
- •Греческий алфавит
- •Содержание
- •Лекция 1
- •I. Общие сведения
- •I. Общие сведения
- •1. Предмет курса «Процессы и аппараты»
- •2. Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах
- •3. Классификация основных процессов
- •4. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •5. Различные системы единиц измерения физических величин
- •Лекция 2 Гидромеханические процессы.
- •II. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики в химической аппаратуре
- •II. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики в химической аппаратуре
- •1. Основные определения
- •2. Некоторые физические свойства жидкостей
- •Гидромеханические процессы. А. Гидростатика
- •3. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера
- •4. Основное уравнение гидростатики
- •5. Некоторые практические приложения основного уравнения гидростатики
- •Лекция 3 гидромеханические процессы.
- •Б. Гидродинамика
- •1. Основные характеристики движения жидкостей
- •2. Уравнение неразрывности (сплошности) потока
- •3. Дифференциальные уравнения движения Эйлера
- •4. Дифференциальные уравнения движения Навье-Стокса
- •5. Уравнение Бернулли
- •6. Некоторые практические приложения уравнения Бернулли
- •7. Движение тел в жидкостях
- •8. Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои
- •9. Гидродинамика кипящих (псевдоожиженных) зернистых слоев
- •10. Элементы гидродинамики двухфазных потоков
- •11. Структура потоков и распределение времени пребывания жидкости в аппаратах
- •Лекция 4
- •III. Перемещение жидкостей
- •III. Перемещение жидкостей
- •1. Объемные насосы
- •2. Конструкция объемных насосов
- •3. Центробежные насосы
- •4. Конструкция центробежных насосов
- •1 Корпус, 2 – крышка, 3 – рабочее колесо, 4 – втулка корпуса,
- •5. Насосы других типов. Сифоны
- •Лекция 5
- •2. Поршневые компрессоры
- •3. Ротационные компрессоры и газодувки
- •4. Центробежные машины
- •5. Осевые вентиляторы и компрессоры
- •6. Винтовые компрессоры
- •7. Вакуум-насосы
- •8. Сравнение и области применения компрессорных машин различных типов
- •Лекция 6
- •V. Разделение неоднородных систем
- •V. Разделение неоднородных систем
- •1. Неоднородные системы и методы их разделения
- •Разделение жидких систем
- •2. Материальный баланс процесса разделения
- •А. Отстаивание
- •3. Скорость стесненного осаждения (отстаивания)
- •4. Отстойники
- •Б. Фильтрование
- •6. Общие сведения
- •6. Фильтровальные перегородки
- •7. Устройство фильтров
- •Лекция 7
- •VI. Перемешивание в жидких средах
- •В. Центрифугирование
- •1. Основные положения
- •2. Устройство центрифуг
- •Г. Разделение газовых систем (очистка газов)
- •1. Общие сведения
- •2. Гравитационная очистка газов
- •3. Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил
- •4. Очистка газов фильтрованием
- •5. Мокрая очистка газов
- •6. Электрическая очистка газов
- •VI. Перемешивание в жидких средах
- •1. Общие сведения
- •2. Механическое перемешивание
- •3. Механические перемешивающие устройства
- •Лекция 8 кристаллизация
- •VII. Кристаллизация
- •1, Общие сведения
- •2. Устройство кристаллизаторов
- •Лекция 9
- •А. Крупное дробление
- •2. Щековые дробилки
- •3. Конусные дробилки
- •Б. Среднее и мелкое дробление
- •4. Валковые дробилки
- •5. Ударно-центробежные дробилки
- •В. Тонкое измельчение
- •6. Барабанные мельницы
- •7. Кольцевые мельницы
- •Г. Сверхтонкое измельчение
- •8. Мельницы для сверхтонкого измельчения
- •Некоторые другие методы разрушения твердых материалов
- •Лекция 10
- •1. Грохочение
- •Гидравлическая классификация и воздушная сепарация
- •X. Смешение твердых материалов
- •Дозирование твердых материалов
- •1. Бункеры и затворы к ним
- •2. Питатели
- •Питатели с тяговыми органами
- •Питатели с колебательным движением
- •Вращающиеся питатели
- •3. Дозаторы
- •Автоматические весы
- •Весовые ленточные дозаторы
- •Литература
1 Корпус, 2 – крышка, 3 – рабочее колесо, 4 – втулка корпуса,
5 – фасонная втулка, 6 – втулка, 7 – левый диск, 8 – шпилька,
9 – правый диск, 10 – стяжная шпилька, 11 – пружина, 12 – вал,
13, 14 – кольца.
Во время остановки насоса уплотнение достигается металлическими пришлифованными плоскостями, прижимаемыми при помощи пружин.
При пуске насоса в ход вал автоматически передвигается, и истирание уплотняющих деталей устраняется вследствие образующегося зазора.
На
рис.III-16
изображен бессальниковый насос,
изготовляемый из ферросилида или
сурьмянистого свинца. Особенностью
конструкции наcoca
является разгрузочное приспособление,
состоящее из левого диска 7 и правого
диска 9, соединенных стяжными шпильками
10 с пружинами 11. Если насос не работает,
то пружины удерживают вал 12 в положении,
изображенном на рисунке, т.е. сдвинутым
вправо. При этом между гайками двух
противолежащих шпилек 8, не имеющих
пружин, и левым диском имеется зазор
0.5 мм;
фасонная втулка 5, служащая для защиты
вала от кислоты, просачивающейся через
отверстие корпуса, укреплена неподвижно
на валу и пришлифована к втулке 4 корпуса.
