食品工程原理 教学课件 作者 姜淑荣 主编 冷士良 主审第二章.ppt

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1、流体输送机械第二章流体输送机械2.1液体输送机械2.2气体输送与压缩机械流体输送机械2.1液体输送机械液体输送在食品工厂各生产过程起着十分重要的作用，由于食品生产中被输送的液体性质各异，要求输入设备必须符合食品生产要求，于是，出现了各种材质的液体输送设备，如耐腐蚀、耐氧化等材料制成的液体输送设备等。输送液体的机械统称为泵。食品工厂所用泵以离心泵最多，旋转泵其次，往复泵较少，故本节将重点介绍离心泵。流体输送机械2.1.1离心泵1．离心泵的构造、工作原理（1）离心泵的构造如图2-1是离心泵装置简图。其基本工作部

2、件是叶轮和泵壳。叶轮是由若干个弯曲的叶片组成，叶轮安装在泵壳内，并固定在泵轴上，泵的吸入口与吸入管相连，泵壳侧边的排出口与排出管（或称压出管）连接。吸入管路的末端装有底阀及滤网。底阀也称止逆阀，是用来防止停车时泵内液体倒流回到贮槽，它还可以保证第一次开泵时，使泵内容易充满液体；滤网可以防止液体中的固体物质进入泵内堵塞管道及泵壳。排出管上装有调节阀，用以调节泵的流量。流体输送机械图2-1离心泵装置简图1叶轮2泵壳3泵轴4吸入口5吸入管流体输送机械离心泵的主要构件为叶轮，泵壳和轴封装置。①叶轮。叶轮是离心泵的核

3、心构件，叶轮内有弯曲的叶片，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向可逆，其作用是将原动机的机械能通过叶轮传给液体转变成液体的动能和静压能。离心泵的叶轮主要有三种形式，即闭式、半开式和开式。如图2-2所示。图中(a)为闭式叶轮，叶片两侧均有前盖板和后盖板，液体从叶轮中央入口进入后，在两盖扳和叶片间的流道中流动，闭式叶轮效率较高，但由于其不便于清洗，容易堵塞，故食品生产中常采用叶片少的闭式叶轮离心泵，所输送的液体是不含杂质的清洁液体；图中（b）为半开式叶轮，叶片只有后盖板而无前盖板，这种叶轮工作效率较低，适于输送含固体颗粒

4、的悬浮液；图中（c）为开式叶轮。叶片没有前盖板和后盖板，因其叶轮流道不容易堵塞，且清洗方便，故常用于输送浆液或含有固体悬浮物的液体，但由于没有盖板，液体在叶片间流动时容易发生倒流，故效率较低，很少采用。流体输送机械图2-2离心泵的叶轮流体输送机械②泵壳。如图2-3所示，离心泵的泵壳内壁与叶轮边缘之间形成了一条截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道，故将泵壳又称为蜗壳。叶轮带动液体在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转，从叶轮外缘甩出的高速液体沿蜗轮流道流动，并逐渐减速，将减少的动能转变成静压能。因此泵壳即是汇集液体装置

5、，又是将液体部分动能转变为静压能的能量转换装置。蜗壳用于单级泵（只有一个叶轮的泵）和多级泵（几个叶轮同装在一个轴上，使泵内液体顺次通过叶轮，最后获得较高的压头）的最后一级。此外为了减少液体由叶轮进入泵壳时因碰撞产生的机械能损失，在叶轮和泵壳之间常安装一个固定不动而带有叶片的圆盘称为导轮，导轮结构较复杂，但效率较高。流体输送机械图2-3泵壳1泵壳2叶轮流体输送机械③轴封装置。由于泵轴转动而泵壳固定不动，因此泵轴和泵壳之间必然有缝隙，这种缝隙如果与泵内高压液体相通，则液体将从泵壳沿轴的四周漏出；如果缝隙和泵的吸

6、入口相通，则因吸入口为低压区，外界空气就会沿轴进入泵壳内，会影响泵的正常工作，造成物料的浪费甚至有毒液体的污染导致事故的发生。因此，需将泵轴和泵壳之间的缝隙加以密封，称为轴封。流体输送机械常用的轴封装置有填料密封和机械密封。填料密封又称填料函，选用浸油或渗涂石墨的石棉绳作为填料，由于填料密封装置在泵运转时必须保持湿润状态，否则会因填料与泵轴干摩擦产生高温而被烧毁，或软填料变硬而不能密封，因此，填料密封已不能满足生产需要。对于输送食品或酸、碱、油等液体的离心泵，一般采用密封性能较好的机械密封装置。它是由一个装

7、在轴上的动环和另一个固定在泵壳上的静环所组成，动环由硬质金属材料制成，静环由浸渍石墨等非金属材料制成，两者在泵运转时，始终保持贴紧状态作相对运动，起到密封作用。流体输送机械（2）离心泵的工作原理启动离心泵之前，泵内要先灌满所输送的液体。启动后，电机带动泵轴及叶轮旋转，充满在叶片间的液体，在离心力的作用下，从叶轮中心被抛向叶轮的边缘，并以很大的速度进入蜗形泵壳，在蜗形泵壳中，由于流道逐渐扩大，液体流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的静压能进一步提高，最终在较高压强下，液体沿切线方向由泵的排出

8、口进入排出管道，输送到所需要的地方，实现输送液体的目的。流体输送机械当泵内液体从叶轮中心被抛向叶轮边缘时，叶轮中心处形成低压区，于是在贮槽液面压力（通常为大气压）与叶轮中心处（负压）之间所产生的压强差的作用下，液体经过滤网和底阀沿吸入管进入泵内，此为离心泵的吸液原理。这样叶轮不停地转动，液体便不断地吸入和排出，完成输送液体的任务。必须注意，离心泵在启动前，必须将泵壳和吸入管路充满被输送的液体，否则泵壳内将存有空气