化工单元操作

1、化工单元操作化工单元操作 授课教师： 李金霜 小组成员： 林存海 李 鑫 耿玲玲 刘海莹 第一章：流体输送 1 1：压力的单位转换：压力的单位转换. .不同基准间换算不同基准间换算 2 2：流体静止时压差：流体静止时压差. .液位的测量液位的测量 3 3：流体输送管道直径的确定：流体输送管道直径的确定 4 4：流体的密度和粘度对输送的影响：流体的密度和粘度对输送的影响 5 5：流体输送过程中的能量转换：流体输送过程中的能量转换 第一章：流体输送 6 6：流体输送过程中的阻力测定：流体输送过程中的阻力测定 7 7：流体输送过程中的流量测量：流体输送过程中的流量测量 8 8：管件：管件阀门拆装与使

2、用训练阀门拆装与使用训练 9 9：离心泵的停开车操作及流量调节：离心泵的停开车操作及流量调节 10 10：离心泵的故障分析与处理：离心泵的故障分析与处理 11 11：压缩机的开停车操作与事故处理：压缩机的开停车操作与事故处理 压力的单位转换.不同基准间换算 流体静压强的定义和单位流体静压强的定义和单位： 垂直作用于流体单位面积上的压力称为流体的压强，以p表示，单位 为Pa，俗称压力，表示静压力强度，流体作用面上的压强各处相等时， 则有： pp流体的静压强，流体的静压强，PaPa P P垂直作用于流体表面上的压力，垂直作用于流体表面上的压力，N N A A作用面的面积，作用面的面积，m m2 2

3、 第一章：流体输送 A P p 压强的不同表示方法与单位换算 按压强的定义，压强单位为N/m2或Pa 工程上常间接地用液柱高度h表示压强，其关系式： = =ghgh h h液柱的高度，液柱的高度，m m 液体密度，液体密度，kg/mkg/m3 3 g g重力加速度，重力加速度，m/sm/s2 2 不同单位之间的换算关系：不同单位之间的换算关系： 1atm=10.33mH1atm=10.33mH2 2O=760mmHg=1.0133bar=1.0133O=760mmHg=1.0133bar=1.013310105 5PaPa 1at=1kgf/cm 1at=1kgf/cm2 2=10mH2O=7

4、35.6mmHg=0.9807bar=9.807=10mH2O=735.6mmHg=0.9807bar=9.80710104 4PaPa 第一章：流体输送 第一章：流体输送 流体静止时压差.液位的 测量 流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式 由于地心引力是可以看做不变 的，起变化的是压力，所以实 质上是讨论静止流体内部压力 （压强）变化的规律，描述这 一规律的数字表达式，称为流 体静力学基本方程式。 容器内装有密度为容器内装有密度为的液体，的液体， 在静止液体中取一段液柱，其在静止液体中取一段液柱，其 截面积为截面积为A A，以容器底面为基准，以容器底面为基准 水平面，液柱的上端面，下端水

5、平面，液柱的上端面，下端 面与基准水平面的垂直距离分面与基准水平面的垂直距离分 别为别为z1z1和和z2z2，作用在上，下两，作用在上，下两 端面的压力分别为端面的压力分别为P1P1和和P2P2 g P g 12 21 PP zzz 静止流体内的压强分布 流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式： 第一章：流体输送 流体输送管道直径的确定流体输送管道直径的确定 稳态流动与非稳态流动稳态流动与非稳态流动 在流体流动体系中，根据流体在任一位置的流动参数如流 速，压力，密度等是否有时变性，可将流体分为稳态流动 和非稳态流动。即任一点处的流动参数都不随时间而变化， 称这种流动为稳态流动，反之，只要有一

6、个流动参数岁时 间变化，就属于非稳态流动。 第一章：流体输送 流量与流速流量与流速 （1）流量： 单位时间内流经流通截面的流体量称为流 量。体积流量用Vs表示，单位为m3/s，质量 流量用Ws表示，单位为kg/s。体积流量与 质量流量的关系为： W Ws s=V=Vs s 第一章：流体输送 流量与流速流量与流速 （2）流速： 流体沿流动方向在单位时间内通过的距离称为流 速，常用u表示，单位是m/s，流体的体积流量Vs 与流通截面积A的比值称为平均流速，常用u表示， 单位是m/s，在不会引起混淆的情况下，习惯上简 称为流速，表示为 u=Vs/Au=Vs/A 第一章：流体输送 流体的密度和粘度对输

