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1、化工机械及设备培训讲义20201212年年9 9月月目录n n第一章第一章概述概述n n第二章第二章化工设备常用材料化工设备常用材料n n第三章第三章机械传动机械传动n n第四章第四章轴与轴承轴与轴承n n第五章第五章流体输送机械流体输送机械n n第六章第六章固体物料机械固体物料机械目录n n第七章第七章其他化工机械其他化工机械n n第八章第八章化工反应器化工反应器n n第九章第九章化工容器化工容器n n第十章第十章塔设备塔设备n n第十一章第十一章换热设备换热设备n n第十二章第十二章物料分离设备物料分离设备n n第十三章第十三章化工管路化工管路第一章概述n n化工设备是用于化工产品生产过程
2、中的合成、化工设备是用于化工产品生产过程中的合成、分离、结晶、过滤、吸收等生产单元的装备和分离、结晶、过滤、吸收等生产单元的装备和设备设备n n常见的有：换热器、反应器、容器等。常见的有：换热器、反应器、容器等。n n特点：特点：1 1、壳体以回转体为主、壳体以回转体为主2 2、尺寸大小相差悬殊、尺寸大小相差悬殊3 3、有较多开孔和管路、有较多开孔和管路4 4、大量采用焊接结构、大量采用焊接结构5 5、广泛采用标准化零部件、广泛采用标准化零部件第二章化工设备常用材料n化工生产所需要的材料种类繁多，通常分为金属材料与非金属材料n金属材料：黑色金属和有色金属n非金属材料：橡胶、塑料制品第二章化工设
3、备常用材料n机械性能金属及合金钢的机械性能是指力学性能而言，即它们受外力作用时所反映出来的性能主要有：弹性、塑性、刚度、强度、冲击韧性和断裂韧性第二章化工设备常用材料n弹性及弹性变形外力去掉后能恢复其原来形状的性能叫做弹性。随着外力消失而消失的变形，叫做弹性变形。第二章化工设备常用材料n塑性及塑性变形金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能叫做塑性。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫做塑性变形。第二章化工设备常用材料n n弹性极限弹性极限用e e表示，即为材料所能承受的、不产生永久变形的最大应力。n屈服极限屈服极限用s s表示，它是金属材料从弹性状态转向塑性状态的标志即
4、为开始出现塑性变形时的应力。第二章化工设备常用材料n n屈服强度（0.2）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度0.2。弹性极限用e e表示，即为材料所能承受的、不产生永久变形的最大应力。第二章化工设备常用材料n n抗拉强度（b）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。第二章化工设备常用材料n n硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布
5、氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。第二章化工设备常用材料n n布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2（N/mm2）。第二章化工设备常用材料n n洛氏硬度（HR）当HB450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。第二章化工设备常用材料n n洛氏硬度（HR）n nHRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求
6、得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。n nHRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。n nHRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。第二章化工设备常用材料n n维氏硬度（HV）以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）第二章化工设备常用材料n物理性能金属材料的主要物理性能有密度、熔点、热膨胀性、导热性和导电性等。第二章化工设备常用材料n化学性能金属材料的化学性能主要指该材料在常温或高温条件
