流体输送设备

1. 流体输送设备 制药化工原理 ——陈岚 上海理工大学医疗器械与食品学院

2. 一、离心 第一节 流体输送设备 （一）离心泵的工作原理 排液过程 离心泵输送液体的过程 洗液过程 气缚现象 • 定义 • 注意点：离心泵启动前泵体及吸入管路内必须充 • 满被输送液体。

3. （二）离心泵的主要部件 第一节 流体输送设备 离心泵的主要部件包括叶轮、泵壳和轴封装置。 1.叶轮 闭式 • 按结构分类 半闭式 开式 图2-2 叶轮的类型

4. 第一节 流体输送设备 单吸 （2）按吸液方式 双吸 图2-3 吸夜方式

5. 2.泵壳 第一节 流体输送设备 作用：汇集和导出液体，同时转换能量。 泵壳与导轮 1—泵壳；2—叶轮；3—导轮 氛围填料密封 3.轴封装置 机械密封 密封要求较高时，通常采用机械密封。

6. （三）离心泵的主要性能参数与特性曲线 第一节 流体输送设备 1.离心泵的主要性能参数 • 流量 • 扬程 注意：扬程H是指泵能够提供给液体的能量，包括了升举 高度，而伯努利方程中的He是指输送液体时要求泵 提供的能量。 即：

7. 轴功率 第一节 流体输送设备 • 效率 即： 注：N和Ne的单位为kW。

8. 2.离心泵的特性曲线 第一节 流体输送设备 • H-Q曲线 • N-Q曲线 • η-Q曲线 泵的设计点：离心泵在一定 的转速下运行时有一最 高效率点。 一般认为，只要泵正常运行时的效率不低于该泵最高效率的92％即是合理的。 4B20型离心水泵的特性曲线

9. （四）离心泵性能的改变与换算 第一节 流体输送设备 1.液体物性的影响 • 密度的影响 • 粘度的影响 2.转速的影响 比例定律： 3.叶轮直径的影响 切割定律：

10. 第一节 流体输送设备 （五）离心泵的气蚀现象与允许安装高度 1、离心泵的气蚀现象 • 离心泵运转时液体在泵内的压强变化 • a.泵入口叶轮入口: • 静压头动压头基本不变,总压头 • b.叶轮入口叶轮入口转弯点（压强最低点） • 静压头，动压头基不变， 总压头 • c.叶轮转弯点叶轮出口 • 静压头动压头总压头 • d.叶轮出口泵出口 • 静压头流动又消耗能量, • 动压头总压头

11. 第一节 流体输送设备 2.离心泵的允许安装高度 （1）允许席上真空度 离心泵在操作条件下的允许吸上真空度： 所以 显然允许席上真空度的值越大，泵在特定操作条件下的抗气蚀性能就越好。

12. 第一节 流体输送设备 若操作条件不为10m ，20℃时换算公式为： 4B20型离心水泵的特性曲线

13. （2）气蚀余量 第一节 流体输送设备 —离心泵的允许气蚀余量，m液柱； —操作温度下液体的饱和蒸汽压，Pa。 即： • 注：若绷得允许安装高度较低则可采取下列措施 • 尽可能降低吸入管路的压头损失，如适当增加吸入管路的直径，缩 • 短吸入管路的长度，并省去不必要的管件和阀门等。 • 浆泵安装与液面之下，从而可利用位差将液体自动灌入泵体内。

14. 第一节 流体输送设备 （六）离心泵的工作点与调节 1.管路的特性曲线 管路特性方程： 2.工作点 泵在该管路系统中的工作点：将离心泵特性曲线与管路特性曲线标绘于同一坐标图中后两曲线的交点M。 管路特性曲线与泵的工作点M

15. 第一节 流体输送设备 3.离心泵的流量调节 （1）改变管路特性曲线 （2）改变泵的特性曲线 改变阀门开度时的流量变化 改变泵转速时的流量变化

16. 第一节 流体输送设备 4.离心泵的组合操作 （1）并联操作 （2）串联操作 压头不变，流量加倍。 流量不变，压头加倍。 离心泵的并联 离心泵的串联

17. 第一节 流体输送设备 （3）组合方式的选择 组合方式的选择

18. 第一节 流体输送设备 （七）离心泵的类型与选择 适用于输送清水及物理、化学性质与水相似的清洁液体 IS型水泵 清水泵 D型水泵 S型水泵 1.离心泵的类型 耐腐蚀泵： 适用于输送酸、碱等腐蚀性液体 油泵： 主要用于石油的输送 杂质泵： 主要用于输送悬浮液及稠厚的浆液

