流體機(jī)械復(fù)習(xí)總結(jié)(一)解析

1、過(guò)程流體機(jī)械1、 緒論1.1.1 過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程過(guò)程：指事物狀態(tài)變化在時(shí)間上的持續(xù)和空間上的延伸，描述的是事物發(fā)生狀態(tài) 變化的經(jīng)歷生產(chǎn)過(guò)程：利用工具改變勞動(dòng)對(duì)象以適應(yīng)需要的過(guò)程，一股指從勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域到制成產(chǎn)品的全部過(guò)程1.1.2 過(guò)程裝備1.1.3 過(guò)程流體機(jī)械流體機(jī)械：以流體或流體與固體的混合體為對(duì)象進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、處理，也包括提高其壓力進(jìn)行輸送的機(jī)械流體機(jī)械是過(guò)程裝備中的動(dòng)設(shè)備1.2.1 按能量分類(lèi)原動(dòng)機(jī)：將流體的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，用來(lái)輸出軸功工作機(jī)：將動(dòng)力能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量，用來(lái)改變流體的狀態(tài)1.2.2 按流體介質(zhì)分類(lèi)壓縮機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的能量，用來(lái)給氣體增壓與輸送氣體的機(jī)械

2、泵：將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的能量，用來(lái)給液體增壓與輸送液體的機(jī)械分離機(jī)：用機(jī)械能將混合介質(zhì)分離開(kāi)來(lái)的機(jī)械1.2.3 按流體機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)往復(fù)式：壓比高、流量小旋轉(zhuǎn)式：壓比低、流量大2、 容積式壓縮機(jī)2.2.1 基本構(gòu)成和工作原理總體結(jié)構(gòu)和組成：（1）工作腔一一氣缸、活塞、氣閥（2）傳動(dòng)部分一一曲軸、連桿、十字頭（3）機(jī)身部分曲軸箱、中體、中間接筒工作原理：依靠工作腔容積的周期性變化實(shí)現(xiàn)氣體吸入、壓縮和排出壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式：立式、臥式、角度式容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)型式的不同可分為（往復(fù)式）和（回轉(zhuǎn)式）壓縮機(jī)2.2.2 壓縮機(jī)級(jí)的工作過(guò)程被壓縮氣體進(jìn)入工作腔內(nèi)完成一次氣體壓縮稱(chēng)為一級(jí)，每級(jí)由進(jìn)氣、壓縮、排

3、氣等過(guò)程組成，完成一次該過(guò)程稱(chēng)為一個(gè)循環(huán)。影響壓力系數(shù)的主要因素一是進(jìn)氣閥關(guān)閉狀態(tài)的（彈簧力），另一個(gè)是進(jìn)氣導(dǎo)管 中的（壓力波動(dòng)）。溫度系數(shù)的大小取決于進(jìn)氣過(guò)程中傳給氣體的熱量，其值與（氣體冷卻）與該級(jí)的（壓力比）有關(guān)泄露系數(shù)取值與（汽缸的排列方式）、（汽缸與活塞桿的直徑）、（曲軸轉(zhuǎn)速）、（氣 體壓力的高低）、（氣體性質(zhì)）有關(guān)。理論工作循環(huán)包括（進(jìn)氣）（壓縮）（排氣）三個(gè)過(guò)程實(shí)際工作循環(huán)包括（進(jìn)氣）（膨脹）（壓縮）（排氣）四個(gè)過(guò)程2.2.3 多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮：將氣體的壓縮過(guò)程分在若干級(jí)中進(jìn)行， 并在每級(jí)壓縮之后將氣體導(dǎo)入 中間冷卻器進(jìn)行冷卻實(shí)行多級(jí)壓縮的理由：(1)節(jié)省壓縮氣體的指示功(2)降

4、低排氣溫度(3)提高容積系數(shù)(4)降低活塞上的氣體功2.2 壓縮機(jī)的熱力性能活塞壓縮機(jī)的熱力性能是指：排氣壓力、排氣量、排氣溫度、功率和效率排氣壓力：壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)出的是額定排氣壓力，實(shí)際排氣壓力由“背壓”決定排氣量：在所要求的排氣壓力下，壓縮機(jī)最后一級(jí)單位時(shí)間內(nèi)排出的氣體容積，折算到第一級(jí)進(jìn)口壓力和溫度時(shí)的容積值，用 qv表示。銘牌上標(biāo)注的排氣量是 指額定工況下的容積流量數(shù)值。排氣溫度：在該級(jí)工作腔排氣法蘭接管處測(cè)得的氣體溫度軸功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間消耗的軸功，用 Nz表示。機(jī)械效率：指示功與軸功率之比。指示功：直接用于壓縮氣體所消耗的功。比功率：?jiǎn)挝慌艢饬肯牡墓β省＝Y(jié)構(gòu)相似，qv不同，則n不同同

