过程流体机械

给学生讲授，关于在化工生产中对所加工的对象进行机械作用的机械重点介绍。《过程流体机械》课程的教学目的各种流体机械（往复式压缩机、离心压缩机、离心泵、离心机）的工作原理、运行特性、基本性能以及影响效率的因素。分析机器的基本结构原理、主要零部件的特点。1.1过程流体机械1.2流体机械的分类1.3流体机械的用途1.4流体机械的发展前途第一章绪论§1.1过程流体机械1.1.1过程与生产过程1.1.2过程装备1.1.3过程流体机械定义:在工业生产中，很多生产过程处理的物料为流程性物料，如气体、液体、粉体等。过程工业就是以流程性物料为主要处理对象，完成各种生产过程的工业.。范围:化肥、石油工业、生物化工、制药、农药染料、食品、炼油、轻工、热电、核工业、公用工程、湿法冶金、环境保护等。过程工业2CY、KCB齿轮式输油泵CYZ-A型自吸式离心泵SVK8-3S空气压缩机成套过程装置它是组成过程工业的工作母机群，它通常是由一系列的过程机器和过程设备按一定的流程方程式用管道、阀门等连接起来的一个独立密闭联系系统，再配以必要的控制仪表和设备，即能平稳连续的把以流体为主要的各种流程性材料，让其在装置内部经历必要的物理化学过程，制造出人们需要的新的流程性材料产品。重油加氢脱硫和制氢装置设备的检修管道在过程工业中过程装备是成套过程装置的主体，它是单元过程设备（如塔、换热器、反应器、与储罐等）与单元过程机器（如压缩机、泵、分离机等）两者的统一。过程装备TSWA型卧式多级离心泵WQK、QG、WQX系列带切割装置潜水排污泵GW、LW型无堵塞排污泵IS型清水离心泵YJZ型柱塞式计量泵用途：一、给流体增压与输送流体，使其满足各种生产条件的工艺要求。二、保持连续性的管道化生产。三、参与生产环节的制作。四、作为辅助性生产环节中的动力气源、控制仪表的用气、环境通风等。过程流体机械定义：它是过程装备的重要组成部分之一，以流体为工质进行能量转换处理与输送的设备。全面熟悉典型的过程流体机械的基本结构、基本工作原理、工作特性以及能表征其生产能力的技术经济指标，达到能够初步学会选用各种流体机械的目的。教学目标过程流体机械在过程生产中应用量大面广，起着心脏、动力和关键设备的重要作用，选用好这些流体机械，对工厂的设备投资、产品的质量、成本和效益等都具有十分重要的意义。在专业体系中的地位1.2流体机械的分类1.2.1按能量转换分类1.2.2按流体介质分类1.2.3按流体机械结构特点分类分类方式名称特点举例备注按能量转换分类原动机流体能量→机械能（轴功率）水轮机、汽轮机、燃气机内燃机发动机工作机机械能（轴功率）→流体能量泵、压缩机、分离机目的：改变流体状态（压力、流体分离）；输送流体分类方式名称特点举例备注按流体介质分类压气机（压缩机）压缩、输送气体压缩机＞0.3MPa（3×105Pa）鼓风机=0.15～0.3MPa（0.15～0.3×105Pa）通风机＜0.15MPa（0.15×105Pa）真空泵负压泵压缩、输送液体分离机分离混合介质分类方式名称特点举例备注按流体机械结构特点分类往复式结构压比高、流量小往复式压缩机往复活塞式压缩机往复式泵旋转式结构压比低、流量高转轮（回转式）罗茨鼓风机、螺杆式叶轮（透平式）离心压缩机、离心泵转鼓分离机工作机工作机是将机械能转变为流体的能量，用来改变流体的状态（提高流体的压力、使流体分离等）与输送流体，如压缩机、泵、分离机等。按能量转换分类原动机原动机是将流体的能量转换为机械能，用来输送轴功率，如汽轮机、燃气轮机、水轮机等。分离机定义：用机械能将混合介质分离开来的机械叫做分离机。压缩机定义：将机械能转变为气体的能量，用来给气体增压与输送气体的机械称为压缩机。按照气体压力升高的程度，又区分为压缩机、鼓风机和通风机。泵定义：将机械能转变为流体的能量，用来给液体增压与输送液体的机械称为泵。