離心脫氣泵的設(shè)計(jì)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(huì)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(zhǎng)存儲(chǔ)期。本文研究旨在開發(fā)一種能夠同時(shí)分離溶液中的氣體并實(shí)現(xiàn)流體輸送的離心脫氣泵，完成脫氣泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并且通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)分析其脫氣性能和水力性能，以期達(dá)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(diǎn)。
　　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(yù)分離結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)初步氣液分流，氣體通過主葉輪上的排氣孔進(jìn)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(shí)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(duì)背部抽氣式脫氣泵進(jìn)行了性能預(yù)測(cè)。對(duì)比了不同運(yùn)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(duì)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(duì)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(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。
　　針對(duì)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(jì)等方面對(duì)脫氣泵進(jìn)行了分析，提出一種前置轉(zhuǎn)鼓式脫氣泵的結(jié)構(gòu)。對(duì)該脫氣泵的氣液兩相流場(chǎng)進(jìn)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(duì)比了不同運(yùn)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(shí)，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(duì)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(yàn)臺(tái)，分別對(duì)兩種結(jié)構(gòu)形式的脫氣泵進(jìn)行脫氣性能測(cè)試。對(duì)背部抽氣式脫氣泵的測(cè)試結(jié)果表明，該脫氣泵能夠脫除混合流體中的氣體，但對(duì)水中溶解氣體的分離能力不足。前置轉(zhuǎn)鼓式脫氣泵樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和生產(chǎn)線測(cè)試的結(jié)果表明，入口壓力、流量和抽氣壓力對(duì)脫氣性能有著顯著影響，