19. 第一节 流体输送设备 2.离心泵的选择 • 根据被输送液体的性质确定泵的类别 • 确定管路系统的流量和压头 • 选择泵的型号 • 胶合泵的轴功率

20. 第一节 流体输送设备 二、其他类型泵 1.往复泵 工作原理：依靠活塞的往复运动并依次开启吸入阀和排出 阀，从而吸入和排出液体。 适用场合：小流量，高压强，不宜输送腐蚀性液体和含固 体粒子的悬浮液。

21. 往复泵与离心泵的比较： 第一节 流体输送设备

22. 第一节 流体输送设备 2.旋转泵 • 齿轮泵 • 适用场合：压头高、流量小，介质为粘稠液体或膏状物。 齿轮泵结构图 • 螺杆泵 • 适用场合：高压粘稠液体。 螺杆泵

23. 第一节 流体输送设备 3.旋涡泵 适用场合：流量小、压头高、粘度不大的液体。 操作调节的特点：灌泵、启动时出口阀全开、回路调节。

24. 第二节 气体输送设备 气体输送设备的分类 • 按工作原理分：往复压缩机、旋转压缩机、离心压 • 缩机、流体作用压缩机 • 按用途分：

25. 第二节 气体输送设备 一、离心式通风机 （一）结构与工作原理 离心式通风机的结构与工作原理均与离心泵的相似。 低压离心式通风机 1—机壳；2—叶轮；3—吸入口；4—排出口 分类：

26. 第二节 气体输送设备 （二）性能参数与特性曲线 1.性能参数 • 风量 • 风压 • 轴功率与效率 离心式通风机的轴功率可用下式计算： 式中 N—轴功率，kW； HT—全风压，Pa； Q—风量， ； —效率或全压效率，无因次。

27. 第二节 气体输送设备 2.特性曲线 图中共有四条曲线，分别表示 全风压、静风压、 轴功率N及效率与风量Q之间的关系。 离心式通风机的特性曲线

28. 第二节 气体输送设备 （三）离心式通风机的选择 ①根据伯努利方程式，计算出输送系统所需的实际风压，然后将实际风压换算成实验条件下的风压。 ②根据被输送气体的性质（主要是易燃、易爆、腐蚀以及是否清洁等）和风压范围，确定风机的类型。 ③根据实验条件下的风压以及按风机出口状态计的实际风量，从风机样本中的特性曲线或性能表来选择适宜的型号。 ④当被输送气体的密度大于1.2 时，应重新计算风机的轴功率。

29. 第二节 气体输送设备 二、鼓风机 1.离心式鼓风机 离心式鼓风机又称为透平鼓风机，其工作原理与离心式通风机的相同。 2.旋转式鼓风机 • 工作原理：与齿轮泵相似。 • 结构：由机壳和腰形转子组成。两转子之间、转子与机壳之间间隙很小，无过多泄漏。 • 改变两转子的旋转方向，则吸入与排出口互换。

30. 第二节 气体输送设备 三、压缩机 • 离心式压缩机 • 旋转式压缩机 • 往复式压缩机

31. 第二节 气体输送设备 1－水环；2－排气口；3－吸入口；4－转子 四、真空泵 • 往复式真空泵 • 液环式真空泵 • 喷射式真空泵 水环真空泵

32. 本章小结 第二节 气体输送设备 1．了解离心泵的工作原理以及主要部件的作用； 2．能够解释离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，分析原因及相应处理措施； 3．掌握离心泵的性能参数及特性曲线； 4．掌握离心泵工作点的确定及流量调节的方法； 5．掌握离心泵安装高度的确定及选型计算； 6. 掌握离心泵的开停车及运行中的维护； 7．了解往复泵以及离心式通风机的工作原理。

33. Thank you ! 制药化工原理