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第七节 流体输送机械流体输送机械在化工生产中的作用1、为流体提供动力，以满足输送要求。2、为工艺过程创造必要的压力条件。对流体做功（提供能量）的机械装置统称为流体输送机械。通常输送液体的机械叫泵输送和压缩气体的机械叫气体压送机械。1.7.5离心泵的工作点与调节一、管路特性曲线与离心泵的工作点管路特性：流体流经管路系统时，需要的压头和流量之间的关系。反映管路对泵的要求。（由柏努利方程决定 ）说明：由管路系统本身决定，与泵的特性无关。ab管路特性曲线qVH离心泵的工作点：泵工作时的qV、H、P、η当泵安装在指定管路时，流量与压头之间的关系既要满足泵的特性，也要满足管路的特性。如果这两种关系均用方程来表示，则流量与压头要同时满足这两个方程，在性能曲线图上，应为泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。这个交点称为离心泵在指定管路上的工作点，显然，交点只有一个，也就是说，泵只能在工作点下工作。说明：泵工作点受到泵性能、管路特性制约泵性能--离心泵特性曲线，管路特性--管路特性曲线。离心泵的工作点示意图离心泵工作点H-qV曲线L-qV曲线HHMMdcPqV,MqVη二、离心泵的流量调节①　改变阀门的开度实质：改变管路特性曲线(阀门上阻力损失变化)，泵特性曲线不变。优点：迅速方便,连续调节；代价：阀门阻力损失↑；适用：流量调节幅度不大，经常调节的地方。泵出口阀：两套(手动阀和自动阀)离心泵节流调节时工作点的变化qV,MqVq‘V,M②调节离心泵转速或改变叶轮直径实质：改变泵特性曲线，管路特性不变。适用：流量变化幅度大的场合。优点：不因调节流量而损失能量。改变转速时工作点的变化Enn'MM'H-qVHHMH’-qVH’MqV,MqVq’V,M　①　泵合成特性曲线改变在相同压头下，流量加倍。(1)并联操作泵型号相同，吸入管路相同，出口阀开度相同。②　管路特性曲线不变三、离心泵的并联与串联HqV,1qVqV,并H并BAcbd离心泵的并联操作③并联泵的工作点并联泵总流量和总压头↑；流量增加不到单泵的两倍；原因：管路存在阻力损失。④并联泵效率等于单泵在qV,单时的工作效率。HqV,1qVqV,并H并BAcbd离心泵的并联操作①泵的合成特性曲线改变相同流量下，压头加倍。(2)串联操作泵型号相同，首尾相连。②管路合成特性曲线不变HqVqV,串H串BAcbd离心泵的串联操作c’③　串联泵的工作点串联泵的总流量和总压头↑；压头增加不到单泵的两倍。④串联泵效率等于单泵在qV,单时的工作效率。HqVqV,串H串BAcbd离心泵的串联操作c’1.7.6离心泵的类型与选用一、离心泵的类型按输送液体的性质或泵结构分类，用英语或汉语拼音为系列代号。①　清水泵B型：单级单吸式，系列扬程范围8～98m，流量范围：4.5～360 m3/h,属常用型。D型：多级离心泵(一般2～9级)。系列扬程范围：14～351m，流量范围：10.8～850 m3/h，适用：压头高，而流量不大的场合。S型：双吸式离心泵系列扬程范围：9～140 m；流量范围：120～1250 m3/h；适用：压头要求不高，流量较大的场合。②　油泵：Y型要求密封性能好，一般具有冷却措施。流量：6.5～500 m3/h压头：60～603 m。③其它类型泵耐腐蚀泵(F型)：密封性能好(常用机械密封)，杂质泵(P型)：不易堵，耐磨，叶轮：敞式或半闭式。蔽泵：机泵一体，用于输送易燃、易爆液体。液下泵(EY型)：无泄漏问题，化工常用泵。IS型泵代表单级单吸离心泵，即原B型水泵。D型泵是国产多级离心泵的代号S型泵是双吸离心泵的代号，即原SH型泵耐腐蚀泵是用来输送酸、碱等腐蚀性液体的泵的总称 。油泵是用来输送油类及石油产品的泵，由于这些液体多数易燃易爆，因此必须有良好的密封 （Y型）磁力泵是一种高效节能的特种离心泵，通过一对永久磁性联轴器将电机力矩透过隔板和气隙传递给一个密封容器，带动叶轮旋转。二、 离心泵的选用原则： ①　确定泵的类型依据：a）输送流体的性质→清水泵、油泵、耐腐蚀泵等b）现场安装条件→卧式泵、立式泵等c）流量大小→单吸泵、双吸泵等d）扬程大小→单级泵、多级泵等②　选择泵的具体型号a）由管路所需压头、流量，确定泵压头、流量。