5、一臺(tái)機(jī)，qv不同，則n不同2.2.1 各級(jí)泄露問(wèn)題壓縮機(jī)中的泄露分兩種類(lèi)型：外泄露一一直接漏入大氣或第一級(jí)進(jìn)氣管道中的氣 體內(nèi)泄露一一氣體僅由高壓級(jí)漏入低壓級(jí)或高壓區(qū) 漏入低壓區(qū)2.3 往復(fù)壓縮機(jī)氣閥和密封2.3.1 氣閥組件(1)氣閥基本組成閥座：具有能被閥片覆蓋的氣體通道，與閥片一起閉鎖氣流通道，并承受汽缸內(nèi)外氣體壓力差啟閉元件，也稱(chēng)為閥片：交替地開(kāi)啟與關(guān)閉閥座通道，控制氣體進(jìn)出工作腔 彈簧：是氣氛關(guān)閉時(shí)推動(dòng)閥片落向閥座的零件，并在開(kāi)啟時(shí)抑制閥片對(duì)升程 限制器的撞擊升程限制器：限制閥片升起高度，作用是限制閥片的最大位移，并用于承載 彈簧。2.3.2 氣閥結(jié)構(gòu)按氣閥職能分類(lèi)：進(jìn)氣閥、排氣閥。

6、區(qū)別的方法是看閥座還是開(kāi)程限制器哪一個(gè) 在工作腔側(cè)。2.3.3 密封(1)活塞環(huán)密封：活塞與汽缸環(huán)形間隙的密封靠活塞環(huán)實(shí)現(xiàn)(2)活塞桿密封：活塞桿與缸座孔環(huán)形間隙的密封靠填料實(shí)現(xiàn)活塞環(huán)和填料的密封原理基本相同，都是利用(阻塞)和(節(jié)流)的作用以達(dá)到 密封的目的。2.3.4 壓縮機(jī)潤(rùn)滑與冷卻汽缸潤(rùn)滑：(1)飛濺潤(rùn)滑(2)噴霧潤(rùn)滑（3）壓力潤(rùn)滑冷卻方式：（1）風(fēng)冷（2）水冷2.4 回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)與往復(fù)式相比，優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，操作容易，運(yùn)動(dòng)件的動(dòng)力平衡性 能好，機(jī)器轉(zhuǎn)速高，機(jī)組尺寸小，總量輕，機(jī)器的進(jìn)氣排氣間隙小，壓力脈動(dòng)小。 缺點(diǎn)是：難達(dá)到較高的終了壓力課后思考題1、往復(fù)壓縮機(jī)的理論循環(huán)

7、和實(shí)際循環(huán)的差異是什么？答：（1）汽缸有余隙容積；（2）進(jìn)、排氣通道及氣閥有阻力；（3）氣體與汽 缸各接觸壁面間存在溫差；（4）汽缸容積不可能絕對(duì)密封；（5）閥室容積不 是無(wú)限大；（6）實(shí)際氣體不同于理想氣體。2、寫(xiě)出容積系數(shù)的表達(dá)式，并解釋各字母的意義。3、多級(jí)壓縮的好處是什么？（上頁(yè)有總結(jié)）4、分析活塞環(huán)的密封原理。答：活塞環(huán)鑲嵌于活塞的環(huán)槽內(nèi)，工作時(shí)外緣緊貼汽缸鏡面，背向高壓氣體 一側(cè)的端面緊壓在環(huán)槽上，通常需要兩道或多道同時(shí)使用，使氣體每經(jīng)過(guò)一 道活塞環(huán)便產(chǎn)生一次節(jié)流作用，達(dá)到減少泄露的目的。具密封原理就是反復(fù) 節(jié)流為主，阻塞效應(yīng)為輔。3、離心壓縮機(jī)3.1 離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)3.1

8、.1 離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）離心壓縮機(jī)按照零部件的運(yùn)動(dòng)方式有轉(zhuǎn)子、定子兩部分組成轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸，固定在軸上的葉輪、軸套、平衡盤(pán)、推力盤(pán)及聯(lián)軸器等定子由擴(kuò)壓器、彎道、回流器、蝸殼及機(jī)殼組成級(jí)：壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)氣體壓力升高的基本單元，由葉輪和固定部件構(gòu)成一級(jí)級(jí)分為三種形式：首級(jí)一一吸氣管和中間級(jí)組成中間級(jí)一一葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器組成末級(jí)一一葉輪、擴(kuò)壓器、排氣蝸室組成（2）葉片結(jié)構(gòu)：后彎型，B 2A90葉輪結(jié)構(gòu)：閉式葉輪、半開(kāi)式葉輪、雙面進(jìn)氣葉輪3.1.2 離心壓縮機(jī)的特點(diǎn)（與活塞式相比）優(yōu)點(diǎn)：（1）流量大（2）轉(zhuǎn)速高（3）結(jié)構(gòu)緊湊（4）運(yùn)轉(zhuǎn)可靠缺點(diǎn)：（1）單級(jí)壓縮比不高，高壓力比所需的級(jí)數(shù)比活塞式的

