Ф
едеральное
агентство по образованию
Уральский государственный технический университет – УПИ
Альбом основных аппаратов химической технологии
Часть 1: Аппараты гидромеханических процессов
Методические материалы по дисциплинам «Процессы и аппараты химической технологии», «Процессы и аппараты пищевых производств»
для студентов всех форм обучения по специальностям:
240301 – Химическая технология неорганических веществ;
240302 – Технология электрохимических производств;
240306 – Технология монокристаллов и изделий электронной техники;
240401 – Химическая технология органических веществ;
240403 – Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов;
240801 – Машины и аппараты химических производств;
240802 – Основные процессы химических производств и химическая кибернетика;
240901 – Биотехнология;
260601 – Машины и аппараты пищевых производств
Екатеринбург
УГТУ–УПИ
2007
УДК 66.02
Составители: Л. Ю. Лаврова, канд. техн. наук, доц.
В. А. Степанов, канд. техн. наук, доц.
Научный редактор проф., д-р техн. наук С. А. Ермаков
Альбом основных аппаратов химической технологии. Часть 1 : Аппараты гидромеханических процессов / сост. Л. Ю. Лаврова, В. А. Степанов. Екатеринбург : УГТУ–УПИ, 2007. 69 с.
В методических материалах представлены схемы и принцип работы основных гидромеханических аппаратов, которые рассматриваются в лекционных курсах «Процессы и аппараты химической технологии» и «Процессы и аппараты пищевых производств».
Материалы разработаны для студентов всех специальностей и форм обучения химико-технологического факультета.
Библиогр.: 6 назв. Рис. 57.
Подготовлено кафедрой
Уральский государственный
технический университет – УПИ, 2007
1. Аппараты для перемещения жидкостей
Движение жидкости по трубам происходит под действием разности давлений между начальным и конечным пунктами трубопровода. Для перемещения текучих сред по коммуникациям применяют гидравлические машины – насосы, которые преобразуют механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости, повышая ее давление.
По принципу действия насосы делятся на поршневые, ротационные, центробежные и специальные перекачивающие устройства. Выбор насоса производится по заданной производительности и напору, который рассчитывают в соответствии со схемой трубопровода. Двигатель к насосу подбирают по установочной мощности и числу оборотов.
Поршневые насосы рекомендовано применять при высоких давлениях (до 1000 атмосфер и выше) для перекачивания вязких, огне- и взрывоопасных жидкостей, а также при дозировании жидких сред. Они имеют высокий КПД. В насосах двойного действия всасывание и нагнетание происходят при каждом ходе поршня, вследствие чего производительность таких насосов больше и подача жидкости равномернее, чем у насосов простого действия. Для перекачивания коррозийно-активных и загрязненных жидкостей применяют специальные типы поршневых насосов – плунжерный, мембранный и с буферной жидкостью. Однако поршневые насосы громоздки и тихоходны, включают в себя достаточно много точно пригнанных движущихся частей.
Ротационные насосы применяют при перемещении жидкостей, не содержащих твердых примесей, при средних производительностях и напорах. Они компактны и не имеют клапанов, целесообразны при работе с вязкими средами. Но характеризуются быстрым износом корпуса и вращающихся частей по плоскости их касания. При повышении давления возрастает обратный переток жидкости.
Наиболее распространены центробежные насосы, которые имеют ряд преимуществ перед остальными. Это высокая производительность, равномерная подача жидкости, компактность и быстроходность, простота устройства, возможность перекачивания загрязненных и агрессивных жидкостей, отсутствие клапанов и точно пригнанных деталей. В насосах большой производительностью рабочее колесо делается двухсторонним, т.е. с двухсторонним всасыванием. Однако центробежные насосы создают относительно низкие напоры. Вследствие значительных зазоров между колесом и корпусом насоса, разрежение, возникающее при вращении рабочего колеса, недостаточно для подъема жидкости по всасывающему трубопроводу, поэтому перед пуском центробежный насос заливают перекачиваемой жидкостью (установка «под залив»).
К специальным перекачивающим устройствам относят: пропеллерные, вихревые, струйные насосы, монтежю и воздушные подъемники. Пропеллерные насосы обладают большой производительностью (до 25 м3/с), но создают небольшой напор. Вихревые насосы применяют для перемещения чистых маловязких жидкостей с небольшой производительностью и сравнительно высокими напорами (до 250 м). В струйных насосах в качестве рабочей среды может применяться пар. Такие насосы называются пароструйными. Монтежю и воздушные подъемники используют в производствах, где наличие движущихся и трущихся частей недопустимо. Все перечисленные устройства отличаются простотой и компактностью, отсутствием точно пригнанных деталей, но имеют низкий КПД (высокий КПД имеют только пропеллерные насосы).