熱水供暖循環系統綜合實驗裝置
循環泵的作業原理及特性認識實驗
循環泵是化工生產、生活中應用最廣泛的泵，本套裝置同樣應用的是循環泵，其特別點是構造簡便、流量均勻、實操便利，易于控制等，循環泵的流量在規格限定下大于3.0 /h，為適用流量計滿測量范圍設計需要，在經過計算和實際使用后，當揚程為5米時它的流量上限為2.0 /h，循環泵的出口流量由電動調動閥實行調動。
1.1 循環泵的作業原理和主要部位件
1、 作業原理：
循環泵啟動前，應先向泵內充液體使泵殼和吸入管路充滿被輸送液體。啟動后，泵軸帶動葉輪高速旋轉，葉片間的液體也隨之作圓周動作。同時在循環力的作用下，液體又由葉輪中心向外緣做徑向動作。液體在此動作過程中獲取能量，使靜壓能和動能均有所提升。液體離開葉輪進入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，流速逐漸降低，又將一部分動能轉變為靜壓能，使液體的靜壓能進一步提升，最后由出口以高壓沿切線方向排出。當液體從葉輪中心流向外緣后，葉輪中心呈現低壓，貯槽內液體在其液面與葉輪中心壓力差的作用下進入泵內，再由葉輪中心流向外緣。葉輪如此連續旋轉，液體便會不斷地吸入和排出，達到輸送的目的。
若循環泵啟動前未充液，則泵殼內部存儲在空氣，由于空氣的密度遠小于液體的密度，產生的循環力很小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內液體吸入泵內，此時雖啟動循環泵，也不能輸送液體，此種現象稱為氣縛（air binding）,表明循環泵無自吸能力。因此，在啟動前必須灌泵。在本套裝置中，循環泵的下邊緣高出大儲水箱的下邊緣50cm,故只要保證大儲水箱中的液面高度高于循環泵進水口位置，便可始終保持泵室中沖滿液體水，而無須灌泵。
若循環泵的吸入口位于貯槽液面的上方，在吸入管路的進口處應裝配帶濾網的底閥，該底閥為止逆閥（單向閥），可防止吸入管路中的液體外流，濾網可以阻擋液體中的固體物質被吸入而堵塞管路或泵殼。若循環泵的吸入口位于貯槽液面的下方，液體借位差自動流入泵內，無須人工灌泵。本套裝置的大儲水箱中裝配備有一只白色的濾網，它不是用來止逆，而是為了單純的過濾自來水中較大的雜質使用，以免誤入泵室而損壞葉輪。如上所述，本套裝置無須灌泵，所以不用裝配止逆閥防止水的倒流。
2、主要部位件：
循環泵的主要部位件有3個，即葉輪、泵殼及軸封裝置，以下分別簡介其構造與作用。
2.1、 葉輪：
葉輪經過高速旋轉將原動機的能量傳給液體，以提升液體的靜壓能與動能（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方向相反，其目的是為了提升靜壓能）。按葉片兩側有無蓋板，葉輪可分為開式，半開式和閉式3種。在3種葉輪中，閉式葉輪效率較高，應用廣泛，但構造復雜，適于輸送清潔液體。開式和半開式葉輪的效率較低，構造簡便，一般用來輸送漿液或含懸浮物的料液。
閉式和半開式葉輪在運行時，部分高壓液體漏入葉輪后側，使葉輪后蓋板所受壓力高于吸入口側，這樣，對葉輪產生軸向推力。該軸向推力會造成葉輪與泵殼間的摩擦，嚴重時使泵震動。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，以減小葉輪兩側的壓力差。平衡孔可以有效地減小軸向推力，但同時也降低了泵的效率。
按吸液方法的不一樣，葉輪還可以分為單吸和雙吸兩種。單吸式葉輪構造簡便，液體從葉輪一側吸入；雙吸式葉輪可以從兩側同時吸入液體，因而吸液量大，并良好地消除軸向推力。
2.2、 泵殼：
循環泵的外殼呈蝸殼形，故又稱為蝸殼，殼內通道截面逐漸擴大，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，其流速逐漸降低，減少了能量損失，而且使一部分動能有效地轉變為靜壓能。顯然，泵殼設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的導輪，其目的是為減緩液體直接進入蝸殼時的沖擊作用。由于導輪設定有很多逐漸轉向的通道，使高速液體流過時均勻而緩和地將動能轉變為靜壓能，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高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。 填料密封構造簡便，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，機械密封設定有良好的密封功能，而且構造緊湊，功率（W）消耗小，使用壽命長，廣泛用來輸送高溫、高壓、有毒或腐蝕性液體的循環泵中。