【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jì)算基準(zhǔn)的柏努利方程，式中各項(xiàng) 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(jī)械能把自身從基準(zhǔn)水平面升舉的高度。 柏努利方程的應(yīng)用： （ 1） 確定兩設(shè)備間的相對(duì)位置高度； （ 2） 確定輸送設(shè)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(shù) 18 性能參數(shù) 單位 定義 影響因素 流量 qV m3/h m3/s 離心泵 在 單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體體積 泵的 結(jié)構(gòu)尺寸（主要為葉輪的直徑與葉片的寬度）和轉(zhuǎn)速等。泵實(shí)際所能輸送的液體量還與管路阻力及所需壓力有關(guān) 揚(yáng)程 H m 也稱 壓頭，單 位 重量流體經(jīng)泵所 獲得的能 量 泵的揚(yáng)程大小取決于泵的結(jié)構(gòu)（如葉輪直徑的大小 ， 葉片的彎曲情況等）、轉(zhuǎn)速 等。 泵的揚(yáng)程可用實(shí)驗(yàn)測(cè)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(jié)構(gòu)、制造精度和輸送液體的性質(zhì)有關(guān)。大型泵效率值高些 ，可達(dá) 90%左右 ，小型泵效率低些 ，為 50%～ 70%，此值由實(shí)驗(yàn)測(cè)得 軸功率 P W kW 泵軸所需 的 功率e VP q H gP ????? 隨設(shè)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(yáng)程與 流量的關(guān)系 。離心泵的揚(yáng)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(guān)系 。離心泵的軸功率隨流量的增大而提高，流量為零時(shí)軸功率最小。 （ 3） η－ qV 線 表示泵的效率和流量的關(guān)系 。當(dāng) qV＝ 0 時(shí)， η＝ 0；隨著流量的增大，效率隨之上升達(dá)到一個(gè)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(diǎn)稱為 設(shè)計(jì)點(diǎn) ，泵在該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓頭和流量下工作最為經(jīng)濟(jì)。離心泵銘牌上標(biāo)出的性能參數(shù)即為最高效率點(diǎn)上的工況參數(shù)。 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(nèi)能量損失 越 大，泵流量、 揚(yáng)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(yáng)程 與液體密度無(wú)關(guān)，功率則隨密度增大而增 大 。 （ 3） 離心泵的轉(zhuǎn)速 當(dāng)液體粘度不大，泵的效率不變時(shí)，泵的流量、 揚(yáng)程 、軸功率與轉(zhuǎn)速可近似用比例定律計(jì)算，即 2121 nnqqVV ? 22121 ????????? nnHH 32121 ????????? nnPP （ 219） （ 4） 葉輪直徑 當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，其揚(yáng)程、流量與葉輪直徑有關(guān)， 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(xiàn)象。 為防止汽蝕現(xiàn)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(jì)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(jīng)吸入管的壓頭損失， m。 從安全角度考慮，泵的實(shí)際安裝高度值一般應(yīng)比計(jì)算值再低 ～ 1m。當(dāng)計(jì)算之 Hg 為負(fù)值時(shí)，說(shuō)明泵的吸入口位置應(yīng)在貯槽液面之下。 6． 離心泵的工作點(diǎn) 壓頭與流量的關(guān)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(diǎn) 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(diǎn)即為泵的工作點(diǎn) 。離心泵只有在工作點(diǎn)工作，管中流量才能穩(wěn)定。泵的工作點(diǎn)以在泵的效率最高區(qū)域內(nèi)為宜。 7． 離心泵的流量調(diào)節(jié) 方法 改變泵工作點(diǎn)的位置，即 可調(diào)節(jié)泵的 流量。 改變管路系統(tǒng)中 離心泵出口閥 的開(kāi)度，即 可 改變管路特性曲線。 改變泵的轉(zhuǎn)速， 流量和揚(yáng)程均能增加。隨著無(wú)級(jí)變速設(shè)備在工業(yè)中的應(yīng)用，這種調(diào)節(jié)將成為一種方便且節(jié)能的流量調(diào)節(jié)方式。 【作業(yè)】 1．離心泵在啟動(dòng)和停車前，為什么都要關(guān)閉出口閥？原因相同嗎？ 2．離 心泵啟動(dòng)前為什么要灌泵？灌泵時(shí)如何判斷泵內(nèi)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(shù)如何變化？ 4．離心泵啟動(dòng)后沒(méi)有液體送出，是什么原因？應(yīng)如何處理？ 5．離心泵輸出液流量下降是什么原因？應(yīng)如何處理？ 21 項(xiàng)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(yàn)工技能培訓(xùn)與考核》，高等教育出版社 2020 年 3 月出版。 【教學(xué)目標(biāo)】 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(jié)構(gòu)及操作要點(diǎn)，能夠判斷操作中的常見(jiàn)故障，并及時(shí)處理。 【教學(xué)重點(diǎn) 、難點(diǎn)】 重點(diǎn)： 蒸發(fā)操作 難點(diǎn)： 蒸發(fā)操作中故障判斷及處理 【教學(xué)方法】 采用項(xiàng)目教學(xué)法，以行動(dòng)導(dǎo)向來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，注重培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作、觀察分析、團(tuán)結(jié)合作的能力。根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，采用講授 ——實(shí)訓(xùn) —— 評(píng)價(jià) —— 總結(jié)的教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過(guò)程中達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。 