7、下，抵抗氧化或腐蚀介质对其化学侵蚀的能力。一般包括耐腐蚀性、抗氧化性、耐酸性和耐碱性。第二章化工设备常用材料n我国钢材牌号表示方法分类具体说明：n碳素结构钢：n表示方法：Q+数字+（质量等级符号）+（脱氧方法符号）+（专门用途的符号）第二章化工设备常用材料n钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点；n“Q”后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa。例如Q235表示屈服点（s）为235MPa的碳素结构钢；第二章化工设备常用材料n必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。n n质量等级符号分别为A、B、C、D。n n脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢
8、可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。第二章化工设备常用材料n优质碳素结构钢n表示方法：数字+（元素符号）+（脱氧方法符号）+（专门用途的符号）第二章化工设备常用材料n钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。n n锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。第二章化工设备常用材料n沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。第二章化工设备常用材料n合金结构钢n n表示方法：（专
9、门用途符号）+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+（质量等级符号）+（专门用途符号）n n钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。第二章化工设备常用材料n钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量一般以百分之几表示。当平均合金含量1.5%1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字后亦可标以数字“1”“1”，例如钢号，例如钢号“12CrMoV”“
10、12CrMoV”和和“12Cr1MoV”“12Cr1MoV”，前者铬含量为，前者铬含量为0.4-0.6%0.4-0.6%，后者为，后者为0.9-1.2%0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平，其余成分全部相同。当合金元素平均含量均含量1.5%1.5%、2.5%2.5%、3.5%3.5%时，在元素时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为符号后面应标明含量，可相应表示为2 2、3 3、44等。例如等。例如18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA。第二章化工设备常用材料n低合金高强度钢n表示方法：（专门用途符号）+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+（质量等级符号）+（专门用
11、途符号）第二章化工设备常用材料n钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。n对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。第二章化工设备常用材料n非金属材料塑料、橡胶、不透性石墨、化工陶瓷、化工搪瓷。第三章机械传动n传动方式机械传动流体传动电传动第三章机械传动n n转数n转动零件每分钟的转数成为转数。r/minn n传动比i主动轮（或轴）的转数n1 1和从动轮（或轴)的转数n2 2之比称为传动比,i=n1/1/n2,2,如果n1 1n2 2，表示减速，如果n1 1n2 2，则i
12、 1，表示增速。第三章机械传动n n机械传动带传动带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。第三章机械传动n n机械传动链传动链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。它是利用链与链轮轮齿的啮合来传递动力和运动的机械传动。第三章机械传动n n机械传动齿轮传动齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。第三章机械传动n n常
