第二章 流體輸送機(jī)械

第二章

流體輸送機(jī)械01離心泵02其它類(lèi)型的泵03氣體輸送設(shè)備目

錄§2-1離心泵知識(shí)目標(biāo)要求:１.掌握離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)；２.熟悉離心泵的性能參數(shù)和特性曲線；３.了解影響離心泵特性曲線的主要因素和流量調(diào)節(jié)方法，了解汽蝕現(xiàn)象。能力目標(biāo)要求:１.掌握離心泵類(lèi)型，能夠選擇合適的離心泵；２.熟悉離心泵的使用操作；３.熟悉離心泵允許安裝高度的計(jì)算方法。-4

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如圖所示，離心泵裝置中葉輪３由若干個(gè)向后彎曲的葉片組成，安裝在類(lèi)似蝸牛殼形的泵殼２內(nèi)，并緊固在泵軸５上，泵軸由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，泵殼中央的吸入口與吸入管路４相連，泵殼側(cè)旁的排出口與排出管路１相連。離心泵輸送液體的過(guò)程可分為排液和吸液兩個(gè)過(guò)程。1、離心泵的工作原理一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-5

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（1）排液過(guò)程離心泵啟動(dòng)前，須用被輸送液體灌滿吸入管路及泵內(nèi)，并排盡氣體，這種操作稱為灌泵。電機(jī)啟動(dòng)后，泵軸帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，使葉片間的液體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力。在離心力的作用下，液體由葉輪中心被甩向外周，這樣液體便得到了機(jī)械能。當(dāng)液體到達(dá)葉輪邊緣時(shí)，動(dòng)能和靜壓能均增大，液體離開(kāi)葉輪外緣后將進(jìn)入逐漸擴(kuò)大的蝸牛殼形通道，此時(shí)流速減小，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能，最終液體將以一定的流速和較高的壓力沿切向進(jìn)入排出管道，被輸送至所需要的場(chǎng)所。該裝置的排液過(guò)程主要依靠離心力來(lái)完成，所以稱為離心泵。一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-6

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（2）吸液過(guò)程液體從葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心會(huì)形成低壓，在儲(chǔ)槽液面和泵的吸入口之間產(chǎn)生壓力差，并在壓力差的作用下，將液體吸入葉輪。因此，只要葉輪不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)連續(xù)不斷地吸入和排出，完成輸送液體的任務(wù)。一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)1、離心泵的工作原理-7

-（3）氣縛現(xiàn)象

離心泵啟動(dòng)時(shí)，泵殼內(nèi)存有空氣，而空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，故葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心處所形成的低壓不足以將儲(chǔ)槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時(shí)啟動(dòng)離心泵也不能輸送液體，這種現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象。因此，離心泵在啟動(dòng)前必須進(jìn)行灌泵。安裝時(shí)，若將離心泵的吸入口置于液體儲(chǔ)槽的液位下方，液體靠位差將自動(dòng)流入泵內(nèi)，可避免每次啟動(dòng)前都需要灌泵的操作。1、離心泵的工作原理一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-8

-離心泵的基本結(jié)構(gòu)包括葉輪、泵殼和軸封裝置。（1）葉輪葉輪是離心泵的核心結(jié)構(gòu)，葉輪通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)將機(jī)械能傳遞給液體，提高液體的靜壓能和動(dòng)能，特別是靜壓能。葉輪按結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)式、半閉式和閉式三種類(lèi)型；葉輪按吸液方式可分為單吸和雙吸兩種類(lèi)型。2、離心泵的基本結(jié)構(gòu)一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-9

-（2）泵殼泵殼通常為蝸殼形，與葉輪之間形成一個(gè)截面逐漸擴(kuò)大的通道，葉輪甩出的高速液體沿蝸殼形通道流動(dòng)時(shí)，流速逐漸降低，因而可減少能量損失，且使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成靜壓能?？梢?jiàn)，泵殼的作用是匯集和導(dǎo)出液體，同時(shí)轉(zhuǎn)換能量。在葉輪與泵殼之間裝一個(gè)導(dǎo)輪，它是一個(gè)固定不動(dòng)且?guī)в腥~片的圓盤(pán)。液體由葉輪甩出后沿導(dǎo)輪與葉片間的通道逐漸發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，因而可減少能量損失。2、離心泵的基本結(jié)構(gòu)一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-10