工程观点：选择时，有一定生产裕度。b）抗汽蚀性能好c）经济性好：泵的操作点应处于高效区内。③校核和最终选型效率高、汽蚀余量小、重量轻、价格低泵型号的意义离心泵选用的步骤：1.根据被输送液体的性质及操作条件，确定泵的类型。2.确定流量。如果流量是变化的，应以最大值为准。3.确定完成输送任务需要的压头。4.通过流量与压头在相应类型的系列中选取合适的型号。5.校核轴功率。当液体密度大于水的密度时，必须校核轴功率。6.列出泵在设计点处的性能。四、离心泵的安装与操作1.安装要点①应尽量将泵安装在靠近水源，干燥明亮的场所，以便于检修；②应有坚实的地基，以避免振动。通常用混凝土地基，地脚螺栓连接；③泵轴与电机转轴应严格保持水平，以确保运转正常，提高寿命；④安装高度要严格控制，以免发生气蚀现象；⑤在吸入管径大于泵的吸入口径时，变径联接处要避免存气，以免发生气缚现象。如图所示，图中(a)不正确，(b)正确。2.操作要点①灌泵 启动前，使泵体内充满被输送液体的操作。用来避免气缚现象；②预热 对输送高温液体的热心油泵或高温水泵，在启动与备用时均需预热。因为泵是设计在操作温度下工作的，如果在低温工作，各构件间的间隙因为热胀冷缩的原因会发生变化，造成泵的磨损与破坏。预热时应使泵各部分均匀受热，并一边预热一边盘车。③盘车 用手使泵轴绕运转方向转动的操作，每次以180°为宜，并不得反转。其目的是检查润滑情况，密封情况，是否有卡轴现象，是否有堵塞或冻结现象等。备用泵也要经常盘车。④关闭出口阀，启动电机 为了防止启动电流过大，要在最小流量，从而在最小功率下启动，以免烧坏电机。但对耐腐蚀泵，为了减少腐蚀，常采用先打开出口阀的办法启动。但要注意，关闭出口阀运转的时间应尽可能短，以免泵内液体因摩擦而发热，发生气蚀现象。⑤调节流量 缓慢打开出口阀，调节到指定流量。⑥检查 要经常检查泵的运转情况，比如轴承温度、润滑情况、压力表及真空表读数等等，发现问题应及时处理。在任何情况下都要避免泵内无液体的干转现象，以避免干摩擦，造成零部件损坏。⑦停车时，要先关闭出口阀，再关电机 以免高压液体倒灌，造成叶轮反转，引起事故。在寒冷地区，短时停车要采取保温措施，长期停车必须排净泵内及冷却系统内的液体，以免冻结胀坏系统。FI-03FI-01FI-02离心泵性能曲线测定装置图（2）离心泵性能曲线实验测定①测定原理②测定数据数据：不同流量下的泵进、出口处压强、轴功率③绘制特性曲线计算H、η：1.7.7其他类型的泵一．往复泵1． 工作原理（与离心泵的不同）如图所示，往复泵不需灌液，具有自吸能力。2．流量Q：Q=Q（活塞面积，冲程[活塞左右移动距离]，往复频率）液体吸入 液体排出单动往复泵的工作原理3．He与Q无关（这又与离心泵不同），He受管路的承压能力限制4．流量调节采用旁路调节，不能用出口阀来调节。（这也与离心泵不同）5．汲上真空高度也随大气压（pa），密度（ρ）和液温变化而变化，所以往复泵的汲上真空高度也有一定限制。正位移性——泵的排液能力只与泵的几何尺寸，而与管路情况无关，又压头与流量无关，受管路的承压能力所限制，这种特性称为正位移性。这种泵称为正位移泵。往复泵是正位移泵之一。 二． 漩涡泵旋涡泵是一种特殊的离心泵。旋涡泵适用于流量小、压头高且粘度不大的液体的输送。旋涡泵启动前同样需要灌泵。这种泵虽属离心式，但亦需用旁路阀调流量，因引水道窄，泵的压头较高，若关闭出口阀运转，高压液体强行越过挡壁漏回低压端时摩阻大，泵体震动，叶片易受损。三、螺杆泵（screw pump）四、齿轮泵（gear pump）齿轮泵的工作原理与往复泵类似螺杆泵和齿轮泵特别适用于高粘度的液体，故从使用的角度分类，这些泵属于高粘度泵。在任何给定的转速下，泵的理论流量与扬程无关，对于输送高粘度液体，由于受泵的结构和所输送液体性质的限制，泵是在低转速下工作的。五、屏蔽泵（canned-motor pump）屏蔽泵是一种无泄漏泵，它的叶轮和电机联为一个整体，并密封在同壳体内，不需要填料或机械密封，故屏蔽泵亦称为无密封泵。常用于输送腐蚀性强、易燃、易爆、有毒及具有放射性或贵重的液体。屏蔽泵的主要结构特点是没有轴封结构，泵的密封是采用泵和电机整体结构来实现的，按照泵与电动机的布置方式，屏蔽泵有立式和卧式两种。

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