【正文】 運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中被損耗。泵的功率和效率 泵的功率又稱(chēng)為泵的軸功率，它是指泵在單位時(shí)間內(nèi)從電機(jī)處獲得的能量。應(yīng)當(dāng)注意，離心泵的揚(yáng)程與升揚(yáng)高度（舉升高度）不同，泵的升揚(yáng)高度是指泵將液體從低處送到高處的垂直高度。泵的揚(yáng)程：又稱(chēng)泵壓頭，它是指泵對(duì)單位重量（1N）液體所能提供的有效能量，其單位為[m液柱]。泵的流量： 它是指單位時(shí)間內(nèi)泵向管路輸送的液體體積，它表明了泵輸送液體量的能力。銘牌上刻著該臺(tái)泵的型號(hào)、流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)數(shù)、軸功率和效率等有關(guān)泵性能的指標(biāo)。由此可見(jiàn)，離心泵之所以能輸送液體，主要是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，液體在離心力的作用下獲得了能量以提高壓強(qiáng)。由于貯槽液面上方的壓強(qiáng)大于泵吸入口的壓強(qiáng)，致使液體被吸進(jìn)葉輪中心。于是，具有較高壓強(qiáng)的液體從泵的排出口進(jìn)入排出管路，被輸送到所需的場(chǎng)所。2．離心泵的工作原理離心泵在啟動(dòng)前需先向殼內(nèi)充滿(mǎn)被輸送的液體，啟動(dòng)后泵軸帶動(dòng)葉輪一起旋轉(zhuǎn)，迫使葉片間的液體旋轉(zhuǎn)，液體在離心力作用下自葉輪中心被甩向外周并獲得了能量，使流向葉輪外周的液體的靜壓強(qiáng)增高，流速增大，可高達(dá)1525m/s。兩環(huán)的端面借彈簧力互相貼緊而作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，起到了密封的作用。填料函是將泵軸穿過(guò)泵殼的環(huán)隙作成密封圈，于其中裝入軟填料（如纖維、塑料、浸油或涂石墨的石棉繩等）。為避免泵內(nèi)高壓液體沿間隙漏出，或防止外界空氣從相反方向進(jìn)入泵內(nèi)，必須設(shè)置軸封裝置。它由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。為了減少液體直接進(jìn)入泵殼時(shí)因碰撞引起的能量損失，在葉輪與泵殼之間有時(shí)還裝有一個(gè)固定不動(dòng)而帶有葉片的導(dǎo)輪，由于導(dǎo)輪具有若干逐漸轉(zhuǎn)向和擴(kuò)大的流道，使部分動(dòng)能可轉(zhuǎn)換為靜壓能，且可減少能量損失。液體從葉輪外周高速流出后，流過(guò)泵殼蝸形通道時(shí)流速將逐漸降低，因此減少了流動(dòng)能量損失，且使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能。 （2）泵殼：通常制成蝸牛形，故稱(chēng)為蝸殼。雙吸式葉輪可同時(shí)從葉輪兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地吸入液體，它不僅具有較大的吸液能力，而且基本上消除了軸向推力。閉式葉輪適用于輸送清潔液體；半閉式和開(kāi)式葉輪適用于輸送含有固體顆粒的懸浮液，這類(lèi)泵的效率低。離心泵的葉輪（1）葉輪：葉輪是離心泵的核心部件，由6～12片的后彎葉片組成。一、 離心泵的主要部件和工作原理1．離心泵的主要部件離心泵由兩個(gè)主要部分構(gòu)成：一是包括軸和軸承的旋轉(zhuǎn)部件，它們安裝在機(jī)座上，前端安裝葉輪，后端用聯(lián)軸器與電機(jī)相聯(lián)，電機(jī)帶動(dòng)泵軸旋轉(zhuǎn)；另一是由泵殼、填料函和軸承組成的靜止部件。噴射泵是依靠調(diào)整流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能的作用，達(dá)到輸送流體的目的；水錘泵是利用水流本身的位差能輸送液體，而不需其它外界能量；電磁泵則是利用電磁力的作用來(lái)輸送液體的。如離心泵、混流泵、軸流泵、漩渦泵等。如往復(fù)式活塞泵、柱塞泵、隔膜泵屬于前一種；齒輪泵、滑片泵、螺桿泵屬于后一種。第一節(jié) 泵的分類(lèi)按其作用原理可分為以下三大類(lèi)：1）容積式泵：依靠連續(xù)或間歇地改變工作室容積來(lái)壓送液體。相應(yīng)流體流動(dòng)阻力也分為兩種： 直管阻力：流體流經(jīng)一定直徑的直管時(shí)由于內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力； 局部阻力：流體流經(jīng)管件、閥門(mén)等局部地方由于流速大小及方向的改變而引起的阻力。第五節(jié) 流體在管路內(nèi)的流動(dòng)阻力流動(dòng)阻力的大小與流體本身的物理性質(zhì)、流動(dòng)狀況及壁面的形狀等因素有關(guān)。若截面不是水平面，而是垂直于地面，則基準(zhǔn)面應(yīng)選管中心線(xiàn)的水平面。