7、送的影响流体的密度和粘度对输送的影响 流体密度： 单位体积流体所具有的质量称为流体的密 度，其表达式为： = V m 流体的密度，流体的密度，kg/m3 m 流体的质量流体的质量,kg V 流体的体积流体的体积,m3 第一章：流体输送 流体的粘度流体的粘度 (1)牛顿粘性定律： 对于一定的液体，内摩擦力与两流体层的速度差成正比，与两层之间 的垂直距离成反比，与两层间的接触面积成正比。单位面积上的内摩 擦力称为内摩擦应力或剪应力，以表示，则： =F/S=du/dy=F/S=du/dy du/dydu/dy速度梯度，即在与流动方向速度梯度，即在与流动方向 垂直的方向上的速度变化率垂直的方向上的速度

8、变化率 比例系数，其值随流体的不同而比例系数，其值随流体的不同而 不同，流体的粘度越大，其值越大，也不同，流体的粘度越大，其值越大，也 称为粘滞系数或动力粘度，简称粘度称为粘滞系数或动力粘度，简称粘度。 第一章：流体输送 流体的流动类型流体的流动类型 雷诺实验： 在水箱在水箱3 3内装有溢流装置内装有溢流装置6 6， 以维持水位稳定，水箱的以维持水位稳定，水箱的 底部安装一个带喇叭型进底部安装一个带喇叭型进 口的直径相同的玻璃管口的直径相同的玻璃管4 4， 管出口处装有一个阀门管出口处装有一个阀门5 5 用来调节流量，水箱上方用来调节流量，水箱上方 安装有内有颜料的小瓶安装有内有颜料的小瓶1

9、1， 有色液体可经过细管子有色液体可经过细管子2 2 注入玻璃管内。在水流经注入玻璃管内。在水流经 过玻璃管的过程中，同时过玻璃管的过程中，同时 把有色液体送到玻璃管以把有色液体送到玻璃管以 后的管中心位置上。后的管中心位置上。 第一章：流体输送 流动类型流动类型层流和湍流层流和湍流 1883年著名的雷诺实验揭 示出流动的两种截然不同 的型态。 雷诺实验观察到：雷诺实验观察到： 、水流速度不大时，有色细流成一直线，与水不混合。此现象表、水流速度不大时，有色细流成一直线，与水不混合。此现象表 明：玻璃管内的水的质点是沿着与管轴平行的方向作直线运动。即流体明：玻璃管内的水的质点是沿着与管轴平行的方

10、向作直线运动。即流体 分层流动，层次分明，彼此互不混杂，掺和分层流动，层次分明，彼此互不混杂，掺和( (唯其如此，才能使有色液体唯其如此，才能使有色液体 保持直线保持直线) )这种流型叫这种流型叫层流或滞流层流或滞流。 、水流速度增大到某临界值时，有色细流开始抖动，弯曲，继而、水流速度增大到某临界值时，有色细流开始抖动，弯曲，继而 断裂，细流消失，与水完全混合在一起，整根玻璃管呈均匀颜色，此现断裂，细流消失，与水完全混合在一起，整根玻璃管呈均匀颜色，此现 象表明，玻璃管内的水的质点除了沿着管道向前运动外，各质点还作不象表明，玻璃管内的水的质点除了沿着管道向前运动外，各质点还作不 规则的，杂乱的

11、运动，且彼此间相互碰撞，相互混合，质点速度的大小规则的，杂乱的运动，且彼此间相互碰撞，相互混合，质点速度的大小 和方向随时发生变化，这种流型叫和方向随时发生变化，这种流型叫湍流或紊流湍流或紊流。 第一章：流体输送 对管流而言，影响流 型的因素有，流道 的几何尺寸(管径d) 流动的平均速度u和 流体的物理性质(密 度和粘度)。 雷诺发现，可以将 这些影响因素综合 成一个无因次数群 du/，作为流型 的判据。此数群称 为雷诺(Reynolds) 数，以Re表示，即： Re=du/Re=du/ 流型的判据流型的判据雷诺准数雷诺准数 第一章：流体输送 雷诺指出：雷诺指出： 、当Re2000，必定出现层

