化工管路和离心泵

1、类类 型型结结 构构简单简单管路管路单一管路单一管路直径不变、无分支的管路直径不变、无分支的管路串联管路串联管路虽无分支但管径多变的管路虽无分支但管径多变的管路复杂复杂管路管路分支管路分支管路流体由总管分流到几个分支，各分支出流体由总管分流到几个分支，各分支出口不同口不同并联管路并联管路并联管路中，分支最终又汇合到总管并联管路中，分支最终又汇合到总管 简单管路简单管路复杂管路复杂管路 管路由管路由管子管子、管件管件和和阀门阀门等按一定的排列方式构成，等按一定的排列方式构成，也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。 种类及名称种类及名称金属管金

2、属管钢管钢管有缝钢管有缝钢管无缝钢管无缝钢管铸铁管铸铁管有色金属管有色金属管铜管与黄铜管铜管与黄铜管铅管铅管铝管铝管非金属管非金属管陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡胶管等陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡胶管等 管件是用来管件是用来连接连接管子以达到延长管路、改变管路方向管子以达到延长管路、改变管路方向或直径、分支、合流或封闭管路的附件的总称。或直径、分支、合流或封闭管路的附件的总称。 用以用以改变流向改变流向：9090弯头、弯头、4545弯头、弯头、180180回弯头等；回弯头等； 用以用以堵截管路堵截管路：管帽、丝堵：管帽、丝堵( (堵头堵头) )、盲板等；、盲板等； 用以用以连接支管连

3、接支管：三通、四通等；：三通、四通等； 用以用以改变管径改变管径：异径管、内外螺纹接头：异径管、内外螺纹接头( (补芯补芯) )等；等； 用以用以延长管路延长管路：管箍：管箍( (束节束节) )、螺纹短节、活接头、法兰等。、螺纹短节、活接头、法兰等。180180回弯管回弯管 三通三通 四通四通 异径管异径管 9090弯头弯头 法兰法兰 卡箍活接头卡箍活接头 管帽管帽 4545弯头弯头 阀门是用来阀门是用来启闭启闭和和调节流量调节流量及及控制安全控制安全的部件。通过的部件。通过阀门可以调节流量、系统压力、及流动方向。阀门可以调节流量、系统压力、及流动方向。 闸阀闸阀 截止阀截止阀 止回阀止回阀

4、球阀球阀旋塞阀旋塞阀 全启式安全阀全启式安全阀d d为管道内径，单位为管道内径，单位m m；u u为流体适宜流速，单位为流体适宜流速，单位m/sm/s，uqdv4管道内径计算式为管道内径计算式为 适宜流速由经济衡算得出适宜流速由经济衡算得出流体类别及情况流体类别及情况流速范围流速范围(m/s)(m/s)水及低粘度液体（水及低粘度液体（0.10.11.0MPa1.0MPa）工业供水（工业供水（0.8 MPa0.8 MPa以下）以下）锅炉供水（锅炉供水（0.8 MPa0.8 MPa以下）以下）饱和蒸汽饱和蒸汽一般气体（常压）一般气体（常压）离心泵排出管（水一类液体）离心泵排出管（水一类液体）液体自

5、流速度（冷凝水等）液体自流速度（冷凝水等）真空操作下气体流速真空操作下气体流速1.53.01.53.03.0204010202.53.00.510技能训练技能训练 管路拆装训练管路拆装训练 工业上的管路布置既要考虑到工艺要求，又要考虑到经济要求，工业上的管路布置既要考虑到工艺要求，又要考虑到经济要求，还要考虑到操作方便与安全，在可能的情况下还要尽可能美观。还要考虑到操作方便与安全，在可能的情况下还要尽可能美观。液体输送机械液体输送机械气体输送气体输送机械机械（通称为泵）（通称为泵）（如风机、压缩机、真空泵等）（如风机、压缩机、真空泵等）离心式离心式往复式往复式旋转式旋转式流体作用式流体作用式l

6、-l-泵体；泵体；2-2-叶轮；叶轮；3-3-密封环；密封环；4-4-轴套；轴套；5-5-泵盖；泵盖；6-6-泵轴；泵轴；7-7-托架；托架；8-8-联轴器；联轴器；9-9-轴承；轴承；10-10-轴封装置；轴封装置； 11-11-吸入口；吸入口；12-12-蜗形泵壳；蜗形泵壳；13-13-叶片；叶片；14-14-吸入管；吸入管；15-15-底阀；底阀；16-16-滤网；滤网；17-17-调节阀；调节阀；18-18-排出管排出管为使泵内液体能量转换效率增高，叶轮外周安装导轮。为使泵内液体能量转换效率增高，叶轮外周安装导轮。 作用：作用：将叶轮封闭在一定的空间内，以便由叶轮的作用吸入和压出液体将

7、叶轮封闭在一定的空间内，以便由叶轮的作用吸入和压出液体外形：外形：多为蜗壳形，故又称蜗壳多为蜗壳形，故又称蜗壳蜗壳形流道截面积逐渐扩大，从叶轮四周甩出的高速液体蜗壳形流道截面积逐渐扩大，从叶轮四周甩出的高速液体逐渐减速，部分动能有效转换为静压能。逐渐减速，部分动能有效转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。作用：作用：防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内类型：类型：填料密封、机械密封填料密封、机械密封浸油、涂有石墨的石棉绳浸油、涂有石墨的石棉绳依靠装在轴上的动环

8、与固定在依靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面的相对泵壳上的静环之间端面的相对运动运动 启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也随着转动。在高速转动，叶片间的液体也随着转动。在离心力离心力的作用下，液体的作用下，液体从叶轮中心被从叶轮中心被抛向外缘并获得能量抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，

