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1、河河 北北 化化 工工 医医 药药 职职 业业 技技 术术 学学 院院化化 学学 与与 环环 境境 工工 程程 系系化工单元操作单元操作Chemical Unit OperationChemical Unit Operation第二章第二章 流体输送流体输送流体输送机械的作用流体输送机械的作用第一节第一节 流体输送的主要任务流体输送的主要任务泵就是把外加压头加给液体的机械设备。泵就是把外加压头加给液体的机械设备。流体输送机械的类型流体输送机械的类型类型类型离心式离心式往复式往复式旋转式旋转式流体作用式流体作用式机械机械名称名称离心泵离心泵旋涡泵旋涡泵往复泵往复泵柱塞泵柱塞泵计量泵计量泵隔膜泵隔
2、膜泵齿轮泵齿轮泵螺杆泵螺杆泵喷射泵喷射泵酸蛋酸蛋真空输送真空输送 本章重点学习离心泵，因其流量均匀、本章重点学习离心泵，因其流量均匀、操作简易方便，使用最为广泛。操作简易方便，使用最为广泛。离心泵的构造和工作原理离心泵的构造和工作原理第二节第二节 离心泵操作技术离心泵操作技术离心泵的构造和工作原理离心泵的构造和工作原理第二节第二节 离心泵操作技术离心泵操作技术离心泵的构造和工作原理离心泵的构造和工作原理第二节第二节 离心泵操作技术离心泵操作技术一、离心泵的主要部件一、离心泵的主要部件1.1.叶轮叶轮将原动机的机械能传递给液体一、离心泵的主要部件一、离心泵的主要部件2.2.泵壳（蜗壳）泵壳（蜗壳
3、）泵壳的作用：泵壳的作用：汇集液体汇集液体，即从叶轮外，即从叶轮外周甩出的液体，再沿泵壳中周甩出的液体，再沿泵壳中通道流过，排出泵体；通道流过，排出泵体；转能装置转能装置，因壳内叶轮，因壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道逐渐扩旋转方向与蜗壳流道逐渐扩大的方向一致，减少了流动大的方向一致，减少了流动能量损失，并且可以使部分能量损失，并且可以使部分动能转变为静压能。动能转变为静压能。防止高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出防止高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出,或者或者外界空气以相反方向漏入泵壳内的低压区。外界空气以相反方向漏入泵壳内的低压区。一、离心泵的主要部件一、离心泵的主要部件3.3.轴封装置轴封装置轴封装置
4、轴封装置轴封装置轴封装置 填料密封填料密封填料密封填料密封机械密封机械密封机械密封机械密封由填料函壳、软填料和填料压盖组成，普由填料函壳、软填料和填料压盖组成，普由填料函壳、软填料和填料压盖组成，普由填料函壳、软填料和填料压盖组成，普通离心泵采用这种密封。通离心泵采用这种密封。通离心泵采用这种密封。通离心泵采用这种密封。主要由装在泵轴上随之转动的动环和固定主要由装在泵轴上随之转动的动环和固定主要由装在泵轴上随之转动的动环和固定主要由装在泵轴上随之转动的动环和固定于泵壳上的静环组成，两个环形端面由弹于泵壳上的静环组成，两个环形端面由弹于泵壳上的静环组成，两个环形端面由弹于泵壳上的静环组成，两个环
