TECHN 第二章流体输送机械 21概述 流体输送是化工生产过程常见的单元操作之一。为了将 流体从处送到另一处,不论是提髙其位置高度或增加 其压强,还是克服管路的沿程阻力,都需要向流体施加 外部机械能。流体输送机械就是向流体作功以提高其机 械能的装置。 CTECHSIO 目前流体输送机械为通用机械产品,在生产中如何选用 既符合生产需要,又比较经济合理的输送机械,同时在 操作中做到安全可靠、高效率运行,除了熟知被输送流 0体的性质、工作条件外,还必须了解各类输送机械的工 作原理、结构和特性,以便进行正确地选择和合理使用 本章内容就是介绍常用的流体输送机械及其工作原理、 选型计算等。g5 2021年2月23日 OLYIECHNIC UNI 1/71的
2021年2月23日 1/71 第二章 流体输送机械 2.1 概述 流体输送是化工生产过程常见的单元操作之一。为了将 流体从一处送到另一处，不论是提高其位置高度或增加 其压强，还是克服管路的沿程阻力，都需要向流体施加 外部机械能。流体输送机械就是向流体作功以提高其机 械能的装置。 目前流体输送机械为通用机械产品，在生产中如何选用 既符合生产需要，又比较经济合理的输送机械，同时在 操作中做到安全可靠、高效率运行，除了熟知被输送流 体的性质、工作条件外，还必须了解各类输送机械的工 作原理、结构和特性，以便进行正确地选择和合理使用。 本章内容就是介绍常用的流体输送机械及其工作原理、 选型计算等
POLYTECHNIC TECHN IN正 ER MONGOL IA 21.1输送机械的用途 YIEEHNIC UNIVERSI 补充能量:将流体从一处输送到另一处 提高压强:给流体加压 INER MONGOL 造成设备真空:给流体减压。 MONGOL RSITY PU-YIECHNIC UR 为液体提供能量的输送机械称为泵,如离心泵 往复泵、旋涡泵等。 为气体提供能量的输送机械称为风机或压缩机, 如离心通风机、鼓风机等。 INNER MONGOL IA 2021年2月23日 OLYTECHNIC UNIVERSITY POLYTECHNIC 2/1②
2021年2月23日 2/71 2.1.1 输送机械的用途 •补充能量：将流体从一处输送到另一处 •提高压强：给流体加压 •造成设备真空：给流体减压 为液体提供能量的输送机械称为泵，如离心泵、 往复泵、旋涡泵等。 为气体提供能量的输送机械称为风机或压缩机， 如离心通风机、鼓风机等
POLYTECHNIC TECHN 212输送机械应满足生产要求 对生产上不同的要求采用不同的输送机械。原因: 流体是多种多样的。水、油、腐蚀性流体等 INER MONGOl 操作条件千差万别:输送量、效率、轴功率 概括来说,输送机械应满足如下要求: INIVERSITY POLYTECHNIC UN (1)满足工艺上对流率和能量的要求。 (2)结构简单,重量轻,投资费用低。 (3)运行可靠,操作效率高,日程操作费用低。 (4)能适应被输送流体的特性,其中包括粘性、腐蚀性、毒 性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等 INNER MONGOL IA 2021年2月 OLYTECHNIC UNIVERSITY POLYTECHNIC 3/71的/
2021年2月23日 3/71 2.1.2 输送机械应满足生产要求 对生产上不同的要求采用不同的输送机械。原因： •流体是多种多样的。水、油、腐蚀性流体等 •操作条件千差万别：输送量、效率、轴功率 概括来说，输送机械应满足如下要求： (1) (2)结构简单，重量轻，投资费用低。 (3)运行可靠，操作效率高，日程操作费用低。 (4)能适应被输送流体的特性，其中包括粘性、腐蚀性、毒 性、可燃性、爆炸性、含固体杂质等
POLYTECHNIC TECHN 2.1.3输送机械的分类 流体输送机械按照其工作原理分为: 1)动力式:利用高速旋转的叶轮使流体的机械能增加,歟 型的是离心式、轴流式输送机械。 (2)容积式:利用活塞或转子运动改变工作室容积而对流体 作功。典型的是往复式、旋转式输送机械 (3)其它类型:如利用另外一种流体作用的喷射式等 INNER MCNGOL IA POLYTECHNIC UNIVERSIT VI O LISCcAIN INNER MONGOL IA 2021年2月23日 OLYTECHNIC UNIVERSITY POLYTECHNIC 412②
