21第二节 液体物料的输送设备资料

第二节
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液体物料的输送设备
泵是输送液体并提高其压强的机械。
生物化工工厂里所处理的物料其性 质往往比较特殊，要求所用的输送设 备有时应满足粘稠状悬浮液、耐腐蚀、 耐一定温度等要求，才能保证生产的 顺利进行。
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生物化工工厂里的输送机械应能保持连 续运行，在操作上要安全可靠，容易维修。 也必须要求这些机械尽可能在效率较高 的状态下工作，以减少动力消耗。 生物化工工厂中液体物料的输送多采用 离心泵、往复泵和螺杆泵3种，使用较多的 是离心泵和往复泵。
• 往复泵与离心泵的不同点： • （1）往复泵内的低压是靠工作室的扩张来 造成的，有自吸作用。 • （2）往复泵流量固定，流量与压头之间并 无关系，因此没有像离心泵那样的特性曲 线。
• 往复泵的效率一般都在70％以上，最 高可超过90％； • 适用于压头高流量又较大的液体的输 送，也适用于有一定粘稠度的物料的 输送。
（5）其他条件的影响
• ①粘度的影响：
• 所输送的液体粘度越大，泵体内部的能 量损失越大，泵的压头，流量都要减小， 效率下降，而轴功率增大。
②转速的影响
• 若离心泵的转速改变，泵的流量（Q）、泵的压 头（H）和泵的轴功率（N）亦随之而变，其变 化规律大致符合下列比例：
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Q' n' Q n
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叶轮入口处的绝对压强若低到液体的饱 和蒸汽压相等时，液体便要沸腾，生成大 量蒸汽泡，发生破坏性很大的汽蚀现象。 因此，泵运转时必须使其入口的绝对压 强高于液体的饱和蒸汽压。 除此之外，还要考虑到液体在吸入管内 有压头损失和泵入口处的动压头。 泵的允许吸上高度应从当地大气压强所 相当的液体柱高中减去一系列数值才能保 证泵的连续运转并避免汽蚀现象。
H ' n' 2 ( ) H n
P' n' 3 ( ) P n
离心泵的压头与所输送的液体之重度无关。
（6）离心泵的吸上高度和汽蚀现象
• 离心泵吸上液体的作 用是由叶轮处的真空 造成，即使叶轮入口 处能达到绝对真空， 吸上高度也不能超过 当地大气压所相当的 液柱高度。 • 把液体从液面压到泵 入口的压强最大也只 有pa一pu，吸上最大 高度也只有（pa一pu） /γ，（γ为该液体的重 度）。
一、泵的选型及计算
• • 1．离心泵 （l）离心泵的操作 原理
l.叶轮 3.泵轴 5.吸入管 7.排.底阀
（2）离心泵的压头H
• 泵传给每1kg液体的能量，叫做泵的压头， 一般以符号H表示，单位为（m）。
H Z
p

HL Z
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Zs允许
• 式中 • • • • • •
pa pu

v2 h hls 2g
Zs允许——离心泵的允许吸上高度，m； pa——大气的绝对压强，Pa； pu——操作温度下液体的饱和蒸汽压，kg／m2； ρ——液体的密度， kg／m3；
Δh——为避免汽蚀现象而缩减的吸上高度数值， 又称汽蚀余量，m； ∑hls——液体流入吸入管路的压头损失，m； v2/2g——泵入口处的动压头（rn），数值较小， 常可忽略，或于计算∑hls时把它考虑进去，一般不另作 一项。
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若是几个型号都能满足要求，则除 了考虑哪一个型号的H和Q比较接近所 需数值外，还应考虑那个型号的η在该 条件下比较大。 为了保证操作条件得到满足并备有 一定的潜力，所选的泵可以稍大一些。
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BA型离心水泵系列特性曲线
2．往复泵
1泵缸 2活塞
3活塞杆
4吸入阀
双动往复泵
• 往复泵和离心泵一样，借助贮液池液面上 的大气压强来吸入液体。
• 往复泵不适于输送腐蚀性的液体和有 一定体积的固体粒子的悬浮液。
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往复泵的流量取决于活塞面积、冲程和 冲程数。
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它的压头原则上可以达到任意高度，但 由于泵体构造材料的强度有限，泵内的部 件有泄漏，往复泵的压头仍然有一定的限 度。
往复泵的缸体有卧式和立式两种，即活 塞在缸内左右移动和上下移动两种。 被输送物料中的泥沙较多时，卧式往复 泵缸体和活塞的磨损较严重，立式泵磨损 情况就好些。
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（7）轴功率N
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根据泵的压头H和流量Q而算出的功率，称为 有效功率。
由于有水力损失、体积损失和机械损失，故离 心泵的轴功率可用下式计算
HQ P 102
（kw）
电动机的功率，取其1.l～1.2倍的轴功率。
（8）离心泵的选择
• 选择离心泵时，可根据所输送液体的性 质和操作条件从泵样本中选定合用的泵的 型号。 若是生产操作中流量会有波动，则Q一般 应以最大流量为准。 H应以输送系统在这个最大流量下的压头 为准。 若是没有一个型号的H和Q与所要求的刚 好相符，则在邻近型号中选用H和Q都稍大
p

hls hcD
泵的压头示意图
（3）泵的扬程与流量
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泵的两个重要参数是扬程和流量，泵的 压头又叫扬程（H）。
离心泵在单位时间内送入管路系统的液 体量，即为泵的流量，也是液体输送量。 习惯上以（m3／h）表示。
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一个泵所能提供的流量大小，取决于它 的结构、尺寸（主要为叶轮直径和宽度） 和转速。
（4）离心泵的特性曲线
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• 各种型号的泵各有其特性曲线，从各种离 心泵的特性曲线中，可看出以下共同点：
• ①离心泵的压头随流量而变的规律，是流 量增大压头下降。 • ②功率随流量不断增大而上升，流量为零 时功率最小。 • ③效率开始随流量增大而上升，达到一最 大值，以后流量再增效率便降低。这说明 离心泵在一定转速下有一最高效率点（称 为设计点）。泵在与最高效率相应的流量 及压头下工作最为经济。
• 在离心泵标本和规格目录中，通常用HS允许 来表示允许吸上真空度，它的意义由下式 表示：
Hs允许
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pa


pu

h
则安装离心泵时，允许吸上高度公式 Zs允许=HS允许－∑hls
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在输送热液体或低沸点液体时，除按以 上公式计算外，实际安装的吸上高度还应 从计算出的允许值中再缩减0.5～lm。 若允许吸上高度比较低，还可以采用下 列措施。 ①尽量减小吸入管路里的压头损失。 ②比较妥善的办法是把泵安装在液面以 下的位置上，使液体自灌入泵中而不必吸 上。