9、多（2）由于轉(zhuǎn)速高，流通截面積較大，故不能適用于太小的流量（3）對(duì)材料、制造和裝配有較高的要求，造價(jià)高3.1.3 離心壓縮機(jī)的基本方程（1）連續(xù)方程流經(jīng)機(jī)器任意截面的質(zhì)量流量相等：qm二(2)歐拉方程計(jì)算原動(dòng)機(jī)通過(guò)軸和葉輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)換給流體的能量該方程的物理意義：歐拉方程指出的是葉輪和流體之間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系， 遵循能量轉(zhuǎn)換和守恒定律只要知道葉輪進(jìn)出口的流體速度，可算出1kg流體與葉輪之間機(jī)械能轉(zhuǎn)換的大小，而不管葉輪內(nèi)部的流動(dòng)情況該方程適用于任何氣體或液體，既適用于葉輪式的壓縮機(jī)，也適用于葉輪式的 泵(3)能量方程計(jì)算氣流溫度(或始)的增加和速度的變化該方程的物理意義：能量方程是既含有機(jī)械能又含

10、有熱能的能量轉(zhuǎn)化與守恒方程，表示由葉輪所做的機(jī)械功，轉(zhuǎn)換成級(jí)內(nèi)氣體溫度(或始)的升高和動(dòng)能的增加該方程對(duì)有黏無(wú)黏氣體都是適用的氣體在機(jī)器內(nèi)做絕熱流動(dòng)該方程適用于一級(jí)，也可用于多級(jí)整機(jī)或其中任一流通部件(4)伯努利方程該方程的物理意義：建立了機(jī)械能與氣體壓力p、流速c和能力損失之間的相互關(guān)系適用于一級(jí)或整機(jī)多級(jí)，其中任一流通部件3.1.4 級(jí)內(nèi)的各種能力損失壓縮機(jī)中的能量損失主要有：流動(dòng)損失、漏氣損失、輪阻損失(1)流動(dòng)損失：摩阻損失一一流體的黏性是產(chǎn)生摩擦阻力損失的根本原因分離損失一一在減壓增速通道中，近壁邊界層增厚形成分離漩渦區(qū)和倒流，由漩渦運(yùn)動(dòng)損耗能量，造成分離損失沖擊損失二次流損失尾跡損

11、失(2)漏氣損失：葉輪出口壓力大于進(jìn)口壓力，級(jí)出口壓力大于葉輪出口壓力，在葉輪兩側(cè)與固定部件之間的間隙中產(chǎn)生漏氣，造成能量損失(3)葉輪損失：葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪盤(pán)、輪蓋的外側(cè)和輪緣要與它周?chē)臍怏w發(fā)生摩擦，造成能量損失3.1.5 多級(jí)壓縮機(jī)采用多級(jí)串聯(lián)和多缸串聯(lián)在離心壓縮機(jī)中，為了降低氣體的溫度，節(jié)省功率，采用分段中間冷卻的結(jié)構(gòu)；各段由一級(jí)或若干級(jí)組成，段與段之間在機(jī)器外由管道連接中間冷卻器。一般壓比在3.5-5范圍內(nèi)，采用一次中間冷卻壓比在5-9時(shí)，采用2-3次中間冷卻壓比在10-20時(shí)，采用3-5次中間冷卻壓比在20-35時(shí)，采用4-7次中間冷卻3.1.6 功率與效率旋轉(zhuǎn)葉輪所消耗的功：一是葉

12、輪傳遞給氣體的歐拉功，即氣體所獲得的理論能量 頭二是葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的漏氣損失和輪阻損失詳見(jiàn)112頁(yè)圖3-14總能量頭分配示意圖3.2 性能、調(diào)節(jié)與控制3.2.1 性能曲線(xiàn)離心壓縮機(jī)的性能曲線(xiàn)（特性曲線(xiàn)）是全面反映壓縮機(jī)性能參數(shù)之間變化關(guān)系，可簡(jiǎn)要地表示為，在一定轉(zhuǎn)速和進(jìn)口條件下的（壓力比）與流量，（效率）與流量的性能曲線(xiàn)。最佳工況點(diǎn)：曲線(xiàn)上的效率最高點(diǎn)在每個(gè)轉(zhuǎn)速下，每條壓力比與流量關(guān)系曲線(xiàn)的左端點(diǎn)為（喘振點(diǎn)），各喘振點(diǎn)連成（喘振線(xiàn)），壓縮機(jī)只能在喘振線(xiàn)的（右側(cè)）性能曲線(xiàn)上正常工作。壓縮機(jī)性能曲線(xiàn)的左邊受到（喘振工況）的限制，右邊受到（堵塞工況）的限制， 在這兩個(gè)工況之間的區(qū)域成為壓縮機(jī)的（穩(wěn)定

