1、流體輸送設備2.1概述流體輸送機械：為流體提供能量的機械或裝置流體輸送機械在化工生產的作用：從低位輸送到高位，從低壓送至高壓，從一處送至另一處。對流體輸送機械的基本要求（1）滿足工藝上對流量和能量的要求（最為重要）；（2）結構簡單，投資費用低；（3）運行可靠，效率高，日常維護費用低；（4）能適應被輸送流體的特性，如腐蝕性、粘性、可燃性等。流體輸送機械的分類按輸送流體的種類不同泵（液體）：離心泵、往復泵、旋轉泵風機（氣體）：通風機、鼓風機、壓縮機，真空泵按作用原理不同：離心式、往復式、旋轉式等本章主要講解：流體輸送機械的基本構造、作用原理、性能及根據工藝要求選擇合適的輸送設備。2.2離心泵它的從

2、壓出IfFJtliJ離心泵是化工生產中最常用的一種液體輸送機械，使用約占化工用泵的8090%。離心泵的工作原理和主要部件基本結構：蝸形泵殼，泵軸（軸封裝置），葉輪啟動前：將泵殼內灌滿被輸送的液體（灌泵）。輸送原理：泵軸帶動葉輪旋轉液體旋轉離心力（p,u）泵殼，ATuJpt液體以較高的壓力，口進入壓出管，輸送到所需的場所。中心真空吸液氣縛現象：啟動前未灌泵，空氣密度很小，離心力也很小。吸入口處真空不足以將液體吸入泵內。雖啟動離心泵，但不能輸送體。此現象稱為“氣縛”。說明離心泵無自吸能力。防止：灌泵。生產中一般把泵放在液面以下底閥（止逆閥），濾網是為了防止固體物質進入泵內離心泵的主要部件1. 葉輪

3、葉輪是離心泵的最重要部件。其作用是將原動機的機械能傳給液體，使液體的靜壓能和動能都有所提高。uUU按結構可分為以下三種：開式葉輪：葉輪兩側都沒有蓋板，制造簡單，效率較低。它適用于輸送含雜質較多的液體。半閉式葉輪：葉輪吸入口一側沒有前蓋板，而另一側有后蓋板，它適用于輸送含固體顆粒和雜質的液體。間單吸丈V1:If平衙札閉式葉輪：閉式葉輪葉片兩側都有蓋板，這種葉輪效率較高，應用最廣。閉式或半開式葉輪的后蓋板與泵殼之間的縫隙內，液體的壓力較入口側為高，這使葉輪遭受到向入口端推移的軸向推力。z.V可在后蓋板上鉆幾個小孔，稱為平衡孔平衡孔作用：消除軸向推動力。（泵的效率有所下降）泵殼離心泵的外殼多做成蝸殼

4、形，其內有一個截面逐漸擴大的蝸形通道。（2）使部分動能有效地轉化為泵殼的作用：（1）匯集液體；靜壓能。動能一靜壓能。23由売塢料封Iti（EJ£f如*慮推用MJFair.宙丹圈訥曲nff出:月團w-.ftfl2. 軸封裝置軸圭寸裝置的作用：避免泵內高壓液體沿間隙漏出，或防止外界空氣從相反方向進入泵內。離心泵的軸封裝置有填料密封和機械密封。機械密封的效果好于填料密封。離心泵的主要性能參數1.1.流量（送液能力）：單位時間內泵所輸送的液體體積。qv，m3/s，m3/h。與葉輪尺寸、轉速、管路特性有關。2.揚程（壓頭）：單位重量液體流經泵后所獲得的能量，H,與泵的結構、轉速及流量有關。H用

5、實驗測定，22H=厶-乙）ZA生比八Hf_Pgp22gp13.3.效率-zi=h°h二h。-泵的效率就是反映能量損失的大小。能量損失的原因泵的泄漏造成的。容積效率ni由于流體流過葉輪、泵殼時產生的能損失。水力效率n2。泵在運轉時，在軸承、軸封裝置等機械部件接觸處由于n3。=niXn2Xn3（1）容積損失：（2）水力損失：（3）機械損失：機械磨擦而消耗部分能量，機械效率泵的總效率n（又稱效率）n對離心泵來說，一般0.60.85左右，大型泵可達0.90軸功率軸功率：泵軸所需要的功率，PkW有效功率：單位時間內液體從泵的葉輪所獲得的有效能量。PePe=qvHpgqv泵的流量，m3/s；H泵

