流体输送操作-离心泵工作原理及结构认知（化工单元操作课件）

项目一流体输送操作任务九离心泵的工作原理及结构认知复习引入：在化工生产过程中，经常遇到流体输送的问题。如前所讲，流体在流动过程中必有一部分能量消耗在克服流体阻力上。为了将流体从低处输送到高处，由低压变为高压，从一个设备送至另一个设备，必须对流体提供外加能量，以克服流体阻力及补充输送流体时所不足的能量。想一想？流体可以自然的从高处向低处流动，如何实现从低处向高处流动，并且实现远距离输送？流体输送方式的选择1.输送机械送料：借助输送机械对流体做功，实现流体的输送南水北调西气东输2.高位槽送料：利用化工生产中各容器、设备间的位差，实现液体从高位设备

向低位设备输送的操作。

3.压缩空气送料：向贮槽中通入压缩空气，在压力的作用下，将贮槽中

液体输送至指定设备。

压缩空气输送硫酸的输送流程4.真空抽料：通过真空系统造成的负压来实现流体输送的操作。

在流体输送中为流体提供能量的机械，是一种向流体做功以提高流体机械能的装置。流体输送机械液体输送机械：泵（离心泵、旋涡泵、往复泵）气体输送机械：风机、压缩机联系伯努利方程一、离心泵的基本结构引入：离心泵是化工生产中最常用，应用最广泛的液体输送机械，其结构简单，操作容易，流量均匀，调节控制方便，化工生产中使用的泵80%为离心泵。任务：读图了解离心泵的结构1.基本结构泵壳、叶轮、泵轴、吸入管、排出管，单向底阀，调节阀泵的吸入口4在泵壳中心，与吸入管5相连，泵的排出口8在泵壳的切线方向，与排出管9相连。一、离心泵的基本结构1.叶轮叶轮是离心泵的关键部件，一般由4~12片弯曲的叶片组成。（1）叶轮的作用将电机的能量传给液体（叶轮与泵轴连在一起，泵轴在电机的作用下旋转，带动叶轮一起旋转）（2）叶轮的分类（叶轮+盖板）按有无盖板分类一、离心泵的基本结构开式：叶片两侧无盖板（结构简单，清洗方便，用于输送含有大量悬浮物的物料，效率低）半闭式：在吸入口一侧无盖板，在另一侧有盖板

（用于输送含有固体颗粒的流体）闭式：叶片两侧前后都有盖板

（用于输送不含杂质的清洁流体，效率高）常用类型（2）叶轮的分类（叶轮+盖板）一、离心泵的基本结构一、离心泵的基本结构2.泵壳泵体的外壳多制成蜗壳形，包围叶轮，在叶轮四周展开形成一个截面积逐渐扩大的蜗壳形通道。由于流道截面积逐渐扩大，从叶轮甩出的液体流速逐渐降低，使部分动能转化成静压能，所以泵壳是一个能量转换装置。作用：汇集液体、导出液体（从叶轮外周围甩出的液体，沿泵壳通道流过，排出泵体）转能装置，完成动能—静压能的转换液体入口——中心出口——切线联系连续性方程及伯努利方程一、离心泵的基本结构2.泵壳导轮：

一般大型离心泵装有导叶轮，简称导轮，是位于叶轮外周围固定的带叶片的环，叶片的弯曲方向与叶轮的弯曲方向相反，弯曲角度与液体从叶轮流出的方向相适应，引导液体在泵壳通道内平稳的改变方向，减小了叶轮外缘进入泵壳时因碰撞造成的能量损失，使动能有效地转化为静压能，提高了能量转换效率。导轮想一想？一、离心泵的基本结构3.轴封装置由于泵轴和泵壳之间存在着间隙，在泵轴与泵壳之间应有密封装置，称为轴封装置。空气进入泵内，对泵有什么影响？（1）作用：

防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气渗入泵内，保证离心泵正常、高效运转。（2）分类：①填料密封：

用浸油或涂有石墨的石棉绳填入泵轴与泵壳之间的空隙。

特点：结构简单，但沿轴会有少量液体外泄，需定期维修，不适用于输送易燃、易爆、有毒液体。一、离心泵的基本结构3.轴封装置（2）分类：②机械密封：

主要靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的。

特点：密封性能好，结构紧凑，使用寿命长，但加工精度要求高，安装要求高，价格高。化工用泵中常用密封装置二、离心泵的工作原理同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，贮槽液面上方的压强比叶轮中心处要高，水源在大气压力的作用下通过滤网压入吸入管内，这样循环不断的工作，完成吸液和排液。离心泵在运转之前，泵内要灌满被输送的液体，称为“灌泵”。1.工作原理：灌泵结束后，启动电机，叶轮在电机的带动下高速旋转，叶片间的液体也跟着一起旋转，在离心力的作用下，液体以很高的速度（15-25m/s）从叶轮中心被甩向边缘，获得很高的动能，进入蜗壳形通道，由于流道截面的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压强流入排出管道，送至需要的场所。二、离心泵的工作原理2.工作流程灌泵电机带动叶轮高速旋转，叶轮带动液体作离心运动液体离开叶轮进入泵壳能量转换，动能转变为静压能，液体获得高压排出液体甩出叶轮中心形成低压区吸入液面与叶轮中心产生压强差吸入液体，实现连续工作（排液过程）（吸液过程）二、离心泵的工作原理注意：

（1）离心泵的工作过程分吸液和排液两个过程；

（2）灌泵的原因：（3）泵工作的关键：压强差

（4）安装单向底阀和滤网启动之前泵内未灌满液体或者在运转过程中泵内渗入空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转产生的离心力很小，叶