第二章 流體輸送機械

第二章

流體輸送機械01離心泵02其它類型的泵03氣體輸送設(shè)備目

錄§2-1離心泵知識目標要求:１.掌握離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)；２.熟悉離心泵的性能參數(shù)和特性曲線；３.了解影響離心泵特性曲線的主要因素和流量調(diào)節(jié)方法，了解汽蝕現(xiàn)象。能力目標要求:１.掌握離心泵類型，能夠選擇合適的離心泵；２.熟悉離心泵的使用操作；３.熟悉離心泵允許安裝高度的計算方法。-4

-

如圖所示，離心泵裝置中葉輪３由若干個向后彎曲的葉片組成，安裝在類似蝸牛殼形的泵殼２內(nèi)，并緊固在泵軸５上，泵軸由電動機直接帶動，泵殼中央的吸入口與吸入管路４相連，泵殼側(cè)旁的排出口與排出管路１相連。離心泵輸送液體的過程可分為排液和吸液兩個過程。1、離心泵的工作原理一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-5

-

（1）排液過程離心泵啟動前，須用被輸送液體灌滿吸入管路及泵內(nèi)，并排盡氣體，這種操作稱為灌泵。電機啟動后，泵軸帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，使葉片間的液體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力。在離心力的作用下，液體由葉輪中心被甩向外周，這樣液體便得到了機械能。當液體到達葉輪邊緣時，動能和靜壓能均增大，液體離開葉輪外緣后將進入逐漸擴大的蝸牛殼形通道，此時流速減小，部分動能轉(zhuǎn)換為靜壓能，最終液體將以一定的流速和較高的壓力沿切向進入排出管道，被輸送至所需要的場所。該裝置的排液過程主要依靠離心力來完成，所以稱為離心泵。一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-6

-

（2）吸液過程液體從葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心會形成低壓，在儲槽液面和泵的吸入口之間產(chǎn)生壓力差，并在壓力差的作用下，將液體吸入葉輪。因此，只要葉輪不停地轉(zhuǎn)動，液體便會連續(xù)不斷地吸入和排出，完成輸送液體的任務(wù)。一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)1、離心泵的工作原理-7

-（3）氣縛現(xiàn)象

離心泵啟動時，泵殼內(nèi)存有空氣，而空氣的密度遠小于液體的密度，故葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心處所形成的低壓不足以將儲槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時啟動離心泵也不能輸送液體，這種現(xiàn)象稱為氣縛現(xiàn)象。因此，離心泵在啟動前必須進行灌泵。安裝時，若將離心泵的吸入口置于液體儲槽的液位下方，液體靠位差將自動流入泵內(nèi)，可避免每次啟動前都需要灌泵的操作。1、離心泵的工作原理一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-8

-離心泵的基本結(jié)構(gòu)包括葉輪、泵殼和軸封裝置。（1）葉輪葉輪是離心泵的核心結(jié)構(gòu)，葉輪通過高速旋轉(zhuǎn)將機械能傳遞給液體，提高液體的靜壓能和動能，特別是靜壓能。葉輪按結(jié)構(gòu)可分為開式、半閉式和閉式三種類型；葉輪按吸液方式可分為單吸和雙吸兩種類型。2、離心泵的基本結(jié)構(gòu)一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-9

-（2）泵殼泵殼通常為蝸殼形，與葉輪之間形成一個截面逐漸擴大的通道，葉輪甩出的高速液體沿蝸殼形通道流動時，流速逐漸降低，因而可減少能量損失，且使部分動能轉(zhuǎn)換成靜壓能?？梢?，泵殼的作用是匯集和導(dǎo)出液體，同時轉(zhuǎn)換能量。在葉輪與泵殼之間裝一個導(dǎo)輪，它是一個固定不動且?guī)в腥~片的圓盤。液體由葉輪甩出后沿導(dǎo)輪與葉片間的通道逐漸發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，因而可減少能量損失。2、離心泵的基本結(jié)構(gòu)一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)-10

