各种泵结构原理
119页1、第 二章 流体输送机械,第 一 节 液体输送机械,2-1-1 离心泵 离心泵的操作原理、构造与类型 离心泵的基本方程式 离心泵的主要性能参数与特性曲线 离心泵性能的改变 离心泵的气蚀现象与允许吸上高度 离心泵的工作点与流量调节 2-1-2 其他类型的泵,流体输送机械:向流体作功以提高流体机械能的装置。 输送液体的机械通称为泵; 例如:离心泵、往复泵、旋转泵和漩涡泵。 输送气体的机械按不同的工况分别称为: 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵。,本章的目的: 结合化工生产的特点,讨论各种流体输送机械的操作原理、基本构造与性能,合理地选择其类型、决定规格、计算功率消耗、正确安排在管路系统中的位置等,2-1-1离心泵,一离心泵的操作原理、构造与类型 1、操作原理,由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。,叶轮紧固于泵轴上 泵轴与电机相连, 可由电机带动旋转。,吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连,并在吸入管底部装 一止逆阀。 泵壳的侧边为排出口,与排出管路相连,装有调节阀。 离心泵的工作过程: 开泵前,先在泵内灌满要输送的液体。 开泵后,泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在 此作
2、用下,从叶轮中心被抛向叶轮外周,压力增高,并以 很高的速度(15-25 m/s)流入泵壳。,在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大,液体的流速减慢,使 大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排 出口流入排出管道。 泵内的液体被抛出后,叶轮的中心形成了真空,在液面压 强(大气压)与泵内压力(负压)的压差作用下,液体便 经吸入管路进入泵内,填补了被排除液体的位置。,离心泵之所以能输送液体,主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力,因此称为离心泵。,气 缚 离心泵启动时,如果泵壳内存在空气,由于空气的密度远小于液体的密度,叶轮旋转所产生的离心力很小,叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度,这样,离心泵就无法工作,这种现象称作“气缚”。,为了使启动前泵内充满液体,在吸入管道底部装一止逆阀。此外,在离心泵的出口管路上也装一调节阀,用于开停车和调节流量。,2、基本部件和构造 1)叶轮 a)叶轮的作用 将电动机的机械能传给液体,使液体的动能有所提高。 b)叶轮的分类,闭式叶轮,开式叶轮,半闭式叶轮,叶片的内侧带有前后盖板,适于输送干净流体,效率较高。,没有前后盖板,适合输送含有固体颗粒
3、的液体悬浮物。,只有后盖板,可用于输送浆料或含固体 悬浮物的液体,效率较低。,单吸式叶轮,双吸式叶轮,液体只能从叶轮一侧被吸入,结构简单。,相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起,可以从两侧吸入液体,具有较大的吸液能力,而且可以较好的消除轴向推力。,2)泵壳 泵壳的作用 汇集液体,作导出液体的通道; 使液体的能量发生转换,一部分动能转变为静压能。,导叶轮 为了减少液体直接进入蜗壳时的碰撞,在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动的带有叶片的圆盘,称为导叶轮。导叶轮上的叶片的弯曲方向与叶轮上叶片的弯曲方向相反,其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应,引导液体在泵壳的通道内平缓的改变方向,使能量损失减小,使动能向静压能的转换更为有效。,3)轴封装置 A 轴封的作用 为了防止高压液体从泵壳内沿轴的四周而漏出,或者外界空气漏入泵壳内。 B 轴封的分类,填料密封:,机械密封:,主要由填料函壳、软填料和填料压盖组成,普通离心泵采用这种密封。,主要由装在泵轴上随之转动的动环和固定于泵壳上的静环组成,两个环形端面由弹簧的弹力互相贴紧而作相对运动,起到密封作用。,端面密封,3、离心泵的分类 1
4、)按照轴上叶轮数目的多少,单级泵,多级泵,轴上只有一个叶轮的离心泵,适用于出口压力不太大的情况;,轴上不止一个叶轮的离心泵 ,可以达到较高的压头。离心泵的级数就是指轴上的叶轮数,我国生产的多级离心泵一般为29级。,2)按叶轮上吸入口的数目,单吸泵,双吸泵,叶轮上只有一个吸入口,适用于输送量不大的情况。,叶轮上有两个吸入口,适用于输送量很大的情况。,3)按离心泵的不同用途,水泵,输送清水和物性与水相近、无腐蚀性且杂质很少的液体的泵, (B型),耐腐蚀泵,接触液体的部件(叶轮、泵体)用耐腐蚀材料制成。要求:结构简单、零件容易更换、维修方便、密封可靠、用于耐腐蚀泵的材料有:铸铁、高硅铁、各种合金钢、塑料、玻璃等。(F型),油泵,输送石油产品的泵 ,要求密封完善。(Y 型),杂质泵,输送含有固体颗粒的悬浮液、稠厚的浆液等的泵 ,又细分为污水泵、砂泵、泥浆泵等 。要求不易堵塞、易拆卸、耐磨、在构造上是叶轮流道宽、叶片数目少。,二、离心泵的基本方程式,1、离心泵基本方程式的导出 假设如下理想情况: 1)泵叶轮的叶片数目为无限多个,也就是说叶片的厚度 为无限薄,液体质点沿叶片弯曲表面流动,不发生任
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