Назначение и классификация насосов

Режим движения жидкости

Характер движения жидкости зависит от скорости движения. Этот вопрос был решен в 1883 году Рейнольдсом. Характер движения жидкости устанавливается по степени размытости струи подкрашенной жидкости, истекающей по трубки из сосуда. В зависимости от высоты уровня жидкости в сосуде устанавливается скорость стечения. При малых скоростях струю окрашенной жидкости не размывается, характер движения жидкости послойный, такое течение называется- ламинарным. При некоторой критической скорости струя жидкости размывается по всему сечению, характер движения жидкости вихревой- такое движение называюттурбулентным. Переход от ламинарного движения наступает при Re=2300 наблюдается турбулентный тип движения жидкости. При числе выше Re=2300 и выше 10тыс. режим течения называется переходным.

Назначение, конструктивные элементы трубопроводов. Виды соединения труб и арматуры.

Назначение и классификация насосов.

Насосы- это машины, в которых производится преобразование механической энергии привода в

гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости, в результате чего происходит ее перемешивание.

Насосы делятся на – Динамические- Объемные- Эрлифты- Монтежю.

Объемные- (Роторные- ротационные, винтовые, шестеренчатые; Возвратно-поступательные –поршневые, плунжерные, диафрагменные) для транспортировки жидкостей пи высоких давлениях. Принцип работысостоит в вытеснении некоторого кол-ва жидкости из рабочего объема машины. Энергия жидкости в них повышается в результате увеличения давления. В объемных насосах подача производится не зависимо от напора. Объемные насосы являются самовсасывающими(в отличие от динамических). Их используют для перекачивания высоковязких , криогенных жидкостей, жидкостей с большим содержанием газа, паст, смол и других плохо текучих продуктов.

Динамические –( Лопастные – центробежные, вихревые, осевые; Трения – черпаковые, шнековые, дисковые, вибрационные, струйные Электромагнитные) в насосах этого типа энергия жидкости увеличивается благодаря взаимодействию лопаток рабочего колеса и перемещающегося потока. Под действием вращающихся лопаток жидкость приводится во вращательное и поступательное движение, давление и скорость возрастают по мере движения в рабочем колесе.

5. Устройство, принцип работы поршневого насоса простого действия.

Поршневые насосы относятся к числу объемных насосов, в которых перемещение жидкости осуществляется путем ее вытеснения из неподвижных рабочих камер вытеснителями. Рабочей камерой объемного насоса называют ограниченное пространство, попеременно сообщающееся со входом и выходом насоса. Вытеснителем называется рабочий орган насоса, который совершает вытеснение жидкости из рабочих камер (плунжер, поршень, диафрагма).

Классифицируются поршневые насосы по следующим показателям:
1) по типу вытеснителей: плунжерные, поршневые и диафрагменные;

2) по характеру движения ведущего звена: возвратно-поступательное движение

ведущего звена; вращательное движение ведущего звена (кривошипные и кулачковые насосы);

3) по числу циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход: одностороннего действия; двухстороннего действия.

4) по количеству поршней: однопоршневые; двухпоршневые; многопоршневые.

Рис. 1.1 Насос поршневой простого действия

Насос простого действия. Схема насоса простого действия изображена на рис. 1. Поршень 2 связан с кривошипно-шатунным механизмом через шток 3, в результате чего он совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре 1. Поршень при ходе вправо создает разрежение в рабочей камере, вследствие чего всасывающий клапан 6 поднимается и жидкость из расходного резервуара 4 по всасывающему трубопроводу 5поступает в рабочую камеру 7. При обратном ходе поршня (влево) всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный клапан 8 открывается, и жидкость нагнетается в напорный трубопровод 9.

6.Устройство, принцип работы центробежного насоса.

Центробежный насос состоит из привода, рабочего колеса, ротора, отвода.Жидкость попадает во входной патрубок насос и затем в рабочее колесо, откуда под действием вращающихся лопаток нагнетается в отвод. Давление жидкости на выходе из отвода пи этом становится больше, чем на входе, за счет торможения потока и преобразования кинетической энергии в потенциальную энергию давления.

7.Процесс сжатия газов. Назначение и классификация компрессорных машин.

Компрессор- представляет собой машины, предназначенные для сжатия и перемещения газов за счет механической энергии, подводимой от двигателя.

По принципу действия компрессоры классифицируются на ОБЪЕМНЫЕ(СТАТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ)ТЕРМОКОМПРЕССОРЫ, ЛОПАСТНЫЕ(динамического действия).

8.Виды гетерогенных(неоднородных) систем (Пыль, Дым, Туман, Суспензия, Эмульсия, Пена), дать понятие. Способы разделения гетерогенных систем.

Гетерогенные (неоднородные) смеси- смеси, по крайней мере, двух и более компонентов, находящихся в различных фазовых состояниях и разделенных четкими границами. Разделяется на дисперсную фазу (имеет четкие границы)и Дисперсную среду.

Пыль- неоднородная система состоящая из газа и распределенных в нем твердых частиц размером 5-50мкм. Образуется преимущественно при дроблении и транспортировании твердых материалов.

Дым- неоднородная система, состоящая из газа и распределенных в нем твердых частиц размером 0,3-5 мкм. Образуется при горении в-ва.

Туман-неоднородная система, состоящая из газа и распределенных в нем капель жидкости размером 0,3-3 мкм, образующихся в результате конденсации. Пыли, Дымы, Туманы-носят общее название АЭРОЗОЛИ.