-（3）軸封裝置泵軸與泵殼之間的密封稱為軸封，它既可以防止高壓液體外漏，又可以防止外界空氣反向進入泵的低壓區(qū)。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。對易燃、易爆、有毒的介質(zhì)，密封要求較高，通常采用機械密封。由于泵的故障70%是由軸承和密封引起的，故應(yīng)對軸封裝置給予重視。2、離心泵的基本結(jié)構(gòu)一、離心泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)（1）流量離心泵的流量表示泵輸送液體的能力，是指離心泵單位時間內(nèi)能夠排入管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以Ｑ表示，單位為ｍ３/ｓ、ｍ３/ｈ或Ｌ/ｓ、Ｌ/ｈ。離心泵的流量與泵的結(jié)構(gòu)、尺寸（葉輪直徑和葉片寬度）及轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。此外離心泵的實際流量還與液體黏度、管路特征有關(guān)。1、離心泵的性能參數(shù)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（2）揚程離心泵的揚程，又稱為壓頭，是指離心泵能夠向單位重量的液體提供的有效機械能，以Ｈ表示，單位為Ｊ/Ｎ或ｍ液柱。離心泵的揚程與泵的結(jié)構(gòu)（葉輪直徑、葉片彎曲度等）、轉(zhuǎn)速和流量都有關(guān)系。對于特定的離心泵，當轉(zhuǎn)速一定時，揚程和流量之間存在著一定關(guān)系，但由于液體在泵內(nèi)流動復(fù)雜，無法直接進行理論計算。1、離心泵的性能參數(shù)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（3）軸功率離心泵的軸功率是指電機傳給離心泵泵軸的功率，以Ｎ表示，單位為Ｗ或KＷ。液體實際從離心泵獲得的功率稱為有效功率，以Ｎｅ表示，二者的關(guān)系為：1、離心泵的性能參數(shù)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（4）功率由于泵內(nèi)有各種能量損失，泵軸從電機獲得的功率并沒有全部傳給液體，體現(xiàn)在容積損失、水力損失、機械損失。以上三種損失，用離心泵的效率η表示。離心泵的效率與泵的類型、大小、制造精度及輸送液體性質(zhì)有關(guān)。一般小型泵的效率為50%～70%，大型泵可達90%左右。效率η表示為：二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵的揚程Ｈ、軸功率Ｎ、效率η都與流量Ｑ有關(guān)，這些關(guān)系通常由實驗測定。泵的特性曲線與轉(zhuǎn)速、泵的型號有關(guān)。離心泵出廠前，在規(guī)定條件下（需要標注測定條件）測得的揚程、軸功率與流量之間的關(guān)系曲線稱為離心泵的特性曲線，該曲線一般由制造商提供，并附于泵的使用說明書中，供用戶選泵或操作時參考，圖是離心水泵的特性曲線。2、離心泵的特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（1）Ｈ-Ｑ曲線Ｈ-Ｑ曲線表示離心泵的揚程與流量之間的關(guān)系。一般情況下，離心泵的揚程隨流量的增加而下降，但在流量極小時可能有例外。如圖２-５所示，當Ｑ＝０時，Ｈ≠０，這就表明當出口閥關(guān)閉，液體在泵內(nèi)循環(huán)，液體依然在消耗機械能，但都是無用功。2、離心泵的特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（2）Ｎ-Ｑ曲線Ｎ-Ｑ曲線表示離心泵的軸功率與流量之間的關(guān)系。離心泵的軸功率隨流量的增加而增大。顯然，Ｑ＝0時，Ｎ的值最小。由于電機啟動時的電流是正常運轉(zhuǎn)時的4～5倍以上，因此，離心泵啟動前，應(yīng)先關(guān)閉出口閥，使得Ｑ＝0，這樣可使電機啟動時電流減小至最小，以免電機因啟動電流過大而燒壞，待電機運轉(zhuǎn)正常時，再緩緩打開出口閥，調(diào)節(jié)所需要的流量。2、離心泵的特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（3）η-Ｑ曲線η-Ｑ曲線表示離心泵的效率與流量之間的關(guān)系。由上圖可知，當Ｑ＝０時，η＝０。隨著Ｑ的增加，η逐漸上升，并達到一個最大值。當Ｑ繼續(xù)增加時，η又逐漸下降。由此可見，離心泵在一定的轉(zhuǎn)速下運行時有一最高效率點，稱為泵的設(shè)計點。在選擇離心泵時，希望泵可以在最高效率點工作，但是實際生產(chǎn)中很難做到。