化工原理第二章new

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1、第二章流体输送机械1.本章学习的目的通过学习，了解制药化工中常用的流体输送机械的基本结构、工作原理及操作特性，以便根据生产工艺要求，合理地选择和正确使用输送机械，并使之在高效率下可靠运行。2.本章重点掌握的内容离心泵的基本结构、工作原理、操作特性、安装及选型。概述低压高压低处高处近处远处流体物性不同操作条件各异对于这些情况，都必须通过向流体提供机械能的方法来实现。向流体提供机械能的设备称为流体输送机械。生产过程中的流体输送一般有以下几种情况：一般管路系统对流体输送机械的要求：应满足工艺对流量及能量（压头、风压或压缩比）的要求；结构简单，质量轻，设备费低；操

2、作效率高，日常操作费用低；能适应物料特性（如黏度、腐蚀性、易燃易爆、含固体等）要求。流体输送设备分类：输送液体—泵(pumps)输送气体—通风机、鼓风机、压缩机及真空泵按流体类型按工作原理离心式往复式旋转式流体动力作用式第一节离心泵一、基本结构及工作原理离心泵(centrifugalpump)1.基本结构固定的泵壳（Volute）旋转的叶轮(impeller)2、离心泵的工作原理3.离心泵的工作过程叶轮中部低压液体吸入灌泵叶轮高速旋转离心作用静压能和动能叶轮外缘流道扩大动能静压能液体排出排液过程吸液过程泵壳4.气缚现象若泵内存留空气→离心作用小→无自吸能力

3、→不能启动气缚现象↓启动时泵内需灌满液体↑装设底阀（单向阀）（止逆阀）1.叶轮作用结构——前弯叶片、后弯叶片、径向叶片类型——开式（送悬浮液、浆液）、半闭式（送颗粒较少、黏度较小的液体）和闭式（送清洁液体）单吸式和双吸式吸入方式————传递能量二、主要部件返回双吸式：①吸液量大②无轴向推力双吸单吸2、泵壳——汇集液体，转能装置4、轴封：作用—防止漏液类型—软填料或机械密封3、导轮：未装导轮装导轮三、离心泵的主要性能参数2B31型离心泵铭牌上标注的参数型号2B31流量20m3/h扬程30.8m允许吸上真空度7.2m转速2900r/min效率64％轴功率2.6

4、kW重量363N(1)流量(qv):单位时间内泵所输送的液体体积。m3/s常用单位为L/s或m3/hqv与泵的结构、尺寸、转速等有关，实际流量还与管路特性有关。(2)扬程或压头(H):是指单位重量（1N）液体流经泵所获得的能量，单位：m。H与泵的结构、转速和流量有关。泵的H与流量qv之间的关系可用实验方法测定。扬程与升扬高度的区别：升扬高度(4)轴功率(P):泵轴所需的功率，离心泵一般用电动机驱动，轴功率就是电动机传给泵轴的功率。W(3)有效功率(Pe):单位时间内液体从泵中叶轮获得的有效能量，WePeP能量损失：容积损失漏液；机械损失机械摩擦；水力损失液

5、体摩擦及局部阻力；(5)效率(η):小型泵的效率一般为50-70％，大型泵的效率可达90％左右泵性能实验装置示意图四、离心泵的特性曲线流量qv——流量计扬程H(1)H~qv线:qv↑,H↓讨论：(3)η~qv线:qv↑,η先↑后↓(2)P~qv线:qv↑,P↑qv=0→P=Pminqv=0→H定值η最高点设计点例：吸入管内径100mm,排出管内径80mm,两测压口间垂直距离为0.5m。转速2900r/min,以20oC清水为介质测得流量为15L/s;泵出口表压为2.55105Pa,入口真空度为2.67104Pa;电动机输入功率6.2kW,泵由电动机直接

6、带动,电动机效率93%。求泵的压头,轴功率和效率。解：(1)求H∵Z2-Z1=0.5m,d1=0.1m，d2=0.08m，p2=2.55105Pa(表),p1=-2.67104Pa(表)，(2)求PP=P输入电机传(3)求η=6.20.93=5.77kW影响因素流量(qv)扬程(H)效率(η)轴功率(N)↓↓↑↓↑物性密度粘度泵转速Δ<20%叶轮直径Δ<20%↑↑1.管路特性曲线五、离心泵的工作点与流量调节(管路特性方程)令表示管路中液体流量qv与要求泵提供的压头H之间的关系。He~qv—与管路布局有关,与泵性能无关H~qv—泵的特性曲线说明

7、:—管路的特性曲线He~qvH~qv管路布置不同，He~qv曲线不同工作点2.泵的工作点H-泵所提供的压头He-泵所在管路所要求压头qv相等,H=He工作点：说明供求一致工作点–需要与可能的结合He~qvH~qv3.离心泵的流量调节：离心泵流量的调节就是改变泵的工作点。方法有二：改变管路特性曲线：即改变离心泵出口管路上调节阀门开度改变管路特性曲线，灵活方便，耗能大；改变泵的特性曲线：改变泵转速或叶轮直径实质上是改变泵特性曲线，节能，投资大。(1)调节阀门—改变管路特性曲线①阀门关小：MM1开大：MM2②可连续调节流量；③阀门关小,流阻增大，操作费高。当改变

8、管路特性曲线时，工作点沿泵的特性曲线移动。H或HeH～qvqM2q