流体输送设备的安全问题解析.pptx

流体输送设备的安全、流体输送设备的安全问题问题2流体输送机械流体输送机械3按泵的工作原理分按泵的工作原理分:特点：使流体获得速度特点：使流体获得速度特点：机械内部的工作容积不断发生变化。特点：机械内部的工作容积不断发生变化。4l流体输送机械应满足的条件l满足生产工艺的要求l满足被输送液体性质的需要l结构简单，价格低廉，质量小l运行可靠，维护方便，效率高，操作费用低5.1 离心泵的安全运行离心泵的安全运行.1.1离心泵的工作原理离心泵的工作原理思考：思考：为什么叶片弯曲？为什么叶片弯曲？泵壳呈蜗壳状？泵壳呈蜗壳状？思考：思考：流体在泵内都获得了哪几种能量？流体在泵内都获得了哪几种能量？其中哪种能量占主导地位？其中哪种能量占主导地位？思考：思考：泵启动前为什么要灌满液体？泵启动前为什么要灌满液体？.1.3离心泵主要构件离心泵主要构件(1)叶轮叶轮思考：思考：三种叶轮中那一种效率高？三种叶轮中那一种效率高？闭闭式式叶叶轮轮的的内内漏漏较较弱弱些些，敞敞式式叶轮的最大。叶轮的最大。但但敞敞式式叶叶轮轮和和半半闭闭式式叶叶轮轮不不易易发生堵塞现象发生堵塞现象8 叶轮轴向力将导致轴及叶轮的窜动和叶轮轴向力将导致轴及叶轮的窜动和叶轮与泵壳的相互研磨。叶轮与泵壳的相互研磨。叶轮轴向力问题叶轮轴向力问题 解决方法：解决方法：（）叶轮盖板上开设小孔（）叶轮盖板上开设小孔（）安装止推轴承（）安装止推轴承（）单吸改双吸（）单吸改双吸9（2）泵壳）泵壳思考：思考：泵壳的主要作用是什么？泵壳的主要作用是什么？汇集液体，并导出液体；汇集液体，并导出液体；能量转换装置能量转换装置10导轮思考：思考：为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反？为什么导轮的弯曲方向与叶片弯曲方向相反？11（3）轴封装置）轴封装置减少泵内高压液体外流，防止空气侵入泵内。减少泵内高压液体外流，防止空气侵入泵内。-填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以填料不能压得过紧，也不能压得过松，应以 压盖调节到有液体成滴状向外渗透。压盖调节到有液体成滴状向外渗透。常用填料为浸透石墨或黄油的棉织物或石棉。常用填料为浸透石墨或黄油的棉织物或石棉。12压头压头：泵提供给单位重量液体的泵提供给单位重量液体的能量称为泵的压头，用能量称为泵的压头，用H表示，单位表示，单位m。.1.2离心泵的主要性能离心泵的主要性能13理论压头理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称为理想情况下单位重量液体所获得的能量称为 理论压头，用理论压头，用H 表示。表示。14液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种:理论压头表达式的推导理论压头表达式的推导15原因二：原因二：液体由液体由1流到流到2时，由于流动通道逐渐扩大，时，由于流动通道逐渐扩大，w逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。逐渐变小，这部分能量将转化为静压能。1请思考：请思考：与与H 有关的因素有哪些？分别是怎样的关系？有关的因素有哪些？分别是怎样的关系？讨论：讨论：（1）理理论论压压头头与与流流量量Q、叶叶轮轮转转速速、叶叶轮轮的的尺尺寸寸和和 构构造造r2、b2、2）有关；）有关；（2）叶轮直径及转速越大，则理论压头越大；）叶轮直径及转速越大，则理论压头越大；1叶片后弯叶片后弯，20，即即H 随流量增大而减小；随流量增大而减小；叶片径向叶片径向，2=90，ctg 2=0，即即H 不随流量而变化不随流量而变化；叶片前弯叶片前弯，290，ctg 20，即即H 随流量增大而增大。随流量增大而增大。18思考：思考：为什么工业用泵采用后弯叶片的居多？为什么工业用泵采用后弯叶片的居多？c2w2u2后弯叶片后弯叶片c2w2u2径向叶片径向叶片c2w2u2前弯叶片前弯叶片c2小，泵内流动阻力损失小小，泵内流动阻力损失小19（4）理论压头）理论压头H 与液体密度无关。与液体密度无关。这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液体，对单这就是说，同一台泵无论输送何种密度的液体，对单 位重量流体所能提供的能量是相同的。位重量流体所能提供的能量是相同的。思考：思考：泵对单位体积流体所加的能量是否与液体密度无关？泵对单位体积流体所加的能量是否与液体密度无关？