5、形端面由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动，起到密簧的弹力互相贴紧而作相对运动，起到密簧的弹力互相贴紧而作相对运动，起到密簧的弹力互相贴紧而作相对运动，起到密封作用。封作用。封作用。封作用。离心泵分解二二、离离心心泵泵的的工工作作原原理理 准备：准备：开泵前，先在泵内灌满要输开泵前，先在泵内灌满要输送的液体（送的液体（灌泵灌泵）。同时）。同时关闭关闭排出排出管路上的流量调节阀（管路上的流量调节阀（出口阀出口阀），），待电动机启动后，再打开待电动机启动后，再打开出口阀出口阀。排液：排液：启动后叶轮告诉旋转产生较启动后叶轮告诉旋转产生较强强离心力离心力，液体从叶轮中心被抛向，液体从叶轮中心被抛向外周，
6、以很高的速度流向泵壳，部外周，以很高的速度流向泵壳，部分动能转化为静压能，而以较高压分动能转化为静压能，而以较高压力从排液口排出。力从排液口排出。吸液：吸液：当泵内液体从叶轮中心被抛当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘时，在叶轮中心处形成向叶轮外缘时，在叶轮中心处形成低压区低压区，液体在吸入液面与叶轮中，液体在吸入液面与叶轮中心处的压强差的作用下，沿着吸入心处的压强差的作用下，沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心。管连续不断地进入叶轮中心。离心泵的气缚现象离心泵的气缚现象 若离心泵启动前未充若离心泵启动前未充若离心泵启动前未充若离心泵启动前未充满被输送液体，则泵内存满被输送液体，则泵内存满被输送液体
7、，则泵内存满被输送液体，则泵内存有空气，启动泵后而不能有空气，启动泵后而不能有空气，启动泵后而不能有空气，启动泵后而不能输送液体的现象称为输送液体的现象称为输送液体的现象称为输送液体的现象称为气缚气缚气缚气缚现象现象现象现象。表明离心泵无自吸。表明离心泵无自吸。表明离心泵无自吸。表明离心泵无自吸能力，启动前必须能力，启动前必须能力，启动前必须能力，启动前必须灌泵灌泵灌泵灌泵。解解决决方方案案：离离心心泵泵工工作作时时、尤尤其其是是启启动动时时一一定定要要保保证证液液体体连连续续的的条条件件。可可采采用用设设置置底底阀阀、启启动动前前灌灌泵泵，使使泵泵的的安安装装位位置置低低于于吸吸入入液面等措
8、施。液面等措施。小结小结离心泵的三大部件离心泵的三大部件离心泵的工作原理离心泵的工作原理叶轮、泵壳、轴封的作用叶轮、泵壳、轴封的作用离心泵的操作：盘车、灌泵、关闭出口阀离心泵的操作：盘车、灌泵、关闭出口阀离心泵的特性参数和特性曲线离心泵的特性参数和特性曲线离心泵的参数包括离心泵的参数包括流量流量qV、扬程、扬程H、功率、功率P 和和 效率效率*流量流量qV：与叶轮、结构、尺寸和转速有关。泵总是安装在管路中，故流量还与管路特性有关。*扬程扬程H：泵向单位重量流体提供的机械能。取决于泵的结构（叶轮直径、叶片弯曲情况）转速和流量，也与液体的密度有关。m液柱*有效功率有效功率P有有：单位时间内液体从泵
9、中叶轮获得的有效能量。KW或W*轴功率轴功率P轴轴：泵轴从电机获得的能量。KW或W 离心泵的特性参数和特性曲线离心泵的特性参数和特性曲线q qv vHH曲线：离心泵的曲线：离心泵的扬程随流量的增大而扬程随流量的增大而下降。下降。q qv vp p轴曲线：轴功率轴曲线：轴功率随流量的增大而上升，随流量的增大而上升，当流量为零时轴功率当流量为零时轴功率最小。最小。q qv v 曲线曲线：效率随：效率随流量的增大而增大，流量的增大而增大，当流量增大到一定值当流量增大到一定值后，效率随流量的增后，效率随流量的增大而下降，最高效率大而下降，最高效率点即为设计点。点即为设计点。离心泵扬程的测量离心泵扬程的
