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(共36张PPT)
《化工单元操作》
项目一 流体流动及输送
任务三 熟悉流体输送机械（3）
贮槽液面0-0’与入口处1-1’两截面间列柏努利方程
若贮槽上方与大气相通，则P0即为大气压强Pa
(1)允许安装高度
离心泵的允许吸上高度又称为允许安装高度，指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离，以Hg表示。
8.离心泵的安装
(2)气蚀现象
气蚀产生的条件叶片入口附近K处的压强PK等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压。
气蚀产生的后果：
气蚀发生时产生噪音和震动，叶轮局部在巨大冲击的反复作用下，表面出现斑痕及裂纹，甚至呈海棉状逐渐脱落
液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，严重时会输不出液体。
(3)气蚀余量
为防止气蚀现象发生，在离心泵入口处液柱的静压头
与动压头
之和必需大于液体在操作温度下
的一个最小值。
的饱和蒸汽压头
——气蚀余量定义式
当流量一定且流体流动为阻力平方区时，气蚀余量仅与泵的结构和尺寸有关，是泵抗气蚀性能参数。
将
代入
——允许安装高度的计算式
离心泵的气蚀余量
值也是由生产泵的工厂通过实验测定的
△h随Q增大而增大
计算允许安装高度时应取高流量下的△h值。
泵性能表上所列的△h值也是按输送20℃的清水测定的，当输送其它液体时应乘以校正系数予以校正，但因一般校正系数小于1，故把它作为外加的安全系数，不再校正。
离心泵的实际安装高度
离心泵的实际安装高度应小于允许安装高度，一般比允许值小0.5～1m。
[例1-18]
注意：
1）允许气蚀余量值是与其流量有关的，大流量下△h较大，因此，必须注意使用最大额定流量值进行计算。
2）离心泵安装时，应注意选用较大的吸入管路，减少吸入管路的弯头、阀门等管件，以减少吸入管路的阻力。
3）当液体输送温度较高或液体沸点较低时，可能出现允许安装高度为负值的情况，此时，应将离心泵安装于贮槽液面以下，使液体利用位差自流入泵内。
（4）防止气蚀的措施
①降低泵的安装高度 泵的安装高度越高其入口处的压力就越低，因此降低泵的安装高度可提高泵入口处的压力，避免气蚀现象的发生。
②减少吸液管的阻力损失 在泵吸液管路中设置的弯头、阀门等管件越多，管路阻力越大，泵入口处的压力就越低。因此要尽量减少一些不必要的管件，尽可能缩短吸液管的长度和增大管径，以减少管路阻力，防止气蚀现象的发生。
③降低输送液体的温度 液体的饱和蒸气压是随其温度的升高而升高的，在泵的入口压力不变的情况下，当被输送液体的温度较高时，液体的饱和蒸气压也较高，有可能接近或超过泵的入口压力，使泵发生气蚀现象。
（5）离心泵的安装
① 离心泵的安装高度，应小于允许安装高度，防止气蚀现象。
② 减少吸入管路的阻力，吸入管路应短而直，吸入管路的直径比压出管的直径稍大，减少不必要的管件。
③ 从贮罐抽液时，可把泵安装在贮罐液面位置以下，使液体利用位差自动灌入泵体内 。
作业
计算题：P68页11
(二）往复泵
1、往复泵的结构
往复泵是一种容积泵，它依靠作往复运动的活塞依次开启吸入阀和排出阀从而吸入和排出液体。
泵的主要部件有泵缸、活塞、活塞杆、吸入单向阀和排出单向阀。
活塞经传动和机械在外力作用下在泵缸内作往复运动。活塞与单向阀之间的空隙称为工作室。
结构
2、工作原理
当活塞自左向右移动时，工作室的容积增大，形成低压，贮池内的液体经吸入阀被吸入泵缸内，排出阀受排出管内液体压力作用而关闭。当活塞移到右端时，工作室的容积最大。
活塞由右向左移动时，泵缸内液体受挤压，压强增大，使吸入阀关闭而推开排出阀将液体排出，活塞移到左端时，排液完毕，完成了一个工作循环，此后开始另一个循环。