9、送至需要，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真真空空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。吸入和排出。 泵泵启动启动时，若泵壳与吸入管路内时，若泵壳与吸入管路内没有充满没有充满液液体，则泵壳内存有空气，由于空气的密度远小于液体，则泵壳内存有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力很小

10、，叶轮中心就不能输体的密度，产生的离心力很小，叶轮中心就不能输送液体，此种现象称为气缚。送液体，此种现象称为气缚。流量：流量：指离心泵在单位时间内排入到管路系统内的液体体积，以指离心泵在单位时间内排入到管路系统内的液体体积，以Q表示，表示，单位为单位为L.s-1或或m3.h-1。 扬程：扬程：指泵给予单位重量液体的有效能量，以指泵给予单位重量液体的有效能量，以H表示，单位为表示，单位为m。效率：效率：反映泵对外加能量的利用程度，以反映泵对外加能量的利用程度，以 表示，无量纲。表示，无量纲。轴功率：轴功率：指泵轴所需的功率，以指泵轴所需的功率，以P表示，单位为表示，单位为W或或kW。每秒钟泵对输

11、出液体所作的功，称为泵的有效功率，以每秒钟泵对输出液体所作的功，称为泵的有效功率，以Pe表示。表示。见例见例1-71-7IS100-80-125 2900r/min Q/m3/h Pe/W H/m H-Q -Q N-Q 选用原则：选用原则： 确定离心泵的确定离心泵的类型类型 确定输送系统的确定输送系统的流量和扬程流量和扬程 确定离心泵的确定离心泵的型号型号 校核校核轴功率轴功率 列出泵在设计点处的性能，供使用时参考列出泵在设计点处的性能，供使用时参考p叶轮叶轮pv，使液体汽化使液体汽化汽蚀现象：汽蚀现象： 泵内液体汽化，汽泡形成和破裂的过程中使叶轮材料受到损坏的现象泵内液体汽化，汽泡形成和破裂

12、的过程中使叶轮材料受到损坏的现象产生原因：产生原因：危害：危害：（1 1）叶轮遭到剥蚀）叶轮遭到剥蚀 ；（2 2）产生噪音和振动；）产生噪音和振动；（3 3）流量不稳定，显著下降，严重时不能送液。）流量不稳定，显著下降，严重时不能送液。工程上规定，当泵的扬程下降工程上规定，当泵的扬程下降3 3时，认为进入了气蚀状态。时，认为进入了气蚀状态。预防：预防：vpp叶轮只需使得只需使得 即可，亦即或者升高即可，亦即或者升高 或者降低或者降低叶轮pvp工程上从根本上避免气蚀现象的方法是工程上从根本上避免气蚀现象的方法是限制泵的安装高度限制泵的安装高度避免离心泵气蚀现象发生的最大安装高度，即泵的吸入口与吸

13、入避免离心泵气蚀现象发生的最大安装高度，即泵的吸入口与吸入 贮槽液面间可允许达到的贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离最大垂直距离，称为离心泵的允许安装，称为离心泵的允许安装 高度高度, ,也叫允许吸上高度，用也叫允许吸上高度，用 表示。表示。gH0101 离心泵的允许安装高度离心泵的允许安装高度Hg假定泵在可允许的最高位置上操作，以液面为基准面，则由列贮槽假定泵在可允许的最高位置上操作，以液面为基准面，则由列贮槽液面液面0-00-0与泵的吸入口与泵的吸入口1-11-1两截面间的伯努利方程式，可得两截面间的伯努利方程式，可得10,21102fghgugppH 允许安装高度，允许安装高度，m m；

14、 吸入液面压力，吸入液面压力，PaPa； 吸入口允许的最低压力，吸入口允许的最低压力，PaPa； 吸入口处的流速，吸入口处的流速，m/sm/s； 被输送液体的密度，被输送液体的密度，kg/mkg/m3 3； 流体流经吸入管的阻力，流体流经吸入管的阻力，m m。gH0p1p1u10,fhgpgugphv2211允许汽蚀余量：允许汽蚀余量：一般由实验测定，由泵性能中查取。一般由实验测定，由泵性能中查取。10,0fvgHhgpgpH泵吸入口处动压头与静压头之和比被输送液体的饱和蒸汽压头高出的泵吸入口处动压头与静压头之和比被输送液体的饱和蒸汽压头高出的最小数值，用最小数值，用 表示。表示。h 当允许安

15、装高度为负值时，离心泵的吸入口低于贮槽液面。当允许安装高度为负值时，离心泵的吸入口低于贮槽液面。 为安全起见，泵的实际安装高度通常能比允许安装高度低为安全起见，泵的实际安装高度通常能比允许安装高度低 0.5m0.5m1m1m。 2BAQHe对于给定的管路，其输送任务（流量）与完成任务所需要的压头对于给定的管路，其输送任务（流量）与完成任务所需要的压头之间也存在一定的关系，这种关系称为管路特性，表示在之间也存在一定的关系，这种关系称为管路特性，表示在压头压头与与流量流量的关系图上，称为管路的特性曲线。的关系图上，称为管路的特性曲线。管路特性方程管路特性方程: :QAHeBQ2QHe 管路的铺设情况管路的铺设情况 操作条件操作条件与泵的特性无关！与泵的特性无关！ 指定指定泵安装在泵安装在特定特定管路中，只能有管路中，只能有一个一个稳定稳定的工作点。的工作点。 将泵的将泵的H HQ Q曲线与管路的曲线与管路的H HQ Q曲线绘在同一坐标系中，两曲线曲线绘在同一坐标系中，两曲线的交点称为泵的工作点的交点称为泵的工作点当泵安装在指定管路时，流量与压头当泵安装在指定管路时，流量与压头之间的