2、離心泵的特性曲線二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（1）液體物理性質(zhì)的影響１）密度的影響。理論研究表明，離心泵的流量、揚程、效率均與液體的密度無關(guān)，所以離心泵特性曲線中的Ｈ-Ｑ以及η-Ｑ曲線保持不變。但泵的軸功率與液體的密度有關(guān)，因此，當被輸送液體的密度與常溫下清水的密度不同時，制造商提供的Ｎ-Ｑ曲線將不再適用，此時應(yīng)重新計算。２）黏度的影響。當被輸送液體的黏度大于常溫下清水的黏度時，泵的流量、揚程及效率都減小，而軸功率增大，即泵的特性曲線都將發(fā)生改變。一般情況下，當被輸送液體的黏度大于一定值時就需要對特性曲線進行換算，具體換算方法可參閱泵的使用說明書。3、影響離心泵特性曲線的主要因素二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（2）轉(zhuǎn)速影響離心泵的特性曲線都是在一定的轉(zhuǎn)速下測定的。對于特定的離心泵和同一種液體，當轉(zhuǎn)速由ｎ1變?yōu)椋?時，且變化率＜20%時，泵的效率可視為不變，而流量、揚程、軸功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系稱為比例定律。3、影響離心泵特性曲線的主要因素二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（3）葉輪直徑的影響對于同一型號的泵，換用直徑較小的葉輪，而其他尺寸保持不變，這種現(xiàn)象稱為葉輪切割。對于特定的離心泵和同一種液體，當轉(zhuǎn)速不變，而使葉輪直徑由Ｄ１減小至Ｄ２時，且變化率＜20%時，泵的效率可視為不變，而流量、揚程、軸功率與葉輪直徑之間的近似關(guān)系稱為切割定律。3、影響離心泵特性曲線的主要因素二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線離心泵在特定的管路中運行時，實際工作流量和揚程不僅與泵的特性有關(guān)，還與管路特性有關(guān)。將管路所需的壓頭Ｈｅ和流量Ｑｅ的關(guān)系標繪在直角坐標系中，即得管路特性曲線（曲線Ａ）。管路特性曲線與管路布局和操作條件相關(guān)，與泵的性能無關(guān)。離心泵是在特定的管路系統(tǒng)中以一定的轉(zhuǎn)速運行，若將離心泵特性曲線（曲線ｎ）與管路特性曲線標繪于同一坐標系中，則兩曲線的交點ｂ稱為泵在該管路系統(tǒng)中的工作點，如下圖所示，泵的工作點ｂ所對應(yīng)的流量和壓頭既能滿足管路系統(tǒng)的要求，又是泵能提供的。4、流量調(diào)節(jié)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)任務(wù)往往會發(fā)生改變，使泵的工作流量與生產(chǎn)要求不適應(yīng)，提供的流量不符合生產(chǎn)要求，此時需要對泵的流量進行調(diào)節(jié)，也就是設(shè)法改變其工作點。因此，改變管路特性曲線或泵的特性曲線，均能達到調(diào)節(jié)流量的目的。4、流量調(diào)節(jié)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（1）改變管路特性曲線離心泵的出口管路上常裝有流量調(diào)節(jié)閥，改變該閥門的開度即可改變管路特性曲線，從而達到調(diào)節(jié)流量的目的。如上圖所示，若在原閥門開度下離心泵的工作點為ｂ，現(xiàn)將閥門關(guān)小，管路中局部阻力增大，管路特性曲線變陡（圖中曲線Ａ１），泵的工作點由b點變?yōu)椋泓c，流量由Ｑmax減小為Ｑ。反之，開大出口閥門，管路中局部阻力減小，管路特性曲線平坦，流量增大。通過改變出口閥門的開度來調(diào)節(jié)流量，非常方便且流量可連續(xù)變化，因此在生產(chǎn)中經(jīng)常采用。缺點是當流量減小時，一部分能量將額外消耗在所增加的局部阻力上，從而導(dǎo)致管路系統(tǒng)的能量損失增大。4、流量調(diào)節(jié)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線（2）改變泵的特性曲線對于特定的離心泵，改變轉(zhuǎn)速或葉輪直徑均可改變泵的特性曲線，由于切削葉輪為一次性調(diào)節(jié)，因而通常采用改變泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。在上圖中，泵原來的轉(zhuǎn)速為ｎ，將轉(zhuǎn)速降至ｎ1，則泵的特性曲線下移，泵的工作點由ｂ點變?yōu)椋潼c，流量由Ｑmax減小為Ｑ。反之，增大轉(zhuǎn)速，泵的特性曲線上移，流量增大。