-（3）軸封裝置泵軸與泵殼之間的密封稱為軸封，它既可以防止高壓液體外漏，又可以防止外界空氣反向進(jìn)入泵的低壓區(qū)。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。對(duì)易燃、易爆、有毒的介質(zhì)，密封要求較高，通常采用機(jī)械密封。由于泵的故障70%是由軸承和密封引起的，故應(yīng)對(duì)軸封裝置給予重視。2、離心泵的基本結(jié)構(gòu)一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)（1）流量離心泵的流量表示泵輸送液體的能力，是指離心泵單位時(shí)間內(nèi)能夠排入管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以Ｑ表示，單位為ｍ３/ｓ、ｍ３/ｈ或Ｌ/ｓ、Ｌ/ｈ。離心泵的流量與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸（葉輪直徑和葉片寬度）及轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。此外離心泵的實(shí)際流量還與液體黏度、管路特征有關(guān)。1、離心泵的性能參數(shù)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（2）揚(yáng)程離心泵的揚(yáng)程，又稱為壓頭，是指離心泵能夠向單位重量的液體提供的有效機(jī)械能，以Ｈ表示，單位為Ｊ/Ｎ或ｍ液柱。離心泵的揚(yáng)程與泵的結(jié)構(gòu)（葉輪直徑、葉片彎曲度等）、轉(zhuǎn)速和流量都有關(guān)系。對(duì)于特定的離心泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，揚(yáng)程和流量之間存在著一定關(guān)系，但由于液體在泵內(nèi)流動(dòng)復(fù)雜，無(wú)法直接進(jìn)行理論計(jì)算。1、離心泵的性能參數(shù)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（3）軸功率離心泵的軸功率是指電機(jī)傳給離心泵泵軸的功率，以Ｎ表示，單位為Ｗ或KＷ。液體實(shí)際從離心泵獲得的功率稱為有效功率，以Ｎｅ表示，二者的關(guān)系為：1、離心泵的性能參數(shù)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（4）功率由于泵內(nèi)有各種能量損失，泵軸從電機(jī)獲得的功率并沒(méi)有全部傳給液體，體現(xiàn)在容積損失、水力損失、機(jī)械損失。以上三種損失，用離心泵的效率η表示。離心泵的效率與泵的類(lèi)型、大小、制造精度及輸送液體性質(zhì)有關(guān)。一般小型泵的效率為50%～70%，大型泵可達(dá)90%左右。效率η表示為：二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的揚(yáng)程Ｈ、軸功率Ｎ、效率η都與流量Ｑ有關(guān)，這些關(guān)系通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。泵的特性曲線與轉(zhuǎn)速、泵的型號(hào)有關(guān)。離心泵出廠前，在規(guī)定條件下（需要標(biāo)注測(cè)定條件）測(cè)得的揚(yáng)程、軸功率與流量之間的關(guān)系曲線稱為離心泵的特性曲線，該曲線一般由制造商提供，并附于泵的使用說(shuō)明書(shū)中，供用戶選泵或操作時(shí)參考，圖是離心水泵的特性曲線。2、離心泵的特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（1）Ｈ-Ｑ曲線Ｈ-Ｑ曲線表示離心泵的揚(yáng)程與流量之間的關(guān)系。一般情況下，離心泵的揚(yáng)程隨流量的增加而下降，但在流量極小時(shí)可能有例外。如圖２-５所示，當(dāng)Ｑ＝０時(shí)，Ｈ≠０，這就表明當(dāng)出口閥關(guān)閉，液體在泵內(nèi)循環(huán)，液體依然在消耗機(jī)械能，但都是無(wú)用功。2、離心泵的特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（2）Ｎ-Ｑ曲線Ｎ-Ｑ曲線表示離心泵的軸功率與流量之間的關(guān)系。離心泵的軸功率隨流量的增加而增大。顯然，Ｑ＝0時(shí)，Ｎ的值最小。由于電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流是正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的4～5倍以上，因此，離心泵啟動(dòng)前，應(yīng)先關(guān)閉出口閥，使得Ｑ＝0，這樣可使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流減小至最小，以免電機(jī)因啟動(dòng)電流過(guò)大而燒壞，待電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，再緩緩打開(kāi)出口閥，調(diào)節(jié)所需要的流量。2、離心泵的特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（3）η-Ｑ曲線η-Ｑ曲線表示離心泵的效率與流量之間的關(guān)系。由上圖可知，當(dāng)Ｑ＝０時(shí)，η＝０。隨著Ｑ的增加，η逐漸上升，并達(dá)到一個(gè)最大值。當(dāng)Ｑ繼續(xù)增加時(shí)，η又逐漸下降。由此可見(jiàn)，離心泵在一定的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)有一最高效率點(diǎn)，稱為泵的設(shè)計(jì)點(diǎn)。