【文章內容簡介】 He —— 有效壓頭，gee WH ?，單位重量流體在截面 11? 與截面 22? 間所獲得的外加功， m； Hf —— 壓頭損失，gff hH ??，單位重量流體從截面 11? 流到截面 22? 的能量損失， m。 式（ 218）為以單位重量流體為計算基準的柏努利方程，式中各項 均表示單位重量流體所具有的能量，單位為 J/N（ m）。 m 的物理意義是單位重量流體所具有的機械能把自身從基準水平面升舉的高度。 柏努利方程的應用： （ 1） 確定兩設備間的相對位置高度； （ 2） 確定輸送設備的有效功率； （ 3） 確定輸送液體的壓力； （ 4） 求管路中流體的流量。 4． 離心泵的性能參數 18 性能參數 單位 定義 影響因素 流量 qV m3/h m3/s 離心泵 在 單位時間內所輸送的液體體積 泵的 結構尺寸（主要為葉輪的直徑與葉片的寬度）和轉速等。泵實際所能輸送的液體量還與管路阻力及所需壓力有關 揚程 H m 也稱 壓頭，單 位 重量流體經泵所 獲得的能 量 泵的揚程大小取決于泵的結構（如葉輪直徑的大小 ， 葉片的彎曲情況等）、轉速 等。 泵的揚程可用實驗測定 效率 η 離心泵的有效功率與軸功率之比，反映離心泵能量損失的大小 泵的效率與泵的類型、大小、結構、制造精度和輸送液體的性質有關。大型泵效率值高些 ，可達 90%左右 ，小型泵效率低些 ，為 50%～ 70%，此值由實驗測得 軸功率 P W kW 泵軸所需 的 功率e VP q H gP ????? 隨設備的尺寸、流體的粘度、流量等的增大而增大 離心泵的特性 曲線 ，如圖 235 所示。 圖 235 IS10080125 型 離心泵的特性曲線 （ 1） H－ qV 線 表示 泵的揚程與 流量的關系 。離心泵的揚程隨流量的增大而 19 下降。 （ 2） P－ qV 線 表示泵軸功率和流量的關系 。離心泵的軸功率隨流量的增大而提高，流量為零時軸功率最小。 （ 3） η－ qV 線 表示泵的效率和流量的關系 。當 qV＝ 0 時， η＝ 0；隨著流量的增大，效率隨之上升達到一個最大值；而后隨流量增大，效率下降。 離心泵特性曲線上的效率最高點稱為 設計點 ，泵在該點對應的壓頭和流量下工作最為經濟。離心泵銘牌上標出的性能參數即為最高效率點上的工況參數。 5． 影響離心泵性能的主要因素 （ 1）輸送液體的 粘度 粘度 越大 ，泵內能量損失 越 大，泵流量、 揚程 減小，效率下降，軸功率增大。 （ 2）輸送液體的 密度 離心泵的體積流量及 揚程 與液體密度無關，功率則隨密度增大而增 大 。 （ 3） 離心泵的轉速 當液體粘度不大，泵的效率不變時，泵的流量、 揚程 、軸功率與轉速可近似用比例定律計算，即 2121 nnqqVV ? 22121 ????????? nnHH 32121 ????????? nnPP （ 219） （ 4） 葉輪直徑 當泵的轉速一定時，其揚程、流量與葉輪直徑有關， 可用 切割定律 表示 2121 ddqqVV ? 22121 ????????? ddHH 32121 ????????? ddPP （ 220） 5． 離心 泵的 安裝高度 汽蝕 現象。 為防止汽蝕現象發(fā)生，須 限制泵的安裝高度。離心 泵的 安裝高度 （吸上高度 ）是指泵入口 中心處 與吸入液面間的垂直距離 ，可按下式計算 10， f0g ?????? HhgpgpH s?? （ 221） 式中 Hg—— 允許安裝高度， m； p0—— 吸入液面壓力， Pa； 20 ps—— 操作溫度下液體的飽和蒸氣壓， Pa； Δ h—— 允許汽蝕余量，由泵的性能表查得， m； ρ —— 被輸送液體的密度， kg/m3； Hf， 01—— 液體流經吸入管的壓頭損失， m。 從安全角度考慮，泵的實際安裝高度值一般應比計算值再低 ～ 1m。當計算之 Hg 為負值時，說明泵的吸入口位置應在貯槽液面之下。 6． 離心泵的工作點 壓頭與流量的關系曲線稱為管路特性曲線， 如圖 236 所示 。 圖 236 管路 特性 曲 線 圖 237 離心泵的工作點 在一定管路系統(tǒng)中，泵的特性曲線與管路特性曲線的交點即為泵的工作點 。離心泵只有在工作點工作，管中流量才能穩(wěn)定。泵的工作點以在泵的效率最高區(qū)域內為宜。 7． 離心泵的流量調節(jié) 方法 改變泵工作點的位置，即 可調節(jié)泵的 流量。 改變管路系統(tǒng)中 離心泵出口閥 的開度，即 可 改變管路特性曲線。 改變泵的轉速， 流量和揚程均能增加。隨著無級變速設備在工業(yè)中的應用，這種調節(jié)將成為一種方便且節(jié)能的流量調節(jié)方式。 【作業(yè)】 1．離心泵在啟動和停車前，為什么都要關閉出口閥？原因相同嗎？ 2．離 心泵啟動前為什么要灌泵？灌泵時如何判斷泵內空氣已完全排出？ 3．隨著流量的增大，泵入口處的真空度和出口處的壓力表讀數如何變化？ 4．離心泵啟動后沒有液體送出，是什么原因？