12、流，称为层流区； 、当Re4000，必定出现湍流，称为湍流区； 、当2000Re4000，或出现层流，或出现湍流，依赖 于环境(如管道直径和方向改变，外来的轻微振动都易促 成湍流的产生)，此为过度区； .完全断流区（虚线以上的区域） 在此要说明一点，以在此要说明一点，以ReRe为判据将流动划分为三个区：层流为判据将流动划分为三个区：层流 区，过度区，湍流区。但是流型只有两种。过度区并不表区，过度区，湍流区。但是流型只有两种。过度区并不表 示一种过度的流型，它只是表示在此区内可能出现湍流，示一种过度的流型，它只是表示在此区内可能出现湍流， 究竟出现何种流型需视外界扰动而定。究竟出现何种流型需视外

13、界扰动而定。 伯努利方程伯努利方程 理想正压流体在有势体积力作用下作定常运动时，运动 方程（即欧拉方程）沿流线积分而得到的表达运动流体 机械能守恒的方程。因著名的瑞士科学家D.伯努利于 1738年提出而得名。对于重力场中的不可压缩均质流体 ， 方程为: 第一章：流体输送 式中式中p p、v v分别为流体的压强、密度和线性速度；分别为流体的压强、密度和线性速度；h h为铅垂高度；为铅垂高度；g g 为重力加速度；为重力加速度；c c为常量。为常量。 上式各项分别表示单位体积流体的压力能上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p p、重力势能、重力势能ghgh和动能和动能 (1/2)(1/2)* *

14、v 2v 2，在沿流线运动过程中，总和保持不变，即总能量守恒。，在沿流线运动过程中，总和保持不变，即总能量守恒。 但各流线之间总能量（即上式中的常量值）可能不同但各流线之间总能量（即上式中的常量值）可能不同 伯努利方程的空气动力实验 第一章：流体输送 以上两式均为伯努利方程以上两式均为伯努利方程 其中其中v2/2v2/2项与流速有关，称为动压强，而项与流速有关，称为动压强，而p p和和ghgh称称 为静压强。为静压强。 伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。 由伯努利方程可以看出，流速大处压强低，流速小处压由伯努利方程可以看出，流速大处压强

15、低，流速小处压 强高强高 如图所示 第一章：流体输送 范宁公式范宁公式 指流体在直管内流动阻力的通式指流体在直管内流动阻力的通式 在流体的物理性质(和)、管径d和管长l相同的情况下，流速增大， 能量损失亦随之增加，可见流动阻力与流速有关。由于动能u2/2与hf 的单位相同，均为J/，经常把hf表示为动能u2/2的若干倍数的关 系。 摩擦系数 把hf与的乘积记作pf，则 第一章：流体输送 流体流过管壁面的情况 层流层流湍流湍流 第一章：流体输送 流体输送过程中的流量测量流体输送过程中的流量测量 （1）测速管： 测速管又称皮托管，这是一种测量点速度的装置，它由两根弯成直角 单位同心套管所组成，外管

16、的管口是封闭的，在外管前端壁面四周开 有若干测压小孔，为了减小误差，测速管的前端经常做成半球形以减 少涡流，测量时，测速管可以放在管截面的任一位置上，并使其管口 正对着管道中流体的流动方向，外管与内管的末端分别与液柱压差计 的两臂相连接。 （2）孔板流量计： 孔板流量计是一种应用很广泛的节流式流量计，在管道里插入一片与 管轴垂直并带有通常为圆孔的金属板，孔的中心位于管道中心线上 第一章：流体输送 测速管示意图测速管示意图 图一为静压管；图二为冲压管图一为静压管；图二为冲压管 第一章：流体输送 流体输送过程中的流量测量流体输送过程中的流量测量 （3）文丘里流量计： 为了减少流体流经节流元件时的能

17、量损失，可以用一段渐 缩.渐扩管代替孔板，这样构成的流量计称文丘里流量计 （4）转子流量计： 转子流量计的构造是在一根截面积自下而上逐渐扩大的垂 直锥形玻璃管内，装有一个能够旋转自如的由金属或其他 材质制成的转子，被测流体从玻璃管底部进入，从顶部流 出，转子流量计是变截面定压差流量计，作用在转子上下 游的压力差为定值，而转子与锥管间环形截面积随流量而 变，转子在锥管中的位置高低即反应流量的大小 第一章：流体输送 管件阀门拆装与使用训练 流体输送是化工生产过程中重要的单元操作之一。由于在流体输送是化工生产过程中重要的单元操作之一。由于在 化工生产中常采用流体状态的物料进行操作，所以在产品化工生产