13、用连接件螺纹连接件是机械中最常用的零件之一常用螺纹:普通螺纹（60度）、圆柱管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹n n螺纹连接的类型螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接第三章机械传动n n键连接键连接是通过键实现轴和轴上零件间的周向固定以传递运动和转矩。其中，有些类型还可以实现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联接。n n键连接的类型平键、半圆键、楔键、切向键第三章机械传动n n销连接销主要用来固定零件之间的相对位置，也用于轴与毂的连接或其它零件的连接，并可传递不大的载荷。n n销连接的类型普通圆柱销、普通圆锥销、开口销、安全销第四章轴与轴承n n轴轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中
14、间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。第四章轴与轴承n n轴的分类转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。第四章轴与轴承n n轴承轴承是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。也可以说，当其它机件在轴上彼此产生相对运动时，
15、用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件。轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。第四章轴与轴承n n轴承的功能它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。n n轴承的分类按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类。第四章轴与轴承n n滚动轴承滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。第四章轴与轴承n n滚动轴承内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，
16、防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。第四章轴与轴承n n滚动轴承的分类 按滚动轴承结构类型分类按滚动轴承结构类型分类轴承按其所能承受的载荷方向或轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角公称接触角的的不同分为不同分为向心轴承向心轴承-主要用于承受径向载荷的主要用于承受径向载荷的滚动轴承。滚动轴承。推力轴承推力轴承-主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角大于其公称接触角大于4545到到9090。按公称接触角不同。按公称接触角不同又分为：轴向接触轴承又分为：轴向接触轴承-公称接触角为公称接触角为9090的推的推力轴承：推力角接触轴承力轴承：推力角接触轴承-公
17、称接触角大公称接触角大5 5但但小于小于9090的推力轴承。的推力轴承。第四章轴与轴承n n轴承按其滚动体的种类，分为：1）球轴承-滚动体为球：2）滚子轴承-滚动体为滚子。滚子轴承按滚子种类，又分为：圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承。第四章轴与轴承n n目前进驻中国的国外优秀轴承品牌有SKF（瑞典）、（瑞典）、NSK（日本）、（日本）、FAG（德国（德国）、TIMKEN（美国）（美国）、NTN（日本）。（日本）。n n国内比较知名的品牌有HRB即哈尔滨轴承、ZWZ即瓦房店轴承、LYC即洛阳轴承。第四章轴与轴承n n轴承润滑的方式油浴润滑飞溅及油环润滑循环润滑喷雾润滑喷射润滑第
18、四章轴与轴承n n滚动轴承的密封方式接触式：皮碗密封、毡圈密封环非接触式：隙缝密封、迷宫式密封甩油环密封第四章轴与轴承n n滑动轴承滑动轴承（slidingbearing），在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。第四章轴与轴承n n滑动轴承的分类滑动轴承种类很多。按能承受载荷的方向可分为径向（向心）滑动轴承和推力（轴向）滑动轴承两类。第四章轴与轴承n n联轴器联轴器是机械传动中常用的部件。它主要用来联接轴与轴（有时也联结轴与其它回转部件），以传递运动与扭矩。此外
