化工机器教案

1、石家庄财经职业学院教案教案头课 次授课日期编号01基本课题第一节 概述及离心泵的装置和分类教学目的1.学会离心泵的原理2.学会离心泵分类3.离心泵的应用特点重 点1、离心泵的概念2、分类难 点 离心泵分类的依据。课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、本课程教学计划简介、本课程对学生的要求、简介化工机器的特点和学习方法20min讲授法培养学生正确的学习方法和严谨的学习态度、讲新课泵在化工行业中的应用泵的分类1.按不同工作场合对泵的不同要求分类20min讲授法调动学生的学习积极性，培养学习兴趣2. 离心泵的装置和分类2.1装置的主要组成2.2离心泵按叶轮吸入方式分类2.3按级

2、数分类2.4按扬程分类2.5按泵的用途和输送液体性质分类50min讲授法培养与训练学生学会离心泵基本概念的认知能力课后记：。教学过程一、概念与应用泵： 是用来输送液体并增加液体总量的一种机器。应用：如炼油厂各类油泵；化工厂各类酸碱泵；氮肥厂的熔融尿素泵及各类排水用的清水泵。（泵就像人体的心脏。是保证石油化工生产的连续，安全生产的重要机器之一。） 泵的分类1按工作原理分：（1）容积泵：依靠泵内工作室的容积大小作用周期性的变化来输送液体，为间歇排液过程。（2）叶片泵：叶片泵依靠泵内作高速旋转的叶轮把能量传递给液体，从实现液体输送的机器。（ 参见图各种类型叶片泵）（3）其他类型泵：除叶片泵和容积泵外

3、的特殊泵，主要有流体动力作用泵，电磁泵，喷射泵等。2按泵的工艺用途分：工艺流程泵；公用工程泵；辅助用途泵；管送输送泵等3按输送介质分：水泵 油泵 杂质泵 耐腐蚀泵等4 按使用条件分：（1）大流量泵与微流量泵：流量分别为18000立方米/小时， 0.011L/h。（2）高温泵与低温泵：高温达500，低温至253。（3）高压泵与低压泵：高压达200mPa,真空度为2.661、66kPa(4 ) 高速泵与低压泵：高速达24000r/min,低速5-10r/min（5）高黏度泵：黏度要达数千帕·秒（ Pa·S）（6）计量泵：流量的计量精度达±0、3%二、泵的特点及适用范围

4、：（参见图形讲授）图表示各类泵的流量和扬程的适用范围 离心泵主要适用于大，中流量和中等压力的场合； 往复泵主要适用于小流量高扬程场合； 回转泵和旋涡泵适用于小流量和高压力场合；（离心泵具有适用范围广，结构简单运转可靠等优点，在石油化工生产中广泛采用。）三、离心泵的分类：1按叶轮吸入方式分：单吸式：叶轮只在一侧有吸入口，制造方便，运用最为广泛双吸式：叶轮两侧都有吸液口，液体从两侧同时吸入，故泵的流量较大。2按级数分类：单级离心泵：只有一个叶轮，运用最广，但扬程较底，多级离心泵：具有两个或两个以上叶轮的离心泵。3.按扬程分类：低压离心泵：扬程20m中压离心泵：扬程=20100m高压离心泵：扬程10

5、0m4.按泵的用途和输送液体性质分：清水泵 泥浆泵 碱泵 油泵等离心泵的应用特点1.流量均匀、运转平稳、振动小、不需要特别减振的基础。教案头课 次授课日期编号02基本课题第二节 离心泵的基本原理、性能曲线的讲解教学目的掌握离心泵的基本原理；各个性能参数的公式及意义；以及性能曲线的意义和查图能力。重 点1、离心泵的基本性能参数2、离心泵性能曲线的理解难 点 性能曲线的理解课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习上节课离心泵的分类和主要装置10min提问法温故知新、讲新课1.离心泵基本性能参数1.1流量；扬程；转速；功率效率；允许吸上真空高度及允许汽蚀余量1.2 离心泵的工

6、作原理1.3离心泵的理论扬程50min讲授法理解离心泵的性能参数、工作原理能简单计算扬程； 2.离心泵的性能曲线的意义HQ曲线：反映流量-扬程的关系N-Q曲线：反映流量-功率的关系-Q曲线：反映流量-效率的关系30min讲授法能明白离心泵的性能曲线的含义课后记： 教学过程一）主要性能参数1. 流量 单位时间内泵输送的液体量称为泵的流量。 体积流量Q的单位为m3/s（或m3/h，L/s等），质量流量G的单位为kg/h或t/h。Q取决于泵的结构、尺寸（叶轮直径与叶片的宽度）和转速。Q的大小可通过安装在排出管上的流量计测得。 理论流量 单位时间内流入叶轮内的液体体积量 用Qth表示，单位与Q相同。2