有关，有关，gH 与密度呈正比。与密度呈正比。20三离心泵的理论压头和实际压头三离心泵的理论压头和实际压头离心泵的实际压头离心泵的实际压头实际压头比理论压头要小。实际压头比理论压头要小。具体原因如下：具体原因如下：主主要要取取决决于于叶叶片片数数目目、装装置置角角 2、叶叶轮轮大大小小等等因因素素，而而几几乎与流量大小无关。乎与流量大小无关。（1）叶片间的环流运动）叶片间的环流运动21三离心泵的理论压头和实际压头三离心泵的理论压头和实际压头（2）水力损失）水力损失-可近似视为与流可近似视为与流 速的平方呈正比速的平方呈正比-在设计流量下，此在设计流量下，此 项损失最小。流量项损失最小。流量 若若偏偏离离设设计计量量越越远远，冲击损失越大。冲击损失越大。设计设计流量流量22三离心泵的理论压头和实际压头三离心泵的理论压头和实际压头以泄漏流量以泄漏流量q的大小来估算。的大小来估算。（3）容积损失）容积损失 可可以以证证明明，当当泵泵的的结结构构不不变变时时，q值值与与扬扬程程的的平平方方根成正比。根成正比。设计设计流量流量q-HHq实际实际压头压头23.1.2.1离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数24H，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，m。可测量可测量qv，泵单位时间实际输出的液体量，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或或m3/h。可测量可测量在泵进口在泵进口b、泵出口、泵出口c间列机械能衡算式：间列机械能衡算式：转速转速流量流量压头压头n，单位，单位r.p.s或或r.p.m25轴功率和效率轴功率和效率N，又称功率，单位，又称功率，单位W 或或kW，无量纲，无量纲2与效率有关的各种能量损失：PPe机械损失容积损失水力损失小型水泵：小型水泵：一般为一般为5050 0%0%大型泵：大型泵：可达可达90%90%以上以上（1 1）容积损失：）容积损失：（2）水力损失）水力损失（3）机械损失）机械损失泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦泵轴与轴承、密封圈等机械部件之间的摩擦2包括包括：Hqv曲线曲线 Pqv曲线、曲线、qv曲线曲线离心泵特性曲线由图可见：由图可见：qv，H ，P，有最大值。有最大值。思考：思考：离心泵启动时均关离心泵启动时均关闭出口阀门，闭出口阀门，whywhy？为什么为什么qv 0时，时，P 0？28293031.1.3离心泵的气蚀与安装高度离心泵的气蚀与安装高度由离心泵的吸入管路到离心泵入口，并无外界由离心泵的吸入管路到离心泵入口，并无外界对液体做功，液体是由于离心泵入口的静压力对液体做功，液体是由于离心泵入口的静压力低于外界压力而使液体流入泵内的。低于外界压力而使液体流入泵内的。3233.1.离心泵的安全运行分析 泵-供方管路-需方匹配：匹配：1、管路特性曲线、管路特性曲线341、管路特性曲线、管路特性曲线352、流量调节流量调节 调节阀门调节阀门改变改变n、切割叶轮、切割叶轮阀门开大阀门开大阀门关小阀门关小节流损失节流损失工作点工作点3离心泵的类型、选用离心泵的类型、选用类型类型：不下百种不下百种 3高效区选用原则：选用原则：定类型定类型-根据流体性质及操作条件根据流体性质及操作条件 定规格定规格-根据流量、压头大小，高效根据流量、压头大小，高效38.1.5其他类型泵其他类型泵39往复泵往复泵工作原理：工作原理：与离心泵比较：与离心泵比较：由于受泵的部件机械强度和原动机功率的限制，由于受泵的部件机械强度和原动机功率的限制，泵的扬程不可能无限增大。泵的扬程不可能无限增大。压头越大，漏损越大。压头越大，漏损越大。结构：结构：泵缸、活塞、阀门、传动机构泵缸、活塞、阀门、传动机构 利用容积的变化给流体加静压能利用容积的变化给流体加静压能 工作循环：一次吸液，一次排液工作循环：一次吸液，一次排液 40与离心泵比较：与离心泵比较：旁旁路路多缸泵（各缸曲柄有相位差）41 适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度的液体适用于小流量、高压头的情况下输送高粘度的液体。与离心泵比较：与离心泵比较：42其他容积式泵：其他容积式泵：各类泵的适用范围：各类泵的适用范围：43气体压送机械气体压送机械终压终压p21.15atm，压缩比，压缩比终压终压p24atm，压缩比，压缩比终压为大气压，压缩比近似终压为大气压，压缩比近似