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输送、换热设备 第7章 本章内容 7.1 液体输送设备 7.2 气体输送设备 7.3 固体输送设备 7.4 换热器 输送设备：完成对各种原料、辅料、半成品和成品的输送。 带式输送机 流体输送设备 输送设备 液体输送设备：泵 琏式输送机 固体设备 气体输送设备 通风机 鼓风机 压缩机 真空泵 斗式输送机 螺旋式输送机 7.1 液体输送设备 离心式 往复式 旋转式 水泵式 耐腐蚀泵式 油泵式 杂质泵式 泵 单吸泵 双吸泵 按液体进入叶轮方式分 按被输送液体性质分 按所产生的压头分 低压泵 高压泵 中压泵 药品生产中的一种最常用的典型液体输送设备。 结构简单、使用方便、运转可靠、适用范围广 通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力 , 即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。 一、离心泵的结构和工作原理 1. 离心泵的结构 离心泵通常由泵壳、叶轮、轴封等三大部件构成。 泵壳： 结构：泵壳多制成蜗壳形，其内有一逐渐 扩大的流道。 作用：泵壳起着汇集流体、转化动能、减 少能量损失的作用。 叶轮 作用：提供液体的动能和静压能 结构：叶轮上有4-12片后弯叶片 按叶片两侧有无盖板分为：开式叶轮，半开式叶轮，闭式叶轮 导轮： 结构：在大泵中，叶轮与泵壳之间有固定不动的导轮，具有很多逐渐转向的通道。 作用：将动能转换为静压能，减少能量损失。 按照叶轮数目： 单级离心泵 多级离心泵 ③轴封装置： 作用：泵轴与泵壳之间的密封，轴封起着防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气进入泵内产生气缚现象。 结构：填料密封（填料函、软填料、填料压盖构成）和机械密封（轴上的动环和壳上的静环）。 常用石棉绳、树脂纤维、不锈钢纤维等。优点是结构简单，成本较低，但密封效率较低、使用寿命较短、磨损轴并会使轴发热而出现报轴现象，因此需定期调节压紧盖，以保证密封效果。 机械密封：优点是密封效果好，装置紧凑， 使用寿命长，轴不受磨擦，功率消耗低，缺 点是结构复杂，制造要求高。 主轴 静环 弹簧 密封圈 动环 泵壳 叶轮 气缚现象：在泵启动前，若吸入管路和泵壳内没有完全充满液体而存在部分空气，则由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转对其产生的离心力很小，叶轮中心处所形成的低压不足以造成吸入液体所需的真空度，此时虽启动离心泵也不能输送液体，这种现象叫气缚现象。 2.离心泵的工作原理 二、离心泵的性能参数和特性曲线 1.离心泵性能参数 离心泵的性能参数主要有流量、扬程、轴功率、效率和气蚀余量等。 （1）流量 Q 单位时间内排送出到管路系统的液体量，常以 体积流量表示，单位为L/s 或m3/h者 。 （2）扬程 H 单位重量（ 1N）流体通过泵后所获得的有效能量称为扬程，单位为m 。 （3）效率 离心泵有效利用轴功率的程度称为效率，用 η 表示，无因次。 离心泵在输送液体过程中，不可能将外界能量全部传给液体，有能量损失。 离心泵的能量损失主要有以下三个方面： ①容积损失：因泄露造成的损失。 ②机械损失：离心泵部件相互之间产生的摩擦力和其他局部阻力损失。 ③水力损失：因粘性液体流经叶轮通道和蜗壳而产生的摩擦阻力，以及因改变流速方向时引起的环流和冲击而产生的局部阻力损失。 （4）轴功率P 离心泵的轴功率是指泵轴所需要的功率。如用电动机直接驱动离心泵，它就是电动机传给泵轴的功率，用P表示，单位是w或者kw。 （5）有效功率 离心泵的有效功率是指液体从叶轮获得的能量，用Ne表示。 效率、轴功率、有效功率三者相互之间的关系为： 有效功率可通过离心泵多流体做的功来计算： 离心泵的轴功率用kw计算： 2. 离心泵的特性曲线 离心泵的压头、功率、效率 与流量之间的关系曲线称为 离心泵的特性曲线。 η 额定转数 标准状态 3.影响离心泵特性曲线的因素 ① 密度的影响 a）ρ发生变化，H 不发生变化 b）ρ发生变化，Q 不发生变化 c）离心泵的η-Q 曲线也不随液体密度而变化 d）泵的轴功率则随输送液体的密度改变而改变 ②粘度的影响 粘度μ↑，阻力↑，H ↓， Q ↓ ，η ↓， P ↑ a）液体粘度μ↑，叶轮内液体的流速降低↓，使得流量减 小Q↓。 b）液体粘度μ↑，泵内的流动摩擦损失（水力损失）↑， 使扬程减小H↓。 c）液体粘度μ↑，叶轮前、后盖板与液体之间的摩擦而引 起的能量损失（