7、.扬程H（压头）:泵对单位重量的液体所提供的有效能量，单位m。3.转速 离心泵泵轴每分钟的转数，n，单位：r/min。4. 功率和效率有效功率Ne单位时间内泵对输出液体所做的功轴功率N原动机或电动机传送给泵主轴的功率，w。效率 泵轴通过叶轮传给液体能量的过程中的能量损失。二）离心泵的工作原理（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时，流速非常高（1525 m/s)，使流体获得动能。（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能。于是，具有较高压强的液体从泵的排出

8、口进入排出管路，被输送到所需的管路系统。(3) 离心泵的“气缚”现象： 离心泵启动时，由于泵内有空气，叶轮旋转时无法形成足够的低压，压差无法将液体吸入叶轮的现象。 “气缚”是不灌液的结果。 通常在吸入管路的进口处装有一单向底阀，以截留灌入泵体内的液体。另外，在单向阀下面装有滤网，其作用是拦阻液体中的固体物质被吸入而堵塞管道和泵壳。启动与停泵：灌液完毕后，此时应关闭出口阀后启动泵，这时所需的泵的轴功率最小，启动电流较小，以保护电机。启动后渐渐开启出口阀。停泵前，要先关闭出口阀后再停机，这样可避免排出管内的水柱倒冲泵壳内叶轮，叶片，以延长泵的使用寿命。三）离心泵的理论扬程1. 液体在离心泵叶轮进、

9、出口处的速度三角形：2离心泵的能量基本方程-欧拉方程叶轮对单位质量液体的做功等于液体经过叶轮后能量的增值。欧拉方程的表达式：1）计算表达式： Hth = （u2C2u- u1C1u ）/ g : 单位 J /kg2）概念表达式：3.有限叶片叶轮的理论扬程 无限多的叶片式理想状态，而实际叶轮的叶片数是有限的。液体在叶片间的流动还有轴向涡流，如图1-13所示。 因为实际离心角小于理想状态的离心角，故实际周速度小于理想的，所以理论扬程小于无限叶片的理论扬程，此时，引入环流系数，K3 离心泵叶轮离角对理论扬程的影响 离心泵叶片进口安装角1A 一般变化不大，而出口安装角2A（又称叶片离角）则随叶片形式不

10、同而有很大区别。 2A > 90，叶片为前弯式，Hth最高 2A = 90 ，叶片为径向式 2A < 90， 叶片为后弯式，Hth最低 实际应用中，离心泵广泛采用后弯式叶轮。四）离心泵实际扬程的计算1.管路系统所需实际扬程的计算 泵供给单位质量液体的能量H与输送液体所消耗的能量相等，所得的伯努利方程为 2.实验装置对离心泵实际扬程的计算当CS =CD时，五) 离心泵的性能曲线1. 离心泵的特性曲线对一台特定的离心泵，在转速固定的情况下，其压头（H）、轴功率（N）和效率（）都与其流量（Q）有一一对应的关系，其中以压头与流量之间的关系最为重要。这些关系的图形表示就称为离心泵的特性曲线。

11、由于压头受水力损失影响的复杂性，这些关系一般都通过实验来测定。包括HQ曲线、N Q曲线和 Q曲线。2. 特性曲线的内容：HQ曲线：反映流量-扬程的关系。N-Q曲线：反映流量-功率的关系。-Q曲线：反映流量-效率的关系。3. 离心泵特性曲线的获取 离心泵的特性曲线一般由离心泵的生产厂家提供，标绘于泵产品说明书（样本）中，其测定条件一般是20的清水(101.325kPa)，转速也固定（在图中给出转速）。 4. HQ的三种形状 a.平坦形 适用于Q变化较大，而管路系统中压力降变化不大的场合、排液管路上的阀门来调节流量。 b. 陡降形 适用于Q变化较小而压力降变化较大或当压力降变化较大时而要求Q较稳定

12、的场合。 C. 驼峰形 应在下降曲线部分操作，保证离心泵在稳定的工况下运行。5.实际性能曲线的应用H-Q曲线 选择和操作泵的主要依据。N-Q曲线 合理选择原动机功率和正常启动离心泵的依据。Q=0时，N最小，所以启动泵时，应关闭出口调节阀门。-Q曲线 检查泵工作经济性的依据，泵应该尽可能在高效区工作。离心泵样本上所给出的是高效工作区内的各性能曲线。h-Q曲线 检查泵是否发生汽蚀的依据，应该全面考虑泵的安装高度、入口阻力损失等，防止发生汽蚀。教案头课 次授课日期编号03基本课题第三节 性能曲线的换算、离心泵的汽蚀教学目的1.学会离心泵在何种情况下性能曲线需换算以及汽蚀原因及提高离心泵抗汽蚀能力的措