Суспензия- неоднородная система, состоящая из жидкости и взвещанных в ней твердых частиц. В зависимости от размеров частиц различают суспензии : грубые с частицами размером более 100 мкм, тонкие с частицами размером более 0,1-100 мкм, и коллоидные растворы частицы размером менее 0,1 мкм.

Эмульсия -неоднородная система состоящая из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости, не растворяющихся в первой.

Пена- неоднородная система, состоящая из жидкости и распределенных в ней пузырьков газа.

Для разделения неоднородных (смесей) систем используют оборудование и методы определяющие выбор признака, по которому дисперсная среда и дисперсная фаза отличающаяся по своим признакам и свойствам будут разделяться. Такими признаками являются- плотность, прочность, магнитные и электронные св-ва .Методы разделения- Осаждение(за счет силы тяжести), Отстойного центрифугирования(сепарирования) и Циклонном процессе.

9. Центрифугирование –Вращательное движение потока жидкости или газа в неподвижном аппарате .Сущность процесса осаждения под действием центробежной силы заключается в том, что во вращающимся потоке на взвещанную частицу действует центробежная сила, к периферии от центра по радиусу со скоростью равной скорости осаждения. Для оценки эффективности процесса используют показатель называемый фактором разделения или центробежным фактором.

10.Фильтрованием называют процесс-разделение неоднородных систем жидкость -твердые частицы (суспензии) и газ - твердые частицы в специальных аппаратах - фильтрах, снабженных пористыми фильтровальными перегородками (ФП), которые пропускают жидкость или газ, но задерживают твердую фазу. Движущая сила процесса - разность давлений по обе стороны Фильтровальной Перегородки.

11.Механические перемешивающие устройства. -лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные(Листовые, барабанные, дисковые, вибрационные) Мех.перемешиваюшие устройства состоят из трех основных частей: мешелка-ввал-привод. Мешалкаявляется основным рабочим элементом устройства, закрепляемым на вертикальном, горизонтальном или наклонном валу. По конструктивным особенностям мех.мешалки делятся на –лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные.По типу создаваемого мешалкой потока жидкости в аппарате различают мешалки: обеспечивающее мангенальное, радиальное, осевое, смешанное течение.

12.Назначение теплообменных аппаратов. Назначением теплообменных аппаратов является передача тепла от одного более нагретого теплоносителя другому менее нагретому за счет разницы температур, в аппарате с разделением фаз потоков, при отсутствии их прямого соприкосновения.

13.Виды нагревающих и охлаждающих агентов.

14.Характеристика теплообменных аппаратов.

Т/о жесткого типа имеют цилиндрический корпус, в котором установлен трубный пучок, закрепленный в трубных решетках, в которых трубки закреплены развальцовкой или сваркой. Внутри аппарата установлены перегородки, создающее определенное направление движения потока и увеличивающее его скорость в корпусе.

-РиболлерыТ/о расположены в близи днища колонны регенерации (дистилляции). Предназначены для нагрева жидкости, когда применение трубчатых печей нецелесообразно и когда необходимо иметь некоторое свободное пространство для испарения из нее отдельных фракций.

Давление корпуса- 0.8,1.6,2.5 МПа

Давление на Трубный пучок- 1.6,2.5,4.0 МПа

Модификации- с плавающей головкой и с U-образной трубкой

Высота свободного пространства над жидкостью -0,35D (где Dв внутренний диаметр корпуса)

Высота жидкости над трубным пучком- 100мм

-Т/о с линзовым компенсаторомприменяется для уменьшения температурных напряжений в аппаратах жесткого типа. Имеет на корпусе линзовый компенсатор, при температурных перепадах берет на себя деформацию корпуса, чем больше температурная разница тем больше линзовых компенсаторов установлено на корпусе.

-Т/о с плавающей головкой –один конец трубного пучка закреплен в трубной решетки связанной с корпусом, а второй свободно перемещается относительно корпуса при температурах сужения длины корпуса.

-Т/о с U-образными трубками -имеет трубный пучок в форме латинской буквы U, оба конца трубы закреплены в трубной решетки, что обеспечивает свободное удлинение трубок, устанавливается в аппараты с колебанием давления.

15.Классификация теплообменных аппаратов по назначению и способу передачи тепла.

Т/о это аппараты в которых осуществляется теплообмен между греющей и нагреваемой средами. Т/о подразделяются в зависимости от назначения: Подогреватели, испарители, скрубберы выпорные аппараты. Т/о по принципу взаимодействия фаз:

I.Поверхностные т/о в которых тепло передается через твердую поверхностью, разделяющую теплообменивающиеся среды:

-Кожухотрубчатые т/о (жесткого типа, с линзовым компенсатором на корпусе, с Плавающей головкой, с U образными трубками)

-Теплообменники типа «труба в трубе»

-Подогреватели с паровым пространством(Рибойлеры)

-Погружные конденсаторы холодильники

-Конденсаторы воздушного охлаждения

II.Сместительные т/о здесь теплоноситель смешивается непосредственно с рабочей средой.

-Градирни

-Аппараты с барботажем газа

III.Регенеративныет/о – проводят нагревание керамических твердых тел, размещенных в аппарате, а затем применяют их для нагревания рабочей среды.

16.Схемы движения теплоносителей. Расчет среднего температурного расчета.

Прямоток- два теплоносителя движутся одном направлении.

Противоток- теплоносители движутся в разных направлениях.

Перекрестный- теплоносители движутся взаимно перпендикулярно один другому.

Смешанный – один из теплоносителей движется в одном направлении, а другой как прямотоком так и противотоком.

Средний температурный поток зависит от изначальных и конечных температур теплоносителей и от схемы их движения относительно друг-друга …………………………………………