在選擇離心泵時(shí)，希望泵可以在最高效率點(diǎn)工作，但是實(shí)際生產(chǎn)中很難做到。2、離心泵的特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（1）液體物理性質(zhì)的影響１）密度的影響。理論研究表明，離心泵的流量、揚(yáng)程、效率均與液體的密度無(wú)關(guān)，所以離心泵特性曲線中的Ｈ-Ｑ以及η-Ｑ曲線保持不變。但泵的軸功率與液體的密度有關(guān)，因此，當(dāng)被輸送液體的密度與常溫下清水的密度不同時(shí)，制造商提供的Ｎ-Ｑ曲線將不再適用，此時(shí)應(yīng)重新計(jì)算。２）黏度的影響。當(dāng)被輸送液體的黏度大于常溫下清水的黏度時(shí)，泵的流量、揚(yáng)程及效率都減小，而軸功率增大，即泵的特性曲線都將發(fā)生改變。一般情況下，當(dāng)被輸送液體的黏度大于一定值時(shí)就需要對(duì)特性曲線進(jìn)行換算，具體換算方法可參閱泵的使用說(shuō)明書(shū)。3、影響離心泵特性曲線的主要因素二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（2）轉(zhuǎn)速影響離心泵的特性曲線都是在一定的轉(zhuǎn)速下測(cè)定的。對(duì)于特定的離心泵和同一種液體，當(dāng)轉(zhuǎn)速由ｎ1變?yōu)椋?時(shí)，且變化率＜20%時(shí)，泵的效率可視為不變，而流量、揚(yáng)程、軸功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系稱為比例定律。3、影響離心泵特性曲線的主要因素二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（3）葉輪直徑的影響對(duì)于同一型號(hào)的泵，換用直徑較小的葉輪，而其他尺寸保持不變，這種現(xiàn)象稱為葉輪切割。對(duì)于特定的離心泵和同一種液體，當(dāng)轉(zhuǎn)速不變，而使葉輪直徑由Ｄ１減小至Ｄ２時(shí)，且變化率＜20%時(shí)，泵的效率可視為不變，而流量、揚(yáng)程、軸功率與葉輪直徑之間的近似關(guān)系稱為切割定律。3、影響離心泵特性曲線的主要因素二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵在特定的管路中運(yùn)行時(shí)，實(shí)際工作流量和揚(yáng)程不僅與泵的特性有關(guān)，還與管路特性有關(guān)。將管路所需的壓頭Ｈｅ和流量Ｑｅ的關(guān)系標(biāo)繪在直角坐標(biāo)系中，即得管路特性曲線（曲線Ａ）。管路特性曲線與管路布局和操作條件相關(guān)，與泵的性能無(wú)關(guān)。離心泵是在特定的管路系統(tǒng)中以一定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，若將離心泵特性曲線（曲線ｎ）與管路特性曲線標(biāo)繪于同一坐標(biāo)系中，則兩曲線的交點(diǎn)ｂ稱為泵在該管路系統(tǒng)中的工作點(diǎn)，如下圖所示，泵的工作點(diǎn)ｂ所對(duì)應(yīng)的流量和壓頭既能滿足管路系統(tǒng)的要求，又是泵能提供的。4、流量調(diào)節(jié)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)任務(wù)往往會(huì)發(fā)生改變，使泵的工作流量與生產(chǎn)要求不適應(yīng)，提供的流量不符合生產(chǎn)要求，此時(shí)需要對(duì)泵的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，也就是設(shè)法改變其工作點(diǎn)。因此，改變管路特性曲線或泵的特性曲線，均能達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。4、流量調(diào)節(jié)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（1）改變管路特性曲線離心泵的出口管路上常裝有流量調(diào)節(jié)閥，改變?cè)撻y門(mén)的開(kāi)度即可改變管路特性曲線，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。如上圖所示，若在原閥門(mén)開(kāi)度下離心泵的工作點(diǎn)為ｂ，現(xiàn)將閥門(mén)關(guān)小，管路中局部阻力增大，管路特性曲線變陡（圖中曲線Ａ１），泵的工作點(diǎn)由b點(diǎn)變?yōu)椋泓c(diǎn)，流量由Ｑmax減小為Ｑ。反之，開(kāi)大出口閥門(mén)，管路中局部阻力減小，管路特性曲線平坦，流量增大。通過(guò)改變出口閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)流量，非常方便且流量可連續(xù)變化，因此在生產(chǎn)中經(jīng)常采用。缺點(diǎn)是當(dāng)流量減小時(shí)，一部分能量將額外消耗在所增加的局部阻力上，從而導(dǎo)致管路系統(tǒng)的能量損失增大。4、流量調(diào)節(jié)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（2）改變泵的特性曲線對(duì)于特定的離心泵，改變轉(zhuǎn)速或葉輪直徑均可改變泵的特性曲線，由于切削葉輪為一次性調(diào)節(jié)，因而通常采用改變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。在上圖中，泵原來(lái)的轉(zhuǎn)速為ｎ，將轉(zhuǎn)速降至ｎ1，則泵的特性曲線下移，泵的工作點(diǎn)由ｂ點(diǎn)變?yōu)椋潼c(diǎn)，流量由Ｑmax減小為Ｑ。