13、施；掌握离心泵在管路上的工作及离心泵的操作2.使学生学会比例定律、切割定律的应用、黏度改变时的换算方法和通用性能曲线的运用，了解等效率曲线的意义重 点1.进行泵性能曲线的换算的原因2.泵工艺参数（转速、切割、黏度）改变时，曲线的换算公式3.离心泵的汽蚀及相关参数的计算难 点离心泵汽蚀及相关参数的计算课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习上节课学习有关离心泵性能曲线及其含义15min提问法温故知新、讲新课1.离心泵性能曲线的换算1.1转速改变时的换算1.2叶轮切割时的换算1.3粘度改变时的换算40min讲授法会依据不同曲线的含义在不同情况下进行性能曲线的换算2.离心泵的

14、汽蚀2.1汽蚀现象及其危害2.2允许汽蚀余量和允许吸上真空高度3.提高离心泵抗汽蚀能力的措施35min讲授法使学生学会离心泵汽蚀原因及提高离心泵抗汽蚀能力的措施；课后记： 教学过程一、离心泵性能曲线的换算1.转速改变时性能曲线的换算离心泵的转速发生变化时，其流量、压头和轴功率都要发生变化，当工作转速由n变为n，时，有如下关系注意应用条件：同一型号泵、同一种液体、效率不变。2. 通用性能曲线作用: 可说明泵的运转性能，还可根据工作条件选择泵的转速。表示方法：泵的流量与效率的关系用等效率曲线表示 根据Q，Hn根据n，QH3. 叶轮切割时性能曲线的换算为了扩大离心泵的使用范围，在原有型号的叶轮外，还

15、备有外直径小的叶轮，被称为离心泵叶轮的切割。注意：叶轮外径切割后，Q、H、N都会减小，应对原型号的性能曲线进行换算。切割定律：叶轮外径减小后，在转速和效率一定的情况下，满足一下要求：注意：D2的切割量不宜过大，否则泵的最高效率将降低很多。切割定律的应用：a.求切割后的性能曲线b.求叶轮的切割量4.黏度改变时性能曲线的换算a.换算的前提： 输送介质的运动粘度>20mm2/s时，泵的性能曲线就需要进行换算。b.换算公式：c.查取换算系数 会看图查取二、离心泵的汽蚀一）汽蚀的原因及危害 气蚀原理：叶轮入口附近最低压力pk<pt时，被输送流体在叶轮中心处发生汽化，产生大量汽泡；汽泡在由叶中

16、心向周边运动时，由于压力增加而急剧凝结，产生局部真空，周围液体以很高的流速冲向真空区域；当汽泡的冷凝发生在叶片表面附近时，众多液滴尤如细小的高频水锤撞击叶片。 叶片金属表面因冲击、疲劳而剥落。所以为保证离心泵正常运转，应避免汽蚀现象的产生，即须使pk>pt。二）离心泵的允许汽蚀余量和允许吸上真空度1. 汽蚀余量 h 泵入口处液体具有的能头除了要高出液体气化压力Pt外，还应当有一定的富裕能头，该富裕能头称为汽蚀余量。汽蚀余量又分为最小汽蚀余量和允许汽蚀余量。2. 最小汽蚀余量 hmin 当泵内即将产生汽蚀时，泵入口处S处的压力头大于液体饱和蒸气压力头的值。它反映吸入装置对泵汽蚀的影响。最小

17、汽蚀余量的公式:3.允许汽蚀余量h的应用 hmin是泵发生汽蚀的临界值，使用时必须加上0.3m安全量作为允许汽蚀余量，即：4.允许汽蚀余量的应用为了避免泵在运行时产生汽蚀，所以在设计泵及管路系统时，需要确定泵的安装高度，即泵轴中心至吸收池的距离在工程上称为泵的安装高度，Hg。通常泵的样本上给出h，可求出允许安装高度Hg。为了安全起见，允许安装高度加0.51m作为泵的Hg5.允许吸上真空高度及计算吸液池面至泵吸入口截面件的伯努利方程：允许吸上真空高度是一个汽蚀余量的参数，Hs最大吸上真空高度，Hsmax注意：样本给出的Hs值是在标况下（一个大气压、液体温度293K、以清水做实验），所以当改变条件

18、的时候，要对样本上的允许吸上真空高度进行修正6.允许吸上真空高度的应用Hs用来说明离心泵吸入性能的好坏。而且还可根据Hs值计算Hg：教案头课 次授课日期编号04基本课题有关离心泵汽蚀危害教学目的使学生会对离心泵在管路上的工作进行具体分析，了解离心泵汽蚀原因及提高离心泵抗汽蚀能力的措施重 点1. 离心泵汽蚀原理2. 离心泵汽蚀的危害难 点1. 离心泵汽蚀原理2. 离心泵汽蚀的危害课 型实践课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习前面有关离心泵的汽蚀的现象和产生原理15min提问法温故知新、观看视频60min观看教学法了解离心泵汽蚀原因及提高离心泵抗汽蚀能力的措施III、提问20mi

