離心泵(bèng)的工作原(yuán)理

　　離心(xīn)泵在化工生産中應用(yòng)最爲(wèi)廣(guǎng)泛，這是(shì)由于其(qí)具有性(xìng)能适用範圍(wéi)廣(guǎng)(包括流量(liàng)、壓頭(tóu)及對介(jiè)質(zhì)性質的适(shì)應性)、體積(jī)小、結構簡(jiǎn)單、操(cāo)作容易、流量(liàng)均(jun1)勻、故障少、壽命長、購置費和操(cāo)作費(fèi)均較低等(děng)突出(chū)優點。因而(ér)，本章(zhāng)将離(lí)心泵(bèng)作爲流體力學(xué)原理應(yīng)用的典(diǎn)型實(shí)例(lì)加以重(zhòng)點介紹(shào)。
 

 

　　離(lí)心泵(bèng)的基(jī)本結(jié)構和(hé)工作原理(lǐ)

　　讨論離心(xīn)泵的基本結構(gòu)和(hé)工(gōng)作原理，要緊(jǐn)緊扣住(zhù)将動能(néng)有效轉(zhuǎn)化爲靜壓能這(zhè)個主題來(lái)展開。

　　(一)離(lí)心泵(bèng)的基(jī)本(běn)結(jié)構

　　離(lí)心泵(bèng)的基本部件是(shì)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪和(hé)固(gù)定的蝸牛形(xíng)泵殼(ké)。具有若(ruò)幹個(通(tōng)常爲(wèi)4～12個)後彎葉(yè)片的葉輪緊(jǐn)固(gù)于泵(bèng)軸上，并(bìng)随(suí)泵軸(zhóu)由電(diàn)機驅動作(zuò)高速旋轉。葉輪(lún)是直(zhí)接對泵(bèng)内(nèi)液體做功(gōng)的部(bù)件，爲離(lí)心泵的供能(néng)裝(zhuāng)置。泵殼(ké)中(zhōng)央(yāng)的吸入口(kǒu)與吸(xī)入管路(lù)相(xiàng)連接，吸入管路的底部(bù)裝有單(dān)向底閥。泵(bèng)殼側(cè)旁的排出口與(yǔ)裝有(yǒu)調節閥門(mén)的排出管路相(xiàng)連接(jiē)。

　　(二)離心泵的工作原理

　　當(dāng)離心泵啓(qǐ)動後(hòu)，泵軸帶動葉輪(lún)一起(qǐ)作高(gāo)速旋(xuán)轉運動，迫使預先充(chōng)灌在葉片(piàn)間液體旋轉，在(zài)慣性(xìng)離心力的(de)作用下(xià)，液(yè)體自(zì)葉輪(lún)中心向外(wài)周作徑向(xiàng)運動。液體(tǐ)在流(liú)經葉(yè)輪的(de)運動過程(chéng)獲得(dé)了能量，靜(jìng)壓能增高，流速(sù)增大(dà)。當液體離(lí)開葉輪進(jìn)入泵殼後，由于殼内(nèi)流道逐漸(jiàn)擴大(dà)而減速(sù)，部(bù)分動(dòng)能轉化爲靜壓(yā)能，最(zuì)後沿切向(xiàng)流入排(pái)出管路(lù)。所以(yǐ)蝸形泵殼不僅是彙(huì)集由(yóu)葉輪流出液體的部件，而(ér)且又(yòu)是一(yī)個轉能裝(zhuāng)置。

　　當液體(tǐ)自葉(yè)輪中心(xīn)甩向外(wài)周的(de)同(tóng)時(shí)，葉輪中心(xīn)形成低壓(yā)區，在貯槽液面與葉輪中心總(zǒng)勢能差的(de)作用(yòng)下，緻(zhì)使液體被(bèi)吸進葉(yè)輪中心(xīn)。依靠葉(yè)輪的不(bú)斷運轉(zhuǎn)，液(yè)體便(biàn)連續(xù)地被吸入(rù)和排出。液體在離心(xīn)泵中獲得(dé)的機械能量最(zuì)終表(biǎo)現爲(wèi)靜壓(yā)能的提高(gāo)。

　　需要強調指出的是(shì)，若在離心泵啓(qǐ)動前沒向泵(bèng)殼(ké)内灌滿被(bèi)輸送(sòng)的液體，由于空氣密度低，葉輪(lún)旋(xuán)轉後産生的(de)離心力(lì)小(xiǎo)，葉輪(lún)中心區不足以(yǐ)形成吸(xī)入(rù)貯槽(cáo)内液體的低壓(yā)，因而雖啓動離(lí)心泵(bèng)也不能輸(shū)送液體(tǐ)。這(zhè)表明(míng)離心泵(bèng)無自吸(xī)能力(lì)，此現象稱(chēng)爲氣(qì)縛。吸(xī)入管(guǎn)路安裝單向底閥是爲(wèi)了(le)防止啓動前灌入泵殼内(nèi)的液體從(cóng)殼内流出。空氣(qì)從吸入(rù)管道進(jìn)到泵殼(ké)中(zhōng)都會造成氣縛。
 

 

　　(三)離(lí)心泵(bèng)的葉輪和(hé)其它(tā)部(bù)件

　　1、離心(xīn)泵的(de)葉輪(lún)