10、测量 在在泵泵的的入入、出出口口截截面面的的中中心心水水平平线线上上分分别别装装有有真真空空表表和和压压力力表表，在在此此两两截截面面1 1与与2 2间间列列柏柏努努利利方方程程，两两截截面面间间的的阻阻力力损损失失H Hf f可可以以忽忽略略不不计计，设设两两截截面面间间的的垂垂直直高度为高度为h h0 0：影响离心泵特性曲线的因素影响离心泵特性曲线的因素流体性质：密度、粘度等离心泵转速：叶轮直径的影响离心泵的安装高度和汽蚀现象离心泵的安装高度和汽蚀现象离心泵安装高度的限制离心泵安装高度的限制 忽略阻力，理论忽略阻力，理论安装的安装的Hg的最大值为的最大值为po/(g)，其具体值，其具体值与
11、当地大气压有关。与当地大气压有关。安装高度指泵入口中心与页面的高度差。离心泵安装高度的限制伯努利方程伯努利方程离心泵汽蚀现象离心泵汽蚀现象定义：定义：通常把泵内气泡的形通常把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到成和破裂而使叶轮材料受到损坏的过程，称为损坏的过程，称为气蚀现象气蚀现象。症状：症状：泵体振动并发出噪音；泵体振动并发出噪音；qv,H,急剧下降急剧下降,严严重时不送液；重时不送液；时间长久，水锤冲击和时间长久，水锤冲击和化学腐蚀化学腐蚀，损坏，损坏 叶片。叶片。解决措施：解决措施：把离心泵安装在恰当的高度位置上，小于最把离心泵安装在恰当的高度位置上，小于最大安装高度大安装高度Hgmax
12、。（请参考离心泵的最大安装高度）。（请参考离心泵的最大安装高度）离心泵汽蚀现象的讨论离心泵汽蚀现象的讨论 安装高度太高；安装高度太高；被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；吸入管路阻力或压头损失太高。吸入管路阻力或压头损失太高。吸入管路直径过小或流量过大，吸入管路直径过小或流量过大，在泵入口处的静压头在泵入口处的静压头p1/g与动压头与动压头u12/2g之之和大于操作温度下的液体和大于操作温度下的液体饱和蒸汽压头饱和蒸汽压头p饱饱/g的值的值记为记为 h，即为离心泵的允，即为离心泵的允许气蚀余量。许气蚀余量。离心泵的允许气蚀余量离心泵的允许气蚀余量离心泵的
13、允许安装高度（最大安装高度）离心泵的允许安装高度（最大安装高度）离心泵的实际安装高度还应比允许安装高度低（0.5-1）m。管路特性曲线管路特性曲线离心泵的工作点和流量调节离心泵的工作点和流量调节 离心泵的工作点离心泵的工作点离心泵在管路系统中实际运行的工况点称为工作点。工作点对应的流量和扬程是泵实际工作的流量和工作点对应的流量和扬程是泵实际工作的流量和扬程，也是管路的流量和所需的外加压头，表明泵扬程，也是管路的流量和所需的外加压头，表明泵装配在这条管路中，只能在这一点工作。装配在这条管路中，只能在这一点工作。流量调节方法流量调节方法 改变管路特性：出口管上装调节阀 改变泵的特性：泵的叶轮转速和
14、直径离心泵的串并联操作并联操作：扬程H有所增加，流量qV小于单泵的两倍。串联操作：流量qV有所增加，扬程H小于单泵的两倍。离心泵的操作、运转及维护离心泵的操作、运转及维护离心泵的运转及维护 盘车、灌泵、关闭出口阀、启动、开启出口阀、正常输送、关闭出口阀、关闭电源。注意：离心泵在运转过程中要经常检查各部件是否过热或泄露，长、短期停车都要放出泵内液体。操作过程注意“三会”、“四懂”、“五检”、“六定”。离心泵常见故障及排除方法（见表2-3）离心泵的类型离心泵的类型 叶轮数目：叶轮数目：单级泵和多级泵单级泵和多级泵 叶轮吸液方式：叶轮吸液方式：单吸泵和双吸泵单吸泵和双吸泵 液体性质和使用条件：液体性
