熱水供暖循環(huán)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置
循環(huán)泵的作業(yè)原理及特性認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)
循環(huán)泵是化工生產(chǎn)、生活中應(yīng)用最廣泛的泵，本套裝置同樣應(yīng)用的是循環(huán)泵，其特別點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)便、流量均勻、實(shí)操便利，易于控制等，循環(huán)泵的流量在規(guī)格限定下大于3.0 /h，為適用流量計(jì)滿測(cè)量范圍設(shè)計(jì)需要，在經(jīng)過(guò)計(jì)算和實(shí)際使用后，當(dāng)揚(yáng)程為5米時(shí)它的流量上限為2.0 /h，循環(huán)泵的出口流量由電動(dòng)調(diào)動(dòng)閥實(shí)行調(diào)動(dòng)。
1.1 循環(huán)泵的作業(yè)原理和主要部位件
1、 作業(yè)原理：
循環(huán)泵啟動(dòng)前，應(yīng)先向泵內(nèi)充液體使泵殼和吸入管路充滿被輸送液體。啟動(dòng)后，泵軸帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，葉片間的液體也隨之作圓周動(dòng)作。同時(shí)在循環(huán)力的作用下，液體又由葉輪中心向外緣做徑向動(dòng)作。液體在此動(dòng)作過(guò)程中獲取能量，使靜壓能和動(dòng)能均有所提升。液體離開(kāi)葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，流速逐漸降低，又將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使液體的靜壓能進(jìn)一步提升，最后由出口以高壓沿切線方向排出。當(dāng)液體從葉輪中心流向外緣后，葉輪中心呈現(xiàn)低壓，貯槽內(nèi)液體在其液面與葉輪中心壓力差的作用下進(jìn)入泵內(nèi)，再由葉輪中心流向外緣。葉輪如此連續(xù)旋轉(zhuǎn)，液體便會(huì)不斷地吸入和排出，達(dá)到輸送的目的。
若循環(huán)泵啟動(dòng)前未充液，則泵殼內(nèi)部存儲(chǔ)在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)生的循環(huán)力很小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時(shí)雖啟動(dòng)循環(huán)泵，也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛（air binding）,表明循環(huán)泵無(wú)自吸能力。因此，在啟動(dòng)前必須灌泵。在本套裝置中，循環(huán)泵的下邊緣高出大儲(chǔ)水箱的下邊緣50cm,故只要保證大儲(chǔ)水箱中的液面高度高于循環(huán)泵進(jìn)水口位置，便可始終保持泵室中沖滿液體水，而無(wú)須灌泵。
若循環(huán)泵的吸入口位于貯槽液面的上方，在吸入管路的進(jìn)口處應(yīng)裝配帶濾網(wǎng)的底閥，該底閥為止逆閥（單向閥），可防止吸入管路中的液體外流，濾網(wǎng)可以阻擋液體中的固體物質(zhì)被吸入而堵塞管路或泵殼。若循環(huán)泵的吸入口位于貯槽液面的下方，液體借位差自動(dòng)流入泵內(nèi)，無(wú)須人工灌泵。本套裝置的大儲(chǔ)水箱中裝配備有一只白色的濾網(wǎng)，它不是用來(lái)止逆，而是為了單純的過(guò)濾自來(lái)水中較大的雜質(zhì)使用，以免誤入泵室而損壞葉輪。如上所述，本套裝置無(wú)須灌泵，所以不用裝配止逆閥防止水的倒流。
2、主要部位件：
循環(huán)泵的主要部位件有3個(gè)，即葉輪、泵殼及軸封裝置，以下分別簡(jiǎn)介其構(gòu)造與作用。
2.1、 葉輪：
葉輪經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)將原動(dòng)機(jī)的能量傳給液體，以提升液體的靜壓能與動(dòng)能（主要為靜壓能）。
葉輪上一般有4～12片后彎葉片（葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，其目的是為了提升靜壓能）。按葉片兩側(cè)有無(wú)蓋板，葉輪可分為開(kāi)式，半開(kāi)式和閉式3種。在3種葉輪中，閉式葉輪效率較高，應(yīng)用廣泛，但構(gòu)造復(fù)雜，適于輸送清潔液體。開(kāi)式和半開(kāi)式葉輪的效率較低，構(gòu)造簡(jiǎn)便，一般用來(lái)輸送漿液或含懸浮物的料液。
閉式和半開(kāi)式葉輪在運(yùn)行時(shí)，部分高壓液體漏入葉輪后側(cè)，使葉輪后蓋板所受壓力高于吸入口側(cè)，這樣，對(duì)葉輪產(chǎn)生軸向推力。該軸向推力會(huì)造成葉輪與泵殼間的摩擦，嚴(yán)重時(shí)使泵震動(dòng)。為了減小軸向推力，可在后蓋板上鉆一些小孔，稱為平衡孔，使部分高壓液體漏至低壓區(qū)，以減小葉輪兩側(cè)的壓力差。平衡孔可以有效地減小軸向推力，但同時(shí)也降低了泵的效率。
按吸液方法的不一樣，葉輪還可以分為單吸和雙吸兩種。單吸式葉輪構(gòu)造簡(jiǎn)便，液體從葉輪一側(cè)吸入；雙吸式葉輪可以從兩側(cè)同時(shí)吸入液體，因而吸液量大，并良好地消除軸向推力。
2.2、 泵殼：
循環(huán)泵的外殼呈蝸殼形，故又稱為蝸殼，殼內(nèi)通道截面逐漸擴(kuò)大，從葉輪外緣高速拋出的液體沿泵殼的蝸殼形通道向排出口流動(dòng)，其流速逐漸降低，減少了能量損失，而且使一部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。顯然，泵殼設(shè)定有匯集液體和能量變換的雙重功能。
在較大的泵中，葉輪與泵殼之間還裝備有固定不動(dòng)的導(dǎo)輪，其目的是為減緩液體直接進(jìn)入蝸殼時(shí)的沖擊作用。由于導(dǎo)輪設(shè)定有很多逐漸轉(zhuǎn)向的通道，使高速液體流過(guò)時(shí)均勻而緩和地將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，從而減少能量損失。
2.3、 軸封裝置：
軸封是指泵軸與泵殼之間的密封，其作用是防止泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū)。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。 填料密封構(gòu)造簡(jiǎn)便，加工便利，但功率（W）消耗較大，而且有一定的泄漏，需定期更換。
與填料密封相比，機(jī)械密封設(shè)定有良好的密封功能，而且構(gòu)造緊湊，功率（W）消耗小，使用壽命長(zhǎng)，廣泛用來(lái)輸送高溫、高壓、有毒或腐蝕性液體的循環(huán)泵中。