在食品的生產中,常需要將流體從低處輸送到高處,從低壓送至高壓,沿管道送至較遠的地方,為達到此目的,必須對流體加入外功,以克服流體阻力及補充輸送流體時所不足的能量。我們把向流體做功,為流體提供能量的機械稱為流體輸送機械,其中專門用來輸送液體的輸送機械稱為泵,離心泵是其中應用*廣的一大類泵。
離心泵(centrifugal pump)的特點:結構簡單、流量大而均勻、操作方便
一、 離心泵的工作原理
1、離心泵的基本結構
葉輪:離心泵的核心部分,一般有6~12片葉片;
泵殼:蝸牛形通道,能量轉換裝置。
2、離心泵的工作原理
泵內液體在離心力的作用下由中心向外緣作徑向運動的同時,葉輪中心形成低壓區,而在泵的進出口處產生壓力差,于泵的吸入管路浸沒于輸送液體中,壓差的作用下液體不斷地被吸入管路,流體流動,而達到輸送目的。
即:離心力→壓力差→流體流動
3、離心泵的具體工作過程:
(1)啟動前:將所需輸送的液體灌滿泵殼和吸入管路,防止“氣縛”發生;
(2)啟動后:泵軸帶動葉輪作高速旋轉,并帶動液體旋轉;
(3)泵內液體在離心力的作用下沿葉片由中心向邊緣拋出,在此過程中泵通過葉輪向液體提供了能量,從而使液體以較高的靜壓能及較高的流速(約15~25m/s)進入蝸形泵殼,由于蝸形通道的截面逐漸增大,液體的流速不斷減慢,動能逐漸轉換為靜壓能,從而使靜壓強相應提高,*終以較高的壓強排出泵體,切向流入排出管路;
(4)由于液體被拋出,在葉輪中心處形成低壓區,而泵外流體壓力較高,在壓力差的作用下,流體被吸入泵口,被排出液體的位置;
(5)葉片不斷轉動,液體不斷被離心泵吸入、排出,形成連續流動,完成輸送任務。
注:“氣縛現象”:離心泵葉輪高速旋轉,但是不出液體的現象。
解釋:離心泵啟動前,若未充滿液體,則泵殼內存在空氣,由于空氣密度很小,所產生的離心力()也很小,此時,在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內,所以雖啟動離心泵,但不能輸送液體。
危害:電機空轉,燒壞電機。
防止措施:啟動離心泵前首先灌泵。
二、 離心泵的主要性能參數
離心泵的主要性能參數有:流量、壓頭(揚程)、功率和效率、轉速
1、流量Q m3/s(m3/h、L/s、L/min)
泵的流量(又稱“泵的送液能力”):指單位時間內泵所輸送的液體體積。
2、泵的壓頭(揚程)H m(J/N)
泵的壓頭(揚程):指單位重量液體流經泵后所獲得的能量。