6、的壓頭，m;32p液體的密度，kg/m;g重力加速度，m/s。泵在運轉時可能發生超負荷，所配電動機的功率應比泵的軸功率大。在機電產品樣本中所列出的泵的軸功率，除非特殊說明以外，均系指輸送清水時的數值。例2-1某離心泵以20C水進行性能實驗，測得體積流量為720m3/h，泵出口壓力表數為3.82kgf/cm2,吸入口真空表讀數為210mmHg，壓力表和真空表間垂直距離為410mm，吸入管和壓出管內徑分別為350mm及300mm。試求泵的壓頭。(能量損失可以忽略)離心泵的特性曲線及其影響因素1. 離心泵的特性曲線壓頭、流量、功率和效率之間的關系在一定轉速下HqvP即qv=0H-應將qvT,H；qv

7、T,PT；P=Pmin啟動離心泵時，為了減小啟動功率,出口閥關閉。nqqv=0,n=0;離心泵的設計點：效率最高點。咼效率區：nmaxX92%銘牌：最咼效率下的流量、壓頭和功率影響離心泵性能的主要因素(1)液體物性對離心泵特性的影響 密度的影響離心泵的壓頭、流量、效率均與液體的密度無關。所以離心泵特性曲線中的Hqv及nqv曲線保持不變。但泵的軸功率與輸送液體的密度有關。密度軸功率 粘度的影響若被輸送液體的粘度大于常溫下清水的粘度，則泵體內部液體的能量損失增大，因此泵的壓頭、流量都要減小，效率下降，而軸功率增大。對小型泵的影響尤為顯著。(2)轉速對離心泵特性的影響離心泵的特性曲線是在一定轉速n下

8、測定的，當n改變時，泵的流量、壓頭及功率也相應改變匹=匹生=（匹）2匹=（匹）3比例定律適用條件：n同一型號泵、同一種液體，在效n（3）葉輪直徑對離心泵特性的影響當離心泵的轉速一定時，通過切割葉輪直徑D，使其變小，也能改變特性曲線。（稱為切割定律）D2H2d2、2P2不變的前提下。F直徑D的切割量小于5%。適用條件:3例2-2一水泵的銘牌上標有：流量36.2m/h，揚程12m，軸功率1.82kw，效率65%,配用電機容量2.8kw，轉數1400rpm。今欲在以下情況下使用是否可以？如不可以，采用什么具體措施才能滿足要求？（計數說明）（1）輸送密度為1800kg/m3的溶液，流量為33m3/h，

9、揚程為12m；（2）輸送密度為800kg/m3的油品，流量為50m3/h，揚程為24m。離心泵的工作特點與流量調節1.管路特性曲線心U2A也PxHfW=2g;gH=疋Bq§Hf管一2g二H：u202g諒VB也工作點d工作點：泵的特性曲線H-qv與管路的特性曲線H-qv的交點。適宜工作點：工作點所對應效率在最高效率區。2. 流量調節調節流量實質：改變離心泵的特性曲線或管路特性曲線,作點的問題。（1）改變管路特性曲線閥門開?。築t曲線變陡qvJ閥門開大：BJ曲線變平坦qvt特點：應用靈活，流量連續變化，（2）改變泵的特性曲線葉輪直徑nt泵特性曲線向上移nJ泵特性曲線向下移HTHJ能量損失