19、，联轴器还应能对两轴可能发生的位移进行补偿，并具有吸收振动、缓和冲击的能力。第四章轴与轴承n n联轴器的分类联轴器根据其内部是否包含有弹性元件，可划分为刚性联轴器与弹性联轴器两大类。第四章轴与轴承n n刚性联轴器套筒联轴器凸缘联轴器NZ挠性爪型联轴器万向联轴器齿轮联轴器第四章轴与轴承n n弹性联轴器弹性圈柱销联轴器柱销联轴器第五章流体输送机械n n泵泵 通常把提升液体、输送液体和使液体增加压力通常把提升液体、输送液体和使液体增加压力的机器统称为泵。的机器统称为泵。n n泵根据工作原理结构分泵根据工作原理结构分容积泵容积泵：如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、滑片泵、
20、螺杆泵等。泵、滑片泵、螺杆泵等。叶片泵叶片泵：离心泵、混流泵、轴流泵、漩涡泵离心泵、混流泵、轴流泵、漩涡泵等。等。其它类型泵：如射流泵、水锤泵等其它类型泵：如射流泵、水锤泵等第五章流体输送机械n n容积泵容积泵第五章流体输送机械n n叶片泵叶片泵第五章流体输送机械n n离心泵离心泵n离心泵是叶片泵的一种，由于这种泵主要是由叶轮（一个或多个）旋转时产生离心力而输送液体的，所以叫离心泵。n主要部件n吸入室、叶轮、压出室、轴、密封装置第五章流体输送机械n n离心泵离心泵的工作原理当泵内充满液体时，由于叶轮高速旋转，液体在叶片的作用下，产生离心力而获得大量动能及少量压力能，大速度的液体被叶轮甩出经过压
21、出室由速度能转化为压力能。当液体被叶轮甩出的同时，叶轮入口处形成低压，低于泵入口压力，在泵内外压差的作用下，液体又源源不断的补充吸入泵内，使泵连续运转。简单说是靠泵内外压差将液体吸入，靠高速旋转的叶轮使液体获得能量，靠压出室将速度能变为压力能形式。第五章流体输送机械n n离心泵性能参数离心泵性能参数流量扬程功率效率转速第五章流体输送机械n n离心泵性能参数流量又叫排量、扬水量等，是泵在单位时间内排出液体的数量。有体积单位和重量单位两种表示方法。体积流量用Q表示，单位为米/秒、米/时和升/秒等。重量流量用G表示，单位为吨/时、公斤/秒等。第五章流体输送机械扬程：单位重量的液体通过泵后所获得的能量
22、俗称为扬程，又叫总扬程或全扬程。其单位是米液柱，1米液柱0.1kg/cmn离心泵性能参数第五章流体输送机械pp离心泵功率是指离心泵的轴功率，即原动机传给泵的功率。pp其单位用N表示，单位为千瓦，有时也用马力。pp1KW=1.36马力n离心泵性能参数第五章流体输送机械n n泵在运行时实际有效地传给液体的功率，称为泵的有效泵在运行时实际有效地传给液体的功率，称为泵的有效功率，用功率，用N Ne e表示。表示。n n由于离心泵的实际体积流量为由于离心泵的实际体积流量为Q Q，重量流量为，重量流量为Q Q，泵，泵对流过的单位重量流体实际所给的能量即扬程为对流过的单位重量流体实际所给的能量即扬程为H H
23、。所。所以泵的有效功率为以泵的有效功率为n nN Ne eQ Q H H，其单位为，其单位为kgkg m/m/秒秒n n式中：式中：液体重度，液体重度，kg/mkg/m Q Q泵的实际工作流量，米泵的实际工作流量，米/秒秒H H泵的实际工作扬程，米泵的实际工作扬程，米n离心泵性能参数第五章流体输送机械n n离心泵性离心泵性能曲线能曲线当泵的转速为常数时，其工作参数如扬程、功率、效率与流量之间的图示关系曲线，叫离心泵的特性曲线。当泵的转速为常数时，其工作参数如扬程、功率、效率与流量之间的图示关系曲线，叫离心泵的特性曲线。第五章流体输送机械n n离心泵的离心泵的汽蚀现象离心泵的吸入动力是靠吸入液面
24、上压力与叶轮甩出液体后形成的低压差。叶轮入口处压力越来越低，则吸入能力越大，但若低于饱和蒸汽压则出现汽泡，原来溶于液体中的气体也逸出，这些小汽泡随气流流到叶轮内高压区时，在周围液体较高压力作用下，便会重新凝结，体积缩小，好似形成一个空穴，这时周围液体又以极高速度向空穴冲来，产生很高的局部压力，连续击打叶轮表面，这种高速、高压的水力冲击，叶片表面便因疲劳而剥蚀呈现麻点，蜂窝海绵状。这种汽化凝结冲击剥蚀现象，就称为汽蚀现象。第五章流体输送机械n防止离心泵汽蚀可以采用的方法p例如可以改变叶轮的进口几何形状，采用双吸式叶轮，也可以采用较低的叶轮入口速度，加大叶轮入口直径。p适当增大叶片入口边宽度，也可
25、以使叶轮入口相对速度减少。p采用抗汽蚀材料制造叶轮。p提高装置有限汽蚀余量，如增大吸入罐液面上的压力，合理确定几何安装高度，都可以提高泵的有效汽蚀余量。p减少吸入管路阻力损失，降低液面的汽化压力，都可以提高有效汽蚀余量。第五章流体输送机械n发生汽蚀现象的原因p吸入罐液面下降或灌注高度不够p大气压力低p系统内压力降低p介质浓度升高，饱和蒸汽压变大，介质容易汽化p流体流速增加，阻力损失加大p吸入管路阻力大，这一点主要取决于泵的结构和管路安装是否合理p吸入管漏气第五章流体输送机械n汽蚀余量和允许汽蚀余量p汽蚀余量是指泵入口单位重量液体具有的超过汽化压力的富余能量。而汽蚀余量是随吸上真空高度（几何安装