19、n提问法引导法加深学生对所学知识的印象课后记： 教案头课 次授课日期编号05基本课题第四节 离心泵的选择和运转教学目的掌握离心泵管路特性曲线，流量调节的方法；离心泵串并联后流量和扬程的变化以及离心泵的选择依据、方法步骤和命名方法。重 点1. 流量调节的方法2. 离心泵的串联与并联难 点流量调节的过程及意义；离心泵的选择方法课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习前面有关离心泵的知识和上节课离心泵汽蚀的问题15min提问法温故知新、新课讲解1. 离心泵的运转1.1管路特性曲线1.2离心泵的工作点1.3流量调节1.4泵的串联和并联工作60min讲授法1. 会对离心泵在管路上

20、的工作进行具体分析；2. 能简单讲述离心泵的操作步骤；1. 离心泵的选择2.1比转速2.2 离心泵的型号表示法2.3离心泵的结构2.4离心泵的选择20min讲授法学会对离心泵的型号表示法课后记： 教学过程(一) 管路系统特性曲线 表示在特定管路系统中，于固定操作条件下，流体流经该管路时所需的压头与流量的关系。 管路所需能头可用伯努利方程表示，见书中公式。 总流动损失与管路中流速的平方成正比，所以可得管路特性方程(二)离心泵的工作点1.泵所提供的能量H与管路装置上所需的能量Hc应相等，泵排出的流量和管路中输送的流量应相等2.泵的特性曲线H-Q线与所在管路特性曲线HcQ线的交点（M 点)。 3.交

21、点M所对应的Q值和H值就是泵运转的流量和扬程，M即为泵的工作点。(三)离心泵的流量调节泵性能曲线和管路特性曲线中的任何一条发生变化，工作点便随之改变，所以调节流量有两种方法。1.改变管路特性曲线的流量调节a. 出口管路节流调节在排出口处安装调节阀。b. 旁路调节在泵出口管路上设旁路与吸液池相连，旁路口装有调节阀，控制调节阀的开度来调节流量。2.改变离心泵性能曲线的流量调节a.改变泵的工作转速 改变泵的转速可改变泵的H-Q性能曲线位置，所以可以用改变泵的转速来调节流量。这种方法是比较经济的，没有节流引起的能量损失。b.切割叶轮外径 切割一次，流量减小一次。这种方法只能减小流量不能增加，所以当要求

22、流量调节很小时，就不能采用此法。离心泵的串联与并联工作(一)串联工作 两台泵串联后的总扬程等于两泵在同一流量时的扬程之和，即QI=QII时，HI+II=HI+HII。两泵串联后的总性能曲线等于两泵性能曲线在同一流量下扬程逐点叠加而成的。原因：串联后的扬程提高了，但管路装置未变，多余的能量使流速加快，流量增加。(二)并联工作使用前提：一台泵流量不能满足要求或者输送流量变化范围大，又要求在高效范围内工作时 两台泵并联后的总流量等于两台泵在同一扬程下的流量相加，即QI+II=QI+QII，HI=HII=HI+II 两泵并联后总性能曲线等于两泵性能曲线在同一扬程下的对应流量叠加而成。离心泵的型号表示法

23、3 B 57 A 型泵 3表示泵入口直径为3*25mm B表示单级悬臂式水泵 57表示泵的扬程为57m（H2O） A表示所装叶轮被切割 100  Y 120 *2 型泵 100表示泵入口直径为100mm Y表示离心式油泵120表示单级扬程为120（H2O） 2 表示泵有两级下标表示泵的工作部件材质为铸刚钢（代表铸铁，代表Cr5Mo合金钢） 离心泵的选择 离心泵的选择，是指按所需的液体流量、扬程及液体性质等条件，从现有各种泵中选择经济适用的泵。（一）选择泵的原则a. 根据被输送液体的性质确定泵的类型b. 良好的吸入性能，轴封严密可靠，润滑冷却良好，零部件有足够的强度，便于操作

24、和维修。c. 泵的工作范围广即工况变化时仍能在高效区工作。d. 泵的尺寸小、重量轻、结构简单，成本低。e.满足其他特殊要求，如防爆、耐腐蚀等。（二）选择泵的步骤与方法1.列出基础数据 介质的物理性质、操作条件以及泵所在位置情况。2.估算泵的流量和扬程a. 工艺设计中给出正常流量、最小流量和最大流量时，选泵时可直接采用最大流量b. 若只给出装置的正常流量，则采用适当的安全系数估算泵的流量。3.选择泵的类型a. 根据被输送介质的性质，确定选用泵的类型。b. 选择类型时，应当与台数同时考虑。4. 选择泵的型号a. 确定泵的类型后，将Q和H标绘到该类型的系列性能曲线型谱图上，交点P落在哪个切割工作区四

25、边形中，即可读出该四边形上注明的离心泵型号。b. 若交点P不在任何一个工作区四边形中，而在某个四边形附近，这说明没有一台泵能满足工作点参数，并使其处在效率较高的工作范围内，此时可适当改变台数或泵的工作条件。5.核算泵的性能a. 计算出最差条件下泵入口的实际吸上真空高度或者装置的汽蚀余量，与该泵的允许值相比较。b. 或者计算泵的饿允许吸上真空高度或泵的允许汽蚀余量计算出泵允许几何安装高度与工艺流程图中拟确定的安装高度相比较。6. 计算泵的轴功率和驱动机功率 驱动机功率ND=（1.11.15）教案头课 次授课日期编号06基本课题第五节 离心泵的主要零部件、操作及故障排除教学目的学会离心泵的主要结构