2021年2月23日 4/71 2.1.3输送机械的分类 (1)动力式：利用高速旋转的叶轮使流体的机械能增加，典 型的是离心式、轴流式输送机械。 (2)容积式：利用活塞或转子运动改变工作室容积而对流体 作功。典型的是往复式、旋转式输送机械。 (3)其它类型：如利用另外一种流体作用的喷射式等
POLYTECHNIC TECHN 22离心泵 NNER MONGOLIA 液体输送机械的种类很多,按照工 作原理的不同,分为离心泵、往复 泵、旋转泵、旋涡泵等几种,其中 离心泵由于其适用范围广、操作方 便,便于实现自动调节和控制而在 化工生产中应用最为普遍。 221离心泵的基本结构和工作原理 221离心泵的基本结构 离心泵主要由叶轮、泵壳等组成, 由若干弯曲叶片组成的叶轮紧固在 1泵轴上安装在蜗壳形的泵壳内。泵 壳中央的吸入口与吸入管路相连, 侧旁的排出口与排出管路连接,如0 图 2021年2月23日 OLYTECHNIC UNIVERS 5/71的8
2021 年 2 月23 日 5/71 2.2 离心泵 液体输送机械的种类很多，按照工 作原理的不同，分为离心泵、往复 泵、旋转泵、旋涡泵等几种，其中， 离心泵由于其适用范围广、操作方 便，便于实现自动调节和控制而在 化工生产中应用最为普遍。 2.2.1 离心泵的基本结构和工作原理 2.2.1.1 离心泵的基本结构 离心泵主要由叶轮、泵壳等组成， 由若干弯曲叶片组成的叶轮紧固在 泵轴上安装在蜗壳形的泵壳内。泵 壳中央的吸入口与吸入管路相连， 侧旁的排出口与排出管路连接，如 图
TECHN 2212离心泵的工作原理 MONGOLIA 离心泵启动前应在泵壳内灌满所输 送的液体,当电机带动泵轴旋转时, 叶轮亦随之高速旋转(转速一般为 1000~3000/min)。叶轮的旋转一方 面迫使叶片间的液体在随叶轮作等 角速旋转的同时,另一方面,由于 受离心力的作用使液体向叶轮外缘 2 作径向运动。在液体被甩出的过程 中,流体通过叶轮获得了能量,并 以15-25m的速度进入泵壳在蜗 0部分动能转变为静压强,使压强进 MONGOL s 一步提高,最终以较高的压强沿切c 向进入排出管道,实现输送的目的,0 此即为排液原理。 2021年2月23日 OLYTECHNIC UNIVERSITY 6/71
2021 年 2 月23 日 6/71 2.2.1.2 离心泵的工作原理 离心泵启动前应在泵壳内灌满所输 送的液体，当电机带动泵轴旋转时， 叶轮亦随之高速旋转 (转速一般为 1000 ～3000r/min)。叶轮的旋转一方 面迫使叶片间的液体在随叶轮作等 角速旋转的同时，另一方面，由于 受离心力的作用使液体向叶轮外缘 作径向运动。在液体被甩出的过程 中，流体通过叶轮获得了能量，并 以15～25m/s的速度进入泵壳。在蜗 壳中由于流道的逐渐扩大，又将大 部分动能转变为静压强，使压强进 一步提高，最终以较高的压强沿切 向进入排出管道，实现输送的目的， 此即为排液原理
o当液体由叶轮中心流向外缘时,在叶轮 中心处形成了低压。在液面压强与泵内压 强差的作用下,液体经吸入管路进入泵的 叶轮内,以填补被排除液体的位置,此即 为吸液原理。只要叶轮旋转不停,液体就 被源源不断地吸入和排出,这就 汇是离心泵 的工作原理。 若离心泵在启动前泵壳内不是充满液体而是空气,由于空 气的密度远小于液体的蜜度,产生的离心力很小,因而叶轮 中心区形成的低压不足以将贮槽内液体压入泵内,此时虽启 动离心泵但不能够输送液体,这种现象称作气缚。表示离心 1泉无自吸能力。因此在启动泵前一定要使泵壳内充满液体 通常若吸入口位于贮槽液面上方时,在吸入管路中安装一单 向底阀和滤网,以防止停泵时液体从泵内流出和吸入杂物。 2021年2月23日 OLYTECHNIC UNIVERS 7/71