反之，增大轉(zhuǎn)速，泵的特性曲線上移，流量增大。切削離心泵葉輪直徑帶來(lái)的工作點(diǎn)變化與轉(zhuǎn)速的影響相同。從降低動(dòng)力消耗的角度來(lái)看，通過(guò)改變轉(zhuǎn)速的方法來(lái)調(diào)節(jié)流量較為合理，但是改變轉(zhuǎn)速需要安裝變速裝置，因此，實(shí)際生產(chǎn)中也很少使用。4、流量調(diào)節(jié)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線如圖所示，當(dāng)葉片入口附近的最低壓強(qiáng)小于或等于輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓時(shí)，液體將在該處汽化并產(chǎn)生氣泡，它隨同液體從低壓區(qū)流向高壓區(qū)，氣泡在高壓作用下迅速凝結(jié)或破裂，則液體質(zhì)點(diǎn)就會(huì)像無(wú)數(shù)小彈頭一樣，連續(xù)擊打在金屬表面上，使泵體產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。在強(qiáng)壓和沖擊下，金屬表面會(huì)逐漸破壞，這種現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。1、離心泵的汽蝕現(xiàn)象三、離心泵的安裝高度由于實(shí)際操作中，不易測(cè)出最低壓力的位置，通常以泵入口處截面考慮。為防止汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，離心泵入口處液體的靜壓頭與動(dòng)壓頭之和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭，其超出部分稱為離心泵的汽蝕余量。為避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵入口處壓力不能過(guò)低，而應(yīng)有最低允許值，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的汽蝕余量稱為允許汽蝕余量，以下式表示：2、汽蝕余量三、離心泵的安裝高度離心泵的允許安裝高度是指儲(chǔ)槽液面與泵的吸入口之間所允許的垂直距離，以Ｈg表示。在汽蝕現(xiàn)象圖中，通過(guò)在０-０′與截面１-１′間列伯努利方程，可得允許安裝高度為：3、泵的允許安裝高度三、離心泵的安裝高度根據(jù)離心泵中提供的允許汽蝕余量Δｈ，即可確定離心泵的允許安裝高度，實(shí)際安裝時(shí)，為安全起見(jiàn)，應(yīng)再降低0.5～１ｍ。三、離心泵的安裝高度四、離心泵的類(lèi)型和選用1、離心泵的類(lèi)型（1）清水泵（IS型、Ｄ型、Sh型）清水泵應(yīng)用最廣泛，適用于輸送各種工業(yè)用水以及物理、化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似于水的其他液體。最普通的清水泵是單級(jí)單吸式，系列代號(hào)為IS，若要求的壓頭較高時(shí)，可采用多級(jí)離心泵，系列代號(hào)為Ｄ，若要求的流量較大且壓頭不高時(shí)，可采用雙吸式泵，系列代號(hào)為Sh。四、離心泵的類(lèi)型和選用1、離心泵的類(lèi)型（2）耐腐蝕泵（F型）輸送酸、堿等腐蝕性液體時(shí)，必須用耐腐蝕泵。泵中與腐蝕性液體接觸的部件，都用各種耐腐蝕材料制造，如高硅鑄鐵、鎳鉻合金鋼、聚三氟氯乙烯塑料等，系列代號(hào)為F。（3）油泵（Y型、YS型）輸送石油產(chǎn)品的泵稱為油泵。因?yàn)橛推芬兹家妆?，所以要求油泵具有良好的密封性能。油泵分單吸和雙吸兩種，系列號(hào)分別為Y、YS。四、離心泵的類(lèi)型和選用1、離心泵的類(lèi)型（4）液下泵（FY型）液下泵通常安裝在液體儲(chǔ)槽內(nèi)，因此對(duì)軸封要求不高，可用于輸送化工過(guò)程中各種腐蝕性液體。（5）屏蔽泵（PB型）屏蔽泵又稱無(wú)密封泵，是將葉輪與電機(jī)連為一體，密封在同一殼體內(nèi)，不需要軸封裝置，可用于輸送易燃易爆或有毒的液體。（6）雜質(zhì)泵（P型）運(yùn)輸懸浮液或稠漿液的泵稱為雜質(zhì)泵。系列代號(hào)為P，有污水泵PW型、砂泵PS型、泥漿泵PN型等型號(hào)。四、離心泵的類(lèi)型和選用2、離心泵的選用（1）確定輸送液體的性質(zhì)輸送水時(shí)選擇清水泵，并確定型號(hào)；輸送腐蝕性液體選擇耐腐蝕泵，輸送泥沙漿液選擇雜質(zhì)泵。（2）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭一般液體的輸送量由生產(chǎn)任務(wù)決定。如果流量在一定范圍內(nèi)變化，應(yīng)根據(jù)最大流量選泵，并根據(jù)情況列伯努利方程，計(jì)算最大流量下的管路所需的壓頭。四、離心泵的類(lèi)型和選用2、離心泵的選用（3）選擇離心泵的型號(hào)根據(jù)已確定的流量和壓頭從泵樣本中選出合適的型號(hào)。若沒(méi)有完全合適的型號(hào)，則應(yīng)選擇壓頭和流量都稍大的型號(hào)；若同時(shí)有幾個(gè)型號(hào)的泵均能滿足要求，則應(yīng)選擇其中效率最高的泵。（4）核算泵的軸功率若輸送液體的密度大于水的密度，則要核算泵的軸功率，以選擇合適的電機(jī)。課堂小結(jié)1、離心泵的基本結(jié)構(gòu)包括葉輪、泵殼和軸封裝置。離心泵使用前需要灌泵，否則會(huì)出現(xiàn)氣縛現(xiàn)象。2、離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚(yáng)程、軸功率、效率和汽蝕余量等。3、離心泵調(diào)節(jié)流量可以改變管路特性曲線或泵的特性曲線。4、用公式