26、及其作用；常见的或者典型的仪器事故原因；了解石油化工生产中用到特殊离心泵。重 点离心泵的主要结构及作用难 点离心泵的主要结构及作用课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习前面所讲离心泵的主要装置10min提问法温故知新、讲新课1.离心泵的主要零部件1.1 叶轮1.2 蜗壳与导轮1.3密封环1.4 轴向力及其平衡装置1.5 转轴密封装置50min讲授法学会离心泵主要零部件的名称和作用2.离心泵的操作及故障排除2.1启动停车2.2运转时的维护2.3 常见故障及排除方法30min讲授法培养与训练学生在以后工作岗位上的实际操作和处理问题能力课后记： 教学过程一、主要零部件1、叶

27、轮（1）叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体,使液体的静压能和动能都有所提高。 (2) 对叶轮的基本要求：1）足够的强度和刚度2）流道形状符合流体流动规律3）流体速度分布均匀、阻力小，表面光滑4）材料耐磨。5）严格对称，良好的静平衡和动平衡效果6）结构简单，制造方便2、泵壳 （1）泵壳的作用汇集液体，作导出液体的通道；使液体的能量发生转换，一部分动能转变为静压能。（2）导（叶）轮 为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动的带有叶片的圆盘，称为导（叶）轮。 导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反，其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵

28、壳的通道内平缓的改变方向，使能量损失减小，使动能向静压能的转换更为有效。 3.密封环作用：保持叶轮与泵壳之间具有较小间隙，减少泄漏。按照其轴截面的形状分为三类： 平环式、直角式、迷宫式。平环式：结构简单、便于加工和拆装，应用广泛直角式：漏损的液体速度降低后，造成的涡流与冲击损失小，所以密封效果比平环式好。迷宫式：密封效果最好。4 离心泵的轴向力平衡1 轴向力1）单级泵的平衡方法：v 采用双吸叶轮：v 平衡孔法：v 平衡叶片法：v 接平衡管法：2）多级泵平衡方法v 叶轮对称布置v 平衡鼓及卸荷盘法5 密封装置离心泵经常采用的密封为：填料密封、机械密封；1填料密封：v 结构：v 常用填料：石棉+石

29、墨金属箔包石棉柔性石墨碳纤维（聚丙烯晴高温碳化）2 机械密封：1）基本结构及原理机械密封的特点：泄漏量小；寿命长；对轴的精度和表面粗糙度要求相对较低；对轴的振动敏感性相对较小摩擦力耗功相对较小造价高，原件制造要求及安装要求较高机械密封的基本结构形式(1)内装式与外装式内装式：弹簧置于被密封介质之内。可使泵轴长度减小，弹簧直接与介质接触。其端面比压随介质压力的升高而升高，密封可靠，应用较广。外装式：弹簧置于被密封介质外部。适用于介质易结晶、有腐蚀性、较粘稠和压力较低的场合(2) 平衡型和非平衡型 载荷系数K：介质压力的作用面积与密封端面面积之比K1，非平衡密封。0<K<1，平衡型密封

30、。K<0，完全密封。一般K=1.11.8，介质粘度不大时，K=0.580.7，粘度大时，K=0.30.4。平衡系数 反映了施于密封端面上的介质载荷被卸载的情况 =1-K1，完全平衡。0，非平衡型。10，部分平衡型。3）单面密封与双端面密封4）旋转式和静止式机械密封离心泵的操作及故障排除故障产生原因排除方法1泵启动后不动、启动后轴功率过大1填料压的太死，轴弯曲、轴衬磨损。2多级泵平衡孔堵塞或回水管堵塞3靠背轮间隙太小、运行中两轴相顶4电压太低5实际液体的比重太高6电流太大1松压盖、矫直轴、更换轴承2清除杂物、疏通管路3调整靠背轮间隙4检查电路、反映情况5更换电机，提高功率6关小出口阀石油化

31、工特殊用离心泵1.耐腐蚀泵2.离心油泵3.闭式无泄露泵4.高速泵教案头课 次授课日期编号07基本课题离心泵的实际拆卸及化工生产安全事故分析视频教学目的加深学生对离心泵主要零部件，以及各个部分如何工作运转的印象，通过观看视频可以提高学生对安全的重视。重 点离心泵的主要零部件的名称和作用难 点离心泵的主要零部件的名称和作用课 型实践课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习以前讲的泵的分类，然后引导出所讲内容的泵的主要零部件名称及作用20min提问法任务驱动法温故知新、观看视频50min观看法学会往复泵的工作原理等基础知识III、提问视频有关离心泵操作的重点知识20min引导法任务驱动

