離心泵在化工生產中應用最為廣泛,這是由於其具有性能適用範圍廣(包括流量、壓頭及對介質性質的適應性)、體積小、結構簡單、操作容易、流量均勻、故障少、壽命長、購置費和操作費均較低等突出優點。因而,本章將離心泵作為流體力學原理應用的典型實例加以重點介紹。
一. 離心泵的基本結構和工作原理
討論離心泵的基本結構和工作原理,要緊緊扣住將動能有效轉化為靜壓能這個主題來展開。
(一)離心泵的基本結構
離心泵的基本部件是高速旋轉的葉輪和固定的蝸牛形泵殼。具有若幹個(通常為4~12個)後(hou)彎(wan)葉(ye)片(pian)的(de)葉(ye)輪(lun)緊(jin)固(gu)於(yu)泵(beng)軸(zhou)上(shang),並(bing)隨(sui)泵(beng)軸(zhou)由(you)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)作(zuo)高(gao)速(su)旋(xuan)轉(zhuan)。葉(ye)輪(lun)是(shi)直(zhi)接(jie)對(dui)泵(beng)內(nei)液(ye)體(ti)做(zuo)功(gong)的(de)部(bu)件(jian),為(wei)離(li)心(xin)泵(beng)的(de)供(gong)能(neng)裝(zhuang)置(zhi)。泵(beng)殼(ke)中(zhong)央(yang)的(de)吸(xi)入(ru)口(kou)與(yu)吸(xi)入(ru)管(guan)路(lu)相(xiang)連(lian)接(jie),吸(xi)入(ru)管(guan)路(lu)的(de)底(di)部(bu)裝(zhuang)有(you)單(dan)向(xiang)底(di)閥(fa)。泵(beng)殼(ke)側(ce)旁(pang)的(de)排(pai)出(chu)口(kou)與(yu)裝(zhuang)有(you)調(tiao)節(jie)閥(fa)門(men)的(de)排(pai)出(chu)管(guan)路(lu)相(xiang)連(lian)接(jie)。
(二)離心泵的工作原理
danglixinbengqidonghou,bengzhoudaidongyelunyiqizuogaosuxuanzhuanyundong,poshiyuxianchongguanzaiyepianjianyetixuanzhuan,zaiguanxinglixinlidezuoyongxia,yetiziyelunzhongxinxiangwaizhouzuojingxiangyundong。yetizailiujingyelundeyundongguochenghuodelenengliang,jingyanengzenggao,liusuzengda。dangyetilikaiyelunjinrubengkehou,youyukeneiliudaozhujiankuodaerjiansu,bufendongnengzhuanhuaweijingyaneng,zuihouyanqiexiangliurupaichuguanlu。suoyiwoxingbengkebujinshihuijiyouyelunliuchuyetidebujian,erqieyoushiyigezhuannengzhuangzhi。dangyetiziyelunzhongxinshuaixiangwaizhoudetongshi,yelunzhongxinxingchengdiyaqu,zaizhucaoyemianyuyelunzhongxinzongshinengchadezuoyongxia,zhishiyetibeixijinyelunzhongxin。yikaoyelundebuduanyunzhuan,yetibianlianxudibeixiruhepaichu。yetizailixinbengzhonghuodedejixienengliangzuizhongbiaoxianweijingyanengdetigao。
離心泵的基本結構和工作原理
需xu要yao強qiang調tiao指zhi出chu的de是shi,若ruo在zai離li心xin泵beng啟qi動dong前qian沒mei向xiang泵beng殼ke內nei灌guan滿man被bei輸shu送song的de液ye體ti,由you於yu空kong氣qi密mi度du低di,葉ye輪lun旋xuan轉zhuan後hou產chan生sheng的de離li心xin力li小xiao,葉ye輪lun中zhong心xin區qu不bu足zu以yi形xing成cheng吸xi入ru貯zhu槽cao內nei液ye體ti的de低di壓ya,因yin而er雖sui啟qi動dong離li心xin泵beng也ye不bu能neng輸shu送song液ye體ti。這zhe表biao明ming離li心xin泵beng無wu自zi吸xi能neng力li,此ci現xian象xiang稱cheng為wei氣qi縛fu。吸xi入ru管guan路lu安an裝zhuang單dan向xiang底di閥fa是shi為wei了le防fang止zhi啟qi動dong前qian灌guan入ru泵beng殼ke內nei的de液ye體ti從cong殼ke內nei流liu出chu。空kong氣qi從cong吸xi入ru管guan道dao進jin到dao泵beng殼ke中zhong都dou會hui造zao成cheng氣qi縛fu。
(三)離心泵的葉輪和其它部件
1.離心泵的葉輪
葉輪是離心泵的關鍵部件。
