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文档简介

《化工机械》课程简介课程学习目标掌握化工机械基本知识了解化工机械在化工生产中的重要性,并掌握化工机械的分类、工作原理和性能指标。培养化工机械选型能力根据具体工艺要求,能够合理选择合适的化工机械设备,并进行参数计算和性能评估。了解化工机械设计与制造掌握化工机械的设计流程和制造工艺,并了解化工机械的常见故障和维护方法。化工机械概述化工机械是化学工业生产中必不可少的设备,用于各种化学反应、物质分离、物料输送、混合、粉碎等操作。它在现代化学工业生产中发挥着至关重要的作用。化工机械的种类繁多,涵盖了从简单的管道、阀门到大型反应器、蒸馏塔等各种设备。不同的化工机械在结构、功能和工作原理上各有特点,满足不同的工艺要求。化工机械的分类按工艺过程分类如:传热设备、分离设备、混合设备、输送设备、反应设备等。按操作条件分类如:常压设备、加压设备、减压设备、高温设备、低温设备等。按材质分类如:金属设备、非金属设备、复合材料设备等。泵的基本概念液体输送泵是将机械能转换为液体的能量,用于液体输送。类型多样泵的类型多种多样,根据工作原理、结构、用途等进行分类。离心泵的工作原理1叶轮旋转叶轮高速旋转,带动液体旋转2离心力旋转液体受到离心力作用3压力升高液体向外移动,压力升高4排出液体高压液体通过泵体排出离心泵的特性曲线扬程效率功率离心泵特性曲线反映了泵的性能参数与流量之间的关系,包括扬程、效率和功率等。离心泵的选型流量根据生产工艺的需求确定离心泵的流量。扬程根据输送介质的高度差和管道阻力计算所需的扬程。介质性质考虑介质的密度、粘度、温度等因素。运行工况根据工作压力、环境温度等因素选择合适的泵型。正压泵的工作原理1旋转泵体旋转,推动转子旋转2吸入转子旋转,形成负压,吸入液体3排出液体被压缩,通过出口排出正压泵的性能性能指标说明流量单位时间内泵输送的流体体积扬程泵将流体提升的高度或克服流体流动阻力的能力效率泵输出功率与输入功率的比值,反映泵的能量利用率功率泵所需的驱动功率,与流量、扬程和效率有关转速泵转子的转动速度,影响流量和扬程正压泵的应用液体输送正压泵广泛应用于各种工业生产中,用于输送液体,例如水、油、化学品等。压力提升正压泵可用于提升液体的压力,以满足不同的工艺需求。液体循环在一些系统中,需要将液体循环流动,正压泵可以实现液体循环。往复泵的工作原理吸入过程活塞向左移动,泵体内压力降低,低于液体压力,液体被吸入泵体。排液过程活塞向右移动,泵体内压力升高,高于排出管压力,液体被排出。循环往复活塞不断往复运动,实现液体持续吸入和排出。往复泵的性能100高压往复泵能够产生很高的压力,通常可以达到数百个大气压100流量流量相对稳定,且可以根据需要调节90效率理论上可以达到很高的效率,但实际应用中会受到摩擦等因素影响90维护相对复杂,需要定期维护,例如更换密封件等往复泵的选型流量和压力根据工艺要求选择合适的流量和压力范围的往复泵。介质特性考虑介质的粘度、腐蚀性、温度等因素,选择合适的材料和密封方式。运行条件根据现场环境条件,选择合适的防腐、防爆、防尘等措施。经济性综合考虑投资成本、运行成本和维护成本,选择性价比高的往复泵。搅拌设备的作用均匀混合将两种或多种物料均匀混合,形成均一的混合物。加速反应在化学反应过程中,通过搅拌加速反应物的接触,提高反应速率。提高传热效率在传热过程中,通过搅拌增加流体的流动性,提高传热效率。搅拌设备的分类按搅拌原理分类主要包括机械搅拌、气体搅拌、流体搅拌等。按结构分类主要包括桨式搅拌机、涡轮搅拌机、螺旋桨搅拌机等。按应用领域分类主要包括化工搅拌、食品搅拌、医药搅拌等。桨式搅拌机的工作原理1旋转运动桨式搅拌机通过电机驱动叶轮旋转,产生切向力,从而推动流体运动。2流体混合旋转叶轮将流体从中心向外推动,同时叶片间隙的流动带动流体混合,实现均匀搅拌。3能量传递叶轮的旋转消耗能量,将机械能转化为流体的动能和热能,促进反应或传质过程。桨式搅拌机的性能高效率桨式搅拌机在液体混合方面效率高,能有效地降低混合时间和能耗。混合均匀桨式搅拌机可以产生良好的流体循环,确保混合物达到均匀一致的混合效果。应用广泛桨式搅拌机适用于各种化工过程,包括混合、悬浮、分散、溶解等。桨式搅拌机的选型流体性质考虑流体的粘度、密度和表面张力。搅拌目的混合、分散、悬浮或溶解。工艺要求搅拌时间、温度、压力等。气体压缩机的工作原理1压缩过程气体进入压缩室被压缩,压力升高。2排气过程压缩后的高压气体被排出压缩室。3循环过程压缩和排气不断重复,形成压缩循环。活塞式压缩机的特点1结构简单易于制造和维护。2压缩比高可用于高压压缩。3效率高能耗较低。4适用范围广可用于各种气体压缩。离心式压缩机的特点优点缺点结构紧凑,体积小压缩比相对较低运行平稳,噪音低对气体流量要求较高效率高,耗能低启动功率大,需专门的启动装置压缩机的选型工艺要求根据压缩气体种类、流量、压力、温度等要求进行选择.经济性考虑设备成本、运行成本、维护成本等因素.环保性选择节能环保的压缩机,减少排放.蒸馏设备的作用分离混合物蒸馏设备可以将混合物中的不同组分根据沸点进行分离。提纯物质通过蒸馏可以去除混合物中的杂质,得到纯度更高的物质。回收溶剂蒸馏设备可以用于回收反应过程中使用的溶剂,提高生产效率。简单蒸馏过程分析1加热将混合液加热至沸腾2汽化沸点低的组分优先汽化3冷凝将蒸汽冷却成液体4分离得到富含低沸点组分的馏出液精馏塔的结构及工作原理进料段进料由塔顶流下,并与上升的蒸汽接触。精馏段塔顶蒸汽冷凝后,得到高纯度的馏出液。提馏段塔底液体加热后,得到高纯度的釜液。精馏塔的设计计算参数设计计算进料组成确定进料中各组分的摩尔分数塔顶产品组成确定塔顶产品中各组分的摩尔分数塔底产品组成确定塔底产品中各组分的摩尔分数进料流量确定进料的质量流量或摩尔流量进料温度确定进料的温度回流比确定回流比,以控制塔顶产品的纯度热交换设备的作用温度控制热交换器用于将热量从一种流体传递到另一种流体,从而控制温度。能量回收回收废热并将其用于其他过程,提高能源效率。工艺流程作为化工生

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