26、高度）及吸入管路阻力而变化。在工程上再多留0.3米余量，称为允许汽蚀余量，其单位是米液柱。第五章流体输送机械n离心泵的汽缚p泵启动时，假如泵内存在空气，由于空气的重度比液体的重度小得多，产生的离心力也小，此时叶轮中心只能造成很小的低压，形不成所需要的压差，液体就不能上升到叶轮中心，泵也就送不出液体，这种现象称为汽缚。第五章流体输送机械n单级离心泵主要部件有哪些p泵体泵盖叶轮轴叶轮螺母泵支架（托架）泵体口环叶轮口环轴套密封环填料（或机械密封）压盖联轴器第五章流体输送机械n离心泵的轴端密封p填料密封、机械密封p填料密封又称为压紧填料（GlandPackings）密封，俗称盘根。填料密封主要用于机械
27、行业中的过程机器和设备运动部分等动密封，比如离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机、反应釜的转轴密封和往复泵、往复式压缩机的柱塞或活塞杆，以及做螺旋运动阀门的阀杆与固定机体之间的密封第五章流体输送机械n离心泵的轴端密封n机械密封p由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄露，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄露，因此必须有一个阻止泄露的轴封装置。轴封的种类很多，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以当今世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。机械密封又叫端面密封，在国家有关标准中是这样定义的：“由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力
28、和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。”第五章流体输送机械n离心泵的运行与维护p运行工况的调节变速调节、改变管路特性曲线法、串联、并联p离心泵的维护定期维护是对泵进行有计划的检查修理，是防止设备事故影响生产的有效方法。正常规定3-6个月一小修，6-12个月一中修，18-24个月一大修。但泵的检修周期应根据各泵的实际运行情况、备件质量以及经验而定。第五章流体输送机械n往复泵p往复泵属于容积泵，它是依靠泵缸内的活塞或柱塞做往复运动使工作室的容积改变，从而达到吸入和排出液体的目的。p齿轮泵p齿轮泵依靠齿轮在相互啮合过程中所引起的工作容积变化来
29、输送液体，工作空间由泵体、侧盖及齿轮的各齿间槽构成，啮合的齿将此空间分隔成吸入腔和排出腔。由于一对齿相对转动，使吸入腔和排出腔的容积和压力不断变化达到输送液体的目的。第五章流体输送机械n真空泵n叶轮偏心的安装在泵体内，泵内充入清水至轴心线附近。当叶轮旋转时，水受到离心力的作用，被抛向泵体内壁形成水环。在叶轮轮毂和水环之间形成了月牙形空间，此空间被叶片分成一个个独立的小室，在叶轮的前半转，水逐渐离开轮毂，使小室的容积逐渐增大而造成真空，气体就经过进气口进入到叶片之间的小室中来，在叶轮的后半转，水又逐渐向轮毂逼近，小室的容积逐渐减少，而使被吸入的气体压缩。待气体压缩到一定程度后，经过侧盖上的排气口
30、排出。所以叶轮每转一周，即进行一次吸气和排气。随着叶轮不断的旋转，吸气、排气过程逐渐的进行下去，达到吸气或压缩作用。第五章流体输送机械n机泵日常巡检哪些内容p泵排出压力p排出流量p电动机电流值p泵是否有杂音或振动p检查轴承部位温度是否正常p轴封情况p冷却水系统和液封系统p润滑油液面。第五章流体输送机械n风机n离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。第五章流体输送机械n压缩机p压缩机（compressor），将低压气体提升为高压的一种从动的流体机械。p压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积式压缩机，速度式压缩机，容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使
31、单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。第五章流体输送机械n离心式压缩机n离心式压缩机工作过程 压缩机叶轮随轴旋转时，气体由吸入室轴向进入叶压缩机叶轮随轴旋转时，气体由吸入室轴向进入叶轮，叶片推动气体高速向外圆流动，在离心力作用下轮，叶片推动气体高速向外圆流动，在离心力作用下提高了压力。高速气流离开叶轮后，立即流进扩压器提高了压力。高速气流离开叶轮后，立即流进扩压器流道，在扩压器内随着流道截面的扩大，气流速被降流道，在扩压器内随着流道截面的扩大，气流速被降低，动能进一步转化