10、大。改變離心泵的轉速或改變H（3）離離心設將兩臺型號相同的泵并聯于自的吸入管路相同。在同一壓頭下,矣與串聯titqvTHt管路系統中，且各并聯泵的流量為線Rq：d從而改變泵的工液體溫度高0單臺泵的兩倍并聯泵的工作點由并聯特性曲線與管路特性曲線的交點決定。并聯后的總流量必低于單臺泵流量的兩倍，而且并聯壓頭略高于單臺泵的壓頭 離心泵的串聯兩臺型號相同的泵串聯操作時，每臺泵的流量和壓頭也各自相同。兩臺泵串聯操作的總壓頭必低于單臺泵壓頭的兩倍。 離心泵組合方式的選擇對于管路特性曲線較平坦的低阻力型管路，采用并聯組合方式可獲得較串聯組合方式為高的流量和壓頭；反之，對于管路特性曲線較陡的高阻力型管路，則宜

11、采用串聯組合方式。P57例2-3，2-4226離心泵的汽蝕現象與安裝高度1. 汽蝕現象當泵入口處的壓力等于或低于輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓時，液體將在該處汽化，產生氣泡。含氣泡的液體進入葉輪高壓區后，氣泡就急劇凝結或破裂。因氣泡的消失產生局部真空，此時周圍的液體以極高的速度流向原氣泡占據的空間，產生了極大的局部沖擊壓力。在這種巨大沖擊力的反復作用下，導致泵殼和葉輪被損壞，這種現象稱為汽蝕現象。汽蝕：當pi飽和蒸汽壓危害：噪音、震動，流量、揚程明顯下降避免：最低點壓強飽和蒸汽壓產生原因：Hg高；泵吸入管路局部阻力過大在0-0、1-1截面間列柏努力方程離心泵的最大安裝高度為了避免氣蝕的發生，泵的安

12、裝高度不能太高，米用以下兩種抗氣蝕性能指標來限定泵吸入口附近的最低壓力。(1) 氣蝕余量2.h=(衛1生)Ps(2) 離心泵的允許吸上真空度知”即”hHfH二Pa-P1h和Hs°g廠家0.5-1)m左右。負值：表示在液面下。20C清水做實抄噹'H提高Hg：減少刀Hf(吸入管阻力，減少彎頭、閥門、增大吸入管直徑)P61例2-5例2-3用某臺離心泵輸送敞口水槽中40C清水，泵入口中心線距水面以上4m,泵入口管路的壓頭為1mH20。所選用的泵汽蝕余量為2mH2O。當地大氣壓為O.IMPa。試問這個泵能否正常工作？解：40C水飽和蒸汽壓pv=7.377kPa,密度p=992.2kg/

13、m3實際安裝高度Hg=4mv6.51m,故能正常工作例2-4若例2-2中的敞口水槽改為密閉水槽，槽內水面上壓力為30kPa試問這個泵能否正常工作？實際安裝高度Hg=4m>-0.67m,故不能正常工作離心泵的類型與選用1. 離心泵的類型按輸送介質分：清水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質泵。按葉輪吸入方式：單吸泵、雙吸泵。按葉輪數目：單級泵、多級泵。（1）清水泵（IS型、D型、Sh型）輸送物理、化學性質與清水類似的液體。IS50-32-250:IS單級單吸懸臂式離心泵；50泵吸入口直徑（mm）;32泵出口直徑（mm）;250葉輪直徑（mm）;適用：t<80°C、qv:4.5360m3

14、/h、H:898m。IS型泵的全系列揚程范圍為898m,流量范圍為4.5360m3/h。帯環葉輪若要求的揚程較高而流量并不太大時，可采用多級泵。這種泵在同一泵殼內有多只葉輪，液體串聯通過各葉輪。國產多級泵的系列代號為D，稱為D型離心泵。葉輪級數一般為29級，最多為12級。全系列揚程范圍為14351m,流量范圍為10.8850m3/h。Sh。這D12二ST音'若泵送液體的流量較大而所需揚程并不高時，則可采用雙吸泵。國產雙吸泵的系列代號為種泵在同一泵殼內有多只葉輪，液體串聯通過各葉輪25X3型泵為例：其中D為型號；12表示公稱流量（公稱流量是指最高效率時流量的整數值）；25表示該泵在效率最