切削離心泵葉輪直徑帶來的工作點變化與轉(zhuǎn)速的影響相同。從降低動力消耗的角度來看，通過改變轉(zhuǎn)速的方法來調(diào)節(jié)流量較為合理，但是改變轉(zhuǎn)速需要安裝變速裝置，因此，實際生產(chǎn)中也很少使用。4、流量調(diào)節(jié)二、離心泵的性能參數(shù)與特性曲線如圖所示，當葉片入口附近的最低壓強小于或等于輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓時，液體將在該處汽化并產(chǎn)生氣泡，它隨同液體從低壓區(qū)流向高壓區(qū)，氣泡在高壓作用下迅速凝結(jié)或破裂，則液體質(zhì)點就會像無數(shù)小彈頭一樣，連續(xù)擊打在金屬表面上，使泵體產(chǎn)生振動和噪聲。在強壓和沖擊下，金屬表面會逐漸破壞，這種現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。1、離心泵的汽蝕現(xiàn)象三、離心泵的安裝高度由于實際操作中，不易測出最低壓力的位置，通常以泵入口處截面考慮。為防止汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，離心泵入口處液體的靜壓頭與動壓頭之和必須大于操作溫度下液體的飽和蒸氣壓頭，其超出部分稱為離心泵的汽蝕余量。為避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵入口處壓力不能過低，而應(yīng)有最低允許值，此時所對應(yīng)的汽蝕余量稱為允許汽蝕余量，以下式表示：2、汽蝕余量三、離心泵的安裝高度離心泵的允許安裝高度是指儲槽液面與泵的吸入口之間所允許的垂直距離，以Ｈg表示。在汽蝕現(xiàn)象圖中，通過在０-０′與截面１-１′間列伯努利方程，可得允許安裝高度為：3、泵的允許安裝高度三、離心泵的安裝高度根據(jù)離心泵中提供的允許汽蝕余量Δｈ，即可確定離心泵的允許安裝高度，實際安裝時，為安全起見，應(yīng)再降低0.5～１ｍ。三、離心泵的安裝高度四、離心泵的類型和選用1、離心泵的類型（1）清水泵（IS型、Ｄ型、Sh型）清水泵應(yīng)用最廣泛，適用于輸送各種工業(yè)用水以及物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體。最普通的清水泵是單級單吸式，系列代號為IS，若要求的壓頭較高時，可采用多級離心泵，系列代號為Ｄ，若要求的流量較大且壓頭不高時，可采用雙吸式泵，系列代號為Sh。四、離心泵的類型和選用1、離心泵的類型（2）耐腐蝕泵（F型）輸送酸、堿等腐蝕性液體時，必須用耐腐蝕泵。泵中與腐蝕性液體接觸的部件，都用各種耐腐蝕材料制造，如高硅鑄鐵、鎳鉻合金鋼、聚三氟氯乙烯塑料等，系列代號為F。（3）油泵（Y型、YS型）輸送石油產(chǎn)品的泵稱為油泵。因為油品易燃易爆，所以要求油泵具有良好的密封性能。油泵分單吸和雙吸兩種，系列號分別為Y、YS。四、離心泵的類型和選用1、離心泵的類型（4）液下泵（FY型）液下泵通常安裝在液體儲槽內(nèi)，因此對軸封要求不高，可用于輸送化工過程中各種腐蝕性液體。（5）屏蔽泵（PB型）屏蔽泵又稱無密封泵，是將葉輪與電機連為一體，密封在同一殼體內(nèi)，不需要軸封裝置，可用于輸送易燃易爆或有毒的液體。（6）雜質(zhì)泵（P型）運輸懸浮液或稠漿液的泵稱為雜質(zhì)泵。系列代號為P，有污水泵PW型、砂泵PS型、泥漿泵PN型等型號。四、離心泵的類型和選用2、離心泵的選用（1）確定輸送液體的性質(zhì)輸送水時選擇清水泵，并確定型號；輸送腐蝕性液體選擇耐腐蝕泵，輸送泥沙漿液選擇雜質(zhì)泵。（2）確定輸送系統(tǒng)的流量和壓頭一般液體的輸送量由生產(chǎn)任務(wù)決定。如果流量在一定范圍內(nèi)變化，應(yīng)根據(jù)最大流量選泵，并根據(jù)情況列伯努利方程，計算最大流量下的管路所需的壓頭。四、離心泵的類型和選用2、離心泵的選用（3）選擇離心泵的型號根據(jù)已確定的流量和壓頭從泵樣本中選出合適的型號。若沒有完全合適的型號，則應(yīng)選擇壓頭和流量都稍大的型號；若同時有幾個型號的泵均能滿足要求，則應(yīng)選擇其中效率最高的泵。（4）核算泵的軸功率若輸送液體的密度大于水的密度，則要核算泵的軸功率，以選擇合適的電機。課堂小結(jié)1、離心泵的基本結(jié)構(gòu)包括葉輪、泵殼和軸封裝置。離心泵使用前需要灌泵，否則會出現(xiàn)氣縛現(xiàn)象。2、離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚程、軸功率、效率和汽蝕余量等。3、離心泵調(diào)節(jié)流量可以改變管路特性曲線或泵的特性曲線。4、用公式