15、质和使用条件：清水泵、油泵、耐腐清水泵、油泵、耐腐 蚀泵、杂质泵等蚀泵、杂质泵等离心泵的类型与选择离心泵的类型与选择 A 清水泵（清水泵（IS）适用于与水性质相似的液体适用于与水性质相似的液体 IS100-80-125吸入、排出管、叶轮直径吸入、排出管、叶轮直径 D多级离心泵（压头高）多级离心泵（压头高）Sh双吸泵（压头不高、流量大）双吸泵（压头不高、流量大）B 耐腐蚀泵（耐腐蚀泵（F）适用于酸、碱等腐蚀液体适用于酸、碱等腐蚀液体 可在可在 F 后面加一个字母表示材料。后面加一个字母表示材料。C 油泵（油泵（Y）适用无固体颗粒的石油及制品适用无固体颗粒的石油及制品 要求密封性比较高，热油泵有冷
16、却水夹套。要求密封性比较高，热油泵有冷却水夹套。D 杂质泵（杂质泵（P）适用悬浮液及浆液适用悬浮液及浆液 污水泵污水泵 PW 砂泵砂泵 PS 泥浆泵泥浆泵PS E 屏蔽泵屏蔽泵 密封性好，叶轮装在电机轴上密封性好，叶轮装在电机轴上 F 液下泵液下泵 泵体液下，电机液上，密封要求低泵体液下，电机液上，密封要求低卧式多级离心泵卧式多级离心泵屏蔽离心泵屏蔽离心泵液液下下式式排排污污泵泵离心泵的选用离心泵的选用 A A 根据流体性质和输送条件确定类型根据流体性质和输送条件确定类型 B B 由生产任务确定流量和压头（柏努利）由生产任务确定流量和压头（柏努利）C C 确定泵型号确定泵型号 应使流量应使流量
17、q qV V和压头和压头H H留有余地留有余地 D D 核算泵的轴功率核算泵的轴功率 主要看流体的密度主要看流体的密度往复泵往复泵第三节第三节 正位移泵操作技术正位移泵操作技术什么是正位移性质？什么是正位移性质？1-泵缸；2-活塞；3-活塞杆4-吸入阀；5-排出阀往复泵是一种容积式泵。泵缸活塞、活塞杆排出口吸入口河北化药学院化工原理教研室有自吸能力有自吸能力a活塞杆的截面积，m2。单动泵流量：单动泵流量：A活塞截面积，m2；s活塞冲程，m；n活塞往复频率，次/min双动泵流量：双动泵流量：流量调节：流量调节：(1)(1)旁路调节旁路调节(2)(2)改变曲柄转速改变曲柄转速 和活塞行程和活塞行程
18、 (3)(3)改变电机转速改变电机转速隔膜泵隔膜泵有有自自吸吸能能力力旋转泵旋转泵齿轮泵齿轮泵旋转泵旋转泵螺杆泵螺杆泵有自吸能力漩涡泵漩涡泵特殊类型离心泵特殊类型离心泵正位移泵的操作、运转及维护正位移泵的操作、运转及维护往复泵和旋转泵均为正位移泵应采用往复泵和旋转泵均为正位移泵应采用旁路或旁路或变频调节变频调节流量，流量，不能采用出口阀不能采用出口阀调节。调节。泵启动前要检查管路、阀门、润滑油等。泵启动前要检查管路、阀门、润滑油等。正位移泵有自吸能力，不过正位移泵有自吸能力，不过最好灌泵最好灌泵。正位移泵启动时一定要保证正位移泵启动时一定要保证管路畅通管路畅通，比如，比如打开出口阀、旁路阀、进
19、口阀打开出口阀、旁路阀、进口阀，等电机启动，等电机启动稳定后再稳定后再慢慢关小旁路阀以调节流量慢慢关小旁路阀以调节流量。正位移泵停泵时，正位移泵停泵时，先打开旁路阀先打开旁路阀，然后关闭，然后关闭电机、进口阀和出口阀。电机、进口阀和出口阀。有异常声音应立即停泵检查。有异常声音应立即停泵检查。维护：润滑系统、测量系统、泄露情况、停维护：润滑系统、测量系统、泄露情况、停泵放空等。泵放空等。流体流动的动力为机械能差，常见的流体流动的动力为机械能差，常见的有流体输送机械直接输送、流体输送机械有流体输送机械直接输送、流体输送机械间接输送（压力输送、真空输送等）、高间接输送（压力输送、真空输送等）、高位槽输送等。位槽输送等。第四节第四节 常见流体输送方式常见流体输送方式压力输送压力输送酸蛋酸蛋真空输送真空输送真空输送真空输送喷射泵喷射泵应用示例：浓氨水的配制真空输送真空输送喷射泵喷射泵高位槽送料高位槽送料蠕动泵（软管泵）蠕动泵（软管泵）