【學(xué)時(shí)安排】 4 學(xué)時(shí) 【教學(xué)建議】 先布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，講授實(shí)訓(xùn)操作方法，指導(dǎo)學(xué)生按步驟完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。然后，在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)溶液蒸發(fā)的相關(guān)知識(shí)。 【教學(xué)過(guò)程】 一 、 導(dǎo)入 將稀溶液濃縮是要用到蒸發(fā)的，將溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶出來(lái)也是要用 到蒸發(fā)的。工業(yè)生產(chǎn)中的蒸發(fā)需要采用蒸發(fā)器，本項(xiàng)目學(xué)習(xí)蒸發(fā)操作。 二、教師講授實(shí)訓(xùn)步驟 1．布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)。 2．演示蒸發(fā)實(shí)訓(xùn)裝置操作。 三、學(xué)生實(shí)訓(xùn) 22 指導(dǎo)學(xué)生按實(shí)訓(xùn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。 1．檢查準(zhǔn)備 2．開(kāi)車：加料、開(kāi)蒸氣，抽真空，開(kāi)啟加料泵 3．正常運(yùn)行：調(diào)整蒸氣流量或進(jìn)料量，控制蒸發(fā)速度和液位 4．停車：依次關(guān)閉進(jìn)料閥、蒸氣閥、真空閥，破真空 5．卸料 6．洗效（刷罐） 四、檢查評(píng)價(jià) 學(xué)生自查實(shí)訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選出最佳操作人員。 五、相關(guān)知識(shí)介紹 在學(xué)生預(yù)習(xí)及實(shí)訓(xùn)操作的基礎(chǔ)上，由 教師講授與學(xué)生討論相結(jié)合，完成以下內(nèi)容的學(xué)習(xí)。 學(xué)生自學(xué)、討論內(nèi)容 1． 蒸發(fā)器有哪些類型？其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合有什么不同？ 2． 蒸發(fā)器需要哪些輔助裝置？ 教師講解內(nèi)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(jiàn)加料流程（并流加料、逆流加料和平流加料）的特點(diǎn)及使用場(chǎng)合。 【作業(yè)】 1．真空蒸發(fā)器操作時(shí)常出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象有哪些？分析其產(chǎn)生原因，討論其處理方法。 2．提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)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(xiàng)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(yàn)工技能培訓(xùn)與考核》，高等教育出版社 2020 年 3 月出版。 【教學(xué)目標(biāo)】 1．能按操作要求正確操作精餾塔。 2．能夠及時(shí)地處理精餾塔操作過(guò)程中的常見(jiàn)故障并進(jìn)行維護(hù)。 【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】 重點(diǎn)： 精餾操作 難點(diǎn)： 精餾塔操作常見(jiàn)故障的判斷與處理 【教學(xué)方法】 采用項(xiàng)目教學(xué)法，以行動(dòng)導(dǎo)向來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，注重培 24 養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作、觀察分析、團(tuán)結(jié)合作的能力。根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，采用講 授 ——實(shí)訓(xùn) —— 評(píng)價(jià) —— 總結(jié)的教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過(guò)程中達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。 【學(xué)時(shí)安排】 4 學(xué)時(shí) 【教學(xué)建議】 先布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，講授實(shí)訓(xùn)操作方法，指導(dǎo)學(xué)生按步驟完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。然后，在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)精餾的相關(guān)知識(shí)。 【教學(xué)過(guò)程】 一 、 導(dǎo)入 工業(yè)乙醇中有許多雜質(zhì)，怎樣提純？可用精餾。本項(xiàng)目學(xué)習(xí)精餾操作。 二、教師講授實(shí)訓(xùn)步驟 1．布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)。 2．演示精餾實(shí)訓(xùn)裝置操作。 三、學(xué)生實(shí)訓(xùn) 指導(dǎo)學(xué)生按實(shí)訓(xùn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。 1．檢查準(zhǔn)備 2．開(kāi)車：加料，通電，升溫，冷凝液全回流，進(jìn)料 3．正常運(yùn)行：保 持規(guī)定塔釜液面 4．采樣分析 5．停車 四、檢查評(píng)價(jià) 學(xué)生自查實(shí)訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選出最佳操作人員。 五、相關(guān)知識(shí)介紹 在學(xué)生預(yù)習(xí)及實(shí)訓(xùn)操作的基礎(chǔ)上，由教師講授與學(xué)生討論相結(jié)合，完成以下內(nèi)容的學(xué)習(xí)。 學(xué)生自學(xué)、討論內(nèi)容 1．精餾塔的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及特點(diǎn)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(xiàn)象： 漏液 、 液泛 。 教師講解內(nèi)容 1．蒸餾原理。 蒸餾分離的依據(jù)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(jiǎn)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?jǐn)?shù)：雙組分蒸餾、