按流体介质分类压缩机的分类容积式往复式回转式单轴：滚动活塞式、滑片式、液环式、单螺杆式自由活塞式双轴：螺杆式、罗茨式驱动方式：活塞式、膜式动力式喷射式透平式：离心式、轴流式往复压缩机的分类M型这里主要介绍按结构形式进行分类：卧式压缩机立式压缩机角度式压缩机其它分类方式一般卧式对置式对动式H型V型星型W型扇形L型角度式压缩机（l型）立式压缩机对动型角度式压缩机（v型）对置型卧式压缩机角度式压缩机（W型）按列数分类按重量分类按冷却方式分类按压缩机级数分类按汽缸数分类按有无十字头分类按汽缸润滑状况分类按安装方式分类单作用压缩机：每个活塞仅在一侧形成工作容积的压缩机。双作用压缩机：每个活塞两侧均形成相同级次工作容积的压缩机。级差式压缩机：不同直径的活塞组合在一起，并构成不同级次的工作容积压缩机。其它分类方式隔膜式压缩机D095V80-350两极压缩Diaphragm（隔膜）第一个字母型式v型低压缸压力等级高压缸压力等级系列号涡旋式压缩机涡旋式压缩机有两种结构：自转型和公转型。主要压缩部件有两个互相合的渐开线涡盘。顶部的涡盘包括排气口是固定的，底部涡盘是转动盘。两个涡盘之间通过一个防旋转装置保持一个固定的相位角（180度），当底盘在固定盘内按轨迹运转时，底盘（转动盘）与固定盘之间会形成月牙形的空间，该月牙形空间逐渐缩小直到在涡盘的中部消失，吸气、压缩、排气过程即随着涡盘转动中月牙腔的变化而形成。液环式压缩机KPH、LOH液环压缩机最高性能（单级）：吸入容量≤10000m³/h排出压力≤1.5bar最高性能（两级）：吸入容量≤1450m³/h排出压力≤15bar特征和设计选项：气体和蒸汽压缩；填料密封；机械密封（单端面或双端面）；磁力驱动；ANSI或ISO规格；标准材料和特殊材料。液环式压缩机泵的分类叶片式泵（透平式泵）：离心泵、轴流泵、混流泵、漩涡泵容积式泵往复泵：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵回转泵：齿轮泵、螺杆泵、滑片泵其他类型泵：喷射泵、水锤泵、真空泵按压力分为低压泵（低于2MPa）高压泵(高于6MPa）中压泵（2-6MPa）离心泵的分类按主轴安放情况分类：卧式泵、立式泵、斜式泵按流体吸入叶轮的方式：单吸式泵、双吸式泵按级数分类：单级泵、多级泵按泵体形式分类：蜗壳泵、筒型泵离心泵的分类很多，可按使用目的、介质种类、结构型式进行分类。这里主要介绍按结构型式作如下分类：按使用目的分泵Y型、DY型多级离心油泵WL型立式污水泵YG型管道离心油泵压力容器供水泵GC型锅炉给水泵AS型潜水排污泵输送泵2.5CYPM型制药专用泵CYBZP50-32-16按介质种类分泵淀粉泵CYNK2250酒泵25CYJB-16高温浓浆泵CYBW50-32-160A曲筛淀粉泵65CYND-40淀粉泵CYIHN50-32-160AB单级单吸离心泵叶轮名义直径（mm）ISIH80-65-160排出口直径（mm）吸入口直径（mm）单级单吸化工离心泵单级单吸清水离心泵单级双吸离心泵150S50A叶轮外径经过一次切割扬程(m)单级双吸离心泵吸入口直径(mm)多级离心泵80DX*10级数立式多级分段式离心泵吸入口直径卧式泵TSWA型卧式多级离心泵ISW系列卧式离心泵ISW单级单吸管道离心泵TSWA型卧式多级离心泵立式泵ISG系列单级单吸立式管道泵DL、DLR型立式多级离心泵GDL型立式多级管道泵WL型立式污水泵DL型立式多级离心泵WLX型立式漩流无堵塞泵离心泵的命名方式泵的类型，A或B或C分别表示叶轮外径经过一、二、三次切割。多级泵的级数，若为单级泵，就不标出。新产品标出扬程数，有时在该值前标出流量，两值之间加横线隔开。对多级泵标出的是单机扬程。对老产品标出的是比转数被10除后的整数。用汉语拼音字母标出泵的基本型式。泵的基本型式及其特征轴流泵ZLB型泵系单级立式轴流泵。适用于输送清水、污水、或废水及带有轻微腐蚀性的液体,被输送液体温度一般不高于50℃。漩涡泵型号1w-2.5-12流量m³/h2.5扬程m120电压v380转速r/min2900功率kw3往复活塞泵主要技术参数型式：B-36型往复活塞式转速：700-800转/分流量：36-40升/分工作压力：最高3MPa，常用1-2.5MPa吸液高度：不大于3米耗用功率：最大2.5升瓦柱塞泵Interpump柱塞泵主要广泛应用于油田、纺织、汽车、冶金、陶瓷等行业的设备冲洗、除垢、灌溉、管道检测等清洗工作及生产应用。