15、高時的單級揚程，m；3表示級數，即該泵在效率最高時的總揚程為75m。國產雙吸泵的系列代號為Sh。全系列揚程范圍為9140m,流量范圍為12012500m3/h。100S90型泵，100表示吸入口的直徑，mm；S表示泵的類型為雙吸式離心泵；90表示最高效率時的揚程，m。（2）耐腐蝕泵：輸送酸、堿、鹽等腐蝕性液體（多采用機械密封裝置）F單級單吸式離心泵25FB-16A25代表吸入口的直徑，mm；F代表耐腐蝕泵；B代表所用材料為1Cr18Ni9的不銹鋼；16代表泵在最高效率時的揚程，m；A表示該泵裝配的比標準直徑小一號的葉輪。（3）油泵特點：密封性能必須高，以免易燃液體泄漏Y型離心油泵如50Y60A

16、50入口直徑，mm；Y離心油泵；60單級揚程，m；A表示該泵裝配的是比標準直徑小一號的葉輪。2. 離心泵的選用離心泵的選用，通?？砂聪铝胁襟E進行。（1）根據被輸送液體的性質和操作條件，確定泵的類型。 根據輸送介質決定選用清水泵、油泵、耐腐蝕泵等； 根據現場安裝條件決定選用臥式泵、立式泵等； 根據流量大小選用單吸泵、雙吸泵等； 根據揚程大小選用單級泵、多級泵等。（2）根據管路系統對泵提出的流量和壓頭的要求，從泵的樣本、產品目錄中選出合適的型號。所選泵所能提供的流量和壓頭比管路要求值要稍大。（3）核算泵的軸功率若被輸送液體的密度大于水的密度，則要核算泵的軸功率。2.3其他類型化工泵往復泵1.往復泵

17、工作原理主要部件：泵缸、活塞、吸入閥和排出閥。吸入閥和排出閥均為單向閥。工作原理：活塞由曲柄連桿機構帶動作往復運動，液體被吸入或排出。適用場合：小流量、高揚程。沖程（行程）：活塞在泵缸內兩端間移動的距離。往復泵的低壓是靠工作室的擴張來造成的，所以在啟動之前，泵內無須充滿液體。即往復泵有自吸作用。2.往復泵的類型和流量單動泵：具有一個泵缸的往復泵缺點：供液的不均勻。某些對流量均勻性要求較高的場1|qv,T=zAsnyqV,T=z(2AF-Af)snr合，也不適宜采用往復泵。雙動泵和三聯泵，可以改善單動泵流量的不均勻性。單動泵雙動泵合，也不適宜采用往復泵。雙動泵和三聯泵，可以改善單動泵流量的不均勻

18、性。單動泵雙動泵2式中：Z泵缸數目；Af活塞面積，m;S活塞沖程，m；nr活塞每分鐘往復次數，1/min；Af活塞桿截面積，m2。3. 往復泵的流量調節注意：與離心泵不同，往復泵不能采用出口閥門來調節流量。（1）旁路調節改變旁路閥門的開度，以增減泵出口回流到進口處的流量，來調節進入管路系統的流量。（2）改變轉速和活塞行程離心泵與往復泵比較2.4氣體輸送|離心泵|往復泵IH1氣體輸送機械：輸送機；壓縮比：氣體排出與吸:按其終壓（流量調壓力）【終壓不大，終壓為15kPa300kPa（表壓），壓縮比1.154；終壓為300kPa（表壓）以上，壓縮比大于4；使設備產生真空，出口壓力為1atm，壓縮比由真空度決定 通風機 鼓風機 壓縮機 真空泵械和壓縮氣體的設備入壓力的比值）無須灌泵、打開出口閥門（防止損壞泵體）或壓縮門及泵小分為四類:路調節于15kPa（表壓），壓縮比為11.15;按結構與工作原理：離心式，往復式，旋轉式離心式通風機結構：和離心泵類似，葉片數較離心泵多。常用的通風機有離心式和軸流式兩種，軸流式通風機的送氣量較大，但風壓較低，常用于通風換氣，而離心式通風機使用廣泛。H輪（1）離心式通風機的基本結構和工作原理離心式通風機的工作原理和離心泵的相似。（2）離心式通風機的主要性能參數與特性曲線風量風量是氣體通過進風口的體積流量，以符號qv表示，單位為m3/s或m3/h風