（2）基準(zhǔn)水平面的選取：位能基準(zhǔn)面必須與地面平行。在用柏努利方程解決問(wèn)題時(shí)，一般應(yīng)先根據(jù)實(shí)際畫(huà)出流動(dòng)系統(tǒng)的示意圖，標(biāo)明流體的流動(dòng)方向，定出上、下游截面，明確流動(dòng)系統(tǒng)的衡算范圍。這種流體實(shí)際上并不存在，是一種假想的流體，但這種假想對(duì)解決工程實(shí)際問(wèn)題具有重要意義。將流體損失的能量用ΣWf表示。根據(jù)能量守恒原則，能量不可能消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，這些消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，此熱能不能再轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜诹黧w輸送的機(jī)械能，只能使流體的溫度升高。二、流體流動(dòng)連續(xù)性方程式：對(duì)于定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)：對(duì)于不可壓縮流體：三、柏努利方程柏努利方程反映了流體在流動(dòng)過(guò)程中，各種形式機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。車(chē)間內(nèi)部的工藝管線(xiàn)，通常較短，管內(nèi)流速可選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。反之，流速選得太小，操作費(fèi)可以相應(yīng)減小，但管徑增大，管路的基建費(fèi)用隨之增加。流體在管道任一截面上各點(diǎn)的流速沿管徑而變化，所以在工程計(jì)算上通常用整個(gè)管截面上的平均流速來(lái)表示流體的流速，其表達(dá)式為： 三、流體輸送管路直徑的選擇：流量一般為生產(chǎn)任務(wù)所決定，所以關(guān)鍵在于選擇合適的流速。體積流量與質(zhì)量流量的關(guān)系為：ωs=Vs若流量用體積來(lái)計(jì)量，則稱(chēng)為體積流量，以Vs表示，單位為m3/s。 注：外界大氣壓強(qiáng)隨大氣的溫度、濕度和所在地區(qū)的海拔高度而變。真空度又是表壓強(qiáng)的負(fù)值。壓強(qiáng)表上的讀數(shù)表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)高出的數(shù)值，稱(chēng)為表壓強(qiáng)，即：表壓強(qiáng)=絕對(duì)壓強(qiáng)－大氣壓強(qiáng) (壓力表的度量)(3)真空度：當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng)時(shí)，所用測(cè)壓儀表稱(chēng)為真空表。(2)表壓強(qiáng)：流體的壓強(qiáng)可用測(cè)壓儀表來(lái)測(cè)量。常用壓強(qiáng)單位之間的換算關(guān)系：1atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）==760mmHg=（巴） =105Pa工程上為了使用和換算方便，常將1 kgf/cm2近似地作為1個(gè)大氣壓，稱(chēng)為1工程大氣壓。K）如為混合氣體則M為混合氣體的平均分子量MmMi氣體混合物中各組分的分子量yi 氣體混合物中各組分的摩爾分率對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體。m/s =103 kcal/s溫度：K（開(kāi)爾文）= 176。h = kgfm/s2= kgf (千克力)壓強(qiáng)：1 Pa(帕)=1 N/m2=1105 bar=105 kgf/cm2=105 atm= mmH2O= mmHg功、能和熱：1 J =1 Nm）來(lái)?yè)Q算使之統(tǒng)一，但在SI中熱量與功都采用同一單位，即J（焦耳）。功的單位為kgf由于SI制的統(tǒng)用性和一貫性的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)際上迅速得到推廣。兩種單位制度中米制與英制的基本單位列于下表。力和質(zhì)量的關(guān)系用牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)聯(lián)，即F=ma 式中 F—作用于物體上的力；m—物體的質(zhì)量；a—物體在作用力方向上的加速度。六、單位制度絕對(duì)單位制和重力單位制（工程單位）絕對(duì)單位制以長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間為基本量；重力單位制以長(zhǎng)度、時(shí)間和力為基本量。例如：液體的推動(dòng)力是位差，傳熱過(guò)程中的推動(dòng)力是溫度差，吸收過(guò)程的推動(dòng)力是濃度差或分壓差。五、過(guò)程的速率過(guò)程的速率是指單位時(shí)間里過(guò)程進(jìn)行的變化量。