13、工作范圍），壓縮機(jī)變工況的（穩(wěn) 定工作范圍越寬越好）。穩(wěn)定工作范圍：在性能曲線(xiàn)上喘振與堵塞工況之間的范圍3.2.2 喘振與堵塞對(duì)離心壓縮機(jī)發(fā)生喘振的機(jī)理分析表明，（旋轉(zhuǎn)脫離）是喘振的前奏，而（喘振） 是旋轉(zhuǎn)脫離進(jìn)一步惡化的結(jié)果。預(yù)防措施：加放空閥發(fā)生喘振的內(nèi)在因素是葉道中幾乎充滿(mǎn)了（氣流的脫離），而外在條件與管網(wǎng)的 （容積）和管網(wǎng)的（特性曲線(xiàn)）有關(guān)堵塞：流量大到一定程度所致，離心壓縮機(jī)發(fā)生堵塞工況時(shí)，其（氣流壓力）得 不到提高，（流量）也不可能再增大，故壓縮機(jī)性能曲線(xiàn)（右邊）受到堵塞工況 的限制。管網(wǎng)是壓縮機(jī)前后氣體所經(jīng)過(guò)的管道及設(shè)備的總稱(chēng)。管網(wǎng)特性曲線(xiàn)決定于（管網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)）和（用戶(hù)的要求）

14、。壓縮機(jī)串聯(lián)工作可增大氣流的（排出壓力），并聯(lián)工作可增大氣流的（輸送流量）。流動(dòng)相似，是指流體流經(jīng)幾何相似的通道或機(jī)器時(shí)， 其任意對(duì)應(yīng)點(diǎn)上同名物理量 比值相等。流動(dòng)相似的條件是模型和實(shí)物或兩機(jī)器之間 （幾何相似）、（運(yùn)動(dòng)相似）、（動(dòng)力相 似）、和（熱力相似）。對(duì)離心壓縮機(jī)而言，經(jīng)簡(jiǎn)化與公式推導(dǎo)，其流動(dòng)相似應(yīng)具備的條件可歸結(jié)為（幾 何相似）、（葉輪進(jìn)口速度三角形相似）、（特征馬赫數(shù)相等）和（氣體等嫡指數(shù)相 等）符合流動(dòng)相似的機(jī)器具相似工況的（效率）相等。3.2.3 壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)方法和特點(diǎn)（1）壓縮機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)（2）壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)（3）采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)（4）采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)

15、（5）改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)3.2.4 附屬系統(tǒng)（1）潤(rùn)滑系統(tǒng)：按照壓縮機(jī)，原動(dòng)機(jī)及齒輪變速箱中的軸承、密封、齒輪等工 作的要求，需要由油路系統(tǒng)提供一定的流量，壓力并保持一定油溫的循環(huán)潤(rùn)滑油， 以起（潤(rùn)滑）（支撐）（密封）和（吸收熱量）的作用。（2）冷卻系統(tǒng)水路冷卻系統(tǒng)包括（冷卻器）（閥門(mén)）（管道）等3.3.3安全可靠性1、軸向推力的平衡流體作用在葉輪上的軸向力由兩部分組成， 一是葉輪兩側(cè)的流體壓力不相等，一 部分是流經(jīng)葉輪的流體軸向分量的變化。平衡措施：葉輪對(duì)排；葉輪背面加筋；采用平衡盤(pán)2、抑振軸承防止離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子因受重力下沉需要兩個(gè)（徑向軸承），防止轉(zhuǎn)子因受軸向推力竄動(dòng)需要（軸向止推軸承

16、）4、軸端密封軸端密封嚴(yán)防漏氣的常用方法：（機(jī)械密封）、（液膜密封）、（干氣密封）課后思考題1、何謂離心壓縮機(jī)的級(jí)？它由哪些部分組成？各部分有何作用？級(jí)典型結(jié)構(gòu)（圖3-2）:葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器，首級(jí)（增加吸氣管）、中 間級(jí)、末級(jí)（無(wú)彎道、回流器，增加蝸殼）；葉輪：唯一做功元件。閉式、半開(kāi) 式、雙吸式（雙面進(jìn)氣）；后彎（后向）型、徑向型、前彎（前向）型；擴(kuò)壓器： 能量轉(zhuǎn)換元件（動(dòng)能一壓能，氣流減速增壓），無(wú)葉（片）型、葉片（有葉）型。2、離心壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相比，它有何特點(diǎn)?制壓縮機(jī)輸出轉(zhuǎn)構(gòu)體積 重量易損旦轉(zhuǎn)單級(jí)級(jí)數(shù)熱效率沛1適用主要量壓力速件壓比格問(wèn)題求寓心式大穩(wěn)定渴緊較小少可低多較

