食品工程原理学生课件第二章流体输送机械_智库文档
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化工原理ppt-第二章流体输送机械
H
' S
p a p1
g
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二、离心泵安装高度
3.允许气蚀余量
H
' S
p a p1
g
由于HS′使用起来不便，有时引入另一表示气蚀性 能的参数，称为气蚀余量。 以NSPH表示，定义为防止气蚀发生，要求离心泵 入口处静压头与动压头之和必须大于液体在输送温 度下的饱和蒸汽压头的最小允许值。
性能曲线包括H～Q曲线、
N～Q曲线和 ～Q曲线。
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二、离心泵的性能参数与特性曲线
2．性能曲线
① H～Q特性曲线 随着流量增加，泵的压头下降，
即流量越大，泵向单位重量流体提 供的机械能越小。
② N～Q特性曲线 轴功率随着流量的增加而上升，
所以大流量输送一定对应着大的配 套电机。离心泵应在关闭出口阀的 情况下启动，这样可以使电机的启 动电流最小。
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三、离心泵的选用、安装与操作
1.离心泵类型
（1）清水泵：适用于输送清水或物 性与水相近、无腐蚀性且杂质较少的 液体。结构简单，操作容易。 （2）耐腐蚀泵：用于输送具有腐蚀 性的液体，接触液体的部件用耐腐蚀 的材料制成，要求密封可靠。 （3）油泵：输送石油产品的泵，要 求有良好的密封性。 （4）杂质泵：输送含固体颗粒的液 体、稠厚的浆液，叶轮流道宽，叶片 数少。
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三、离心泵的选用、安装与操作
3.安装与操作离心泵
（1）安装 ①安装高度不能太高，应小于允许安装高度。 ②尽量减少吸入管路阻力，以减少发生汽蚀可能性。 主要考虑：吸入管路应短而直；吸入管路直径可稍大； 吸入管路减少不必要管件；调节阀装于出口管路。 （2）操作 ①启动前应灌泵，并排气。②应在出口阀关闭情况下 启动泵。③停泵前先关闭出口阀，以免损坏叶轮。④ 经常检查轴封情况
2第二章流体输送_食品工程原理
(四）转速对离心泵特性的影响
当液体的粘度不大且泵的效率不变时，泵的流量、压 头、轴功率与转速的近似关系可表示为：
Q' n' = Q n
H' n' 2 =( ) H n
N' n' 3 =( ) N n
——比例定律
(五）叶轮直径的影响
某一尺寸的叶轮外周经过切削而使D2 变小，若切 削使直径D2 减小的幅度在20%以内，效率可视为不变 ，并且切削前、后叶轮出口的截面积也可认为大致相 等， 此时有：
P − P u12 将 HS = P − p1 / ρg 代入 Hg = a 1 − − H f 0−1 得 a ρg 2g
u Hg = HS − − H f 0−1 ——允许吸上高度的计算式 允许吸上高度的计算式 2g
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HS值越大，表示该泵在一定操作条件下抗气蚀性能好，安 装高度Hg越高。 HS与泵的结构、流量、被输送液体的物理性质及当地大气 压等因素有关。 通常由泵的制造工厂 试验测定，实验在大 气压为10mH2O下,以 20℃清水为介质进行 的。
(一)离心泵的结构 一
1.叶轮 通常有开式、半开式和闭式 叶轮 通常有开式、
2.泵壳 呈蜗牛壳形，有时在叶轮和泵壳之间 泵壳 呈蜗牛壳形， 安装一个导轮。 安装一个导轮。
1－泵壳 － 2－叶轮 － 3－导轮 －
3. 轴封装置 填料密封，机械密封 填料密封，
(二)离心泵的工作原理 二 离心泵的工作原理
(二）安装高度 Hg
离心泵的安装高度，指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可 允许达到的最大垂直距离，以Hg表示。 计算方法：允许吸上真空高度法和气蚀余量法。
贮槽液面0-0’与入口处1-1’两截面间列 柏努利方程:
《流体输送机械 》课件
介绍流体输送机械的定义，包括离心泵、排污泵、螺旋输送机等多种类型。
2 原理和工作过程
解释流体输送机械的工作原理，如离心力、容积效率等，并说明其在输送过程中的工作 过程。
3 应用领域
探讨流体输送机械在化工、石油、水处理等领域中的广泛应用。
常见的流体输送机械
管道输送机
介绍管道输送机的构造、优 势以及适用场景，如液体输 送和气体输送。
螺旋输送机
解释螺旋输送机的工作原理 和特点，包括连续输送和适 用于颗粒物料。
浓缩输送机
说明浓缩输送机的作用和优 势，如固液分离、废水处理 等。
流体输送机械的设计和选择
1 设计要点和考虑因素
