编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第PAGE18页共NUMPAGES18页第PAGE\*MERGEFORMAT18页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT18页第二章流体输送机械在化工生产中，常常需要将流体从低处输送到高处，或从低压送至高压，或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。为液体提供能量的机械称为液体输送机械。为气体提供能量的机械称为气体输送机械，本章重点：离心泵的工作原理、性能参数及流量调节第一节液体输送机械2-1.1离心泵离心泵具有结构简单、流量大而且均匀、操作方便的优点。它在化工生产中得到广泛地应用，约占化工用泵的80～90％。一、离心泵工作原理离心泵蜗壳形泵壳内，有一固定在泵轴上的工作叶轮。叶轮上有6～12片稍微向后弯曲的叶片，叶片之间形成了使液体通过的通道。泵壳中央有一个液体吸入口与吸入管连接。液体经底阀和吸入管进入泵内。泵壳上的液体压出口与压出管连接，泵轴用电机或其它动力装置带动。启动前，先将泵壳内灌满被输送的液体。启动时，泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。于是液体以较高的压力，从压出口进入压出管，输送到所需的场所。当叶轮中心的液体被甩出后，泵壳的吸入口就形成了一定的真空，外面的大气压力迫使液体经底阀吸入管进入泵内，填补了液体排出后的空间。这样，只要叶轮旋转不停，液体就源源不断地被吸入与排出。离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小。此时，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送液体。此现象称为“气缚”。为便于使泵内充满液体，在吸入管底部安装带吸滤网的底阀，底阀为止逆阀，滤网是为了防止固体物质进入泵内，损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常操作。二、离心泵的主要部件离心泵的主要部件有叶轮和泵壳。1、叶轮从离心泵的工作原理可知，叶轮是离心泵的最重要部件。按结构可分为以下三种：a．敞式叶轮敞式叶轮两侧都没有盖板，制造简单，清洗方便。但由于叶轮和壳体不能很好地密合，部分液体会流回吸液侧，因而效率较低。它适用于输送含杂质的悬浮液。b．半蔽式叶轮半蔽式叶轮吸入口一侧没有前盖板，而另一侧有后盖板，它也适用于输送悬浮液。c．蔽式叶轮蔽式叶轮叶片两侧都有盖板，这种叶轮效率较高，应用最广，但只适用于输送清洁液体。蔽式或半蔽式叶轮的后盖板与泵壳之间的缝隙内，液体的压力较入口侧为高，这使叶轮遭受到向入口端推移的轴向推力。轴向推力能引起泵的振动，轴承发热，甚至损坏机件。为了减弱轴向推力，可在后盖板上钻几个小孔，称为平衡孔，让一部分高压液体漏到低压区以降低叶轮两侧的压力差。这种方法虽然简便，但由于液体通过平衡孔短路回流，增加了内泄漏量，因而降低了泵的效率。按吸液方式的不同，离心泵可分为单吸和双吸两种，单吸式构造简单，液体从叶轮一侧被吸入；双吸式比较复杂，液体从叶轮两侧吸入。显然，双吸式具有较大的吸液能力，而且基本上可以消除轴向推力。二．泵壳离心泵的外壳多做成蜗壳形，其内有一个截面逐渐扩大的蜗形通道。从离心泵的的工作过程可以看到，泵壳的作用是集液和能量转换。叶轮在泵壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转。由于通道逐渐扩大，以高速度从叶轮四周抛出的液体可逐渐降低流速。减少能量损失，从而使部分动能有效地转化为静压能。有的离心泵为了减少液体进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间安装一固定的导轮，导轮具有很多逐渐转向的孔道，使高速液体流过时能均匀而缓慢地将动能转化为静压能，使能量损失降到最小程度。泵壳与轴要密封好，以免液体漏出泵外，或外界空气漏进泵内三、理论压头假设：①叶片的数目无限多，叶片的厚度无限薄，从而可以认为液体完全沿着叶片的弯曲表面流动，无任何环流现象；②液体是理想流体，无摩擦阻力损失。在叶轮的进、出口截面到机械能衡算式，从而导出离心泵理论压头为（2-15）（3）流量对理论压头的影响（2-18）（4）叶片形状对理论压头的影响当泵转速n、叶轮直径、叶轮出口处叶片宽度、流量一定时，随叶片形状而变。①径向叶片，=，=0，=与无关。②后弯叶片，③前弯叶片，由此可见，前弯叶片产生的最大，似乎前弯叶片最有利，实际情况是否果真如此呢？我们分析如下：=位头（）+静压头（）+动压头（）而的前弯叶片流体出口的绝对速度很大，此时增加的压头主要是动压头，静压头反而比后弯叶片小。动压头虽然可以通过蜗壳部分地转化为静压头，但由于大