17、 低高高大流量不適 用湊靠中低壓小流量往復(fù)式脈動(dòng)復(fù)大前彳高低較中高壓中小旅故障維修中小I-C雜務(wù)多=少低全壓力脈動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)耍心式優(yōu)，往復(fù)式晝整心式差.往復(fù)式方通用條件3、何謂連續(xù)方程？試寫(xiě)出葉輪出口的連續(xù)方程表達(dá)式，并說(shuō)明式中bZD2和巾2r的數(shù)值應(yīng)該在何范圍內(nèi)？qm= p i qVi= p in qVin= p 2 qV2= p 2 c2r f2 = const（3-1）式中：qm為質(zhì)量流量，kg/s； qV為容積流量，m3s； p為氣流密度；f為截面面 積；c為法向流速；qm= p 2 qV2= p 2 P 2 小 2r u2 = p 2 小 2r（3-2）式中：D2為葉輪外徑；b2為葉輪出

18、口軸向?qū)挾?；b2 / D2為葉輪出口相對(duì)寬度 （0.0250.065）;（|）2r為流量系數(shù)（徑向葉輪0.240.40,后彎葉輪0.180.32,r 2為葉輪出口通流系數(shù)。B 2A 030o強(qiáng)后彎葉輪0.100.20);4、何謂歐拉方程？試寫(xiě)出它的理論表達(dá)式與實(shí)用表達(dá)式，并說(shuō)明該方程的物理意義。歐拉方程：（葉輪機(jī)械基本方程）理論和實(shí)用表達(dá)式Lth=Hth = c2u u2 c1u u1= + +（3-4、5）式中：Lth為葉輪輸出歐拉功；Hth為理論能量頭（接受能量/單位重流體），kJ/kg; 物理意義：3部分能量，（離心力做功轉(zhuǎn)靜壓能）+ （動(dòng)能增量）+ （w減速轉(zhuǎn)靜 壓能）。5、何謂能量方

19、程？試寫(xiě)出級(jí)的能量方程表達(dá)式，并說(shuō)明能量方程的物理意義。 能量方程：（熱始方程）Hth =cp （T2 T1） + =h2h1+ = （T2 T1） 十（3-12）式中：cp為定壓比熱，h為始值，k為絕熱指數(shù)，R為氣體常數(shù)；物理意義：始值+ （動(dòng)能增量）。6、何謂伯努利方程？試寫(xiě)出葉輪的伯努利方程表達(dá)式，并說(shuō)明該式的物理意 義。伯努利方程：（壓能損失方程）葉輪功（葉片功）（含流動(dòng)損失）Hth= + +Hhyd 0-0（3-14）總功（全部損失）Htot= + + Hloss 0-0 = + +Hhyd+Hl+Hdf（3-15）物理意義：（三部分）壓能、動(dòng)能、損失，忽略熱交換和位能。7、試說(shuō)明級(jí)

20、內(nèi)有哪些流動(dòng)損失？流量大于或小于設(shè)計(jì)流量時(shí)的沖角有何變化？由此會(huì)產(chǎn)生什么損失？若沖角的絕對(duì)值相等，誰(shuí)的損失更大？為什么？ 級(jí)內(nèi)流動(dòng)損失（1）摩阻損失Hf 8 （平均氣速）；（2）分離損失：邊界層（10）分離（回流），控制通道擴(kuò)張角（錐度、擴(kuò)壓度，圖3-8）; （3）沖擊損失（葉輪、擴(kuò)壓器）：（葉輪為例，擴(kuò)壓器類(lèi)似分析）；葉輪進(jìn)氣角B 1金葉片進(jìn)口角B 1A,沖擊分離損 失（相當(dāng)于擴(kuò)張角T）；流量/設(shè)計(jì)流量（進(jìn)氣沖角）i = B 1A B 1 沖擊面 分離區(qū)（漩渦區(qū)）損失（相同沖角）原因0工作面（前面） 非工作面（背面） 較大 分離區(qū)易擴(kuò)散=（設(shè)計(jì)qV） 零沖角i = 0無(wú)無(wú)無(wú)損失J （大qV）

21、負(fù)沖角iHth HpolHhydHdfHl （ ）/210、示意畫(huà)出離心壓縮機(jī)的的性能曲線(xiàn)，并標(biāo)注出最佳工況點(diǎn)和穩(wěn)定工況范圍。性能曲線(xiàn)性能參數(shù)關(guān)系，列表、曲線(xiàn)和方程3種表示方法，有級(jí)（機(jī)）性能曲線(xiàn)，圖3-15、 圖3-16。特點(diǎn)：.曲線(xiàn)（主要 3條）：壓比e qVin流量或壓力A p qVin、 多變效率“pol qVin、功率NqVin；.形狀：& qVin為形、“pol qVin 為/形、N qVin為/形（有max點(diǎn)）；.最佳工況點(diǎn)：qmax設(shè)計(jì)工況； .極限（危險(xiǎn)）工況：最小qVin （喘振）最大qVin （堵塞）；.穩(wěn)定工 作范圍：極限工況之間；.來(lái)源：試驗(yàn)測(cè)試；.要求：“ maxT