32、法加深学生对离心泵主要零部件，以及各个部分如何工作运转的印象，通过观看视频可以提高学生对安全的重视。课后记：教案头课 次授课日期编号08基本课题第二章 其他类型泵教学目的学会和了解其他类型泵的基本原理，性能参数和主要结构等知识。重 点往复泵和旋涡泵的的工作原理，性能参数难 点往复泵和旋涡泵的的工作原理，性能参数课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习以前讲的泵的分类，然后引导出本次课所讲内容的泵15min提问法温故知新、讲新课1.往复泵1.1 往复泵的工作原理及分类1.2 往复泵的流量1.3 往复泵的性能特点及其应用1.4 往复泵的流量调节45min讲授法学会往复泵的工

33、作原理等基础知识2.计量泵2.1柱塞式计量泵2.2隔膜泵30min讲授法培养与训练学生理论联系实际的工作能力课后记：教学过程一、往复泵1、往复泵的结构及工作原理 往复泵是一种容积式泵，它依靠作往复运动的活塞依次开启吸入阀和排出阀从而吸入和排出液体。 泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞杆、吸入单向阀和排出单向阀。活塞经传动和机械在外力作用下在泵缸内作往复运动。活塞与单向阀之间的空隙称为工作室。工作原理：当活塞自左向右移动时，工作室的容积增大，形成低压，贮池内的液体经吸入阀被吸入泵缸内，排出阀受排出管内液体压力作用而关闭。当活塞移到右端时，工作室的容积最大。活塞由右向左移动时，泵缸内液体受挤压，压强增

34、大，使吸入阀关闭而推开排出阀将液体排出，活塞移到左端时，排液完毕，完成了一个工作循环，此后开始另一个循环。活塞从左端点到右端点的距离叫行程或冲程。 活塞在往复一次中，只吸入和排出液体各一次的泵，称为单动泵。由于单动泵的吸入阀和排出阀均装在活塞的一侧，吸液时不能排液，因此排液不是连续的。为了改善单动泵流量的不均匀性，多采用双动泵或三联泵 往复泵的工作原理与离心泵不同，具有以下特点：1）往复泵的流量只与泵本身的几何形状和活塞的往复次数有关，而与泵的压头无关。无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出一定的液体。 2）往复泵的压头与泵的几何尺寸无关，只要泵的机械强度及原动机的功率允许，输送系统要求

35、多高的压头，往复泵就能提供多大的压头。 3）往复泵的吸上真空度也随泵安装地区的大气压强、输送液体的性质和温度而变，所以往复泵的吸上高度也有一定的限制。但往复泵的低压是靠工作室的扩张来造成的，所以在开动之前，泵内无须充满液体，往复泵有自吸作用。4）往复泵不能简单地用排出管路阀门来调节流量，一般采用回路调节。 往复泵适用于小流量、高压强的场合，输送高粘度液体时的效果也比离心泵好，但不能输送腐浊性液体和固体粒子的悬浮液。二、计量泵计量泵就是往复泵的一种。通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心轮的偏心距离可以调整，使柱塞的冲程随之改变。这样就达到控制和调节流量的目的。教案头课 次授课日期编

36、号09基本课题第二章 其他类型泵教学目的学会和了解其他类型泵的基本原理，性能参数和主要结构等知识。重 点往复泵和旋涡泵的的工作原理，性能参数难 点往复泵和旋涡泵的的工作原理，性能参数课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习上次课的内容10min提问法温故知新、讲新课1. 转子泵1.1 齿轮泵1.2 螺杆泵50min练习法学会转子泵等的工作原理等基础知识2. 旋涡泵3. 真空泵III 作业泵型号的含义30min讨论法培养与训练学生理论联系实际的工作能力课后记： 教学过程一、往复泵1、往复泵的结构及工作原理 往复泵是一种容积式泵，它依靠作往复运动的活塞依次开启吸入阀和排出阀

37、从而吸入和排出液体。 泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞杆、吸入单向阀和排出单向阀。活塞经传动和机械在外力作用下在泵缸内作往复运动。活塞与单向阀之间的空隙称为工作室。工作原理：当活塞自左向右移动时，工作室的容积增大，形成低压，贮池内的液体经吸入阀被吸入泵缸内，排出阀受排出管内液体压力作用而关闭。当活塞移到右端时，工作室的容积最大。活塞由右向左移动时，泵缸内液体受挤压，压强增大，使吸入阀关闭而推开排出阀将液体排出，活塞移到左端时，排液完毕，完成了一个工作循环，此后开始另一个循环。活塞从左端点到右端点的距离叫行程或冲程。 活塞在往复一次中，只吸入和排出液体各一次的泵，称为单动泵。由于单动泵的吸入阀和排