計(jì)算離心泵的安裝高度。-36

-知識(shí)目標(biāo)要求:１.掌握往復(fù)泵、柱塞式計(jì)量泵、旋轉(zhuǎn)泵、旋渦泵、蠕動(dòng)泵、隔膜泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)；２.了解不同類(lèi)型泵的適用范圍。能力目標(biāo)要求:１.熟悉往復(fù)泵、柱塞式計(jì)量泵、旋轉(zhuǎn)泵、旋渦泵、蠕動(dòng)泵、隔膜泵的使用；２.熟練應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)，解決實(shí)際生產(chǎn)操作問(wèn)題。§2-2其他類(lèi)型的泵-37

-如圖所示的是往復(fù)泵結(jié)構(gòu)圖，其主要部件為泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥。當(dāng)活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，泵缸內(nèi)容積增大而形成低壓，吸入閥受泵外液體壓力作用而被推開(kāi)，將液體吸入泵缸，排出閥則受排出管內(nèi)液體壓力而關(guān)閉；當(dāng)活塞自右向左移動(dòng)時(shí)，因活塞的擠壓使泵缸內(nèi)的液體壓力升高，吸入閥受壓而關(guān)閉，排出閥受壓而開(kāi)啟，從而將液體排出泵外，此后活塞又向右移動(dòng)，重復(fù)新的循環(huán)，活塞在泵缸左右兩端的運(yùn)動(dòng)距離稱為沖程。1、往復(fù)泵的基本結(jié)構(gòu)及工作原理一、往復(fù)泵-38