解读流体输送机械的设计要点，如流量计算、选型和材料选择。
2 输送机械的选择和优化
提供选择适合需求的流体输送机械的方法和技巧，如性能评估和经济效益分析。
流体输送机械的维护和故障排除
1 日常维护和保养
介绍流体输送机械的日常维护措施，如润滑、清洁和紧固件检查。
2 常见故障及解决方法
列举常见的流体输送机械故障，并提供相应的解决方法和机械故障的 案例，阐述事故原因和解决方 案。
案例二
介绍一次成功的流体输送机械 设计和应用案例，并探讨其取 得的成就。
案例三
讲解一个流体输送机械的维护 和保养案例，包括日常维护和 故障排除。
《流体输送机械》PPT课 件
课程介绍
课程目标和重要性
了解流体输送机械的基本概念和原理，掌握其在工程领域中的重要性。
课程内容
讲解流体输送机械的定义、分类、工作原理、应用领域以及设计和维护方法。
学习方法
通过理论讲解、案例分析和实践操作等方式帮助学生深入了解流体输送机械。
流体输送机械概述
1 定义和分类
2 原理和工作过程
解释流体输送机械的工作原理，如离心力、容积效率等，并说明其在输送过程中的工作 过程。
3 应用领域
探讨流体输送机械在化工、石油、水处理等领域中的广泛应用。
常见的流体输送机械
管道输送机
介绍管道输送机的构造、优 势以及适用场景，如液体输 送和气体输送。
螺旋输送机
解释螺旋输送机的工作原理 和特点，包括连续输送和适 用于颗粒物料。
浓缩输送机
说明浓缩输送机的作用和优 势，如固液分离、废水处理 等。
流体输送机械的设计和选择
1 设计要点和考虑因素
解读流体输送机械的设计要点，如流量计算、选型和材料选择。
2 输送机械的选择和优化
提供选择适合需求的流体输送机械的方法和技巧，如性能评估和经济效益分析。
流体输送机械的维护和故障排除
1 日常维护和保养
介绍流体输送机械的日常维护措施，如润滑、清洁和紧固件检查。
2 常见故障及解决方法
列举常见的流体输送机械故障，并提供相应的解决方法和机械故障的 案例，阐述事故原因和解决方 案。
案例二
介绍一次成功的流体输送机械 设计和应用案例，并探讨其取 得的成就。
案例三
讲解一个流体输送机械的维护 和保养案例，包括日常维护和 故障排除。
《流体输送机械》PPT课 件
课程介绍
课程目标和重要性
了解流体输送机械的基本概念和原理，掌握其在工程领域中的重要性。
课程内容
讲解流体输送机械的定义、分类、工作原理、应用领域以及设计和维护方法。
学习方法
通过理论讲解、案例分析和实践操作等方式帮助学生深入了解流体输送机械。
流体输送机械概述
1 定义和分类
食品工程原理 第二章 流体输送机械
流体输送机械
2．离心泵的主要性能 （1）离心泵的主要性能参数 要正确选择和使用离心 泵 ，必须了解其工作性能 参数， 离心泵泵体铭牌上 标注的性能参数主要有流量、扬程、轴 功率和效率等。 ① 流量。离心泵的流量是指单位时间内，泵所排出的 液体的体 积 ，也 称为泵 的 输液能力，用符 号 qv 表示， 单 位 为 m3/s 或m3/h,离心泵的流量与泵叶轮直径、叶片宽度以及 叶轮转速有关。 ② 扬程。在液体输送中离心泵给予单位重量（1N）液 体的能量， 称为泵 的 扬 程，又 称泵 的 压头 ，用符 号 H 表示， 单 位 m， 泵 的 扬 程由 实验测 得， 泵 的 扬 程取 决 于 泵 的 结构 （叶轮直径，叶片的弯曲情况）、转速和流量。
率不低于最高效率的92%的范围内工作。
流体输送机械
（3）影响离心泵性能的因素 ①液体物理性质 的影响 。因 泵 生 产 部 门 所提供的特性 参数或特性曲线是用常温清 水做实验测定的， 当所输送的 液体种类或输送条 件发生改 变时，流体的物理性 质将发生 变化，则要对原参数和特性曲线进行修正。 a．液体密度的影响。离心泵的流量、扬程和效率均与 密度无关，所以 H - qv 线、η- qv线保持不变。泵的轴功率 则与密度成正比，因此泵的原P-qv线应进行修正。 b．液体黏度的影 响 。离心 泵 所 输 送的液体黏度增大， 则泵的流量、扬程、效率均变小，而 轴功率增大，此时， 泵的三条特性曲线均应进行修正。
流体输送机械
图2-3 泵壳 1泵壳 2叶轮
流体输送机械
③轴封装置。由于泵轴转动而泵壳固定不动，因此泵 轴和泵壳之间必然有缝隙，这种缝隙如果与泵内高压液体 相通，则液体将从泵壳沿轴的四周漏出；如果缝隙和泵的
吸入口相通，则因吸入口为低压区，外界空气就会沿轴进
食品工程原理完整PPT课件
其余前后处理中的操作步骤则以物理加工为主要 特征，为反应器中的过程提供优惠条件，但它们 却占据生产过程的大部分，占据企业大部分的设 备投资和操作费用。
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
食品工业中的物理过程或物理操作步骤，对食品 工程师、科研人员及管理人员而言，非常重要。
processes is unified and simplified.
