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离心泵doc-第二章流体输送设备transportati

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离心泵的特性方程: H=f(Q)

管路特性方程: He = K+ BQe2

离心泵的工作点是指离心泵的性能曲线(H~Q曲线)与管路特性曲线的交点,即在H~Q坐标上,两曲线的交点M点

工作点的含义: 离心泵在特定的管路系统中运转时所提供的扬程和流量恰好等同于管路所需的扬程和流量

3. 流量调节

如果工作点的流量大于或小于所需的输液量,则须进行流量调节。 流量调节实际上是改变泵的工作点。

调节管路特性曲线

调节方法

调节泵的H~Q曲线

① 改变出口阀的开度----实际改变管路特性曲线 如果原来 Q > 所需 Q'

关小阀门 →→管路局部阻力↑ →→管路特性曲线变陡

工作点由M→M1,流量由QM →QM1 ,管路特性曲线上移。 如果原来Q < 所需Q'

开大阀门 →→管路局部阻力↓ →→管路特性曲线变得平坦 工作点由M→M2,流量由QM →QM2 ,管路特性曲线下移。

快速方便,且流量可以连续变化,化工生产中应用最广。缺点: 阀门关小时,流动阻力增加,要额外多消耗一部分功率,且使泵有可能在低效率点工作,经济上不合理 .

② 改变泵的转速或叶轮直径 ----实际改变泵的H~Q曲线

原来的转速为n, 流量为QM , 工作点为M

现在提高转速为n1, 工作点变为M1. 流量QM1 ,

改变转速意味着需要变速装置或变速原动机,流量不能连续调节,而且成本高,现实生产中不常用.

(5)离心泵的型号

? 水泵:按结构分B、D、Sh型

B型——单级(一个叶轮)单吸(叶轮一侧进水)悬臂式离心泵。 例:4B91A型离心泵

4——吸入口径4英寸(4×25=100mm) B——单级单吸悬臂式离心泵 91——扬程为91m

A——该泵叶轮直径比基本型号4B91小一级。

D型为多级(多个叶轮)水泵,级数为2级到9级

Sh型为双吸式离心泵,输液量较大,扬程不高。

6Sh-9型:吸入口径为6英寸(150mm)的双吸式离心泵

9——比转数被10除后的整数。即泵的比转数为90。

? 耐腐蚀泵:代号F,H——泵的材料代号 ? 油泵:代号为Y ? 杂质泵:代号为P

5-2 往复压缩机(补充)

由于气体本身的可压缩性,故当输送过程中压力的变化,必将导致其体积和温度随之改变。这些变化又将影响到气体输送机械的结构和形状,除根据其结构和作用原理外,还可按终压(出口压力)或压缩比(气体排出与吸入压力的比值)的大小划分。 ① 通风机:终压≯15Kpa(表压),压缩比为1~1.15 ② 鼓风机:终压15~3045Kpa(表压),压缩比﹥4 ③ 压缩机:终压≯3045Kpa(表压),压缩比﹥4 ④ 真空泵:用于减压,终压为101.3 Kpa(表压),压缩比由真空度决定。 往复式压缩机主要部件有气缸、活塞、单向吸气阀和排气阀。

一、工作原理

往复压缩机在理想状态下的压缩过程如图说明。

表示的是活塞在气缸的最右端,此时气缸内气体的体积为V1,压力为P1,对应的P-V图(压缩机理论示功图)上的a点。

当活塞开始向左推进时,位于气缸左端的两个阀门都关闭,故气体的体积缩小而压力上升,直到压力升高到P2,阀门D才被打开。在此之前,气体处于压缩阶段,变化情况如P-V图上的曲线ab,压缩阶段之末,气体状况为b点。 气体压力为P2时继续将活塞向左推进,缸内气体便经D压出。缸内压力维持在P2,气体体积逐渐减小,这阶段为排出阶段。气体变化状况以水平线bc表示。及至排出之末,气体全部排出,其体积降至零,气体状况图中c点所示。活塞再转而向右移动,缸内压力下降,在P-V图以cd表示,压力降到P1,气体状况为d点,此时阀门D关闭,S打开,气体被吸入,气缸内压力维持在P1,而缸内气体体积逐渐增大,为气体吸入阶段,气体状况沿水平线da而变,直到恢复到a点,完成一个操作循环。