22、,穩(wěn)定工作 范圍T （寬）；.多級(jí)（機(jī)）特性：（與單級(jí)對(duì)比）（qVin）maxJ、（qVin）min T, 穩(wěn)定工作范圍J （窄），曲線(xiàn)斜度T （更陡峭）。11、簡(jiǎn)述旋轉(zhuǎn)脫離與喘振現(xiàn)象，說(shuō)明兩者之間有什么關(guān)系？說(shuō)明喘振的危害， 為 防喘振可采取哪些措施？現(xiàn)象：流量J 一個(gè)別葉道產(chǎn)生漩渦（邊界層分離）一 “旋轉(zhuǎn)脫離”（葉道漩渦區(qū)逆向轉(zhuǎn)動(dòng)）一流量J，一大部葉道堵塞（旋轉(zhuǎn)脫離漩渦團(tuán)）一出口壓力 pj一管 網(wǎng)氣流倒流一出口壓力pt一管網(wǎng)正流供氣一流量；反復(fù)倒流正流一喘振工況； 危害：強(qiáng)烈振動(dòng)、噪聲、性能（p、“）下降、軸承和密封損壞、轉(zhuǎn)子定子碰撞 一機(jī)器嚴(yán)重破壞；特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)脫離頻率T、振幅J、影響葉片

23、，管網(wǎng)影響較?。?喘振頻率J、振幅T、機(jī)組管網(wǎng)影響極大；防喘振措施：出口降壓（放空、旁路 回流），調(diào)節(jié)（變速、預(yù)旋（導(dǎo)葉）、氣量3停機(jī)），監(jiān)測(cè)（qVin、p）；12、離心壓縮機(jī)的流動(dòng)相似應(yīng)具備哪些條件？相似理論有何用處？相似條件：幾何（尺寸）相似、運(yùn)動(dòng)（進(jìn)口速度）相似、動(dòng)力相似（重力、粘 滯力、壓力、彈性力、慣性力等相似、準(zhǔn)數(shù) Re、Eu、M相等）、熱力相似（熱力 過(guò)程相似，k、m、4pol相等）；離心壓縮機(jī)流動(dòng)相似條件：幾何相似、葉輪進(jìn) 口速度相似、特征馬赫數(shù) M2u = M2u、等嫡指數(shù)k =k;應(yīng)用：新型設(shè)計(jì)、 ?；囼?yàn)（同機(jī)性能換算）、相似換算（不同機(jī)性能換算）、產(chǎn)品系列化（通用標(biāo) 準(zhǔn)

24、化）；性能換算：完全相似換算（比例參數(shù)轉(zhuǎn)速 n、流量qV、功率N和相等參 數(shù)壓比e、效率刀、系數(shù)巾，3-5459式）；近似相似換算（特征 M w M ,或 k wk）。4、泵4.1 .泵的分類(lèi)泵是把（機(jī)械能）轉(zhuǎn)換成液體的能量，用來(lái)（增壓）輸送流體的機(jī)械。根據(jù)泵的工作原理和結(jié)構(gòu)形式分：葉片式泵、容積式泵、其他類(lèi)型按其形成的流體壓力分為：低壓泵（低于2MPa）、中壓泵（2-6MPa）、高壓泵（高于 6MPa）4.2 離心泵的結(jié)構(gòu)與工作原理4.2.1 離心泵的典型結(jié)構(gòu)主要部件有（吸入室）一一把液體從吸入管吸入葉輪（葉輪）主一旋轉(zhuǎn)葉輪吸入液體轉(zhuǎn)換能量，使液體獲得壓力能和動(dòng)能（蝸殼）一一把從葉輪流出的液

25、體收集起來(lái)以便送入排出管（軸）傳遞轉(zhuǎn)矩的主要部件4.2.2 離心泵的工作原理及基本方程1、性能參數(shù)流量：泵在單位時(shí)間內(nèi)輸送出去的液體流量，用 qv表示體積流量，m3s揚(yáng)程：?jiǎn)挝恢亓恳后w從泵進(jìn)口處到泵出口處能量的增值，即泵抽送液體的液柱高度，用H表示,m轉(zhuǎn)速：泵軸單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)，用 n表示,r/min汽蝕余量：?jiǎn)挝籱功率和效率：泵的功率通常指原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的軸功率，用 N表示，單位是W或KW泵的有效功率用Ne表示，是單位時(shí)間內(nèi)從泵中輸送出去的液體在 泵中獲得的有效能量。泵的效率為有效功率和軸功率之比泵的損失一般分為三種：容積損失水力損失機(jī)械損失2、工作原理在啟動(dòng)前，應(yīng)關(guān)閉出口閥門(mén)，泵內(nèi)灌滿(mǎn)液體

