在食品的生产中,常需要将流体从低处输送到高处,从低压送至高压,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。我们把向流体做功,为流体提供能量的机械称为流体输送机械,其中专门用来输送液体的输送机械称为泵,离心泵是其中应用*广的一大类泵。
离心泵(centrifugal pump)的特点:结构简单、流量大而均匀、操作方便
一、 离心泵的工作原理
1、离心泵的基本结构
叶轮:离心泵的核心部分,一般有6~12片叶片;
泵壳:蜗牛形通道,能量转换装置。
2、离心泵的工作原理
泵内液体在离心力的作用下由中心向外缘作径向运动的同时,叶轮中心形成低压区,而在泵的进出口处产生压力差,于泵的吸入管路浸没于输送液体中,压差的作用下液体不断地被吸入管路,流体流动,而达到输送目的。
即:离心力→压力差→流体流动
3、离心泵的具体工作过程:
(1)启动前:将所需输送的液体灌满泵壳和吸入管路,防止“气缚”发生;
(2)启动后:泵轴带动叶轮作高速旋转,并带动液体旋转;
(3)泵内液体在离心力的作用下沿叶片由中心向边缘抛出,在此过程中泵通过叶轮向液体提供了能量,从而使液体以较高的静压能及较高的流速(约15~25m/s)进入蜗形泵壳,由于蜗形通道的截面逐渐增大,液体的流速不断减慢,动能逐渐转换为静压能,从而使静压强相应提高,*终以较高的压强排出泵体,切向流入排出管路;
(4)由于液体被抛出,在叶轮中心处形成低压区,而泵外流体压力较高,在压力差的作用下,流体被吸入泵口,填补被排出液体的位置;
(5)叶片不断转动,液体不断被离心泵吸入、排出,形成连续流动,完成输送任务。
注:“气缚现象”:离心泵叶轮高速旋转,但是不出液体的现象。
解释:离心泵启动前,若未充满液体,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,所以虽启动离心泵,但不能输送液体。
危害:电机空转,烧坏电机。
防止措施:启动离心泵前首先灌泵。
二、 离心泵的主要性能参数
离心泵的主要性能参数有:流量、压头(扬程)、功率和效率、转速
1、流量Q m3/s(m3/h、L/s、L/min)
泵的流量(又称“泵的送液能力”):指单位时间内泵所输送的液体体积。
2、泵的压头(扬程)H m(J/N)
泵的压头(扬程):指单位重量液体流经泵后所获得的能量。