計算離心泵的安裝高度。-36

-知識目標要求:１.掌握往復(fù)泵、柱塞式計量泵、旋轉(zhuǎn)泵、旋渦泵、蠕動泵、隔膜泵的工作原理與基本結(jié)構(gòu)；２.了解不同類型泵的適用范圍。能力目標要求:１.熟悉往復(fù)泵、柱塞式計量泵、旋轉(zhuǎn)泵、旋渦泵、蠕動泵、隔膜泵的使用；２.熟練應(yīng)用所學(xué)的理論知識，解決實際生產(chǎn)操作問題。§2-2其他類型的泵-37

-如圖所示的是往復(fù)泵結(jié)構(gòu)圖，其主要部件為泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥。當活塞自左向右移動時，泵缸內(nèi)容積增大而形成低壓，吸入閥受泵外液體壓力作用而被推開，將液體吸入泵缸，排出閥則受排出管內(nèi)液體壓力而關(guān)閉；當活塞自右向左移動時，因活塞的擠壓使泵缸內(nèi)的液體壓力升高，吸入閥受壓而關(guān)閉，排出閥受壓而開啟，從而將液體排出泵外，此后活塞又向右移動，重復(fù)新的循環(huán)，活塞在泵缸左右兩端的運動距離稱為沖程。1、往復(fù)泵的基本結(jié)構(gòu)及工作原理一、往復(fù)泵-38