26、，此過(guò)程稱(chēng)為灌泵，3、泵的基本方程泵中的流動(dòng)一般用三個(gè)基本方程，即連續(xù)方程、歐拉方程和伯努利方程。4.3離心泵的工作特性1、汽蝕原理2、汽蝕的嚴(yán)重后果使過(guò)流部件被剝蝕破壞使泵的性能下降使泵產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)是水力機(jī)械向高流速發(fā)展的巨大障礙3、汽蝕余量及汽蝕判別式泵是否發(fā)生汽蝕是由(泵本身)和(吸入裝置)兩方面決定的(1)有效汽蝕余量：是吸入液面上的壓力水頭在克服吸水管路裝置中的流動(dòng)損 失并把水提高到Hg的高度后，所剩余的超過(guò)汽化壓頭pv的能量，用NPSHa 表示(2)泵必需的汽蝕余量：把自泵入口截面到泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)的總壓降，用NPSHr表示4、提高離心泵抗汽蝕性能的措施(1)改進(jìn)泵本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)或

27、結(jié)構(gòu)形式，使泵具有盡可能小的必需汽蝕余量改進(jìn)泵的吸入口至葉輪葉片入口附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用前置誘導(dǎo)輪采用雙吸式葉輪設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角采用抗汽蝕的材料(2)提高進(jìn)液裝置汽蝕余量的措施增加泵前儲(chǔ)液罐中液面上的壓力來(lái)提高 NPSHa減小泵前吸上裝置的安裝高度將吸上裝置改為倒灌裝置減小泵前管路上的流動(dòng)損失5、離心泵的性能及調(diào)節(jié)(1)泵的性能曲線(xiàn)泵在恒定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，對(duì)應(yīng)于泵的每一個(gè)流量，必相應(yīng)地有一個(gè)確定的揚(yáng)程、效率、功率和必需汽蝕余量(2)泵在不穩(wěn)定工況下工作造成不穩(wěn)定工作的兩個(gè)條件是：一是泵具有駝峰狀的性能曲線(xiàn)，二是管路中有能 自由升降的液面或其他能儲(chǔ)存和釋放能量的部分。(3)運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)改變

28、工況有三種途徑：改變泵的特性曲線(xiàn)一一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)切割葉輪外徑改變前置導(dǎo)葉葉片角度改變半開(kāi)式葉輪葉片端部間隙泵的串聯(lián)或并聯(lián)改變裝置的特性曲線(xiàn)一一閘閥調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)旁路分流調(diào)節(jié)同時(shí)改變泵和裝置的特性曲線(xiàn)6、相似理論在泵中的應(yīng)用泵的相似流動(dòng)條件：具備（幾何相似）（運(yùn)動(dòng)相似）課后思考題1、離心泵有哪些性能參數(shù)？其中揚(yáng)程是如何定義的？它的單位是什么？性能參數(shù)體積流量（m3/s, m3/h）質(zhì)量流量（kg/s, kg/h）能量（壓力）（m, J/kg）功率（kW） 效率（%）轉(zhuǎn)速（r/min）汽蝕余量（m）qV qm揚(yáng)程Hm= N?m/N 有效 Ne軸 N “， ” V,“ hyd, m m n NPSHr揚(yáng)程

29、 H H= + + （Zout Zin）m（4-4）說(shuō)明：壓能+動(dòng)能+位能，泵內(nèi)主要壓能（動(dòng)能和位能一 0）,單位N?m/N = m （單 位重量液體能量增值）。2、試寫(xiě)出表達(dá)離心泵理論揚(yáng)程的歐拉方程和實(shí)際應(yīng)用的半經(jīng)驗(yàn)公式?；痉匠袒痉匠屉x心泵歐拉方程Ht=（u2 c2uu1 c1u）/g= + +m （4-11、12）歐拉方程實(shí)用半經(jīng)驗(yàn)Stodola 公式（有限葉片影響）（以滑移系數(shù)） Ht =仙 Htoo=（1 ctg0 2A sin0 2A）m （4-13、14） 3、簡(jiǎn)述汽蝕現(xiàn)象，并說(shuō)明汽蝕的危害。汽蝕Cavitation：空化、空蝕，（來(lái)源）空洞、空泡、氣泡；水力機(jī)械特有的，在 一

30、定條件下因流體與氣體相互轉(zhuǎn)化引起的破壞現(xiàn)象。汽蝕發(fā)生機(jī)理：pK J 一局部pK 入 1 + 入 2 =NPSHr抗汽蝕措施：.三方面措施：NPSHaT、NPSHrJ、改進(jìn)葉輪材料；.pAT :吸液罐增壓 T、葉輪入口誘導(dǎo)輪（葉輪前增壓）；.pVJ：降溫t J （pV= f（t）、吸液罐冷 卻（夏季輕油品輸送）；.AHA-SJ:改善吸入特性，阻力損失流量qVj、 轉(zhuǎn)速n J、管徑d T、管長(zhǎng)l J、閥門(mén)彎頭管件數(shù)量；、局部阻力損失；，閥門(mén)開(kāi) 度T;.HgJ:泵安裝位置ZSJ、吸液罐位置ZAT （灌注頭）；.入1、入2 ；:改進(jìn)葉輪入口（圖 4-9,阻力損失J ,流線(xiàn)型，緩慢繞流），微正沖角（i