隔膜泵QBY系列气动隔膜泵是一种新型输送机械，采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体、高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能以抽光吸尽。齿轮泵常用的齿轮泵有：CB-B型齿轮泵，共有16种规格。型号字母CB表示齿轮，后一个B表示压力等级，中国机床液压系统压力分成A、B、C三级，相对应的压力是1.0、2.5、6.3MPa。农用机CB齿轮泵压力较高，其额定压力为10MPa，最大压力可达13.5MPa，转速范围为1300-1625r/min。CB-F型高压齿轮泵，额定压力为14MPa，最大压力可达17.5MPa。螺杆泵单螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间，当螺杆旋转时，密封容积在螺牙的挤压下提高其压力，并沿轴移动。由于螺杆按等速旋转，所以液体出口流量是均匀的。右图是NZB粘油滑片泵，它是一种新型的容积泵，其融合了齿轮泵、螺杆泵的优异特性，具有极高的自吸性能，且维修简单方便，是齿轮泵、螺杆泵的理想替代品。技术参数：流量：3-100m/h压差：0.2-1.0MPa口径：25-100mm滑片泵喷射泵具有一定压力的工作流体从入口通道经喷嘴高速射出，使喷嘴出口至泵端喉管区域，形成真空，使气体与流体混合喷出，从而达到理想的真空抽气效果。水锤泵水锤泵是一种利用水锤效应直接将低水头能转换为高水头能的高效提水装置。其原理是利用水在流动中，突然受阻后，产生比正常压力高十倍以上的瞬时水锤压力，实现提水的。主要是通过调节冲击阀上杆长度改变冲击阀开关频率来调节提水量的。杂质泵PW污水泵系卧式单级单吸悬臂式离心泵。适用于输送含少量细杂质颗粒或含纤维、粪便等其它悬浮物的污水，被输送的液体温度不得超过100℃。真空泵（SZB型）SZB型水环式真空泵2XZ直联型旋片式真空泵2X卧式皮带式真空泵IS、IH系列单级离心泵ISIH80-65-160叶轮名义直径（mm）排出口直径（mm）吸入口直径（mm）单级单吸化工离心泵单级单吸清水离心泵GDL型立式多级管道泵40GDL6-12*11级数扬程（m）流量（m³/h)立式多级管道泵吸入口直径（mm)CYZ-A自吸式离心油泵150CYZ-A-80扬程（m)第一次改进自吸输送介质为油能满足船用要求吸入口径(mm)YW型液下是排污泵400YW1800-32-250功率（KW)扬程(m)流量（m³/h)液下-排污吸入口径（mm)各类鼓风机L系列罗茨式鼓风机SSR系列罗茨式鼓风机离心式鼓风机回转鼓风机罗茨鼓风机RR系列罗茨式鼓风机各类通风机F9-19，9-26高压离心风机HTFC型箱体离心风机T35-11系列轴流风机SJG管道斜流风机HLF（SWF）型混流风机离心式屋顶风机分离机的分类离心机是工业生产中应用广泛的一种分离机，它分为：过滤式离心机沉降式离心机（包括分离机）过滤式螺杆卸料卧式刮刀卸料上悬式：重力卸料机械卸料三足式：上部卸料下部卸料离心力卸料卧式活塞卸料：淡级、双级、多级震动卸料进动卸料螺旋卸料沉降-过滤组合§1.3流体机械的用途1.3.1按行业说明用途1.3.2按功能说明用途按行业说明用途过程流体机械：在国民经济众多的物质产品生产中，如煤炭、石油化工、电力、冶金、机械、建筑、交通运输、医药、食品、城市给排水、农业灌溉、环境治理、航空航天、国防装备等都有着广泛而重要的用途。按功能说明用途4、作为辅助性生产环节中的动力源、控制仪表的用气、环境通风等。1、给流体增压与输送液体，使其满足各种生产条件的工艺要求。2、保证连续性的管道化生产。3、参与生产环节的制作。§1.4流体机械的发展趋势1、创造新的机型2、流体机械内部流动规律的研究与应用3、高速转子动力学的研究与应用4、新型制造工艺技术的发展5、流体机械的自动控制6、流体机械的故