-往復(fù)泵正是依靠活塞的往復(fù)運動，以達到輸送液體的目的。往復(fù)泵給液體提供能量是靠活塞直接對液體做功，使液體的靜壓力提高。活塞往復(fù)一次只吸液一次和排液一次的泵稱為單動泵。由于單動泵的吸入閥與排出閥裝在泵缸的同一端，故吸液和排液不能同時進行；又由于活塞的往復(fù)運動是不等速的，其瞬時流量不均勻。為了改善單動泵流量的不均勻性，可采用雙動泵。如圖所示為雙動泵的工作原理圖，活塞往復(fù)一次，吸液、排液各兩次。1、往復(fù)泵的基本結(jié)構(gòu)及工作原理一、往復(fù)泵（1）流量（輸液量）往復(fù)泵的流量取決于活塞掃過的體積和活塞往復(fù)的次數(shù)，與泵的壓頭和管路情況無關(guān)，單動泵的理論平均流量可表示為：2、往復(fù)泵的流量與壓頭一、往復(fù)泵（1）流量（輸液量）由于吸入閥、排出閥啟閉有滯后，閥門、活塞、填料等存在泄漏，實際流量比理論流量小。往復(fù)泵的實際流量比理論流量小，可以用下式計算實際流量2、往復(fù)泵的流量與壓頭一、往復(fù)泵（2）壓頭往復(fù)泵的壓頭與泵的幾何尺寸無關(guān)，與流量也無關(guān)。只要泵的機械強度和原動機的功率允許，管路系統(tǒng)要求多高的壓頭，往復(fù)泵就能提供多高的壓頭。2、往復(fù)泵的流量與壓頭一、往復(fù)泵往復(fù)泵在單位時間內(nèi)的排液量是固定的，流量僅與泵特性有關(guān)，具有這種特點的泵稱為正位移泵或容積式泵。與離心泵不同，往復(fù)泵不能簡單采用出口閥門調(diào)節(jié)流量。這是因為往復(fù)泵的流量與管路特性無關(guān)，一旦出口閥門完全關(guān)閉，會造成泵缸內(nèi)的壓力急劇上升，導(dǎo)致泵缸損壞或電機燒毀。3、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)一、往復(fù)泵（1）旁路調(diào)節(jié)通過改變旁路閥的開度，即通過調(diào)節(jié)旁路的流量，達到調(diào)節(jié)主管路系統(tǒng)流量的目的。為保護泵和電機，旁路上還設(shè)有安全閥，當泵出口處的壓力超過規(guī)定值時，安全閥會被高壓液體頂開，使泵出口處減壓。旁路調(diào)節(jié)方法簡單，但不經(jīng)濟，適用于流量變化幅度小且需經(jīng)常調(diào)節(jié)的場合。3、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)一、往復(fù)泵（2）改變活塞沖程或往復(fù)次數(shù)由式2-9可知，調(diào)節(jié)活塞的沖程S或往復(fù)次數(shù)ｎ，均可達到流量調(diào)節(jié)目的。往復(fù)泵的效率一般在70%以上，適用于輸送小流量、高壓頭、高黏度的液體，但不適于輸送腐蝕性液體及有固體顆粒的懸浮液。3、往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)一、往復(fù)泵柱塞式計量泵是往復(fù)泵的一種，其結(jié)構(gòu)如圖所示，它是通過偏心輪將電機的旋轉(zhuǎn)運動變成柱塞的往復(fù)運動。當轉(zhuǎn)速一定時，偏心輪的偏心距可以調(diào)整，以改變柱塞的沖程，從而控制和調(diào)節(jié)流量。柱塞式計量泵適用于要求輸送量十分準確的液體或幾種液體按比例輸送的場合。二、柱塞式計量泵

旋轉(zhuǎn)泵屬于正位移泵，其工作原理是依靠泵內(nèi)一個或多個轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來吸入液體和排出液體，所以又稱轉(zhuǎn)子泵。常見的有齒輪泵、螺桿泵等，工作原理相似。三、旋轉(zhuǎn)泵

