文丘里投药设备的工艺流程

学生通过检索文献，根据《化工原理》课程相关知识，基于野外作业的要求，设计了文丘里投药装置，系统工艺流程如图1所示。

图1　加药装置工艺流程图

由图1可知，设计的工艺流程为，将固体药剂投入溶药槽，水泵出水口管的一个支管与溶药槽相连接，固体药剂在溶药槽与来水混合并溶解；水泵出水口管另一个支管输送出的压力水，经过流量计、压力表至文丘里管，文丘里管下端设抽吸管，用于抽吸溶药槽中的药剂，抽吸上来的药剂与压力水在管道后端混合后，输送至穿孔管喷头，通过喷头向水体中喷洒，达到药剂投加的目的。此过程涉及的知识有水泵、流量计、机械能衡算和管路计算等。

投药设备采用文丘里原理，高速流体流经文丘里管时，在文丘里管喉部形成负压，从而抽吸溶药槽中的药剂，药剂和压力水混合后输送至穿孔管喷头完成喷洒。文丘里投药设备的优点是其装置简单，操作方便，没有运动部件，体积小，成本低廉而且吸药溶解均匀；缺点是在吸药过程中水头损失相对较大，只有当文丘里管的进口压力达到一定值时才能吸药，一般的水头损失为进口压力的1/3左右，工作时对压力和流量的变化相对较为敏感，其运行过程中工况的波动同时会造成药剂投加量的波动。在教师指导下，课题组同学搜集了关于文丘里管原理的资料［3-5］，并调研多个生产厂家不同规格的产品，选择了适合本项目的文丘里吸药管（如图2所示）。投药设备采用量程为50m，流量为8m3/h的柴油机水泵作为流体输送机械，课题组同学对文丘里管吸药能力进行了理论计算。