　　葉輪是離心(xīn)泵的關鍵部件。

　　(1)按(àn)其機(jī)械結(jié)構可分爲閉式、半閉(bì)式和開式(shì)三種(zhǒng)。閉式(shì)葉輪适用于輸(shū)送清(qīng)潔液體;半(bàn)閉式和開式葉(yè)輪适(shì)用于輸送(sòng)含有(yǒu)固體(tǐ)顆粒的懸(xuán)浮液(yè)，這類(lèi)泵的效率(lǜ)低。

　　閉式和(hé)半閉式葉(yè)輪(lún)在運(yùn)轉時，離(lí)開葉輪的一部(bù)分高壓液(yè)體可(kě)漏入葉(yè)輪與泵(bèng)殼之間的(de)空腔(qiāng)中，因葉輪前側(cè)液體吸入(rù)口處(chù)壓強低，故(gù)液體(tǐ)作用于(yú)葉輪前(qián)、後側(cè)的壓力不(bú)等(děng)，便産生了指(zhǐ)向葉輪吸(xī)入口(kǒu)側的軸向(xiàng)推力。該力(lì)推動葉輪(lún)向吸入口側移(yí)動(dòng)，引起葉輪和(hé)泵殼接觸處的(de)摩損(sǔn)，嚴重(zhòng)時造(zào)成泵的振動，破(pò)壞泵的正常操(cāo)作。在(zài)葉輪後蓋(gài)闆上鑽若幹個(gè)小孔，可減(jiǎn)少葉輪兩(liǎng)側的壓力差，從而減(jiǎn)輕了(le)軸(zhóu)向推力的不(bú)利影響，但同(tóng)時(shí)也降低(dī)了泵的(de)效率。這(zhè)些小孔稱爲(wèi)平衡(héng)孔。

　　(2)按(àn)吸液方式不同(tóng)可将(jiāng)葉輪分爲(wèi)單吸(xī)式與(yǔ)雙吸(xī)式兩(liǎng)種(zhǒng)，單吸式葉輪(lún)結構簡單(dān)，液(yè)體隻能從一(yī)側吸入。雙吸(xī)式(shì)葉輪(lún)可同(tóng)時從葉輪兩側對稱(chēng)地吸(xī)入液(yè)體，它不僅具(jù)有較大(dà)的吸液(yè)能力，而(ér)且基本(běn)上(shàng)消除(chú)了軸向推力。

　　(3)根(gēn)據葉(yè)輪上葉片(piàn)上的(de)幾何形狀(zhuàng)，可将葉片分爲後彎(wān)、徑向和前(qián)彎三種(zhǒng)，由(yóu)于後(hòu)彎葉(yè)片有利于(yú)液體的動能轉(zhuǎn)換爲靜壓能(néng)，故(gù)而被廣泛(fàn)采用。
 

 

　　2、離心泵的導輪 離心泵的(de)工作(zuò)原(yuán)理

　　爲了減少(shǎo)離開葉輪的(de)液體直接(jiē)進入泵(bèng)殼時因沖擊而(ér)引起(qǐ)的能量損(sǔn)失，在(zài)葉輪與泵殼之間有時裝(zhuāng)置一(yī)個固定不(bú)動而帶(dài)有葉片(piàn)的導輪(lún)。導(dǎo)輪中的(de)葉片使進入(rù)泵殼的液體逐(zhú)漸轉(zhuǎn)向而且流道連續擴大，使(shǐ)部分(fèn)動能有效(xiào)地轉換(huàn)爲(wèi)靜壓(yā)能。多(duō)級(jí)離心泵通常均安裝導(dǎo)輪。

　　蝸(wō)牛(niú)形的泵(bèng)殼、葉(yè)輪上的後(hòu)彎(wān)葉片及導輪(lún)均能提高(gāo)動能向靜(jìng)壓能的轉(zhuǎn)化率，故均(jun1)可視(shì)作轉能(néng)裝置。

　　3、軸(zhóu)封裝置(zhì)

　　由于泵(bèng)軸轉動而泵殼(ké)固定不動，在軸(zhóu)和泵殼的接觸(chù)處必然有一定間隙。爲(wèi)避免泵(bèng)内高壓液體沿(yán)間隙漏出，或防(fáng)止外界(jiè)空(kōng)氣從(cóng)相反方向進入(rù)泵(bèng)内，必(bì)須(xū)設置(zhì)軸封(fēng)裝置。離心泵的軸封裝置(zhì)有填(tián)料函和機(jī)械(端(duān)面)密封。填(tián)料函是将(jiāng)泵軸(zhóu)穿過泵殼的(de)環(huán)隙作成密封圈(quān)，于其中(zhōng)裝(zhuāng)入軟填料(liào)(如浸油或(huò)塗石墨的石棉(mián)繩等)。

　　機(jī)械密封(fēng)是由(yóu)一個裝在(zài)轉軸(zhóu)上的動環(huán)和另一固定在泵殼(ké)上(shàng)的靜環(huán)所構成。兩環(huán)的(de)端面借彈簧力(lì)互相貼緊而作相對(duì)轉動，起到了(le)密封的作用。機械(xiè)密封适用(yòng)于密封較(jiào)高的(de)場合(hé)，如(rú)輸送酸(suān)、堿、易(yì)燃、易爆及有(yǒu)毒(dú)的液體。
 

 

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