流体输送机械 2

输送量或配比要求非常精确，小流量的
2.3.3 隔膜泵
一、 外观
二、工作原理 往复泵的一种
三、流量调节
调整活柱往复频率或旁路
四、应用场合
腐蚀性的液体、固体悬浮液
2.3.4 齿轮泵
一、 剖面图
二、工作原理
旋转泵的一种
三、流量调节 转速或旁路
四、应用场合
高压头、小流量。粘稠以至膏状物。 不适于输送固体悬浮液
无余隙压缩循环
整个循环活塞对气体所作的功：
Ws pdV p2V2 p1V1
V1
V2
Ws Vdp
p1
p2
等温压缩循环：
P2
3
2
p1V1 piVi k const
P1 0
4
1
Ws
p2
p1
k dp p
5
V
2
6 V
1
V
无余隙压缩循环
p2 p2 Ws k ln p1V1 ln p1 p1
2 流体输送机械
2.3
其他类型泵(自 学)
往复泵 计量泵 隔膜泵 齿轮泵 螺杆泵 旋涡泵
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6
2.3.1 往复泵
一、 结构和工作原理 泵缸；活塞；活塞杆；吸入阀、排出阀
the chamber is a stationary cylinder that contains a piston The liquid is drawn into the cylinder or discharge by the reciprocating moves of a piston in the cylinder the liquid is forced out by the piston on the return stroke ，high pressures Pressure energy piston liquid work
3. 流量的精确性
Q仅与活塞面积、冲程、往复频率有关， 与泵的压头和管路特性无关。
4. 往复泵的压头 挤压供液，H任意高。 其上限取决于泵的机械强度和电动机的功率，与 泵几何尺寸无关。 实际取决于管路特性
5. 特性曲线
Q仅与泵特性有关，与管路特性和H无关
H仅与管路特性有关，与泵特性和Q无关 —正位移特性 Work
产生较高的风压，采用多级。 出口表压力一般不超过294×103Pa。
罗茨鼓风机
工作原理齿轮泵 正位移型：风量n，与出 口压强无关 风量：2~500m3/min 出口表压可达80kPa 气体温度85℃——否则转子会因受热臌胀而卡住
压缩机 离心式、 往复式
2.4.4 离心式压缩机
一、结构 ——定子与转子 转子：主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件 定子：气缸和隔板
(b) 轴流式
离心式和轴流式通风机示意图
① 结构： 主要部件：叶轮、蜗壳； 叶片形式： 低压风机 ——叶片平直；
中、高压风机—— 叶片弯曲。
② 工作原理 ：同离心泵 1－机壳
2－叶轮
3－吸入口
4－排除口
一、离心式通风机的结构特点
①叶轮直径较大 ——适应大风量 ②叶片数较多 ③叶片有平直、前弯、后弯
后级出口气体绝压 p2 压缩比 前级出口气体绝压 p1
fans (low pressure 100mmH2O) 出口风压低于1kpa(表压) centrifugal blower(鼓风机)(intermediate pressure ) [1~3kpa (100~300mmH2O (atg) compressor 3~15kpa(300~1500mmH2O)(atg) reciprocating compressor low pressure (<10kpa)(atg) intermediate pressure 10~100 kpa (atg) high pressure 100~1000kpa(atg) Rotary blower (罗茨鼓风机) liquid circular compressor (液环式的压缩机) Hydraulic jetting pump( 水力喷射泵) Vacuum pump Vapourous jetting pump(蒸汽喷射泵)
• 往复压缩机的操作原理和往复泵很相似、
• 往复压缩机处理的是可压缩的气体，它的工 作过程与往复泵不同 • 是一个热力学过程。
② 无余隙压缩循环
压缩：
排气：


