第二章流体输送机械
第二章 流体输送机械
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
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
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
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
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 •操作条件干差万别：输送量、效率、轴功率 概括来说，输送机械应满足如下要求： (1)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，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
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，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
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，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
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
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 00000 000000 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
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
2.2.1.2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
2.2.1.2 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
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。 后盖板 平衡孔 衡
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
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）。 导轮 蜗壳
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)
3.轴封装置 在泵轴伸出泵壳处，转轴和泵壳 间存有间隙，在旋转的泵轴与泵壳之 间的密封，称为轴封装置。其作用是 防止高压液体沿轴泄漏，或者外界空 气以相反方向漏入。常用的有填料密 封和机械密封。 填料密封装置：由填料函壳、软 填料和填料压盖构成，软填料为浸油 图2-5填料密封装置 1一填料函壳；2一软填料；3一液封圈； 或涂石墨的石棉绳，将其放入填料函 4一填料压盖；5一内衬套 与泵轴之间，将压盖压紧迫使它产生 变形达到密封
3.轴封装置 在泵轴伸出泵壳处，转轴和泵壳 间存有间隙，在旋转的泵轴与泵壳之 间的密封，称为轴封装置。其作用是 防止高压液体沿轴泄漏，或者外界空 气以相反方向漏入。常用的有填料密 封和机械密封。 填料密封装置：由填料函壳、软 填料和填料压盖构成，软填料为浸油 或涂石墨的石棉绳，将其放入填料函 与泵轴之间，将压盖压紧迫使它产生 变形达到密封