工业和过程生产线按单元操作分割，以统一和简
化描述。
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
0.2.2 单元操作的特点
都是物理操作； 都是共有的操作； 原理相同，设备通用（不同过程中，设备的个数
的 设 计 指动量、热量、 浓 度 （ 指单 位 体积 物 差除以传递阻 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
主 设备 物质量)
理量）梯度乘系数
力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
线
完成 选用 设计 计算
选用 动量 型 设备
需求出设备的动 量通量(指单位 面积单位时间的 动量)
运用规律：动量通量 绝对值等于速度梯度 乘比例系数动力粘度 或表观动力粘度
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
对涉及生物、化学加工的食品加工过程而言，过 程的核心应当是生物化学或化学反应过程和设备 （反应器）。
为了过程得以经济有效地进行，反应器中应保持 某些优惠条件，如适宜的压强、温度、浓度、界 面积。
食品与生物工程学院
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食品工业中的物理过程或物理操作步骤，对食品 工程师、科研人员及管理人员而言，非常重要。
processes is unified and simplified.
工业和过程生产线按单元操作分割，以统一和简
化描述。
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0.2.2 单元操作的特点
都是物理操作； 都是共有的操作； 原理相同，设备通用（不同过程中，设备的个数
的 设 计 指动量、热量、 浓 度 （ 指单 位 体积 物 差除以传递阻 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
主 设备 物质量)
理量）梯度乘系数
力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
线
完成 选用 设计 计算
选用 动量 型 设备
需求出设备的动 量通量(指单位 面积单位时间的 动量)
运用规律：动量通量 绝对值等于速度梯度 乘比例系数动力粘度 或表观动力粘度
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对涉及生物、化学加工的食品加工过程而言，过 程的核心应当是生物化学或化学反应过程和设备 （反应器）。
为了过程得以经济有效地进行，反应器中应保持 某些优惠条件，如适宜的压强、温度、浓度、界 面积。
食品与生物工程学院
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《流体输送机械》PPT课件
第一节 液体输送机械
表2-1液体输送机械的分类
泵是一种通用的机械，广泛使用在国民经济各部门中。 其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作方便等 优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点讲述离心 泵，对其它类型的泵作一般介绍。
第一节 液体输送机械
二、离心泵构造和原理
1.离心泵的工作原理 图2-1是一台安装在管路中 的离心泵装置示意图，主要部件 为叶轮1，叶轮上有6-8片向后弯 曲的叶片，叶轮紧固于泵壳2内 泵轴3上，泵的吸入口4与吸入管 5相连。液体经底阀6和吸入管5 进入泵内。泵壳上的液体从排出 口8与排出管9连接,泵轴3用电机 或其它动力装置带动。
泵
2.特性曲线
离心泵的有效压头、轴功率、效率与流量之间的关系曲线称为离心泵的特 性曲线 , 常 由 实 验 测 定 ， 如 图 2- 8 所 示 为 国 产 IS100-80-125型离心水泵在 n=2900rm-1时测得的特性曲线。其中以扬程和流量的关系最为重要。由于泵的 特性曲线随泵转速而改变，故其数值通常是在额定转速和标准试验条件(大气 压101.325kPa,20℃清水)下测得。通常在泵的产品样本中附有泵的主要性能 参数和特性曲线,供选泵和操作时参考。
图2-4 泵壳与导轮 1-叶轮；2-导轮；3-泵壳
第一节 液体输送机械
2.2泵壳：是一个截面逐渐扩 大的状似蜗牛壳形的通道，常称蜗 壳，如图2-5所示。叶轮在壳内顺 着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转, 愈接近液体出口,通道截面积愈大。 因此,液体从叶轮外缘以高速被抛 出后,沿泵壳的蜗牛形通道而向排 出口流动,流速便逐渐降低,减少了 能量损失,且使大部分动能有效地 转变为静压能。
另外：叶轮按其吸液方式的不同可分为单吸式和双吸 式两种，如图2-3所示。单吸式叶轮构造简单，液体从叶 轮一侧被吸入；双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入 液体。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，并较好地 消除轴向推力。故常用于大流量的场合。
流体输送机械学习教材PPT课件
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理
（1）离心泵的外观与内部结构 （2）离心泵的主要部件