應如何處理？ 5．離心泵輸出液流量下降是什么原因？應如何處理？ 21 項目 8 溶液的蒸發(fā)操作 【教材版本】 王艷、張洪剛主編《化工工藝試驗工技能培訓與考核》，高等教育出版社 2020 年 3 月出版。 【教學目標】 1．能夠熟練操作蒸發(fā)器，熟練完成溶液蒸發(fā)工作。 2．熟悉各種蒸發(fā)器的結構及操作要點，能夠判斷操作中的常見故障，并及時處理。 【教學重點 、難點】 重點： 蒸發(fā)操作 難點： 蒸發(fā)操作中故障判斷及處理 【教學方法】 采用項目教學法，以行動導向來進行學習，調動學生的學習積極性，注重培養(yǎng)學生規(guī)范操作、觀察分析、團結合作的能力。根據本項目特點，采用講授 ——實訓 —— 評價 —— 總結的教學過程，讓學生在完成具體項目的過程中達到教學目標。 【學時安排】 4 學時 【教學建議】 先布置實訓任務，講授實訓操作方法，指導學生按步驟完成實訓項目。然后，在學生預習的基礎上學習溶液蒸發(fā)的相關知識。 【教學過程】 一 、 導入 將稀溶液濃縮是要用到蒸發(fā)的，將溶質從溶液中結晶出來也是要用 到蒸發(fā)的。工業(yè)生產中的蒸發(fā)需要采用蒸發(fā)器，本項目學習蒸發(fā)操作。 二、教師講授實訓步驟 1．布置實訓任務。 2．演示蒸發(fā)實訓裝置操作。 三、學生實訓 22 指導學生按實訓步驟完成實驗。 1．檢查準備 2．開車：加料、開蒸氣，抽真空，開啟加料泵 3．正常運行：調整蒸氣流量或進料量，控制蒸發(fā)速度和液位 4．停車：依次關閉進料閥、蒸氣閥、真空閥，破真空 5．卸料 6．洗效（刷罐） 四、檢查評價 學生自查實訓情況，各組比較操作情況及數據的準確性，選出最佳操作人員。 五、相關知識介紹 在學生預習及實訓操作的基礎上，由 教師講授與學生討論相結合，完成以下內容的學習。 學生自學、討論內容 1． 蒸發(fā)器有哪些類型？其結構、特點及應用場合有什么不同？ 2． 蒸發(fā)器需要哪些輔助裝置？ 教師講解內容 1．各種不同蒸發(fā)流程。 2．多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)流程的區(qū)別。 圖 245 單效真空蒸發(fā)流程 23 圖 246 多效蒸發(fā)流程 3．三種常見加料流程（并流加料、逆流加料和平流加料）的特點及使用場合。 【作業(yè)】 1．真空蒸發(fā)器操作時常出現的異?，F象有哪些？分析其產生原因，討論其處理方法。 2．提高蒸發(fā)器生產強度的途徑有哪些？ 3．蒸 發(fā)操作需要消耗大量的熱能，可采取哪些措施以降低能量消耗？ 項目 9 溶液的精餾操作 【教材版本】 王艷、張洪剛主編《化工工藝試驗工技能培訓與考核》，高等教育出版社 2020 年 3 月出版。 【教學目標】 1．能按操作要求正確操作精餾塔。 2．能夠及時地處理精餾塔操作過程中的常見故障并進行維護。 【教學重點、難點】 重點： 精餾操作 難點： 精餾塔操作常見故障的判斷與處理 【教學方法】 采用項目教學法，以行動導向來進行學習，調動學生的學習積極性，注重培 24 養(yǎng)學生規(guī)范操作、觀察分析、團結合作的能力。根據本項目特點，采用講 授 ——實訓 —— 評價 —— 總結的教學過程，讓學生在完成具體項目的過程中達到教學目標。 【學時安排】 4 學時 【教學建議】 先布置實訓任務，講授實訓操作方法，指導學生按步驟完成實訓項目。然后，在學生預習的基礎上學習精餾的相關知識。 【教學過程】 一 、 導入 工業(yè)乙醇中有許多雜質，怎樣提純？可用精餾。本項目學習精餾操作。 二、教師講授實訓步驟 1．布置實訓任務。 2．演示精餾實訓裝置操作。 三、學生實訓 指導學生按實訓步驟完成實驗。 1．檢查準備 2．開車：加料，通電，升溫，冷凝液全回流，進料 3．正常運行：保 持規(guī)定塔釜液面 4．采樣分析 5．停車 四、檢查評價 學生自查實訓情況，各組比較操作情況及數據的準確性，選出最佳操作人員。 五、相關知識介紹 在學生預習及實訓操作的基礎上，由教師講授與學生討論相結合，完成以下內容的學習。 學生自學、討論內容 1．精餾塔的結構是怎樣的？板式塔上的各部件有什么作用？ 2．篩板、浮閥塔板、噴射塔板的結構及特點有什么不同？ 3．影響精餾操作的主要因素。 25 4．板式塔的異常操作現象： 漏液 、 液泛 。 教師講解內容 1．蒸餾原理。 蒸餾分離的依據是混合物中各組分的揮發(fā)性差異，分離的條件是必 須造成氣液兩相系統(tǒng)。 揮發(fā)能力高的組分稱為易揮發(fā)組分或輕組分，揮發(fā)能力低的組分稱為難揮發(fā)組分或重組分。 蒸餾方式：簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾及特殊精餾； 操作方式：間歇蒸餾、連續(xù)蒸餾； 物系中組分數：雙組分蒸餾、