齒輪泵泵殼內(nèi)有兩個齒輪，一個是主動輪，由電機帶動旋轉(zhuǎn)，另一個為從動輪，與主動輪嚙合，并向相反的方向旋轉(zhuǎn)。兩齒輪與泵殼之間形成吸入腔和排出腔兩個空間，兩齒輪互相撥開時，形成低壓而吸入液體，吸入的液體分兩路進入齒穴和殼體之間，隨齒輪旋轉(zhuǎn)而排出到排出腔。排出腔內(nèi)兩齒輪互相合攏，形成高壓而排出液體。齒輪泵的流量小但壓頭高，適于輸送黏稠液體甚至膏狀物料，但不宜輸送含有固體顆粒的懸浮液。1、齒輪泵三、旋轉(zhuǎn)泵螺桿泵由泵殼和一個或多個螺桿構(gòu)成。如圖2-15所示為雙螺桿泵，其工作原理與齒輪泵相似，依靠兩根互相嚙合的螺桿來吸入和排出液體。當所需的壓頭較高時，可采用較長的螺螺桿。螺桿泵壓頭高、效率高、無噪聲、流量均勻，尤其適用于高黏度液體的輸送。旋轉(zhuǎn)泵與往復(fù)泵一樣，具有正位移特性，因此也可以采用旁路調(diào)節(jié)或改變旋轉(zhuǎn)泵的轉(zhuǎn)速，以達到調(diào)節(jié)流量的目的。2、螺桿泵三、旋轉(zhuǎn)泵四、旋渦泵旋渦泵是一種特殊類型的離心泵，由泵殼、葉輪、引液道、間壁等組成。葉輪是一個圓盤，其四周有數(shù)十個凹槽，呈輻射狀排列而構(gòu)成葉片。工作時，葉片隨同葉輪在泵殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，并帶動泵內(nèi)液體一起旋轉(zhuǎn)。泵內(nèi)液體在隨葉輪旋轉(zhuǎn)的同時，又在引液道與葉片間反復(fù)運動，因而被葉片拍擊數(shù)次，可獲得較多能量。旋渦泵的流量調(diào)節(jié)方法與正位移泵相同。旋渦泵具有流量小、揚程高、體積小、加工容易等特點，常用于流量小、壓頭高且黏度不大的液體的輸送。五、蠕動泵蠕動泵由驅(qū)動器、泵頭和軟管三部分組成。工作時，通過滾輪對泵的彈性輸送軟管交替進行擠壓和釋放來輸送流體，這類似于用兩根手指夾擠軟管一樣，隨著手指的移動，管內(nèi)形成負壓，液體隨之流動。蠕動泵無液體空運轉(zhuǎn)情況下不會對泵的任何部件造成損害，能產(chǎn)生98%的真空度。由于沒有閥、機械密封和填料密封裝置，因而也沒有這些產(chǎn)生泄漏和維護的因素，只需要替換軟管。蠕動泵能輕松地輸送固液或氣液混合相流體，可輸送各種具有研磨、腐蝕、氧敏感特性的物料，缺點是流量范圍比較窄。六、隔膜泵隔膜泵是容積泵中較為特殊的一種形式。它是依靠一個隔膜片來回鼓動改變工作室容積從而吸入和排出液體的。隔膜泵按其使用的動力源，可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動隔膜泵，以電為動力源的電動隔膜泵，以液體介質(zhì)（如油等）壓力為動力源的電液動隔膜泵。隔膜泵是一種新型輸送機械，可以輸送各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高黏度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，在噴漆、陶瓷業(yè)中占有絕對主導(dǎo)地位。課堂小結(jié)1、泵根據(jù)工作原理的不同分為往復(fù)泵、柱塞式計量泵、旋轉(zhuǎn)泵、旋渦泵、蠕動泵、隔膜泵。2、往復(fù)泵是正位移泵或容積式泵，單位時間內(nèi)排液量一定，啟動前需要灌泵。3、旋轉(zhuǎn)泵分為齒輪泵和螺桿泵。-53

-知識目標要求:１.掌握氣體輸送機械的工作原理與基本結(jié)構(gòu)，掌握氣體輸送機械的分類；２.了解性能參數(shù)與特性曲線和適用范圍。能力目標要求:１.熟悉氣體輸送機械的使用操作；２.能夠合理選擇合適的運輸機械?！?-3氣體輸送設(shè)備按出口氣體的壓強和壓縮比（出口氣體的絕對壓強與進口氣體的絕對壓強之比）的大小，氣體輸送設(shè)備可分為以下四類通風機:出口氣體的表壓不大于15KPa，壓縮比不大于1.15；鼓風機:出口氣體的表壓為15-300KPa，壓縮比為1.15-4；壓縮機:出口氣體的表壓大于300KPa，壓縮比大于4；真空泵:用于減壓，在設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生真空，出口氣體的壓強為當時當?shù)氐拇髿鈮?，壓縮比由真空度決定?！?-3氣體輸送設(shè)備-55

-離心式通風機的工作原理與離心泵相似。工作時，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將能量傳遞給氣體，使氣體的靜壓能和動能均有所提高。當氣體進入蝸殼形通道后，流速逐漸減小，使部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能。于是，氣體便以一定的流速和較高的壓強由風機出口進入排出管路。與此同時，在葉輪中心附近形成低壓區(qū)，將氣體源源不斷地吸入殼內(nèi)。根據(jù)所產(chǎn)生的風壓不同，離心式通風機又可分為低壓、中壓和高壓離心式通風機。中、低壓離心式通風機常用于車間通風換氣，高壓離心式通風機常用于氣體的運輸。1、工作原理與基本結(jié)構(gòu)一、離心式通風機-56

