制药工程 7 流体输送

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1、第七章流体输送设备为流体提供能量的机械称为流体输送机械。在制药生产过程中，常常需要将流体从低处输送到高处；从低压送至高压；沿管道送至较远的地方。为达到此目的，必须对流体加入外功，以克服流体阻力及补充输送流体时所不足的能量。第一节概述泵；输送液体风机;压缩机；真空泵。输送气体常用的流体输送机械泵的分类按工作原理分叶片式泵有高速旋转的叶轮。如离心泵、轴流泵、涡流泵。往复泵靠往复运动的活塞排挤液体。如活塞泵、柱塞泵等。旋转式泵（转子泵）靠旋转运动的部件推挤液体。如齿轮泵、螺杆泵等。（一）离心泵（centrifugalpump）的

2、特点：结构简单；流量大而且均匀；操作方便。第一节泵一、离心泵的结构和工作原理叶轮——叶片（+盖板）（二）离心泵的结构叶轮轴6~8片叶片机壳等。蜗牛形通道；叶轮偏心放；可减少能耗，有利于动能转化为静压能。叶轮机壳底阀(防止“气缚”)滤网(阻拦固体杂质)1．离心泵的主要部件（1）叶轮：叶轮是离心泵的核心部件，由6-8片的叶片组成，构成了液体通道。（2）泵壳：泵体的外壳，它包围叶轮，在叶轮四周开成一个截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道。此外，泵壳还设有与叶轮所在平面垂直的入口和切线出口。（3）泵轴：位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的一

3、根轴。它由电机带动旋转，以带动叶轮旋转。（三）离心泵的工作原理（1）叶轮被泵轴带动旋转，对位于叶片间的流体做功，流体受离心力的作用，由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时，流速非常高。（2）泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体，这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动，使流体的动能转化为静压能，减小能量损失。所以泵壳的作用不仅在于汇集液体，它更是一个能量转换装置。（3）液体吸上原理：依靠叶轮高速旋转，迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开，从而在叶轮中心形成低压，低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。（4）叶轮外周安装导轮

4、，使泵内液体能量转换效率高。导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环。引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向，使能量损耗最小，动压能转换为静压能的效率高。（5）后盖板上的平衡孔消除轴向推力。离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向推力。这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还会产生振动。平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶轮前后的压力差。但由此也会此起泵效率的降低。（6）轴封装置保证离心泵正常、高效运转。离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其

5、间的环隙如果不加以密封或密封不好，则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵的流量、效率下降。严重时流量为零——气缚。通常，可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封。离心泵的工作原理原动机——轴——叶轮，旋转（1）离心力叶片间液体中心外围——液体被做功动能高速离开叶轮（2）泵壳：液体的汇集与能量的转换（动静）（3）吸上原理与气缚现象叶轮中心低压的形成泵入口压力液体不能吸上——气缚启动前灌泵—液体高速离开（4）轴封的作用（5）平衡孔的作用——消除轴向推力（6）导轮的作用——减少能量损失气缚现象：如果离心泵在启

6、动前壳内充满的是气体，则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度，这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。为防止气缚现象的发生，离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内，在泵吸入管路的入口处装有止逆阀（底阀）；如果泵的位置低于槽内液面，则启动时无需灌泵。离心泵压头的大小取决于泵的结构（如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等）、转速及流量。二、离心泵的主要性能参数离心泵的主要性能参数有流量、扬程、功率和效率。１流量Q，Ｌ/ｓ或m3/ｈ泵的流量（

7、又称送液能力）是指单位时间内泵所输送的液体体积。取决于泵的结构、叶轮直径、叶片宽度及转速等。２扬程Ｈ，米液柱泵的扬程（又称泵的压头）是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。泵内部损失主要有三种：容积损失水力损失机械损失3效率有效功率与轴功率的比值。容积损失是由于泵的泄漏造成的。离心泵在运转过程中，有一部分获得能量的高压液体，通过叶轮与泵壳之间的间隙流回吸入口。从泵排出的实际流量要比理论排出流量为低，其比值称为容积效率η1。容积损失原因：水力损失是由于流体流过叶轮、泵壳时，由于流速大小和方向要改变，且发生冲击，而产生的能量损

8、失。泵的实际压头要比泵理论上所能提供的压头为低，其比值称为水力效率η2。水力损失原因：机械损失是泵在运转时，在轴承、轴封装置等机械部件接触处由于机械磨擦而消耗部分能量。泵的轴功率大于泵的理论功率。理论功率与轴功率之比称为机械效率η3。机械损失泵在运转时可能发生超负荷，所配电动机的功率应比泵的轴功率大。在