1）叶轮 2）泵壳 3）泵轴
（3）离心泵的工作原理
（1）离心泵的外观与内部结构 离心泵的外观
离心泵的内部结构
1）叶轮
叶轮是离心泵的核心部件，由4-8片的叶片 组成，构成了数目相同的液体通道。按有 无盖板分为开式、闭式和半开式（其作用 见教材）。
后盖板上的平衡孔消除轴向推力。 离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会 渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为 低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向 推力。 这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还 会产生振动。 平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶 轮前后的压力差。但由此也会此起泵效率的降低。
流体输送机械分类
按工作介质不同： 液体——泵 气体——风机、压缩机 按工作原理不同： 离心式 正位移式（容积式）：往复式、旋转式 其它（如喷射式）
2.2 离心泵
离心泵结构简单，操作容易，流量易于调 节，且能适用于多种特殊性质物料，因此 在工业生产中普遍被采用。 2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理 2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线 2.2.3 离心泵的工作点和流量调节 2.2.4 离心泵的组合操作 2.2.5 离心泵的安装高度 2.2.6 离心泵的选用、安装与操作
环境工程原理 第二章 流体输送机械
西北民族大学 化工学院
2 流体输送机械
2.1 概 述 2.2 离心泵 2.3 其它类型泵 2.4 气体输送机械 2.5 真空泵
第2章 流体输送机械ppt课件
密封方式有：填料密封与机械密封，填料密封适用于一 般液体，而机械密封适用于有腐蚀性易燃、易爆液体。
填料密封：简单易行，维修工作量大，有一定的泄漏， 对燃、易爆、有毒流体不适用；
机械密封：液体泄漏量小，寿命长，功率小密封性能好 ，加工要求高。
以上三个构造是离心泵的基本构造，为使泵更有效地 工作，还需其它的辅助部件：
2.离心泵的主要部件
泵壳（蜗牛形，又称蜗壳）
泵壳制成蜗牛形，使部分动能转换成静压能。从而避免 高速流体在泵体及管路内巨大的流动阻力损失。因此泵壳不 仅是液体的汇集器，而且还是一个能量转换装置。
思考：三种叶轮中哪一种效率高？
闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大
但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象
2．离心泵的特性曲线 (Characteristic curves）
由于离心泵的各种损失难 以定量计算，使得离心泵的特 性曲线H～Q、N～Q、η～Q的
4B20离心泵
30 n＝2900r/min 26
η
80%
70%
关系只能靠实验测定，在泵出 22 18
厂时列于产品样本中以供参考。 14
右图所示为4B20型离心泵在转 10 速 n ＝ 2900r/min 时 的 特 性 曲 线 。
29 00 ， H 与 Q 无 关 ；
2 9 0 0 ， H 随 Q 的 增 加 而 减 小 。
H u22 / g
2 90
2 90
2 90
Q 离心泵 H∞ - Q 图
实际流量较理论 流量低的原因： ➢ 非理想情况
➢ 泵内存在泄漏
2.1.3 离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的主要性能：流量Q 、压头(扬程)H 、效率 、
叶轮轴向力问题
填料密封：简单易行，维修工作量大，有一定的泄漏， 对燃、易爆、有毒流体不适用；
机械密封：液体泄漏量小，寿命长，功率小密封性能好 ，加工要求高。
以上三个构造是离心泵的基本构造，为使泵更有效地 工作，还需其它的辅助部件：
2.离心泵的主要部件
泵壳（蜗牛形，又称蜗壳）
泵壳制成蜗牛形，使部分动能转换成静压能。从而避免 高速流体在泵体及管路内巨大的流动阻力损失。因此泵壳不 仅是液体的汇集器，而且还是一个能量转换装置。
思考：三种叶轮中哪一种效率高？
闭式叶轮的内漏较弱些，敞式叶轮的最大
但敞式叶轮和半闭式叶轮不易发生堵塞现象
2．离心泵的特性曲线 (Characteristic curves）
由于离心泵的各种损失难 以定量计算，使得离心泵的特 性曲线H～Q、N～Q、η～Q的
4B20离心泵
30 n＝2900r/min 26
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关系只能靠实验测定，在泵出 22 18
厂时列于产品样本中以供参考。 14
右图所示为4B20型离心泵在转 10 速 n ＝ 2900r/min 时 的 特 性 曲 线 。
29 00 ， H 与 Q 无 关 ；
2 9 0 0 ， H 随 Q 的 增 加 而 减 小 。
H u22 / g
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Q 离心泵 H∞ - Q 图
实际流量较理论 流量低的原因： ➢ 非理想情况
➢ 泵内存在泄漏
2.1.3 离心泵的性能参数与特性曲线
离心泵的主要性能：流量Q 、压头(扬程)H 、效率 、
叶轮轴向力问题