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内蒙古农业大学食品科学与工程系《化工原理》课程讲稿 第二章§1 第二章 流体输送机械The Machinery for Conveying Fluid 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。为流体提供能量的机械称为流体输送机械。 化工生产中，输送的流体种类很多。流体的温度、压力等操 作条件，流体的性质、流量以及所需要提供的能量等方面有很大 的不同。为了适应不同情况下的流体输送要求，因而需要不同结 构和特性的流体输送机械。流体输送机械根据工作原理的不同通 常分为四类，即离心式、往复式、旋转式及流体动力作用式。 Centrifugal   Reciprocating   Rotating   Jetting  前已指出，气体与液体不同，气体具有可压缩性，因此，气 体输送机械与液体输送机械不尽相同。用于输送液体的机械称为 泵，用于输送气体的机械称为风机及压缩机。 流体输送机械是通用机械，它不仅在化工生产中，而且在国 1 内蒙古农业大学食品科学与工程系《化工原理》课程讲稿 第二章§1 民经济许多领域中都有着广泛地应用，如压缩空气可供液体搅 拌、风力输送及供气动执行机构等各个生产环节使用。 本章将结合化工生产的特点，讨论流体输送机械的作用原理、 基本构造与性能及有关计算，以达到能正确选择和使用的目的。 至于其具体设计与详细结构，则属于专门领域，不在本课程讨论 范围之内。 第一节 离 心 泵 Centrifugal Pump 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 ％。 2 －1 离心泵的结构原理Principles of Construction 2.1A 离心泵的工作原理 Working Principles of Centrifugal Pump 最简单的离心泵其工作原理示意图如图2-1 所示。在蜗壳形 泵壳(snail shell) 2 内，有一固定在泵轴7 上的工作叶轮1 。叶轮 上有6～12 片稍微向后弯曲的叶片3 ，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4 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6 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，泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一 2 内蒙古农业大学食品科学与工程系《化工原理》课程讲稿 第二章§1 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（perfusion ），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” （air binding ）。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。 ⇒