资源简介

模块一 流体输送操作
项目4 离心泵操作
【教材版本】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。
【教学目标】
1．通过本项目学习，学会离心泵的启动、运转和停车操作。
2．学会选择和安装离心泵。
3．学会离心泵特性曲线的测定方法，掌握实验数据的处理和作图方法。
【教学重点、难点】
重点：离心泵的启动、运转和停车操作
难点：离心泵特性曲线的测定
【教学方法】
采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入——演示——实训——评价——讲授——讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。
【学时安排】8学时
【教学建议】
先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习流体输送的相关知识。
【教学过程】
一、导入
在化工生产中，离心泵的操作是非常常见的，其操作方法也较简单，但需要注意一些方面。
二、教师讲授及演示实训步骤
1．布置实训任务：离心泵操作。
2．说明离心泵的的性能曲线的测定需记录的数据。
图1-44 流体输送实训装置
三、学生实训
指导学生按工艺卡片进行实训。
检查准备——灌泵——启动——正常运转——测定数据——停泵——绘制曲线
四、检查评价
学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。
五、相关知识
在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。
一、离心泵的安装高度
安装高度（吸上高度）：是指泵入口中心处与吸入液面间的垂直距离。
1．离心泵的汽蚀现象
当吸入液面上的压力一定时，吸上高度越高，则泵入口压力越小。当吸入口处压力小于操作条件下被输送液体的饱和蒸气压时，在泵进口处，液体就会沸腾，大量汽化，产生的大量气泡随液体进入高压区时，又被周围的液体压碎，而重新凝结为液体。在气泡凝结时，气泡处形成真空，周围的液体以极大的速度冲向气泡中心。这种极大的冲击力可使叶轮和泵壳表面的金属脱落，形成斑点和小裂缝，称为汽蚀。
汽蚀现象发生时，泵体因受冲击而发生振动，并发出噪音；因产生大量气泡，使流量、扬程下降，严重时不能工作。
2．泵的允许吸上高度，Hg
（1-24）
式中：p0——吸入液面压力，Pa；
p1——吸入口压力，Pa；
u1——吸入口处的流速，m/s；
Hf，0-1——液体流经吸入管的压头损失，m。
3．允许汽蚀余量——表示离心泵的抗汽蚀性能。
（1-25）
式中：ps——操作温度下液体的饱和蒸气压，Pa；
4．泵的最大安装高度的计算
（1-26）
从安全角度考虑，泵的实际安装高度值一般应比计算值再低0.5～1m。
【例1-7】 用油泵从密闭容器里送出30℃的丁烷。容器内丁烷液面上的绝对压力为3.45×105Pa。液面降到最低时，在泵入口中心线以下2.8m。丁烷在30℃时密度为580kg/m3，饱和蒸气压为3.05×105Pa。泵吸入管路的压头损失为1.5m。所选用的泵汽蚀余量为3m。试问这个泵能否正常工作？
解：按所给条件考虑这个泵能否正常操作，就必须计算出它的安装高度，再与题中所给数值相比较，看它是否会发生汽蚀。
已知p0＝3.45×105 Pa，ps＝3.05×105Pa，Δh＝3m，ρ＝580kg/m3，Hf，0－1＝1.5m，则
＝＝2.53m
题中指出，容器内液面降到最低时，实际安装高度为2.8m，而泵的允许安装高度为2.53m，说明泵安装位置太高，不能保证整个输送过程中不发生汽蚀现象。为了保证泵正常操作，应使泵入口中心线不高于最低液面2.53m，即从原来的安装位置降低0.27m。
二、离心泵的选用、安装与操作
学生自学、讨论内容
1．离心泵的选用步骤。
2．离心泵的安装和运转要求。
3．离心泵的常见操作故障及处理方法。
三、离心泵的操作
1．管路特性曲线——压头与流量的关系曲线
（1-27）
图1-46 管路特性曲线 图1-47 离心泵的工作点
2．离心泵的工作点
当泵安装在一定管路系统中时，泵的特性曲线与管路特性曲线的交点即为泵的工作点，如图1-47所示。工作点所示的流量与压头既是泵提供的流量和压头，又是管路所需要的流量和压头。离心泵只有在工作点工作，管中流量才能稳定。泵的工作点以在泵的效率最高区域内为宜。
3．离心泵的流量调节
改变泵工作点的位置，即可调节泵的流量。
（1）通过阀门调节。
（2）改变泵的转速，流量和扬程均能提高。
（3）改变叶轮外径也可改变泵的特性曲线，从而调节流量。
【作业】复习题
允许安装高度 气缚
实际安装高度 汽蚀
习题

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