-往復(fù)泵正是依靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到輸送液體的目的。往復(fù)泵給液體提供能量是靠活塞直接對(duì)液體做功，使液體的靜壓力提高?；钊鶑?fù)一次只吸液一次和排液一次的泵稱為單動(dòng)泵。由于單動(dòng)泵的吸入閥與排出閥裝在泵缸的同一端，故吸液和排液不能同時(shí)進(jìn)行；又由于活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是不等速的，其瞬時(shí)流量不均勻。為了改善單動(dòng)泵流量的不均勻性，可采用雙動(dòng)泵。如圖所示為雙動(dòng)泵的工作原理圖，活塞往復(fù)一次，吸液、排液各兩次。1、往復(fù)泵的基本結(jié)構(gòu)及工作原理一、往復(fù)泵（1）流量（輸液量）往復(fù)泵的流量取決于活塞掃過(guò)的體積和活塞往復(fù)的次數(shù)，與泵的壓頭和管路情況無(wú)關(guān)，單動(dòng)泵的理論平均流量可表示為：2、往復(fù)泵的流量與壓頭一、往復(fù)泵（1）流量（輸液量）由于吸入閥、排出閥啟閉有滯后，閥門(mén)、活塞、填料等存在泄漏，實(shí)際流量比理論流量小。往復(fù)泵的實(shí)際流量比理論流量小，可以用下式計(jì)算實(shí)際流量2、往復(fù)泵的流量與壓頭一、往復(fù)泵（2）壓頭往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸無(wú)關(guān)，與流量也無(wú)關(guān)。只要泵的機(jī)械強(qiáng)度和原動(dòng)機(jī)的功率允許，管路系統(tǒng)要求多高的壓頭，往復(fù)泵就能提供多高的壓頭。2、往復(fù)泵的流量與壓頭一、往復(fù)泵往復(fù)泵在單位時(shí)間內(nèi)的排液量是固定的，流量?jī)H與泵特性有關(guān)，具有這種特點(diǎn)的泵稱為正位移泵或容積式泵。與離心泵不同，往復(fù)泵不能簡(jiǎn)單采用出口閥門(mén)調(diào)節(jié)流量。這是因?yàn)橥鶑?fù)泵的流量與管路特性無(wú)關(guān)，一旦出口閥門(mén)完全關(guān)閉，會(huì)造成泵缸內(nèi)的壓力急劇上升，導(dǎo)致泵缸損壞或電機(jī)燒毀。3、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)一、往復(fù)泵（1）旁路調(diào)節(jié)通過(guò)改變旁路閥的開(kāi)度，即通過(guò)調(diào)節(jié)旁路的流量，達(dá)到調(diào)節(jié)主管路系統(tǒng)流量的目的。為保護(hù)泵和電機(jī)，旁路上還設(shè)有安全閥，當(dāng)泵出口處的壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，安全閥會(huì)被高壓液體頂開(kāi)，使泵出口處減壓。旁路調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單，但不經(jīng)濟(jì)，適用于流量變化幅度小且需經(jīng)常調(diào)節(jié)的場(chǎng)合。3、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)一、往復(fù)泵（2）改變活塞沖程或往復(fù)次數(shù)由式2-9可知，調(diào)節(jié)活塞的沖程S或往復(fù)次數(shù)ｎ，均可達(dá)到流量調(diào)節(jié)目的。往復(fù)泵的效率一般在70%以上，適用于輸送小流量、高壓頭、高黏度的液體，但不適于輸送腐蝕性液體及有固體顆粒的懸浮液。3、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)一、往復(fù)泵柱塞式計(jì)量泵是往復(fù)泵的一種，其結(jié)構(gòu)如圖所示，它是通過(guò)偏心輪將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，偏心輪的偏心距可以調(diào)整，以改變柱塞的沖程，從而控制和調(diào)節(jié)流量。柱塞式計(jì)量泵適用于要求輸送量十分準(zhǔn)確的液體或幾種液體按比例輸送的場(chǎng)合。二、柱塞式計(jì)量泵

旋轉(zhuǎn)泵屬于正位移泵，其工作原理是依靠泵內(nèi)一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來(lái)吸入液體和排出液體，所以又稱轉(zhuǎn)子泵。常見(jiàn)的有齒輪泵、螺桿泵等，工作原理相似。三、旋轉(zhuǎn)泵