32、为压力能。气流从扩压器进入弯低，动能进一步转化为压力能。气流从扩压器进入弯道，气流方向由离心流动变为向心流动，再经回流器道，气流方向由离心流动变为向心流动，再经回流器进入下一级叶轮，（弯道和回流器主要起导向作用）进入下一级叶轮，（弯道和回流器主要起导向作用）重复上述流动过程这样一级接一级直至末级末级叶重复上述流动过程这样一级接一级直至末级末级叶轮的出口可以直接通向蜗壳。然后气体流向机外。轮的出口可以直接通向蜗壳。然后气体流向机外。第五章流体输送机械n离心式压缩机n离心式压缩机工作原理 离心式压缩机与离心泵在工作原理和结构形式等离心式压缩机与离心泵在工作原理和结构形式等方面具有很多相似之处，两者
33、不同之处是输送方面具有很多相似之处，两者不同之处是输送气体和液体介质性质的区别和流速大小的差别。气体和液体介质性质的区别和流速大小的差别。离心式压缩机高速旋转的叶轮带动气体，获得离心式压缩机高速旋转的叶轮带动气体，获得极高的速度，进入扩压器时，速度降低，压力极高的速度，进入扩压器时，速度降低，压力升高，然后将增压后的气体输出机外升高，然后将增压后的气体输出机外第五章流体输送机械n离心式压缩机第五章流体输送机械n离心式压缩机转子外形图第五章流体输送机械n离心式压缩机的叶轮图片第五章流体输送机械n离心式压缩机的性能曲线 在一定的转速和进口条件下表示压力比与流量，在一定的转速和进口条件下表示压力比与
34、流量，效率与流量的关系曲线称压缩机的特性曲线效率与流量的关系曲线称压缩机的特性曲线（或性能曲线）。曲线上某一点即为压缩机的（或性能曲线）。曲线上某一点即为压缩机的某一运行工作状态，所以该特性曲线也即压缩某一运行工作状态，所以该特性曲线也即压缩机的变工况性能曲线。这种曲线表达了压缩机机的变工况性能曲线。这种曲线表达了压缩机的工作特性，使用非常方便。由于设计时只能的工作特性，使用非常方便。由于设计时只能确定一个工况点的流量、压力比和效率。非设确定一个工况点的流量、压力比和效率。非设计工况下压缩机内的流动更为复杂，损失有所计工况下压缩机内的流动更为复杂，损失有所增加，尚不能准确的计算出非设计流量下的
35、压增加，尚不能准确的计算出非设计流量下的压力比和效率，故压缩机的特性曲线只有通过实力比和效率，故压缩机的特性曲线只有通过实验得出。验得出。第五章流体输送机械n离心式压缩机的性能曲线 第五章流体输送机械n离心式压缩机的喘振现象 离心压缩机的性能曲线不能达到流量为零的点。当流量减小到某一值（称为最小流量Qmin）时，离心压缩机就不能稳定工作，发生强烈震动及噪音，这种不稳定工况称为“喘振工况”，Qmin称为“喘振流量”。压缩机性能曲线的左端只能到Qmin，流量不能再减了。原因：入口流量低、出口压力高调节手段：通过调节出口反飞动量来调节入口流量；降低出口压力；改变机组转速。第五章流体输送机械n离心式压
36、缩机防止喘振现象防止喘振的措施防止喘振的措施 由于喘振的危害性很大，压缩机在运行中应严由于喘振的危害性很大，压缩机在运行中应严格防止发生喘振，防止喘振的措施有以下几条，格防止发生喘振，防止喘振的措施有以下几条，供参考。供参考。（1）压缩机应备有标明喘振界限的性能曲线。）压缩机应备有标明喘振界限的性能曲线。为安全考虑应在喘振线的流量大出为安全考虑应在喘振线的流量大出5-10的位的位置上加一条防喘振警戒线，以提醒操作者的注置上加一条防喘振警戒线，以提醒操作者的注意。最好设置测量与显示系统，用屏幕显示工意。最好设置测量与显示系统，用屏幕显示工况点的位置，严加注意工况点接近喘振线。况点的位置，严加注意
37、工况点接近喘振线。第五章流体输送机械n离心式压缩机防止喘振现象防止喘振的措施防止喘振的措施（2）在压缩机入口安装流量、温度监侧仪表，）在压缩机入口安装流量、温度监侧仪表，出口安装压力监侧仪表，该监侧系统与报警、出口安装压力监侧仪表，该监侧系统与报警、调节和停机联锁，一旦进入喘振能自动报警、调节和停机联锁，一旦进入喘振能自动报警、调节和停机。调节和停机。（3）通过降低压缩机转速使流量减少而不至于）通过降低压缩机转速使流量减少而不至于发生喘振。发生喘振。第五章流体输送机械n离心式压缩机防止喘振现象防止喘振的措施防止喘振的措施（4）在压缩机出入口设置返飞动线，此方法使）在压缩机出入口设置返飞动线，此
38、方法使压缩机出口流量部分返回入口，增加压缩机入压缩机出口流量部分返回入口，增加压缩机入口流量，机组消耗功率但不发生喘振。口流量，机组消耗功率但不发生喘振。（5）操作者应了解压缩机的性能曲线，熟悉各）操作者应了解压缩机的性能曲线，熟悉各监测系统和控制调节系统的管理和操作，尽量监测系统和控制调节系统的管理和操作，尽量使压缩机不进入喘振状态。使压缩机不进入喘振状态。第五章流体输送机械n汽轮机汽轮机工作原理汽轮机工作原理 高温高压蒸气，经入口管进汽轮机内，在机内高温高压蒸气，经入口管进汽轮机内，在机内叶轮处膨胀做功，焓值下降，温度压力下降，叶轮处膨胀做功，焓值下降，温度压力下降，把蒸汽的热能、压力能转