2021年2月23日 7/71 当液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮 中心处形成了低压。在液面压强与泵内压 强差的作用下，液体经吸入管路进入泵的 叶轮内，以填补被排除液体的位置，此即 为吸液原理。只要叶轮旋转不停，液体就 被源源不断地吸入和排出，这就是离心泵 的工作原理。 若离心泵在启动前泵壳内不是充满液体而是空气，由于空 气的密度远小于液体的密度，产生的离心力很小，因而叶轮 中心区形成的低压不足以将贮槽内液体压入泵内，此时虽启 动离心泵但不能够输送液体，这种现象称作气缚。表示离心 泵无自吸能力。因此在启动泵前一定要使泵壳内充满液体。 通常若吸入口位于贮槽液面上方时，在吸入管路中安装一单 向底阀和滤网，以防止停泵时液体从泵内流出和吸入杂物
221.3离心泵的主要部件 TECHN 包括叶轮、泵壳、轴封装置 1叶轮它通常由6~12片后弯叶片所组成,本身被固定在泵轴上并随 之旋转。作用是将原动机的机械能直接传给液体,以提高液体的静 压能和动能。根据其结构和用途分为开式、半开式和闭式三种。w 闭式叶轮:叶片两侧带有前后两块盖板,液体在两叶片间通道内流动时无 倒流现象,适于输送较清洁的流体,输送效率高,一般离心泵多采用这种 叶轮 半开式叶轮(半闭式叶轮)吸入口一侧无前盖板,适于输送含小颗粒的溶液, 输送效率低 开式叶轮:没有前后盖板。适于输送含大颗粒的溶液,效率低 VI O
2021年2月23日 8/71 2.2.1.3 离心泵的主要部件 包括叶轮、泵壳、轴封装置 1.叶轮 它通常由6～12片后弯叶片所组成，本身被固定在泵轴上并随 之旋转。作用是将原动机的机械能直接传给液体，以提高液体的静 压能和动能。根据其结构和用途分为开式、半开式和闭式三种。 闭式叶轮：叶片两侧带有前后两块盖板，液体在两叶片间通道内流动时无 倒流现象，适于输送较清洁的流体，输送效率高，一般离心泵多采用这种 叶轮。 半开式叶轮(半闭式叶轮)：吸入口一侧无前盖板，适于输送含小颗粒的溶液， 输送效率低。 开式叶轮：没有前后盖板。适于输送含大颗粒的溶液，效率低
壳围的限入两侧,除影效率外也使叶轮到指 重时造成与泵壳的接催摩擦直至损坏。为平衡轴向推力, 可在叶轮后侧板上钻一些平衡孔,使漏入后侧的部分高w 压液体由平衡孔向低压区泄漏,减小两侧的压强差,但 同时也使泵的效率有所下降 叶轮按其吸液方式的不同分为单吸式和双吸式两种,如 图。双吸式叶轮可从两侧同时吸液,吸液能力大,而且 可基本上消除轴向推力 NIVERSITY POLYTECHNIC L INER 后盖板 平衡孔 平衡孔 2021年2月23日
2021年2月23日 9/71 闭式或半闭式叶轮在工作时，部分高压液体可由叶轮与 泵壳间的缝隙漏入两侧，除影响效率外也使叶轮受到指 向液体吸入口的轴向推力，导致叶轮向吸入口移动，严 重时造成与泵壳的接触摩擦直至损坏。为平衡轴向推力， 可在叶轮后侧板上钻一些平衡孔，使漏入后侧的部分高 压液体由平衡孔向低压区泄漏，减小两侧的压强差，但 同时也使泵的效率有所下降。 叶轮按其吸液方式的不同分为单吸式和双吸式两种，如 图。双吸式叶轮可从两侧同时吸液，吸液能力大，而且 可基本上消除轴向推力
POLYTECHNIC TECHN 2泵壳 泵壳亦称为蜗壳、泵体,构造为蜗牛壳形,其作用是将 叶轮封闭在一定空间内,汇集引导液体的运动,并将液 体的大部分动能转化为静压能。这是因为随叶轮旋转方 向,叶轮与泵壳间的通道截面逐渐扩大至出口时达到最 大,使能量损失减少的同时实现了能量的转化。为了减 少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量损失, 有时在叶轮与泵壳间还安装固定不动而带有叶片的导 轮,以引导液体的流动方向(见图)。 NIVERSITY POLYTECHNIC UNI INER 导轮 VI O 叶轮 多蜗光 2021年2月23日 OLYTECHNIC UNIVERS 1071②
2021年2月23日 10/71 2.泵壳 泵壳亦称为蜗壳、泵体，构造为蜗牛壳形，其作用是将 叶轮封闭在一定空间内，汇集引导液体的运动，并将液 体的大部分动能转化为静压能。这是因为随叶轮旋转方 向，叶轮与泵壳间的通道截面逐渐扩大至出口时达到最 大，使能量损失减少的同时实现了能量的转化。为了减 少由叶轮外缘抛出的液体与泵壳的碰撞而引起能量损失， 有时在叶轮与泵壳间还安装一固定不动而带有叶片的导 轮，以引导液体的流动方向(见图)