齒輪泵泵殼內(nèi)有兩個(gè)齒輪，一個(gè)是主動(dòng)輪，由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)為從動(dòng)輪，與主動(dòng)輪嚙合，并向相反的方向旋轉(zhuǎn)。兩齒輪與泵殼之間形成吸入腔和排出腔兩個(gè)空間，兩齒輪互相撥開(kāi)時(shí)，形成低壓而吸入液體，吸入的液體分兩路進(jìn)入齒穴和殼體之間，隨齒輪旋轉(zhuǎn)而排出到排出腔。排出腔內(nèi)兩齒輪互相合攏，形成高壓而排出液體。齒輪泵的流量小但壓頭高，適于輸送黏稠液體甚至膏狀物料，但不宜輸送含有固體顆粒的懸浮液。1、齒輪泵三、旋轉(zhuǎn)泵螺桿泵由泵殼和一個(gè)或多個(gè)螺桿構(gòu)成。如圖2-15所示為雙螺桿泵，其工作原理與齒輪泵相似，依靠?jī)筛ハ鄧Ш系穆輻U來(lái)吸入和排出液體。當(dāng)所需的壓頭較高時(shí)，可采用較長(zhǎng)的螺螺桿。螺桿泵壓頭高、效率高、無(wú)噪聲、流量均勻，尤其適用于高黏度液體的輸送。旋轉(zhuǎn)泵與往復(fù)泵一樣，具有正位移特性，因此也可以采用旁路調(diào)節(jié)或改變旋轉(zhuǎn)泵的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。2、螺桿泵三、旋轉(zhuǎn)泵四、旋渦泵旋渦泵是一種特殊類(lèi)型的離心泵，由泵殼、葉輪、引液道、間壁等組成。葉輪是一個(gè)圓盤(pán)，其四周有數(shù)十個(gè)凹槽，呈輻射狀排列而構(gòu)成葉片。工作時(shí)，葉片隨同葉輪在泵殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)泵內(nèi)液體一起旋轉(zhuǎn)。泵內(nèi)液體在隨葉輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，又在引液道與葉片間反復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而被葉片拍擊數(shù)次，可獲得較多能量。旋渦泵的流量調(diào)節(jié)方法與正位移泵相同。旋渦泵具有流量小、揚(yáng)程高、體積小、加工容易等特點(diǎn)，常用于流量小、壓頭高且黏度不大的液體的輸送。五、蠕動(dòng)泵蠕動(dòng)泵由驅(qū)動(dòng)器、泵頭和軟管三部分組成。工作時(shí)，通過(guò)滾輪對(duì)泵的彈性輸送軟管交替進(jìn)行擠壓和釋放來(lái)輸送流體，這類(lèi)似于用兩根手指夾擠軟管一樣，隨著手指的移動(dòng)，管內(nèi)形成負(fù)壓，液體隨之流動(dòng)。蠕動(dòng)泵無(wú)液體空運(yùn)轉(zhuǎn)情況下不會(huì)對(duì)泵的任何部件造成損害，能產(chǎn)生98%的真空度。由于沒(méi)有閥、機(jī)械密封和填料密封裝置，因而也沒(méi)有這些產(chǎn)生泄漏和維護(hù)的因素，只需要替換軟管。蠕動(dòng)泵能輕松地輸送固液或氣液混合相流體，可輸送各種具有研磨、腐蝕、氧敏感特性的物料，缺點(diǎn)是流量范圍比較窄。六、隔膜泵隔膜泵是容積泵中較為特殊的一種形式。它是依靠一個(gè)隔膜片來(lái)回鼓動(dòng)改變工作室容積從而吸入和排出液體的。隔膜泵按其使用的動(dòng)力源，可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種，即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)隔膜泵，以電為動(dòng)力源的電動(dòng)隔膜泵，以液體介質(zhì)（如油等）壓力為動(dòng)力源的電液動(dòng)隔膜泵。隔膜泵是一種新型輸送機(jī)械，可以輸送各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高黏度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，在噴漆、陶瓷業(yè)中占有絕對(duì)主導(dǎo)地位。課堂小結(jié)1、泵根據(jù)工作原理的不同分為往復(fù)泵、柱塞式計(jì)量泵、旋轉(zhuǎn)泵、旋渦泵、蠕動(dòng)泵、隔膜泵。2、往復(fù)泵是正位移泵或容積式泵，單位時(shí)間內(nèi)排液量一定，啟動(dòng)前需要灌泵。3、旋轉(zhuǎn)泵分為齒輪泵和螺桿泵。-53

-知識(shí)目標(biāo)要求:１.掌握氣體輸送機(jī)械的工作原理與基本結(jié)構(gòu)，掌握氣體輸送機(jī)械的分類(lèi)；２.了解性能參數(shù)與特性曲線和適用范圍。能力目標(biāo)要求:１.熟悉氣體輸送機(jī)械的使用操作；２.能夠合理選擇合適的運(yùn)輸機(jī)械?！?-3氣體輸送設(shè)備按出口氣體的壓強(qiáng)和壓縮比（出口氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)與進(jìn)口氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)之比）的大小，氣體輸送設(shè)備可分為以下四類(lèi)通風(fēng)機(jī):出口氣體的表壓不大于15KPa，壓縮比不大于1.15；鼓風(fēng)機(jī):出口氣體的表壓為15-300KPa，壓縮比為1.15-4；壓縮機(jī):出口氣體的表壓大于300KPa，壓縮比大于4；真空泵:用于減壓，在設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生真空，出口氣體的壓強(qiáng)為當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮?，壓縮比由真空度決定。§2-3氣體輸送設(shè)備-55

-離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理與離心泵相似。工作時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將能量傳遞給氣體，使氣體的靜壓能和動(dòng)能均有所提高。當(dāng)氣體進(jìn)入蝸殼形通道后，流速逐漸減小，使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能。于是，氣體便以一定的流速和較高的壓強(qiáng)由風(fēng)機(jī)出口進(jìn)入排出管路。與此同時(shí)，在葉輪中心附近形成低壓區(qū)，將氣體源源不斷地吸入殼內(nèi)。根據(jù)所產(chǎn)生的風(fēng)壓不同，離心式通風(fēng)機(jī)又可分為低壓、中壓和高壓離心式通風(fēng)機(jī)。中、低壓離心式通風(fēng)機(jī)常用于車(chē)間通風(fēng)換氣，高壓離心式通風(fēng)機(jī)常用于氣體的運(yùn)輸。1、工作原理與基本結(jié)構(gòu)一、離心式通風(fēng)機(jī)-56