При остановке насоса втулка 5 зажимается
между втулками 4 и 6, создавая необходимое
уплотнение. При пуске насоса в ход вал
вследствие действия осевого давления
перемещается влево, сжимает пружины 11
и на 0.5 мм
перемещает влево втулку 4, создавая
зазор между ней и кольцами 13 и 14 корпуса.
Этим предотвращается быстрый износ
втулки 4. Однако износ втулки все же
довольно велик, а ее замена сложней
перенабивки сальника. Это является
существенным недостатком данной
конструкции насоса. Кроме того, сборка
насоса должна быть выполнена исключительно
тщательно и точно.
Разновидностью бессальникового насоса является центробежный насос с вертикальным валом (рис.III-17).
Корпус насоса состоит из нижней части 1 и верхней 2, на которой укреплен вертикальный вал 3. На нижнем конце вала находится рабочее колесо 4, погруженное в кислоту. Кислота поступает через штуцер 5 и находится все время на некоторой высоте, не достигая, однако, места расположения подшипников. На случай внезапной остановки насоса корпус снабжен переливным штуцером 6, соединенным с питающим сборником кислоты. Через этот штуцер при остановке насоса избыток кислоты, поступающей обратно в насос через штуцер 7 нагнетательного трубопровода, сливается в сборник.
Производительность насоса 10-15 м3/час, высота подачи ~22 м. Насос приводится в действие непосредственно от двигателя, установленного на крышке. Достоинства конструкции—отсутствие сальников, что устраняет возможность попадания кислой жидкости в подшипники; недостатки – малый к. п. д. и значительная длина вала.
Для перекачки соляной, азотной и других кислот, за исключением плавиковой, применяют керамиковые насосы.
Вследствие низкой механической прочности керамики корпус насоса заключают в стальной кожух или скрепляют обоймами. Производительность керамиковых насосов равна 450-730 л/мин при высоте напора 10.5-35 м.
Имеются также самовсасывающие центробежные насосы, которые не требуют заливки жидкостью перед пуском и установки обратного клапана на входе во всасывающий трубопровод. Такие насосы снабжаются вспомогательным вакуум-насосом, приводимым в движение от вала рабочего колеса.
На рис. III-18 показана конструкция пропеллерного насоса завода "Борец", предназначенного для циркуляции горячих щелоков в выпарных аппаратах. Ввиду агрессивности перекачиваемой жидкости и высокой ее температуры (140 °С) подшипники и сальники насоса вынесены наружу и для них предусмотрено специальное охлаждение. Щелок подводится к насосу под напором ~5 м для того, чтобы избежать парообразования внутри насоса.
Рис. III-18. Горизонтальный пропеллерный насос
1—корпус, 2—вал, 3—рабочее колесо
Сравнительная оценка центробежных и поршневых насосов. Несмотря на то, что центробежные насосы обладают несколько меньшим (на 10-15% ниже) к. п. д., чем поршневые, они имеют перед последними ряд неоспоримых преимуществ.
Центробежные насосы компактны и имеют непосредственный привод от двигателя. Стоимость их изготовления и установки, а также эксплуатационные расходы значительно ниже, чем поршневых.
Центробежные насосы наиболее пригодны во всех случаях, когда требуется большая производительность при относительно небольшом напоре, т.е. для большинства химических производств.
Центробежные насосы лучше приспособлены для перекачки жидкостей, содержащих твердые взвешенные вещества, так как в этих насосах отсутствуют легко засоряющиеся клапаны.
Вследствие больших зазоров, допускаемых в конструкциях центробежных насосов по сравнению с поршневыми, они подвержены меньшему износу от абразивных взвесей, находящихся в перекачиваемых жидкостях. Специальные конструкции центробежных насосов допускают проход через насос крупных твердых частиц, что исключается у поршневых насосов.
Центробежные насосы особенно эффективны для проведения некоторых операций в химических производствах, например для подачи жидкости на фильтрпрессы. С ростом толщины осадка на фильтрпрессе центробежные насосы автоматически уменьшают подачу и одновременно повышают напор. В то же время вследствие ограниченности максимального напора уменьшается опасность прорыва ткани и поломки центробежного насоса во время фильтрации.
Простота конструкции центробежных насосов позволяет более легко изготавливать их из химически стойких, но плохо отливающихся и трудно обрабатываемых материалов, например ферросилида и др.
Вследствие этих особенностей центробежные насосы получили широкое распространение в химической промышленности.
Вместе с этим в ряде случаев поршневые насосы обладают преимуществами перед центробежными. В тех случаях, когда, прежде всего, требуется экономия энергии, а стоимость установки и удобства эксплуатации имеют второстепенное значение, отдают предпочтение поршневым насосам, как обладающим более высоким к. п. д.
Наконец, поршневые насосы применяют во многих случаях, когда требуются: небольшие подачи жидкости при высоких давлениях, например в гидравлических прессах, или небольшие подачи сильно колеблющихся количеств жидкости, или для перекачивания пожароопасных и взрывоопасных жидкостей.