39、化为汽轮机转子转动把蒸汽的热能、压力能转化为汽轮机转子转动的机械能，通过联轴器，带动被动机旋转。的机械能，通过联轴器，带动被动机旋转。防止喘振的措施防止喘振的措施 第五章流体输送机械n汽轮机 第五章流体输送机械n汽轮机汽轮机的分类汽轮机的分类 1、按工作原理：冲动式汽轮机、反动式汽轮机、冲动、按工作原理：冲动式汽轮机、反动式汽轮机、冲动和反动组合式和反动组合式 2、按热力特性：凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、调节、按热力特性：凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、调节抽汽式汽轮机、抽汽背压式汽轮机、中间再热式汽轮抽汽式汽轮机、抽汽背压式汽轮机、中间再热式汽轮机机 3、按新蒸汽参数：低压汽轮机、中压汽轮机、高
40、压汽、按新蒸汽参数：低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机轮机、超高压汽轮机 4、按汽流方向：轴流式汽轮机、辐流式汽轮机、按汽流方向：轴流式汽轮机、辐流式汽轮机 5、按用途：电站汽轮机、工业汽轮机、按用途：电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机船用汽轮机第五章流体输送机械n汽轮机汽轮机的组成：汽轮机的组成：静止部分（固定件）静止部分（固定件）转动部分（转子组体）转动部分（转子组体）支承部分（轴承）支承部分（轴承）第五章流体输送机械n汽轮机汽轮机转动部件的组合体称为转子，它由主轴、叶轮（转鼓）、动叶片、联汽轮机转动部件的组合体称为转子，它由主轴、叶轮（转鼓）、动叶片、联轴器及装在主轴上的其
41、它零件组成。轴器及装在主轴上的其它零件组成。第五章流体输送机械n汽轮机静止部分：静止部分：静止部分包括基础、台板（机座）、速关阀、静止部分包括基础、台板（机座）、速关阀、调速气门（喷嘴）、汽缸、隔板、隔板套、汽调速气门（喷嘴）、汽缸、隔板、隔板套、汽封等。封等。第五章流体输送机械n往复式压缩机往复式压缩机属于容积式压缩机，是使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间提高静压力的压缩机。曲轴带动连杆，连杆带动活塞，活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化，当活塞向下运动的时候，汽缸容积增大，进气阀打开，排气阀关闭，空气被吸进来，完成进气过程；当活塞向上运动的时候，气缸容积减小，出气阀打开，进
42、气阀关闭，完成压缩过程。第五章流体输送机械n活塞式压缩机n基本原理活塞从下止点向上运动，吸、排汽阀处于关闭状态，气体在密闭的气缸中被压缩，由于气缸容积逐渐缩小，则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压力相等。第五章流体输送机械n活塞式压缩机基本构造基本构造活塞式制冷压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。第六章固体物料机械带式输送机螺旋输送机埋刮板输送机斗式提升机n固体物料输送机械第六章固体物料机械颚式破碎机辊式破碎机轮碾机球磨机（棒磨机）n固体物料粉碎机械第六章固体物料机械振动筛n固体物料筛分机械第七章其他化工机械搅拌机，是一种带有叶
43、片的轴在圆筒或槽中旋转，将多种原料进行搅拌混合，使之成为一种混合物或适宜稠度的机器。搅拌机分为好多种，有强制式搅拌机、单卧轴搅拌机、双卧轴搅拌机等等。n搅拌机械第七章其他化工机械过滤机是利用多孔性过滤介质，截留液体与固体颗粒混合物中的固体颗粒，而实现固、液分离的设备。过滤机广泛应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选矿、煤炭和水处理等部门。n压(过滤)机械n过滤原理第七章其他化工机械n压(过滤)机械n过滤机分类过滤机按获得过滤推动力的方法不同，分为重力过滤器、真空过滤机和加压过滤机三类。第七章其他化工机械搅拌机，是一种带有叶片的轴在圆筒或槽中旋转，将多种原料进行搅拌混合，使之成为一种混合物或适宜
44、稠度的机器。搅拌机分为好多种，有强制式搅拌机、单卧轴搅拌机、双卧轴搅拌机等等。n压(过滤)机械第七章其他化工机械n压(过滤)机械第八章化工反应器n用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。第八章化工反应器n槽形反应器n管式反应器n塔式反应器n固定床反应器n流化床反应器第九章化工容器n容器n容器一般是由筒体(又称壳体)封头（又称端盖）、法兰、支座、接口管、人孔等组成，它们统称化工设备通用零部件。第