-離心式通風機的機殼也是蝸殼形，但殼內(nèi)逐漸擴大的氣體通道及出口截面有方形（矩形）和圓形兩種，一般低、中壓通風機多是方形，如圖所示，高壓的為圓形。通風機葉輪直徑較大，葉片數(shù)目多且長度短，其形狀有前彎、徑向及后彎三種。在不追求高效率，僅要求大風量時，常采用前彎葉片。若要求高效率和大風量，則采用后彎葉片。1、工作原理與基本結(jié)構(gòu)一、離心式通風機（1）風量風量即流量，是指單位時間內(nèi)由風機出口排出的氣體體積，以Ｑ表示，單位為ｍ3/s、ｍ3/min或ｍ3/h。離心式通風機性能表上所列的風量是指空氣在20℃和1.013×105Ｐa下的實驗值。當實際操作條件與該條件不同時，可用下式進行換算：2、性能參數(shù)一、離心式通風機（2）風壓風壓是指單位體積的氣體流過風機時所獲得的總機械能，以

HT表示，單位為J/ｍ３或Ｐa離心式通風機的風壓影響因素有風機的結(jié)構(gòu)、葉輪尺寸、轉(zhuǎn)速和風機入口處氣體的密度，理論上很難準確計算出離心式通風機的風壓。一般按HT0的值來選擇風機：2、性能參數(shù)一、離心式通風機（3）軸功率與效率離心式通風機的軸功率可以用下面的公式來計算，風量Ｑ與風壓HT需在同一狀態(tài)下。2、性能參數(shù)一、離心式通風機（1）根據(jù)伯努利方程式，計算出輸送系統(tǒng)所需的實際風壓HT，然后用公式將HT換算成實驗條件下的風壓HT0。（2）根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)（主要是易燃、易爆、腐蝕以及是否清潔等）和風壓范圍，確定風機的類型。當被輸送氣體為清潔空氣或是與空氣性質(zhì)相近的氣體時，可選用一般類型的離心式通風機。（3）根據(jù)實驗條件下的風壓HT0以及按風機進口狀態(tài)計的實際風量，根據(jù)風機的性能表選取合適型號。3、風機的選用一、離心式通風機離心式鼓風機又稱透平鼓風機，其工作原理與離心式通風機相同。但離心式鼓風機的終壓較高，所以都是多級的，其結(jié)構(gòu)類似于多級離心泵（Ｄ型水泵）。氣體進入風機后，將依次通過各級葉輪和導(dǎo)輪，并獲得能量。離心式鼓風機的送風量較大，但所產(chǎn)生的風壓不高。由于壓縮比不高，所以離心式鼓風機無須設(shè)置冷卻裝置，各級葉輪的尺寸也大致相等。二、鼓風機

1、離心式鼓風機-62

-旋轉(zhuǎn)式鼓風機的代表就是羅茨鼓風機，其結(jié)構(gòu)和原理與齒輪泵相似。工作時，兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，從而在機殼內(nèi)形成一個低壓區(qū)和一個高壓區(qū)，氣體從低壓區(qū)吸入，從高壓區(qū)排出。若改變轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，則吸入口和排出口可以互換。羅茨鼓風機常用于氣體流量較大而壓強不高的場合。2、旋轉(zhuǎn)式鼓風機二、鼓風機離心式壓縮機又稱為透平壓縮機，其結(jié)構(gòu)和工作原理均與離心式鼓風機相似，但葉輪級數(shù)通?？蛇_10級以上，轉(zhuǎn)速也較高，故能產(chǎn)生更高的壓強。離心式壓縮機需設(shè)置中間冷卻器，以免氣體溫度過高。離心式壓縮機具有體積小、重量輕、流量大、供氣均勻、運行平穩(wěn)、維修方便、無潤滑油污染等優(yōu)點。近年來，除高壓強要求外，離心式壓縮機的應(yīng)用已十分廣泛。三、壓縮機

1、離心式壓縮機液環(huán)式壓縮機是典型的旋轉(zhuǎn)式壓縮機，又稱為納氏泵。液環(huán)式壓縮機的外殼近似橢圓形，其內(nèi)裝有葉輪和適量的液體。工作時，氣體從兩