離心脫氣泵的設(shè)計與脫氣性能研究.pdf

1、在食品工業(yè)中，果汁飲料在榨汁和攪拌的過程中，會混入較多的空氣。生產(chǎn)中常常需要脫除液體中的這些氣體以防止液體氧化并延長存儲期。本文研究旨在開發(fā)一種能夠同時分離溶液中的氣體并實現(xiàn)流體輸送的離心脫氣泵，完成脫氣泵結(jié)構(gòu)設(shè)計并且通過數(shù)值模擬和試驗分析其脫氣性能和水力性能，以期達到離心脫氣泵具有結(jié)構(gòu)緊湊且氣液分離效果好的特點。
　　本文提出了背部抽氣式和前置轉(zhuǎn)鼓式的脫氣泵結(jié)構(gòu)形式，首先介紹了這兩種脫氣泵的結(jié)構(gòu)和脫氣原理。背部抽氣式脫氣泵采用氣

2、液預分離結(jié)構(gòu)實現(xiàn)初步氣液分流，氣體通過主葉輪上的排氣孔進入除氣系統(tǒng)后排出，液體通過葉輪加壓后排出。前置轉(zhuǎn)鼓式脫氣泵采用前置脫氣轉(zhuǎn)鼓和前置抽氣方式實現(xiàn)氣液分離操作，依靠流體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和轉(zhuǎn)鼓中心的真空環(huán)境將溶解在液體中的氣體析出和分離，并有離心式葉輪將液體排出。
　　基于數(shù)值模擬對背部抽氣式脫氣泵進行了性能預測。對比了不同運行條件下脫氣泵的氣液分離能力，討論了入口含氣率、抽氣壓力和入口流量等因素對脫氣效果的影響。模擬結(jié)果表明該泵

3、適用于較大含氣率下的氣液兩相流體的初步分離，對于低含氣率的流體分離效果較差，且水中溶解的氣體析出困難，無法滿足設(shè)計要求。
　　針對背部抽氣式結(jié)構(gòu)脫氣能力不足的問題，從氣液分離原理及結(jié)構(gòu)、真空室的布置與抽氣方式和脫氣轉(zhuǎn)鼓設(shè)計等方面對脫氣泵進行了分析，提出一種前置轉(zhuǎn)鼓式脫氣泵的結(jié)構(gòu)。對該脫氣泵的氣液兩相流場進行數(shù)值模擬分析，研究了氣泡在脫氣泵內(nèi)部的分布規(guī)律，對比了不同運行條件下脫氣泵的氣液分離能力。結(jié)果表明前置轉(zhuǎn)鼓式脫氣泵能夠很好地分

4、離不同含氣率流體中的游離氣泡。同時，分析脫氣轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液環(huán)的平均靜壓和液環(huán)厚度可知，降低泵的入口壓力能夠提高泵對液體中溶解氣體的脫除效果。
　　為了研究脫氣泵的性能，開發(fā)了脫氣泵性能試驗臺，分別對兩種結(jié)構(gòu)形式的脫氣泵進行脫氣性能測試。對背部抽氣式脫氣泵的測試結(jié)果表明，該脫氣泵能夠脫除混合流體中的氣體，但對水中溶解氣體的分離能力不足。前置轉(zhuǎn)鼓式脫氣泵樣機的實驗室測試和生產(chǎn)線測試的結(jié)果表明，入口壓力、流量和抽氣壓力對脫氣性能有著顯著影響，