18、中常采用流体状态的物料进行操作，所以在产品 加工过程中就需要将流体送入反应器或其他化工设备，或加工过程中就需要将流体送入反应器或其他化工设备，或 将流体从一处送往另一处，优势还需提高流体的压力或将将流体从一处送往另一处，优势还需提高流体的压力或将 设备造成真空，以满足化学反应过程或单元操作的要求设备造成真空，以满足化学反应过程或单元操作的要求。 第一章：流体输送 化工管路主要由化工管路主要由阀门阀门. .管子和其他附管子和其他附 属管架属管架. .管撑组成管撑组成 这就是管路拆装啊 第一章：流体输送 阀门的分类： 按作用和用途分类 ： (1) (1) 截断阀：截断阀又称闭路阀，其作用是接通或截

19、断管路截断阀：截断阀又称闭路阀，其作用是接通或截断管路 中的介质。截断阀类包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、中的介质。截断阀类包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、 蝶阀和隔膜等。蝶阀和隔膜等。 (2) (2) 止回阀：止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管止回阀：止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管 路中的介质倒流。水泵吸水关的底阀也属于止回阀类。路中的介质倒流。水泵吸水关的底阀也属于止回阀类。 (3) (3) 安全阀：安全阀类的作用是防止管路或装置中的介质压安全阀：安全阀类的作用是防止管路或装置中的介质压 力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。 (4

20、) (4) 调节阀：调节阀类包括调节阀、节流阀和减压阀，其作调节阀：调节阀类包括调节阀、节流阀和减压阀，其作 用是调节介质的压力、流量等参数。用是调节介质的压力、流量等参数。 (5) (5) 分流阀：分流阀类包括各种分配阀和疏水阀等，其作用分流阀：分流阀类包括各种分配阀和疏水阀等，其作用 是分配、分离或混合管路中的介质。是分配、分离或混合管路中的介质。 第一章：流体输送 阀门的分类： 按公称压力分类 ： (1) (1) 真空阀：指工作压力低于标准大气压的阀门。真空阀：指工作压力低于标准大气压的阀门。 (2) (2) 低压阀：指公称压力低压阀：指公称压力PN 1.6Mpa PN 1.6Mpa 的

21、阀门。的阀门。 (3) (3) 中压阀：指公称压力中压阀：指公称压力PN PN 为为2.52.5、4.04.0、6.4Mpa6.4Mpa 的阀门。的阀门。 (4) (4) 高压阀：指工称压力高压阀：指工称压力PN PN 为为101080Mpa80Mpa的阀门。的阀门。 (5) (5) 超高压阀：指公称压力超高压阀：指公称压力 PN100MpaPN100Mpa的阀门。的阀门。 第一章：流体输送 阀门的分类： 按工作温度分类 ： (1) (1) 超低温阀：用于介质工作温度超低温阀：用于介质工作温度 tt450t450的阀门的阀门。 思考一下 1 1：软管起什么作用？：软管起什么作用？ 2 2：管径

22、的确定根据是什么？：管径的确定根据是什么？ 你们是这样认为的么？ 回答1：软管的作用是： （1 1）可以调节容器出口和泵入口之间的高度差）可以调节容器出口和泵入口之间的高度差 （2 2）方便连接，拆卸）方便连接，拆卸 （3 3）软管可以起到缓冲动作，在设备震动或基）软管可以起到缓冲动作，在设备震动或基 础下沉的情况下，保证安全础下沉的情况下，保证安全 （4 4）防止和容器相连的管线膨胀或收缩）防止和容器相连的管线膨胀或收缩 你们是这样认为的么？ 回答2：管径的确定根据是流速大小。 一般管道的截面均为圆形，若以d表示管 道内 径，则有： A=d2，d= 4 u 4Vs 提示：提示： A A表示流

23、通截面积表示流通截面积 Vs Vs表示流体的体积流量表示流体的体积流量 u u表示流体流速表示流体流速 第一章：流体输送 2：离心泵的停开车操作及流量调节 泵的含义：指通常输送液体的机械 流体输送机械按工作原理分为流体输送机械按工作原理分为: : （1 1）动力式：又称叶轮式，包括离心式）动力式：又称叶轮式，包括离心式. .轴流式输送机械轴流式输送机械. . 它们是借高速旋转的叶轮使流体获得能量的它们是借高速旋转的叶轮使流体获得能量的 （2 2）容积式：包括往复式）容积式：包括往复式. .旋转式输送机械旋转式输送机械. .它们是利用活它们是利用活 塞或转子的挤压使流体升压以获得能量的塞或转子的

