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1、化工原理第二章液体输送机械第一节概述一、液体输送机械的作用在化工生产过程中，常常需要将液体物料从一个设备输送至另一个设备；从一个位置输送到另一个位置。当液体从低能位向高能位输送时，必须使用液体输送机械，对物料加入外功以克服沿程的运动阻力及提供输送过程所需的能量。为输送物料提供能量的机械装置称为输送机械，其中输送液体的机械称为泵。泵是一种通用的机械，在国民经济各部门中，广泛使用着各种类型的泵。二、液体输送机械的分类由于被输送液体的性质,如黏性、腐蚀性、混悬液的颗粒等都有较大差别，温度、压力、流量也有较大的不同，因此，需要用到各种类型
2、的泵。根据施加给液体机械能的手段和工作原理的不同，大致可分为四大类，如表2-1所示。第一节概述表2-1液体输送机械的分类其中离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作方便等优点，在化工生产中的使用最为广泛。本章重点讲述离心泵、往复泵，对其它类型的泵作一般介绍。第二节离心泵一、离心泵的工作原理与构造1．离心泵的工作原理图2-1是一台安装在管路中的离心泵装置示意图，主要部件为叶轮1，叶轮上有6-8片向后弯曲的叶片，叶轮紧固于泵壳2内的泵轴3上，泵的吸入口4与吸入管5相连。液体经底阀6和吸入管5进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接
3、,泵轴3用电机或其它动力装置带动。图2-1离心泵装置示意图1-叶轮；2-泵壳；3-泵轴；4-吸入口；5-吸入管；6-底阀；7-滤网；8-排出口；9-排出管；10-调节阀第二节离心泵泵在启动前,首先向泵内灌满被输送的液体，这种操作称为灌泵。同时关闭排出管路上的流量调节阀，待电动机启动后，再打开出口阀。离心泵启动后高速旋转的叶轮带动叶片间的液体作高速旋转，在离心力作用下，液体便从叶轮中心被抛向叶轮的周边，并获得了机械能，同时也增大了流速，一般可达15～25m/s,其动能也提高了。当液体离开叶片进入泵壳内，由于泵壳的流道逐渐加宽，液体的
4、流速逐渐降低而压强逐渐增大，最终以较高的压强沿泵壳的切向从泵的排出口进入排出管排出，输送到所需场所，完成泵的排液过程。第二节离心泵当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮外缘时，在叶轮中心处形成低压区，这样就造成了吸入管贮槽液面与叶轮中心处的压强差，液体就在这个静压差作用下，沿着吸入管连续不断地进入叶轮中心，以补充被排出的液体，完成离心泵的吸液过程。只要叶轮不停地运转，液体就会连续不断地被吸入和排出。若泵启动前未充满被输送液体，则泵内存有空气，由于空气密度比液体的密度小得多，泵内产生离心力很小，因而在吸入口处的真空度很小，贮槽液面和泵入口处
5、的静压头差很小，不能推动液体进入泵内，启动泵后而不能输送液体的现象称为气缚现象。表示离心泵无自吸能力。离心泵吸入管底部安装的带吸滤网的底阀为止逆阀，为启动前灌泵所配置的。第二节离心泵2．离心泵的主要部件离心泵的主要部件为叶轮、泵壳和轴封装置。(1)叶轮叶轮是离心泵的关键部件,其作用是将原动机的机械能传给液体，使通过离心泵的液体静压能和动能均有所提高。叶轮有6-8片的后弯叶片组成。按其机械结构可分为以下三种，如图2-2所示。开式叶轮仅有叶片和轮毂，两侧均无盖板，制造简单,清洗方便，如图2-2(a)所示；半闭式叶轮,没有前盖板而有后盖
6、板的叶轮，如图2-2(b)所示；闭式叶轮两侧分别有前、后盖板,流道是封闭的，如图2-2(c)所示,这种叶轮液体流动摩擦阻力损失小,适用于高扬程、洁净液体的输送。第二节离心泵（a）（b）（c）图2-2离心泵的叶轮（a）开式（b）半闭式（c）闭式第二节离心泵一般离心泵大多采用闭式叶轮。开式和半闭式叶轮由于流道不易堵塞，适用于浆液、粘度大的液体或含有固体颗粒的悬浮物液体的输送。但由于开式或半闭式叶轮没有或一侧有盖板，叶轮外周端部没有很好的密合，部分液体会流回叶轮中心的吸液区，因而效率较低。开式或半闭式叶轮在运行时,部分高压液体漏人叶轮后
7、侧,使叶轮后盖板所受压力高于吸人口侧,对叶轮产生轴向推力。轴向推力会使叶轮与泵壳接触而产生摩擦,严重时会引起泵的震动。为了减小轴向推力,可在后盖板上钻一些小孔,称为平衡孔如图2-3(a)中1,使部分高压液体漏至低压区,以减小叶轮两侧的压力差。平衡孔可以有效地减小轴向推力,但同时也降低了泵的效率。第二节离心泵叶轮按其吸液方式的不同可分为单吸式和双吸式两种，如图2-3所示。单吸式叶轮构造简单，液体从叶轮一侧被吸入；双吸式叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体。显然，双吸式叶轮具有较大的吸液能力，并较好地消除轴向推力。故常用于大流量的场合。
8、(2)泵壳泵壳是一个截面逐渐扩大的状似蜗牛壳形的通道称蜗壳，如图2-5所示。叶轮在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转,愈接近液体出口,通道截面积愈大。因此,液体从叶轮外缘以高速被抛出后,沿泵壳的蜗牛形通道而向排出口流动,流速便逐渐降低,减少了能量损
