。二、離心通風(fēng)機(jī)（一）離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（二）離心通風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)（三）離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線（四）離心通風(fēng)機(jī)的選用由機(jī)殼、葉輪、軸等部件組成，葉片有平直、后彎、前彎幾種。1．風(fēng)壓2．風(fēng)量風(fēng)量Q就是氣體通過泵進(jìn)口的體積流率，單位為m3/h，氣體的體積由進(jìn)口狀況決定。3．功率與效率N——軸功率，kW；Q——實(shí)際風(fēng)量，m3/h；Pt——風(fēng)壓，Pa；ψ——全壓效率，一般約為70～90％。

選用離心通風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)先根據(jù)所輸送氣體的性質(zhì)與風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)類型，然后再根據(jù)所要求的風(fēng)量與全壓，從產(chǎn)品樣本或規(guī)格目錄中的特性曲線或性能表格中查得適宜的類型和機(jī)號(hào)。國產(chǎn)離心通風(fēng)機(jī)，常用的有4-73（4-72）型，9-19型和9-26型。例如9-19NO14。機(jī)號(hào)中的數(shù)字代表葉輪直徑mm數(shù)的1/100。其他符號(hào)說明詳見產(chǎn)品樣本。三、離心鼓風(fēng)機(jī)外形與離心泵相像，外殼直徑與寬度之比較大，離心鼓風(fēng)機(jī)能達(dá)到較大的風(fēng)壓。第三節(jié)固體輸送設(shè)備

機(jī)械輸送

一、帶式輸送機(jī)二、斗式提升機(jī)三、螺旋輸送機(jī)四、刮板輸送機(jī)氣力輸送

五、氣力輸送設(shè)備一、帶式輸送機(jī)（一）帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用（二）生產(chǎn)能力和功率消耗的計(jì)算主要構(gòu)件包括：輸送帶、鼓輪、張緊裝置、支架和托輥等。有的還附有加料和中途卸載設(shè)備。輸送帶既是承載構(gòu)件，又是牽引構(gòu)件，主要有橡膠帶、塑料帶、鋼帶等幾種，一般采用多層的橡膠帶。1．輸送量的計(jì)算q——帶上單位長度的負(fù)荷，kg/m；V——帶的運(yùn)行速度，m/s；2．功率計(jì)算N——帶式輸送機(jī)功率，kW；H——提升高度，m，上升為正，下降為負(fù)；K——系數(shù)，表3-2所示；L——輸送機(jī)長度，m；Q——輸送能力，t/h；V——輸送帶速度，m/s；K1——起動(dòng)附加系數(shù)，＝1.3～1.8；A——系數(shù)二、斗式提升機(jī)

（一）斗式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用（二）生產(chǎn)能力和消耗功率的計(jì)算主要由傳動(dòng)的滾輪、張緊的滾輪、環(huán)形牽引帶或鏈、斗子、機(jī)殼和裝、卸料裝置等幾種部分組成。斗式提升機(jī)的裝料方法分掏取式和喂入式兩種，掏取式裝料是從提升機(jī)下部的加料口處，喂入式裝料就是把物料直接加入到運(yùn)動(dòng)著的料斗中。1．生產(chǎn)能力計(jì)算i——料斗容積，m3；a——料斗間距，m；v——運(yùn)行速度，m/s；ρ——物料堆積密度，kg/m3；ψ——料斗的充填系數(shù)，粉狀及細(xì)粒干燥物料=0.75~0.95，谷物φ=0.70~0.90。2．功率計(jì)算Q——生產(chǎn)能力，t/h；H——提升高度，m；η——總效率，0.3~0.8。三、螺旋輸送機(jī)

（一）螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用（二）生產(chǎn)能力的計(jì)算物料由于重力和對(duì)槽壁的摩擦力作用，在運(yùn)動(dòng)中不隨螺旋旋轉(zhuǎn)，而是以滑動(dòng)形式沿料槽移動(dòng)。Q——生產(chǎn)能力，t/h；D——螺旋的直徑，m；s——螺距，m；n——螺旋每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；ρ——物料的密度，t/m3；ψ——槽的裝滿系數(shù)φ=0.125~0.4，麥皮、米糠φ=0.25，糧粒φ=0.33。c——傾斜系數(shù)0°時(shí)c=0.9，10°時(shí)c=0.8，15°時(shí)c=0.77，20°時(shí)c=0.65。四、刮板輸送機(jī)（一）刮板輸送機(jī)的基本原理（二）生產(chǎn)能力和輸送機(jī)的功率的計(jì)算被輸送的物料受到刮板鏈條在運(yùn)動(dòng)方向的壓力和自身重量的作用，在物料之間產(chǎn)生了內(nèi)摩擦力，保證了物料堆形成穩(wěn)定狀態(tài)，不至于在輸送過程中發(fā)生翻滾現(xiàn)象。內(nèi)摩擦力又足以克服物料在料槽內(nèi)移動(dòng)時(shí)料槽對(duì)物料的外摩擦阻力，使物料成為連續(xù)整體的料流而被輸送。1．刮板輸送機(jī)的生產(chǎn)能力計(jì)算Ｑ――設(shè)備生產(chǎn)能力，T/h，必須大于或等于設(shè)計(jì)所要求的最大生產(chǎn)率Q'；Ｂ――料槽寬度，m；h――料槽高度，m，即指垂直段的機(jī)殼高度；V――刮板鏈條運(yùn)行速度，m/s，一般為0.1～0.5m/s；γ――被輸送物料的容重，T/m；η――輸送機(jī)的輸送效率，一般