過(guò)程的平衡是在一定條件下建立的，當(dāng)條件發(fā)生變化，則平衡就被破壞。通過(guò)熱量衡算，可以檢查熱量消耗的程度，確定經(jīng)濟(jì)合理的熱量消耗方案、熱能綜合利用途徑和選擇最適宜的生產(chǎn)資料等。三、熱量衡算根據(jù)能量守恒定律，對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定的化工生產(chǎn)過(guò)程，向系統(tǒng)和設(shè)備內(nèi)輸入的熱量應(yīng)等于輸出的熱量加上損失的熱量即：Q入=Q出+Q損式中Q入—投入的熱量；Q出—輸出的熱量；Q損—損失的熱量。按照這一規(guī)律對(duì)總物料或其中某一組分進(jìn)行的計(jì)算，稱(chēng)為物料衡算。單元操作特點(diǎn)如下：物理過(guò)程；同一單元操作在不同的化工生產(chǎn)中遵循相同的過(guò)程規(guī)律，但在操作條件及設(shè)備類(lèi)型（或結(jié)構(gòu)）方面會(huì)有很大差別；對(duì)同樣的工程目的，可采用不同的單元操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。合成車(chē)間化工生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)教材 編制: 審核:批準(zhǔn):目 錄第一章 化工生產(chǎn)基本概念 1第二章 流體流動(dòng)常識(shí) 3第一節(jié) 流體的密度 3第二節(jié) 流體的靜壓強(qiáng) 4第三節(jié) 流體的流量與流速 5第四節(jié) 流體基本方程式 6第五節(jié) 流體在管路內(nèi)的流動(dòng)阻力 8第三章 化工用泵 9第一節(jié) 泵的分類(lèi) 9第二節(jié) 離心泵 9第三節(jié) 其它類(lèi)型的泵 17第四章 化工管路 23第一節(jié) 閥門(mén) 23第二節(jié) 管件基本知識(shí) 31第五章 傳熱及傳熱設(shè)備 35第一節(jié) 傳熱的基本原理 35第二節(jié) 傳熱設(shè)備介紹 36第三節(jié) 換熱器運(yùn)行、維護(hù)和保養(yǎng) 40第六章 蒸餾、吸收及其塔類(lèi)設(shè)備 42第一節(jié) 常用概念 42第二節(jié) 塔類(lèi)設(shè)備介紹 46第五章 化工工藝識(shí)圖基礎(chǔ) 61第一節(jié) 識(shí)圖基礎(chǔ)常識(shí) 61第二節(jié) 化工工藝圖識(shí)別 62141 / 143第一章 化工生產(chǎn)基本概念一、化工生產(chǎn)單元操作對(duì)原料進(jìn)行化工加工從而獲得有用產(chǎn)品的過(guò)程稱(chēng)為化工生產(chǎn)過(guò)程。如下圖所示：各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理產(chǎn)品除去雜質(zhì)，達(dá)到必要的純度、溫度和壓力物理變化過(guò)程反應(yīng)生成新的物質(zhì)化學(xué)或生物化學(xué)變化過(guò)程精制、分離、干燥等物理變化過(guò)程中間產(chǎn)品各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理產(chǎn)品除去雜質(zhì)，達(dá)到必要的純度、溫度和壓力物理變化過(guò)程反應(yīng)生成新的物質(zhì)化學(xué)或生物化學(xué)變化過(guò)程精制、分離、干燥等物理變化過(guò)程中間產(chǎn)品各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理各種前處理原料化學(xué)加工各種后處理生產(chǎn)過(guò)程的前、后處理的物理操作過(guò)程稱(chēng)為化工單元操作，簡(jiǎn)稱(chēng)單元操作。二、物料衡算根據(jù)物質(zhì)守恒定律，在一個(gè)穩(wěn)定的化工生產(chǎn)過(guò)程中向系統(tǒng)或設(shè)備所投入的物料量必等于所得產(chǎn)品量及過(guò)程損失量之和，即：W原=W產(chǎn)+W損式中W原—投入物料量W產(chǎn)—所得的產(chǎn)品量；W損—損失物料量。通過(guò)物料衡算可以了解化工生產(chǎn)的原料量、產(chǎn)量、損耗量、確定設(shè)備的生產(chǎn)能力及其主要尺寸；判定物料生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行的好壞和經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)等等。按照這一規(guī)律對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備熱量進(jìn)行的計(jì)算，稱(chēng)為熱量衡算。