四边形abcd所围面积,表示压缩气体时所消耗的功,也即推动压缩机所必须的理论功,故图中面积越小,则将气体压缩到所需压力时消耗的理论功就越少。

实际上,为使压缩机的安装、操作、使用安全,避免活塞与气缸盖直接相撞,在二者之间必须留出少许空隙,即为余隙,其中的气体仍处于终压P2之下,当一个新的工作循环开始,活塞向右移动时,余隙内高压气体膨胀,压强不断降低,直到吸入压强P1,这时每一循环中所吸入的气体量比理想循环要少。

由此可见,压缩机的一个工作循环由膨胀、吸入、压缩、排出四个阶段组成的。 采用单级压缩气体不可能得到很高的终压,也即压缩比P2/P1不能很大。原因: (一) 余隙气体的影响:每一次工作循环中,余隙空间残余气体膨胀会占据气缸

一部分容积,气缸用来吸气,容积减小。对于一定的余隙量,单级压缩所能达到的终压P2有限。

(二)温度的影响:气体受压缩时,不仅体积和压强发生变化,同时温度也发生变化。往复压缩机中,气体的压缩不是等温过程,也不是绝热过程,而是一种介于两者之间的多变过程。根据热力学定律,对于多变压缩,压缩终了气体的温度为T2=

T1,T2——分别为吸入、排出气体的温度,(K) m——多变压缩指数,由实验测定。

可以看出,压缩比P2/P1越大,压缩终了时气体的温度T2就越高,化工生产中有时需要很高的压缩比,即将气体从常压提高到几十个甚至几百个大气压,这时气体终温T2会很高,很高的温度会使气缸内润滑油变质,粘度下降,使机件磨损,还可能引起爆炸事故。因此,当压缩比较大时,不宜采用单级压缩,通常在压缩比大于8时就要采用多级压缩。

多级压缩,考虑到减少功耗,提高压缩机的经济性,将压缩机的气缸分成若干压力等级(如低压段、中压段、高压段),在每段压缩后,设置中间冷却器和油水分离器,以冷却每段压缩后的高温气体并分离掉夹带的润滑油。使整个压缩过程接近于等温压缩过程,气体的压力则分步提高到所需的指标。如多段往复式压缩机,可将气体由0.1Mpa加压到32Mpa,从图上看出,若为单级压缩,所消耗的压缩循环理论功相当于图ABEFA所围成的面积。若为二级压缩,前一级的功耗相当于ABCDA所围成的面积,如果没有中间冷却,后一级压缩的功耗相当于DCEFD所围成的面积。这时二级压缩总的功耗等于单级压缩的功耗,不能省功。但多级压缩设有冷却器,第一级压缩后排出的气体经冷却后体积由Vc减少到Vc′。这样,第二级压缩的功耗就是DC′E′FD所围成的面积。二级压缩的总功耗比单级压缩的功耗少,图中斜线面积。

单级压缩吸入气体的压强较低,体积较大,故压缩机气缸的容积比较大,改为多级压缩后,气体压强一级比一级提高,而气体的体积一级比一级减少,因此多级压缩机的气缸容积可以逐渐减少,而壁厚可以逐渐增加,比单级压缩机的又厚又大的气缸要合理。

往复压缩机的型式主要由气缸在空间的位置及气缸的排列方式决定。气缸垂直放置称为立式,水平放置称为卧式,几个气缸互相配置成L型,V型或W型的称为角式。

往复式压缩机选用根据输送气体的性能,生产所需排气量和排气压强决定。

本授课单元参考资料:《化工原理》上册,夏清,陈常贵主编

姚玉英编, 《化工原理学习指南----问题与习题解析》姚玉英等编

离心泵doc-第二章流体输送设备transportati

离心泵的特性方程:H=f(Q)管路特性方程:He=K+BQe2离心泵的工作点是指离心泵的性能曲线(H~Q曲线)与管路特性曲线的交点,即在H~Q坐标上,两曲线的交点M点工作点的含义:离心泵在特定的管路系统中运转时所提供的扬程和流量恰好等同于管路所需的扬程和流量3.流量调节
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