V2
V1
pdV
p（ ） p2V2 2 V2 0
P2 3 2
吸气：
p1 (0 V1 ) p1V1
P1 4 5 0 V2 V1 1 6 V
不求高效率时——前弯 ④机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为矩形
二、性能参数和特性曲线 1. 风量：按入口状态计的单位时间内的排气体积。 m3/s，m3/h 2.全风压：单位体积气体通过风机时获得的能量HT。
J/m3，Pa 性能表上参数(1atm、20℃空气 ) HT0（总压能） HsT0（静压能）
• 离心泵目前在化工厂中已成为应用最广的一 种泵。 • 往复泵易于获得高压头而难以获得大流量。 旋 • 旋涡泵只适用于流量小，而压头较高的场合， 对高粘度料液尤其适宜。 比较离心泵、容积式泵、旋转泵的结构、原 理、操作和使用场合
2.4 气体输送机械
2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 概述 气体输送设备的分类与选型 离心式通风机 往复式压缩机
point
高阻高压！
三
往复泵的操作要点和流量调节
1. 适用场合 (Q不太大，H较高，非腐蚀和悬浮物) 2. 吸上高度 与上游压强、被输送液体的性质和温度有关 3. 有自吸作用，启动前不需要灌泵 4. 一般不设出口阀，若有，也必须打开启动
5. 往复泵的流量调节方法 ①用旁路阀调节流量 ②改变活塞往复频率和次数 这种办法比较简 便，但会引起一 定能量损失。
k——多变指数，1~ r
影响压缩所需轴功Ws和排气温度 T2 的主要因素： （1）压缩比p1/p2愈大，Ws和T2也愈大； （2）压缩所需的轴功Ws与吸入气体量（V1一V4）成正比；
（3）多变指数k愈大，则Ws和T2也愈大。
注意：对于石油气压缩机用空气试车或用氮气置换石油气时， 务须注意超负荷和超温的问题。
作用原出口 压力，采用多级 数，大叶轮直径， 高转数 (一般在
5000rpm以上)。
叶轮
二、 工作原理
气体叶轮中心 扩压器降速、增压 弯道，回流器 下一级叶轮中心 增压多次，高压离开 三、 特性曲线 ——与离心通风机相似 离心力做功高速到达外围
四、特点
discharge
chamber
inlet
piston
工作原理：
说明： ①活塞往复运动，直接以静压能形式供能。 ②为耐高压，活塞和连杆用柱塞代替。 往复泵是一种容积式泵
single-action: discontinuous double-action: continuous
二、往复泵的流量和压头
r 1 r
P1 0
4 5 V2 V1
1 6 V
无余隙压缩循环
多变压缩循环：
k 1 k p2 k Ws p1V1 1 k 1 p 1 k 1 p2 k 出口温度： T2 T1 p 1
绝热压缩循环：
p V p V pV
r 1 1 r 2 2
r
r ——绝热指数
r 1 r p2 r Ws p1V1 1 r 1 p 1
出口温度：
P2
3
2
2'
p2 T2 T1 p 1
Rotary
风机主要用于：气体输送； 压缩机主要用于：压缩气体。
气、液体输送设备区别 ① 能量衡算基准不同， 液体 气体 1kg 1m3 扬程，m 风压，N/m2
② 气体压缩时，产生热效应，需设冷却装置。
2.4.2
离心式通风机
型式： 离心式——多用于气体输送； 轴流式——一般用于通风换气。
(a) 离心式
风机内压力变化小，气体可视为不可压缩流体，对风 机进、出口截面作能量衡算：
1 1 2 1 z1 g p1 1u1 We 2 z2 g p2 2u 2 p f 2 2
J /m
3
2 2 H T ( p2 p1 ) (u2 u1 ) H p H k 2
静风压
动风压
①气体获能 = 进出口静压差(静风压)+动能差(动风压) ②出口速度很高，且压缩比小，动风压占比例很高
③ 效率
Ne N
④ 轴功率 N N e H T Q (kW ) 1000
⑤ 离心通风机特性曲线
说明：HT 与 流体密度ρ 有关
HT We Hg HT
HT , HT
风压：H T H T 1.2
Q'V QV
轴功率： N ' N

1.2
注意：按 HT 和 QV ′，从样本中选择风机
③ 计算风机效率，使其在高效区工作。
离心式
鼓风机
罗茨式
（1）离心式鼓风机（透平鼓风机） 主要结构和工作原理与离心通风机类似，
外形离心泵 蜗壳形通道常为圆形
不适于输送固体悬浮液、高粘度流体
液体在叶片与引水道之间的反夏迂回是靠离 力的作用，故旋涡泵在开动前也要灌满液体 旋涡泵的最高效率比离心泵低，特性曲也与离 心泵有所不同。 旋涡泵在启动泵时，出口阀必须全开。
问 题？
• 查阅资料，了解目前常用的还有那些液 体输送设备？基本原理是什么？