-離心式通風(fēng)機(jī)的機(jī)殼也是蝸殼形，但殼內(nèi)逐漸擴(kuò)大的氣體通道及出口截面有方形（矩形）和圓形兩種，一般低、中壓通風(fēng)機(jī)多是方形，如圖所示，高壓的為圓形。通風(fēng)機(jī)葉輪直徑較大，葉片數(shù)目多且長(zhǎng)度短，其形狀有前彎、徑向及后彎三種。在不追求高效率，僅要求大風(fēng)量時(shí)，常采用前彎葉片。若要求高效率和大風(fēng)量，則采用后彎葉片。1、工作原理與基本結(jié)構(gòu)一、離心式通風(fēng)機(jī)（1）風(fēng)量風(fēng)量即流量，是指單位時(shí)間內(nèi)由風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積，以Ｑ表示，單位為ｍ3/s、ｍ3/min或ｍ3/h。離心式通風(fēng)機(jī)性能表上所列的風(fēng)量是指空氣在20℃和1.013×105Ｐa下的實(shí)驗(yàn)值。當(dāng)實(shí)際操作條件與該條件不同時(shí)，可用下式進(jìn)行換算：2、性能參數(shù)一、離心式通風(fēng)機(jī)（2）風(fēng)壓風(fēng)壓是指單位體積的氣體流過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的總機(jī)械能，以

HT表示，單位為J/ｍ３或Ｐa離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓影響因素有風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、葉輪尺寸、轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)入口處氣體的密度，理論上很難準(zhǔn)確計(jì)算出離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓。一般按HT0的值來(lái)選擇風(fēng)機(jī)：2、性能參數(shù)一、離心式通風(fēng)機(jī)（3）軸功率與效率離心式通風(fēng)機(jī)的軸功率可以用下面的公式來(lái)計(jì)算，風(fēng)量Ｑ與風(fēng)壓HT需在同一狀態(tài)下。2、性能參數(shù)一、離心式通風(fēng)機(jī)（1）根據(jù)伯努利方程式，計(jì)算出輸送系統(tǒng)所需的實(shí)際風(fēng)壓HT，然后用公式將HT換算成實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓HT0。（2）根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)（主要是易燃、易爆、腐蝕以及是否清潔等）和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類(lèi)型。當(dāng)被輸送氣體為清潔空氣或是與空氣性質(zhì)相近的氣體時(shí)，可選用一般類(lèi)型的離心式通風(fēng)機(jī)。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件下的風(fēng)壓HT0以及按風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)的實(shí)際風(fēng)量，根據(jù)風(fēng)機(jī)的性能表選取合適型號(hào)。3、風(fēng)機(jī)的選用一、離心式通風(fēng)機(jī)離心式鼓風(fēng)機(jī)又稱透平鼓風(fēng)機(jī)，其工作原理與離心式通風(fēng)機(jī)相同。但離心式鼓風(fēng)機(jī)的終壓較高，所以都是多級(jí)的，其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于多級(jí)離心泵（Ｄ型水泵）。氣體進(jìn)入風(fēng)機(jī)后，將依次通過(guò)各級(jí)葉輪和導(dǎo)輪，并獲得能量。離心式鼓風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量較大，但所產(chǎn)生的風(fēng)壓不高。由于壓縮比不高，所以離心式鼓風(fēng)機(jī)無(wú)須設(shè)置冷卻裝置，各級(jí)葉輪的尺寸也大致相等。二、鼓風(fēng)機(jī)

1、離心式鼓風(fēng)機(jī)-62

-旋轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)的代表就是羅茨鼓風(fēng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)和原理與齒輪泵相似。工作時(shí)，兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，從而在機(jī)殼內(nèi)形成一個(gè)低壓區(qū)和一個(gè)高壓區(qū)，氣體從低壓區(qū)吸入，從高壓區(qū)排出。若改變轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，則吸入口和排出口可以互換。羅茨鼓風(fēng)機(jī)常用于氣體流量較大而壓強(qiáng)不高的場(chǎng)合。2、旋轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)二、鼓風(fēng)機(jī)離心式壓縮機(jī)又稱為透平壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)和工作原理均與離心式鼓風(fēng)機(jī)相似，但葉輪級(jí)數(shù)通?？蛇_(dá)10級(jí)以上，轉(zhuǎn)速也較高，故能產(chǎn)生更高的壓強(qiáng)。離心式壓縮機(jī)需設(shè)置中間冷卻器，以免氣體溫度過(guò)高。離心式壓縮機(jī)具有體積小、重量輕、流量大、供氣均勻、運(yùn)行平穩(wěn)、維修方便、無(wú)潤(rùn)滑油污染等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，除高壓強(qiáng)要求外，離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用已十分廣泛。三、壓縮機(jī)

1、離心式壓縮機(jī)液環(huán)式壓縮機(jī)是典型的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，又稱為納氏泵。液環(huán)式壓縮機(jī)的外殼近似橢圓形，其內(nèi)裝有葉輪和適量的液體。工作時(shí)，氣體從兩