活塞从左端点到右端点的距离叫冲程或位移。
活塞在往复一次中，只吸入和排出液体各一次的泵，称为单动泵。
由于单动泵的吸入阀和排出阀均装在活塞的一侧，吸液时不能排液，因此排液不是连续的。
为了改善单动泵流量的不均匀性，多采用双动泵或三联泵 。
往复泵的工作原理与离心泵不同，具有以下特点：
1）往复泵的流量只与泵本身的几何形状和活塞的往复次数有关，而与泵的扬程无关。无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出一定量的液体。
其理论流量：
对单动泵
对双动泵
其实际流量：
2）往复泵的扬程与泵的几何尺寸无关，只要泵的机械强度
及原动机的功率允许，输送系统要求多高的压头，往复泵就
能提供多大的压头。
3）往复泵的允许气蚀余量也随泵安装地区的大气压强、输送
液体的性质和温度而变，所以往复泵的安装高度也有一定的
限制。但往复泵的低压是靠工作室的扩张来造成的，所以在
开动之前，泵内无须充满液体，往复泵有自吸作用。
4）往复泵不能简单地用排出管路阀门来调节流量，一般采用旁路调节。
往复泵适用于小流量、高压强的场合，输送高粘度液体时的效果也比离心泵好，但不能输送腐蚀性液体和固体粒子的悬浮液。
二、计量泵
计量泵是往复泵的一种。通过偏心轮把电机的旋转运动变成柱塞的往复运动。偏心轮的偏心距离可以调整，使柱塞的冲程随之改变。这样就达到控制和调节流量的目的。
三、隔膜泵
隔膜泵也是柱塞往复泵，专用于输送腐蚀性液体或含有悬浮物的液体。
它用弹性薄膜(橡胶、皮革、塑料或弹性金属薄片等)将泵分隔成不联通的两部分，被输送的液体位于隔膜一侧，柱塞位于另一侧，彼此不相接触，避免了柱塞受腐蚀或受磨损，柱塞往复运动通过介质(油或水)传递给薄膜，隔膜亦作往复运动，使另一侧被输送的液体经球形活门吸入或排出。通过隔膜使易于磨损的柱塞不与腐蚀性液体或悬浮物液体直接接触，与液体接触的活动部件是活门。隔膜泵可以用活塞或柱塞带动，也可用压缩空气来带动。
四、旋转泵
旋转泵靠泵内一个或多个转子的旋转来吸入或排出液体，又称转子泵 。
1、齿轮泵
泵壳内有两个齿轮。一个用电机带动旋转，另一个被啮合着向相反方向旋转，吸入腔内两轮的齿互相拨开，形成低压而吸入液体，被吸入的液体被齿嵌住，随齿轮转动而达到排出腔 ，排出腔内两轮的齿互相合拢，形成高压而排出液体。
齿轮泵可以产生较高的压头，但流量较小，用于输送黏稠的液体，但不能输送含颗粒的悬浮液。
2、螺杆泵
螺杆泵分为单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵、五螺杆泵等。图（a）为单螺杆泵，螺杆在具有内罗纹的泵壳中偏心转动，将液体沿轴向推进，最终沿排出口排出。（b）为双螺杆泵，工作原理与齿轮泵十分相似，利用两根相互啮合的螺杆来输送液体。
螺杆泵的压头高，效率高，无噪音，适用于高黏度液体的输送。
往复泵、旋转泵均属于正位移泵。
3、旋涡泵
旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，它是由叶轮和泵体组成。叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列。叶轮在泵壳内转动，其间有引水道，吸入管接头和排出管接头之间为间壁，间壁与叶轮只有很小的缝隙，用来分隔吸腔和排出腔。泵内液体在随叶轮旋转的同时，又在引水道与各叶片间作漩涡形运动。因而，被叶片拍击多次，获得较多的能量。液体在叶片与引水道之间的反复迂回是靠离心力的作用。因此，旋涡泵在开动前也要灌满液体。旋涡泵适用于要求输送量小，压头高而黏度不大的液体。
作业
思考题：P67页12

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