24、挤压使流体升压以获得能量的 （3 3）其他类型泵：不属于上述两种类型的其他型式的泵，）其他类型泵：不属于上述两种类型的其他型式的泵， 如喷射式泵，空气升液泵，电磁泵等如喷射式泵，空气升液泵，电磁泵等 第一章：流体输送 离心泵的工作原理： 离心泵一般由电动机带动，当泵内液体从叶轮中心被离心泵一般由电动机带动，当泵内液体从叶轮中心被 抛向外缘时，在中心处形成低压区，这时贮槽液面上方在抛向外缘时，在中心处形成低压区，这时贮槽液面上方在 大气压力的作用下，液体便经过滤网和底阀沿吸入管进入大气压力的作用下，液体便经过滤网和底阀沿吸入管进入 泵壳内，以填充被排除液体的位置，这就是泵壳内，以填充被排除液体的

25、位置，这就是离心泵吸液过离心泵吸液过 程的工作原理程的工作原理。 只要叶轮不断地转动，液体便不断地被吸入和排出，只要叶轮不断地转动，液体便不断地被吸入和排出， 由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋 转的叶轮产生的离心力，使液体在离心力的作用力下获得转的叶轮产生的离心力，使液体在离心力的作用力下获得 了能量，这就是了能量，这就是离心泵排液过程的工作原理离心泵排液过程的工作原理。 第一章：流体输送 离心泵的主要部件： 离心泵由两个主要部分构成： 一是包括叶轮和泵轴的旋转部 件；一是由泵壳.填料函和轴承 组成的静止部件，但其中最主 要的

26、部件是叶轮（如图2-2）和 泵壳（图2-1）。 图2-1离心泵的叶壳 第一章：流体输送 离心泵的性能参数：离心泵的性能参数： 1、流量、流量 离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表现，常用单 位为L/s、m3/s或m3/h等。离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速以及所送液 体的性质有关。由于离心泵总是和特定的管路相连，泵的流量还与管路特性 有关。 2、压头、压头(扬程扬程) 离心泵的压头是指离心泵对单位重量(1N)液体所供给的有效能量，一般用H表现， 单位为J/N或m。压头的大小与泵的结构.转速及流量有关。 3、效率、效率 离心泵在实际运转中，由于存在各种能量丧失，致使泵的

27、实际(有效)压头和流量 均低于理论值，而输进泵的功率比理论值为高。反应能量丧失大小的参数称 为效率。 第一章：流体输送 离心泵的能量丧失包含以下三项： (1)容积丧失 即泄漏造成的丧失，无容积丧失时泵的功率与有容积丧失 时泵的功率之比称为容积效率v。闭式叶轮的容积效率值在0.85 0.95 (2)水力丧失 由于液体流经叶片、蜗壳的沿程阻力，流道面积和方向变 更的局部阻力，以及叶轮通道中的环流和旋涡等因素造成的能量丧失。 这种丧失可用水力效率h来反应。额定流量下，液体的运动方向恰 与叶片的进口角相一致，这时丧失最小，水力效率最高，其值在 0.80.9的范畴。 (3)机械效率 由于高速旋转的叶轮表

28、面与液体之间摩擦，泵轴在轴承、 轴封等处的机械摩擦造成的能量丧失。机械丧失可用机械效率m来 反应，其值在0.960.99之间。 离心泵的总效率由上述三部分构成，即离心泵的总效率由上述三部分构成，即 =v vh hm m 离心泵的效率与泵的类型、尺寸、加工精度、液体流量和性质等因素有关。 通常，小泵效率为5070%，而大型泵可达90%。 第一章：流体输送 泵的轴功率： 由电机输进泵轴的功率称为泵的轴功率，单位为W或kW。离 心泵的有效功率是指液体在单位时间内从叶轮获得的能量， 则有 Ne = HgQp 式中 Ne离心泵的有效功率，离心泵的有效功率，W; Q 离心泵的实际流量，离心泵的实际流量，m