38、出阀均装在活塞的一侧，吸液时不能排液，因此排液不是连续的。为了改善单动泵流量的不均匀性，多采用双动泵或三联泵 往复泵的工作原理与离心泵不同，具有以下特点：1）往复泵的流量只与泵本身的几何形状和活塞的往复次数有关，而与泵的压头无关。无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出一定的液体。 2）往复泵的压头与泵的几何尺寸无关，只要泵的机械强度及原动机的功率允许，输送系统要求多高的压头，往复泵就能提供多大的压头。 3）往复泵的吸上真空度也随泵安装地区的大气压强、输送液体的性质和温度而变，所以往复泵的吸上高度也有一定的限制。但往复泵的低压是靠工作室的扩张来造成的，所以在开动之前，泵内无须充满液体，往复

39、泵有自吸作用。4）往复泵不能简单地用排出管路阀门来调节流量，一般采用回路调节。 往复泵适用于小流量、高压强的场合，输送高粘度液体时的效果也比离心泵好，但不能输送腐浊性液体和固体粒子的悬浮液。二、计量泵计量泵就是往复泵的一种。通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心轮的偏心距离可以调整，使柱塞的冲程随之改变。这样就达到控制和调节流量的目的。三、旋转泵 旋转泵靠泵内一个或多个转子的旋转来吸入或排出液体，又称转子泵 1、齿轮泵 泵壳内有两个齿轮。一个用电机带动旋转，另一个被啮合着向相反方向旋转，吸入腔内两轮的齿互相拨开，形成低压而吸入液体，被吸入的液体被齿嵌住，随齿轮转动而达到排出腔 ，排

40、出腔内两轮的齿互相合拢，形成高压而排出液体。 齿轮泵可以产生较高的压头，但流量较小，用于输送粘稠的液体，但不能输送含颗粒的悬浮液。2、螺杆泵 螺杆泵分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵、五螺杆泵等 图（a）为单螺杆泵，螺杆在具有内罗纹的泵壳中偏心转动，将液体沿轴向推进，最终沿排出口排出。（b）为双螺杆泵，工作原理与齿轮泵十分相似，利用两根相互啮合的螺杆来输送液体。螺杆泵的压头高，效率高，无噪音，适用于高粘度液体的输送。往复泵、旋转泵均属于正位移泵。 3、旋涡泵 旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，它是由叶轮和泵体组成。叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列。叶轮在泵壳内转动，其间有引水道，吸入

41、管接头和排出管接头之间为间壁，间壁与叶轮只有很小的缝隙，用来分隔吸腔和排出腔。泵内液体在随叶轮旋转的同时，又在引水道与各叶片间作漩涡形运动。因而，被叶片拍击多次，获得较多的能量。液体在叶片与引水道之间的反复迂回是靠离心力的作用。因此，旋涡泵在开动前也要灌满液体。旋涡泵适用于要求输送量小，压头高而粘度不大的液体。教案头课 次授课日期编号10基本课题复习与练习教学目的复习离心泵的基本原理、性能参数和性能曲线的换算及与汽蚀有关参数的计算方法。使学生掌握离心泵的运用，选择及性能曲线的识别等能力。了解离心泵一些操作知识及常见故障及排除方法。重 点离心泵的性能参数计算、性能曲线换算、汽蚀余量相关的计算。难

42、 点离心泵的性能参数计算、性能曲线换算、汽蚀余量相关的计算。课 型习题课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习前一单元主要内容30min讲授法温故知新、出示测试题30min提问法、测试题讲解30min提问法讨论法学会性能曲线的换算及与汽蚀有关参数的计算方法。课后记： 教案头课 次授课日期编号11基本课题第一节 离心机的概述和转子振动及临界转速的概念教学目的掌握离心分离过程的特点、分离因素、型号表示。了解离心机的分类。重 点离心机的分离因素相关概念和公式难 点离心机振动和临界转速概念的理解课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、由离心机应用的范围引出离心机的分析

43、过程及特点15min提问法引导法调动学生的学习积极性，培养学习兴趣、讲新课1.概述1.1 离心分离过程的特点及应用范围1.2 分离因素和离心力1.3 离心机的分类及型号表示法50min讲授法学会间歇运转离心机、连续运转离心机和高速离心机的结构和工作原理； 2.转子振动和临界转速的概念25min讲授法能对振动和临界转速的概念进行很好的解释课后记： 教学过程一、概述离心机是借离心力分离液相非均一体系的设备。根据物质的沉降系数、质量、密度等的不同，应用强大的离心力使物质分离、浓缩和提纯的方法称为离心。离心技术，特别是超速离心技术是分子生物学、生物化学研究和工业生产中不可缺少的手段。二、离心原理离心就

44、是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。三、离心机基本构件转头和离心管1. 转头离心机的转头是放样品的地方。有以下4种类型：(1)水平转头也称吊篮式转头。静止时离心管垂直挂在转头上，当转头转速达600r/min后达到水平位置，通常一个转头挂3个或6个吊篮。用水平转头离心时，样品沉降方向是顺管子的轴向移动的，最后沉降在管底。便于收集，但由于转头结构复杂，最高转速相对要低，容量也小一些。(2)角转头转头的离心管腔与转轴保持20-30度的固定角度。由于结构稳定，可装载较多的样品和使用较高的转速。(3) 区带转头为一空腔，没有离