四、過(guò)程的平衡關(guān)系在化工生產(chǎn)中，固體的溶解、氣體的吸收、溶液的蒸餾等操作過(guò)程都是在一定條件下由不平衡向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化，以達(dá)到過(guò)程進(jìn)行的最大限度。直到在新的條件下建立新的平衡關(guān)系為止。它與過(guò)程的推動(dòng)力成正比，與過(guò)程的阻力成反比。提高過(guò)程的推動(dòng)力是提高過(guò)程速率的基本方法。兩者的主要區(qū)別在于絕對(duì)單位制以質(zhì)量為基本量，其單位為基本單位，力（或重量）的單位為導(dǎo)出單位；重力單位制以力（或重量）為基本量，其單位為基本單位，質(zhì)量的單位為導(dǎo)出單位。上述兩種單位制度中又有米制單位與英制單位之分。兩種單位制度中的米制與英制的基本單位 基本物理量單位制度長(zhǎng)度（L）時(shí)間（T）力或重力（F）質(zhì)量（M）絕對(duì)單位制度cgs 制cmsgmks 制mskg英 制ftslb重力單位制度（工程單位制）米 制mskgf英 制ftslb(f)國(guó)際單位制度（SI制）1960年10月第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)了一種優(yōu)越性較大的新單位制度，稱(chēng)為國(guó)際單位制度，其代號(hào)為SI，它是mks制的引伸。SI中任何一物理量只有一個(gè)單位，但重力單位制就有所不同，例如在重力單位制中，熱量單位為kcal（千卡）。m，而熱量和功是本質(zhì)相同的物理量，計(jì)算時(shí)必須采用“熱當(dāng)量：（即1kcal=427kgfSI基本單位為7種，化工常用5種分別是：長(zhǎng)度：米（m） 質(zhì)量：千克（Kg） 時(shí)間：秒（s）溫度：開(kāi)爾文（K） 物質(zhì)量：摩爾（mol）七、單位換算 常用物理量的單位換算關(guān)系如下:重力加速度：g= m /s2 (SI制)=981 cm/s2 (cgs制)質(zhì)量：1 kg= t (噸)= ib (磅)長(zhǎng)度：1 in (英寸)= m (米)= ft (英尺)= yd (碼)力：1 N(牛頓)=1 kgm=107 kwm=104kcal功率：1 W(瓦特)= 1 J/s= kgf+ ℃第二章 流體流動(dòng)常識(shí)第一節(jié) 流體的密度定義：?jiǎn)挝惑w積流體所具有的質(zhì)量稱(chēng)為流體的密度，其表達(dá)式為： 某狀態(tài)下理想氣體的密度：M—?dú)怏w的分子量R—?dú)怏w常數(shù)，（mol其體積、壓強(qiáng)和溫度之間的變化關(guān)系為： p —?dú)怏w的絕對(duì)壓強(qiáng)，Pa；T—?dú)怏w的絕對(duì)溫度，K；V—?dú)怏w的體積，m3；第二節(jié) 流體的靜壓強(qiáng)定義：在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力，稱(chēng)為靜壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱(chēng)壓強(qiáng)，定態(tài)流動(dòng)的流體在管路中同一位置的壓強(qiáng)也可視為靜壓強(qiáng)，其表達(dá)式為：p=ΔP/ΔA(Pa或N/㎡)p —流體的靜壓強(qiáng)，Pa；P— 垂直作用于流體表面上的壓力，N；A — 作用面的面積，m2。于是1at=1 kgf/cm2 = mmHg =10 mH2O= bar=104 Pa3．壓強(qiáng)的不同表示方法 (1) 絕對(duì)壓強(qiáng)：以絕對(duì)零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng),稱(chēng)為絕對(duì)壓強(qiáng)，是流體的真實(shí)壓強(qiáng)。當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)大于外界大氣壓強(qiáng)時(shí)，所用的測(cè)壓儀表稱(chēng)為壓強(qiáng)表。真空表上的讀數(shù)表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，稱(chēng)為真空度，即：真空度=大氣壓強(qiáng)－絕對(duì)壓強(qiáng) （真空表的度量）顯然，設(shè)備內(nèi)的流體的絕對(duì)壓強(qiáng)愈低，則它的真空度就愈高。絕對(duì)壓強(qiáng)，表壓強(qiáng)，真空度之間的關(guān)系可用下圖表示。第三節(jié) 流體的流量與流速一、流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)管道任一截面的流體量，稱(chēng)為流量。若流量用質(zhì)量來(lái)計(jì)量，則稱(chēng)為質(zhì)量流量，以ωs表示，單位為㎏/s。ρ二、流速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流過(guò)的距離，稱(chēng)為流速，以u(píng)