29、3/s; p 流体密度，流体密度，kg /m3 H离心泵的有效压头，离心泵的有效压头，m。 由于泵内存在上述的三项能量丧失，轴功率必大于有效功率， 即 N轴功率，轴功率，kW 第一章：流体输送 离心泵的特性曲线： 离心泵压头H.轴功率N效率均 随流量Q而变，它们之间的关系 可用泵的特性曲线或离心泵工 作性能曲线表示（如右图）。 不同型号泵的特性曲线不同，但均不同型号泵的特性曲线不同，但均 有以下三条曲线：有以下三条曲线： (1)H-Q(1)H-Q线表示压头和流量的关系线表示压头和流量的关系; ; (2)N-Q(2)N-Q线表示泵轴功率和流量的线表示泵轴功率和流量的 关系关系; ; (3)-Q(

30、3)-Q线表示泵的效率和流量的线表示泵的效率和流量的 关系关系; ; 离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线 第一章：流体输送 离心泵的工作点和流量调节 1.1.管路特性曲线：管路特性曲线： 当离心泵安装到特定的管路系统中操作时，若贮槽与受液 槽两液面保持恒定，则泵对单位重量（1N）流体所做的净 功为： HeHe输送机械对输送机械对1N1N流体做的静功，流体做的静功，J/NJ/N或或m m zz下游与上游截面间的位压头差，下游与上游截面间的位压头差，m m p/p/?gg下游与上游截面间的静压头差，下游与上游截面间的静压头差，m m u u2 2/2g/2g下游与上游截面间的动压头差，下游与上游截面

31、间的动压头差，m m H Hf f两截面之间压头损失，两截面之间压头损失，m m feH g u g p zH 2 2 第一章：流体输送 离心泵的工作点 离心泵在管路中正行运行时，泵 所提供的流量和压头应与管路 系统所要求的数值一致，此时， 安装于管路中的离心泵必须同 时满足管路特性方程与泵的特 性方程，即： 管路特性方程管路特性方程 ： H He e=K+Q=K+Q2 2e e 泵的特性方程：泵的特性方程： H=fH=f（Q Q） 联解上述两方程所得到两特性 曲线的交点，即离心泵的工作 点M，对所选定的泵以一定转 速在此管路系统操作时，只能 在此点工作，在此点，H=He， Q=Qe，该点所对

32、应的流量和压 头既能满足管路系统的要求， 又为离心泵所能提供，管路特 性曲线与泵的工作点如图所示： 第一章：流体输送 离心泵的流量调节离心泵的流量调节 （1）改变管路特性曲线改变泵出口阀开度 改变离心泵出口管路上阀门开度，便可改变管路特性方程式中的G值， 从而使管路特性曲线发生变化，例如关小阀门，使G值变大，特性曲 线变陡，工作点由M移至M1点，流量由QM2降至QM1，流量变小，如下图： 其缺点是当阀门关小时，其缺点是当阀门关小时， 因流动阻力加大，需要因流动阻力加大，需要 额外多消耗一部分能量，额外多消耗一部分能量， 使泵的效率下降，不够使泵的效率下降，不够 经济经济。 第一章：流体输送 离

33、心泵的流量调节离心泵的流量调节 （2）改变泵的转速 改变泵的转速，实质上是改变 泵的特性曲线，泵原来的转速 为n，工作点为M，若将泵的转 速提高到n1，泵的特性曲线H-Q 向上移，工作点由M变至M1，流 量由QM加大到QM3，这种调节方 法能保持管路特性曲线不变， 由比例定律可知，流量随转速流量随转速 下降而减小，动力消耗也相应下降而减小，动力消耗也相应 降低降低，因此从能量消耗来看是 比较合理的，如右图所示： （3）改变叶轮直径 减小叶轮直径也可以改变泵的特性曲 线从而使泵的流量变小，但一般可调 节范围不大且直径减小不当，还会降 低泵的效率，故生产上很少采用 第一章：流体输送 离心泵的故障分

34、析与处理离心泵的故障分析与处理 1.1.离心泵的操作中有两种现象应当避免：气缚和气蚀离心泵的操作中有两种现象应当避免：气缚和气蚀 （1 1）气缚是指在启动泵前泵内没有灌满被输送的液体，）气缚是指在启动泵前泵内没有灌满被输送的液体， 或在运转过程中泵内渗入了空气，因为气体的密度小于或在运转过程中泵内渗入了空气，因为气体的密度小于 液体的密度，产生的离心力小，无法把空气甩出去，导液体的密度，产生的离心力小，无法把空气甩出去，导 致叶轮中心所形成的真空度不足以将液体吸入泵内，尽致叶轮中心所形成的真空度不足以将液体吸入泵内，尽 管此时叶轮在不停的旋转，却由于离心泵失去了自吸能管此时叶轮在不停的旋转，却