(1)按其機械結構可分為閉式、半閉式和開式三種。閉式葉輪適用於輸送清潔液體;半閉式和開式葉輪適用於輸送含有固體顆粒的懸浮液,這類泵的效率低。
閉bi式shi和he半ban閉bi式shi葉ye輪lun在zai運yun轉zhuan時shi,離li開kai葉ye輪lun的de一yi部bu分fen高gao壓ya液ye體ti可ke漏lou入ru葉ye輪lun與yu泵beng殼ke之zhi間jian的de空kong腔qiang中zhong,因yin葉ye輪lun前qian側ce液ye體ti吸xi入ru口kou處chu壓ya強qiang低di,故gu液ye體ti作zuo用yong於yu葉ye輪lun前qian、後hou側ce的de壓ya力li不bu等deng,便bian產chan生sheng了le指zhi向xiang葉ye輪lun吸xi入ru口kou側ce的de軸zhou向xiang推tui力li。該gai力li推tui動dong葉ye輪lun向xiang吸xi入ru口kou側ce移yi動dong,引yin起qi葉ye輪lun和he泵beng殼ke接jie觸chu處chu的de摩mo損sun,嚴yan重zhong時shi造zao成cheng泵beng的de振zhen動dong,破po壞huai泵beng的de正zheng常chang操cao作zuo。在zai葉ye輪lun後hou蓋gai板ban上shang鑽zuan若ruo幹gan個ge小xiao孔kong,可ke減jian少shao葉ye輪lun兩liang側ce的de壓ya力li差cha,從cong而er減jian輕qing了le軸zhou向xiang推tui力li的de不bu利li影ying響xiang,但dan同tong時shi也ye降jiang低di了le泵beng的de效xiao率lv。這zhe些xie小xiao孔kong稱cheng為wei平ping衡heng孔kong。
(2)按an吸xi液ye方fang式shi不bu同tong可ke將jiang葉ye輪lun分fen為wei單dan吸xi式shi與yu雙shuang吸xi式shi兩liang種zhong,單dan吸xi式shi葉ye輪lun結jie構gou簡jian單dan,液ye體ti隻zhi能neng從cong一yi側ce吸xi入ru。雙shuang吸xi式shi葉ye輪lun可ke同tong時shi從cong葉ye輪lun兩liang側ce對dui稱cheng地di吸xi入ru液ye體ti,它ta不bu僅jin具ju有you較jiao大da的de吸xi液ye能neng力li,而er且qie基ji本ben上shang消xiao除chu了le軸zhou向xiang推tui力li。
(3)根據葉輪上葉片上的幾何形狀,可將葉片分為後彎、徑向和前彎三種,由於後彎葉片有利於液體的動能轉換為靜壓能,故而被廣泛采用。
2.離心泵的導輪
為wei了le減jian少shao離li開kai葉ye輪lun的de液ye體ti直zhi接jie進jin入ru泵beng殼ke時shi因yin衝chong擊ji而er引yin起qi的de能neng量liang損sun失shi,在zai葉ye輪lun與yu泵beng殼ke之zhi間jian有you時shi裝zhuang置zhi一yi個ge固gu定ding不bu動dong而er帶dai有you葉ye片pian的de導dao輪lun。導dao輪lun中zhong的de葉ye片pian使shi進jin入ru泵beng殼ke的de液ye體ti逐zhu漸jian轉zhuan向xiang而er且qie流liu道dao連lian續xu擴kuo大da,使shi部bu分fen動dong能neng有you效xiao地di轉zhuan換huan為wei靜jing壓ya能neng。多duo級ji離li心xin泵beng通tong常chang均jun安an裝zhuang導dao輪lun。
蝸牛形的泵殼、葉輪上的後彎葉片及導輪均能提高動能向靜壓能的轉化率,故均可視作轉能裝置。
3.軸封裝置
youyubengzhouzhuandongerbengkegudingbudong,zaizhouhebengkedejiechuchubiranyouyidingjianxi。weibimianbengneigaoyayetiyanjianxilouchu,huofangzhiwaijiekongqicongxiangfanfangxiangjinrubengnei,bixushezhizhoufengzhuangzhi。lixinbengdezhoufengzhuangzhiyoutianliaohanhejixie(端麵)密封。填料函是將泵軸穿過泵殼的環隙作成密封圈,於其中裝入軟填料(如浸油或塗石墨的石棉繩等)。機ji械xie密mi封feng是shi由you一yi個ge裝zhuang在zai轉zhuan軸zhou上shang的de動dong環huan和he另ling一yi固gu定ding在zai泵beng殼ke上shang的de靜jing環huan所suo構gou成cheng。兩liang環huan的de端duan麵mian借jie彈dan簧huang力li互hu相xiang貼tie緊jin而er作zuo相xiang對dui轉zhuan動dong,起qi到dao了le密mi封feng的de作zuo用yong。機ji械xie密mi封feng適shi用yong於yu密mi封feng較jiao高gao的de場chang合he,如ru輸shu送song酸suan、堿、易燃、易爆及有毒的液體。
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