31、= B 1A B 1）;.c0、w0j:葉輪入口 D0T、輪轂直徑 dhj、葉輪入口寬度 b1 T、雙吸葉輪；.葉輪材料：強(qiáng)度T、硬度T、韌性T、化學(xué)穩(wěn)定性T、表 面光潔度T,抗腐蝕、抗疲勞、抗剝落；不銹鋼 2CU&稀土合金鑄鐵、高鍥銘 NiCr合金、鋁鐵AlFe青銅9-4等。6、示意畫(huà)出離心泵的特性曲線(xiàn)，并說(shuō)明每種特性曲線(xiàn)各有什么用途。特性 曲線(xiàn) 形狀用途 類(lèi)型1 揚(yáng)程 H-qV 選型操作 平緩、陡降、駝峰2 功率N-qV /啟動(dòng)運(yùn)行選驅(qū)動(dòng)機(jī) 平緩、陡峭（離心泵關(guān)閥、軸流泵開(kāi)閥）3 效率 “一qV /工作范圍經(jīng)濟(jì)性峰值”max（土 7%”max高效工作范圍）4 吸入特性NPSHqV /判斷汽

32、蝕工況 緩升NPSHr-qVHsmax- qV 緩降HsqV7、改變泵的運(yùn)行工況，可采取哪些措施？哪種調(diào)節(jié)措施比較好?8、兩泵流動(dòng)相似，應(yīng)具備哪些條件?離心泵運(yùn)行調(diào)節(jié)方法：.變泵特性；.變裝置（管路）特性；.同時(shí)改變 泵和管特性。調(diào)節(jié)方法 變特性 原理 主要特點(diǎn) 主要問(wèn)題 經(jīng)濟(jì)性 應(yīng)用變轉(zhuǎn)速泵平移泵特性節(jié)能調(diào)速驅(qū)動(dòng)機(jī)最好 常用切割葉輪外徑變導(dǎo)葉片角度變?nèi)~輪端間隙切割定律 預(yù)旋調(diào)節(jié) 泄漏調(diào)節(jié)系列產(chǎn)品切割范圍較差節(jié)能 機(jī)構(gòu)復(fù)雜較好 不常用簡(jiǎn)便流量損失差泵串聯(lián)并聯(lián) 工藝要求 串聯(lián)較差 閥門(mén)節(jié)流 液位調(diào)節(jié)旁路分流設(shè)備聯(lián)合滿(mǎn)足 設(shè)計(jì)匹配并聯(lián)較好設(shè)計(jì)要求管節(jié)流增阻平移管特性平緩管特性簡(jiǎn)便節(jié)能簡(jiǎn)便能量損失差

33、常用裝置復(fù)雜較好特殊情況 損失浪費(fèi)差備用計(jì)算題25、離心機(jī)5.1 離心機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理1、實(shí)際生產(chǎn)中，需要進(jìn)行分離的物料分為（均一系）和（非均一系）對(duì)非均一系混合物的分離，一般采用（機(jī)械方法）液體非均一系分離：沉降，混合物在某種裝置中，由于兩相在力場(chǎng)中所受的力的 大小不同而沉淀分層，輕相在上層形成澄清液，重相在下層形成沉淀物而實(shí)現(xiàn)分 離。過(guò)濾，混合物在多空材料層裝置中，由于受力場(chǎng)的作用，液 體通過(guò)多孔材料層流出形成濾液，固體被留在材料層上形成濾渣而實(shí)現(xiàn)分離。浮選，氣泡粘附于固體顆粒，借浮力升起，刮去顆粒。篩分，通過(guò)多孔介質(zhì)進(jìn)行脫承，分級(jí)。離心沉降主要是用于分離含固體量較少，固體顆粒較細(xì)的懸浮液。分離因數(shù)：表征離心機(jī)分離能力的參數(shù)Fr=表示離心場(chǎng)的特性，代表離心機(jī)性能的因數(shù)，F(xiàn)r值越大，離心機(jī)的分離能力越高。分離因數(shù)的極限取決于制造離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓材料的（強(qiáng)度）和（密度）。2、離心液壓離心機(jī)工作時(shí)，處于轉(zhuǎn)鼓中的液體和固體物料層， 在離心場(chǎng)的作用下，將給轉(zhuǎn) 鼓內(nèi)壁以相當(dāng)大的壓力，稱(chēng)為離心液壓。3、沉降分