35、由于离心泵失去了自吸能 力而无法输送液体，这种现象称为气缚。力而无法输送液体，这种现象称为气缚。 第一章：流体输送 离心泵的故障分析与处理离心泵的故障分析与处理 （2 2）气蚀是指当贮槽液面的压力一定时，如叶轮中心的）气蚀是指当贮槽液面的压力一定时，如叶轮中心的 压力降低到等于被输送液体当前温度下的饱和蒸汽压时，压力降低到等于被输送液体当前温度下的饱和蒸汽压时， 液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形 成气泡，这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而成气泡，这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而 凝结，致使气泡所在空间形成真空，周围的

36、液体质点以凝结，致使气泡所在空间形成真空，周围的液体质点以 极大的速度冲向气泡中心，造成瞬间冲击压力，在巨大极大的速度冲向气泡中心，造成瞬间冲击压力，在巨大 冲击压力反复作用下，使叶片表面材质疲劳，从开始点冲击压力反复作用下，使叶片表面材质疲劳，从开始点 蚀到形成裂缝，导致叶轮或泵壳破坏，同时伴有泵体震蚀到形成裂缝，导致叶轮或泵壳破坏，同时伴有泵体震 动，发出噪声，泵的流量动，发出噪声，泵的流量. .扬程和效率明显下降，这种扬程和效率明显下降，这种 现象称为气蚀。现象称为气蚀。 第一章：流体输送 离心泵的故障分析与处理离心泵的故障分析与处理 2离心泵的并联操作和串联操作 （1 1）离心泵的并联

37、：）离心泵的并联： 设将两台型号的泵并联于管路系统，且各 自的吸入管路相同，则两台泵的各自流量和 压头必定相同，显然，在同一压头下，并联 泵的流量为单台泵的两倍，并联泵的工作点 由并联特性曲线与管路特性曲线的交点决定， 由于流量加大，使管路流动阻力加大，因此， 并联后的总流量必低于单台泵流量的两倍， 而且并联压头略高于单台泵的压头，并联泵 的总效率与单台泵的效率相同， 离心泵并联特性曲线 如下图所示： 第一章：流体输送 离心泵的故障分析与处理离心泵的故障分析与处理 （2 2）离心泵的串联：）离心泵的串联： 两台型号相同的泵串联操作时，每台泵 的流量和压头也各自相同，因此，在同 一流量下，串并联

38、的压头为单台泵压头 的两倍，同样，串并联的工作点由合成 特性曲线与管路特性曲线的交点决定， 两台泵串联操作的总压头必低于单台泵 压头的两倍流量大于单台泵的。串联泵 的效率为Q串下单台泵的效率。 如右图所示： 离心泵串联的特性曲线 第一章：流体输送 离心泵的常见故障及排除方法离心泵的常见故障及排除方法 故障现象故障现象产生故障的原因产生故障的原因排除方法排除方法 泵灌不满（1）底阀已坏 （2）吸液管路泄露 （1）修理或更换底阀 （2）检查吸液管路的联解，消 除泄露 泵吸不上液体（1）底阀未打开或滤网淤塞 （2）吸液管阻力大或泵安装过高 （1）打开底阀，清洗滤网 （2）清洗洗液管，降低泵的安 装高

39、度 压力表显示虽有 压力，但排液管 不出液 （1）排液阀未打开或排液管阻力 大 （2）排液罐内压力过高或叶轮转 向不对 （1）打开排液阀，清洗滤网 （2）调整排液罐内压力，检查 电动机接线方式 填料函泄漏量过 大 （1）填料磨损或压盖太松 （2）填料安装错误或平衡盘失效 （1）更换填料，拧紧压盖 （2）重新安装填料，修理平衡 盘 第一章：流体输送 离心泵的常见故障及排除方法离心泵的常见故障及排除方法 故障现象故障现象产生故障的原因产生故障的原因排除方法排除方法 流量不足（1）叶轮流通部分堵塞或密封环经向间 隙过大 （2）底阀太小或排液阀开度不够 （3）吸液管内空气排不出去或输送液体 温度过高，泵发生气蚀 （1）清洗叶轮，更换密封环 （2）更换底座，开大排液阀 （3）重新安装吸液管，降低液 体温度，消除气蚀 填料过热（1）填料压得过紧 （2）填料内冷却水不疏通 （3）泵轴