45、九章化工容器n压力容器安全技术监察规程适压力容器安全技术监察规程适用于必须同时具备用于必须同时具备三个条件三个条件（1）最高工作压力（Pw）大于等于0.1Mpa（不含液体静压力）；（2）内直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于0.025m3；（3）介质为气体、液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。第九章化工容器n三类压力容器三类压力容器具备下列条件之一者为三类容器。1、高压容器2、毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和PV大于等于0.2Mpam3的低压容器。3、易燃或毒性程度为中度危害介质且PV大于等于0.5Mpam3的中压反应容器和PV大于等于10Mpam
46、3的中压储存容器。4、高压、中压管壳式余热锅炉第九章化工容器n三类压力容器三类压力容器5、中压搪玻璃压力容器6、使用强度级别较高（b540MPa）的材料制造的压力容器7、移动式压力容器8、球形储罐（V50m3）9、低温液体储存容器（V5m3）第九章化工容器n二二类压力容器类压力容器具备下列条件之一者为二类压力容器：1、除划为三类容器外的中压容器；2、易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器；3、毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；4、低压管壳式余热锅炉；5、低压搪玻璃压力容器。第九章化工容器n一一类压力容器类压力容器n除二类、三类容器外的低压容器。第九章化工容器n压力容器压
47、力容器的基本结构和附件的基本结构和附件 组成容器的基本零件除了筒体、封头以组成容器的基本零件除了筒体、封头以外，还有法兰、人孔、手孔、接管、试外，还有法兰、人孔、手孔、接管、试镜、各种用途的接管凸缘及支座等，这镜、各种用途的接管凸缘及支座等，这些统称为容器的附件。些统称为容器的附件。第九章化工容器n压力容器压力容器的基本结构和附件的基本结构和附件n筒体筒体 筒体是压力容器的主体筒体是压力容器的主体n封头封头 凸形封头、锥形封头、平板形封头凸形封头、锥形封头、平板形封头第九章化工容器 螺纹连接螺纹连接（丝扣连接）法兰和焊接法（丝扣连接）法兰和焊接法兰和卡夹法兰。兰和卡夹法兰。n压力容器压力容器的
48、基本结构和附件的基本结构和附件n法兰法兰 法兰联接是由一对法兰、一个垫片、法兰联接是由一对法兰、一个垫片、数个螺栓和螺母组成。数个螺栓和螺母组成。第九章化工容器n法兰法兰 第九章化工容器n n板式平焊法兰板式平焊法兰第九章化工容器n n带颈平焊法兰带颈平焊法兰第九章化工容器n带颈对焊法兰带颈对焊法兰 第九章化工容器n法兰密封面法兰密封面n全平面FF、突面RF、凸面M、凹面F、榫面T、槽面G、环连接面RJ一般凹凸面MF、榫槽面TG、环连接面RJ都是配对使用 第九章化工容器n法兰密封面法兰密封面n凸面 第九章化工容器n法兰密封面法兰密封面n环连接面RJ 第九章化工容器n垫片垫片n垫片是用纸、橡皮片
49、或铜片制成，放在两平面之间以加强密封的材料，为防止流体泄漏设置在静密封面之间的密封元件。第九章化工容器n垫片垫片 第九章化工容器n垫片垫片n垫片通常由片状材料制成，如垫纸，橡胶，硅橡胶，金属，软木，毛毡，氯丁橡胶，丁腈橡胶，玻璃纤维或塑料聚合物（如聚四氟乙烯）。特定应用的垫片可能含有石棉。第九章化工容器n垫片垫片非金属垫片non-metallicgasket用石棉、橡胶、合成树脂、聚四氟乙烯等非金属制成的垫片。a非金属包覆垫片non-metallicjacketgasket外包一层合成树脂等的非金属垫片。半金属垫片semimetallicgasket用金属和非金属材料制成的垫片，如缠绕式垫片、
50、金属包覆垫片。a缠绕式垫片spiralwoundgasket由V形或W形断面的金属带夹非金属带，螺旋缠绕而成的垫片。1)内环innerring设置在缠绕式垫片内圈的金属环。2)外环outerring设置在缠绕式垫片外圈的金属环。b金属包覆金属垫片metallicgasket用钢、铝、铜、镍或蒙乃尔合金等金属制成的垫片。第九章化工容器n人孔人孔n设备、容器,下水道供人出入检修用的出入孔、检修孔即称人孔。第九章化工容器n人孔人孔 第九章化工容器n手孔手孔n手孔即缩小的人孔，其安设是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部装置。手孔与人孔的结构基本相同，由一个短筒节，盖上一块盲板构成。手孔直径一般为150