45、心管，样品液直接放在腔内。适用于大量样品分离。(4) 分析转头是分析小室，专用于分析。四、离心机在食品工业中的应用分离对象： 悬浮液 乳浊液离心分离过程1、离心过滤特点：1)转鼓有孔 2）适合用于含固量大、粒径大的悬浮液 3)悬浮液 滤饼 滤液2、离心沉降特点:：1）转鼓无孔 2）固相密度>液相密度 3）适合含固量低，粒径小的悬浮液 4）悬浮液 沉渣 澄清液3、离心分离特点：1）转鼓无孔；2）转速更高 3）适合乳浊液；4）乳浊液:五、分离因素和离心力1.离心分离过程是靠物料在离心机的转鼓内随转鼓一起高速旋转而形成的离心力场中进行的，物料产生的离心力FC大小表示为：离心力大小与转速的平方成

46、正比。2.在离心机中，为了衡量离心力场的强度，通常用分离因素Fr来表示。分离因素是表示离心机性能的重要标志之一，表示离心机分离能力的大小。六、离心机的分类1、按分离因数分a. 常速离心机 b. 高速离心机 c. 超高速离心机2. 按元转的连续性分a. 间歇运转离心机 b. 连续运转离心机3.按分离过程a. 过滤式离心机 b.沉降式离心机 c. 分离机七、型号表示法1.离心机的型号 2. 分离机的型号教案头课 次授课日期编号12基本课题第二节 转子的临界转速与振动教学目的1.掌握临界转速和振动的相关概念、单转子轴的挠度公式和临界速度的计算及公式理解。2. 刚性轴和挠性轴与转速和临界转速的关系重

47、点相关公式的计算及理解；挠度与偏心距和转速、临界转速的关系。难 点刚性轴和挠性轴课 型讲授课学 时2教 学 过 程时间分配教学方法能力培养、复习上节课转子振动和临界转速的概念15min提问法引导法温故知新、讲新课1.单转子轴的临界转速2.刚性轴与挠性轴3.影响临界转速的因素4.离心机的减振和隔振60min讲授法培养与训练学生区分刚性轴和挠性轴、减振和隔振的能力、讨论减振和隔振的区别作业15min讨论法任务驱动法巩固加强学生对所学内容的理解能力课后记： 教学过程一、临界转速的概念转轴的临界转速不止一个，与系统的自由度数目有关。如果忽略轴本身的质量而把转子转化为集中载荷时，自由度数目与转子数量相同

48、；当轴的质量远大于转子的质量或是一根不带转子的光轴时，理论上有无穷多个临界转速。临界转速中数值最小的为一阶临界转速，依次类推。1、临界转速 如果作用于转轴的外来干扰频率（转子的转速）恰好等于转子的固有频率，系统将发生共振，发生共振时的转速，称为临界转速。2、计算临界转速的目的 使离心机的工作转速避开共振区。3、临界转速的阶数 转轴的临界转速不止一个，与系统的自由度数有关，如果一根轴上带有一个比轴重得多的转子，为一个自由度系统，具有一个临界转速； 如果转轴带有两个转子，即为两个自由度系统，那么具有两个临界转速。以此类推。 在临界转速中，称最小的为一阶临界转速，比他大的为二阶、三阶、二、单转子轴的

49、临界转速单转子轴是具有一个自由度的转子。在转动系统中，若轴的刚性系数为k，则弹性恢复力P=ky由此得出轴的挠度为由上式看出，对一定的转动系统，m,e,k均为定值，轴的挠度y只和角速度w有关。三、刚性轴和挠性轴 刚性轴是指轴的转速处于一阶临界转速之下；挠性轴是指轴的转速高于一阶临界转速。 设计轴的转速时，一般要求：三、影响临界转速的因素1. 支承刚度对临界转速的影响支承刚度降低，临界转速随之下降；反之亦然。振型也随之变化。支承刚度对临界转速的影响，在不同支承刚度范围内是很不同的。2.回转效应对临界转速的影响回转效应是旋转物体的惯性的表现，它增加轴的刚性，故提高转子的临界转速。有悬臂的转子上，回转效应表现得较明显。四、离心机的减振和隔振1. 减振的目的： 减小或消除不平衡干扰力和干扰力矩，以减轻机器的振动2.减振的主要措施a.设计时应使离心机的工作转速远离其系统的临界转速。b. 提高机器的制造与安装质量。c.制定合理的操作工艺。d.不要随意改动离心机的转速，注意使用中的问题。3.隔振：振动的隔离，称为隔振。4.减振原件：隔振器的核心部件。教案头课 次授课日期编号13基本课题第三节 离心机的结构及选择-间歇式、连续运转离心机教学目的掌握间歇式、连续运转离心机的总体结构、主要零部件和性能操作。通过教学内容对两者的特点进行对比、