中國石油大學(xué)泵與壓縮機(jī)32學(xué)時(shí)重點(diǎn)

1、第一章1.1流量：泵在單位時(shí)間內(nèi)輸送的液體量 m=Q揚(yáng)程：單位質(zhì)量的液體經(jīng)過泵后獲得的有效能頭，即為總揚(yáng)程第一種已知管路輸送一定流量時(shí)第二種計(jì)算泵的揚(yáng)程（不計(jì)液體流經(jīng)泵的損失）其中，當(dāng)進(jìn)出口直徑相同或相差很少時(shí)cS=cD H是液體獲得的能量，不是簡單的排送高度！轉(zhuǎn)速：一般就是電機(jī)轉(zhuǎn)速功率：1.2HT與進(jìn)出口速度有關(guān)，即D、n、QT有關(guān)；與液體性質(zhì)無關(guān)1.3a.動(dòng)揚(yáng)程與靜揚(yáng)程，第一項(xiàng)為液體在做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，由于離心力的作用，液體在葉輪出口處靜壓能頭提高，使液體獲得了靜揚(yáng)程；第二項(xiàng)為葉片間流道的增大，使相對速度由進(jìn)口到出口形成減速過程，部分速度能頭轉(zhuǎn)化為壓力能頭，使液體獲得靜揚(yáng)程；第三項(xiàng)是絕對

2、速度變化而增加的動(dòng)能，為動(dòng)揚(yáng)程b.反作用度：靜揚(yáng)程在總揚(yáng)程中所占比例。后彎葉片型葉輪具有最大的反作用度，所以后彎最常用原因：盡管靜揚(yáng)程、動(dòng)揚(yáng)程均為離心泵能頭的一部分，但其作用及影響不同靜揚(yáng)程：用于克服流動(dòng)阻力，提高液體位高及壓力；動(dòng)揚(yáng)程：表現(xiàn)液體速度的提高；速度升高，流動(dòng)損失增大，效率下降。因而總希望靜揚(yáng)程大而動(dòng)揚(yáng)程小1.4從無限葉片變?yōu)橛邢奕~片，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相對軸向漩渦運(yùn)動(dòng)，HT= ，其中miu稱為滑移系數(shù)，表示葉輪葉片數(shù)有限時(shí)對理論揚(yáng)程的影響1.51.離心泵的損失：流動(dòng)損失：摩擦阻力損失：流經(jīng)吸入室葉輪流道蝸殼擴(kuò)壓管的沿程阻力損失以及突然收縮擴(kuò)大產(chǎn)生的局部阻力損失 發(fā)生的主要區(qū)域：邊界層內(nèi)部

3、的有旋流動(dòng)。沖擊損失：流入葉輪流道時(shí)運(yùn)動(dòng)方向角不一致產(chǎn)生的機(jī)械損失：葉輪外盤面與液體，泵軸與填料，軸與軸承之間的摩擦損失流量損失（泄露損失）：葉輪與口環(huán)間隙； 級間軸套；軸向力平衡裝置與泵殼；軸封等2.各種功率和效率水力功率：單位時(shí)間內(nèi)泵葉輪給出的總能量。容積效率：實(shí)際流量與理論流量之比，衡量泵泄漏量大小，用V表示機(jī)械損失功率和機(jī)械效率:機(jī)械損失包括輪阻損失功率，軸封處摩擦損失功率，軸和軸承間的摩擦損失功率（跟上面的機(jī)械損失產(chǎn)生處對應(yīng)起來）泵的總效率： 水力效率，容積效率，機(jī)械效率的乘積3.離心泵的曲線種類及用途：. HQ特性：泵的選用與操作的依據(jù) 。NQ特性：選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)功率的依據(jù)。 Q特性：

4、檢查泵的經(jīng)濟(jì)性的依據(jù).hQ特性：根據(jù)泵的抗汽蝕性能參數(shù)，以及工況條件，合理選擇泵型、正確安裝。1.61.兩臺(tái)離心泵相似的條件：幾何相似，進(jìn)口運(yùn)動(dòng)相似，雷諾數(shù)對應(yīng)相等2.相似定律： ； 3.比例定律：離心泵的比例定律是相似定律的延伸，是相似定律在同一臺(tái)泵上轉(zhuǎn)速改變后的應(yīng)用 ；4.相似拋物線定律：，其中K=H/Q2 比轉(zhuǎn)數(shù)不同的泵，其幾何形狀一定不相似；比轉(zhuǎn)數(shù)相同的泵，其幾何形狀不一定完全相似.5.切割定律：當(dāng)葉輪切割量較小時(shí)，可認(rèn)為切割前后葉片的出口角和通流面積近似不變、泵效率近似相等。Q1Q2=D1D2;H1H2=(D1D2)2;N1N2=(D1D2)3 6.切割拋物線：，其中K與工況有關(guān)1.

5、71.離心泵的氣蝕原理與危害1.當(dāng)Pk < Pv時(shí)，液體在葉輪入口附近汽化，同時(shí)溶解在該液體中的其他氣體也開始析出，形成大量的小汽泡2.當(dāng)氣泡隨液體流道液道內(nèi)壓力較高處時(shí)，氣泡周圍液體的壓力高于氣泡內(nèi)的汽化壓力，氣泡中的氣體又重新凝結(jié)成液體，氣泡潰滅，形成空穴。3.瞬間內(nèi)，周圍的液體以極高的速度向空穴沖擊，造成液體質(zhì)點(diǎn)相互沖擊，使局部壓力驟增4.液體質(zhì)點(diǎn)的沖擊不僅阻礙了液體的正常流動(dòng)，更為嚴(yán)重的是，如果這些氣泡是在葉道壁面附近潰滅，則周圍的液體就象無數(shù)的小彈頭一樣，以極高的頻率和速度連續(xù)沖擊金屬表面。5.金屬表面很快就會(huì)因沖擊、疲勞而剝落。6.同時(shí)氣泡凝結(jié)時(shí)會(huì)釋放出大量的熱量，若氣泡內(nèi)夾

6、雜某些活性氣體，這些氣體就會(huì)借助釋放出的熱量對金屬起電化學(xué)腐蝕作用，從而更加快了金屬剝落速度。2.氣蝕對泵工作的影響：噪音和振動(dòng)；出現(xiàn)斷裂工況；對材料的破壞3.發(fā)生氣蝕的條件：葉片入口處的最低液流壓力Pk小于等于該溫度下液體的氣化壓力Pv4.汽蝕余量：Pk-Pv5.汽蝕余量分為：有效汽蝕余量ha液體在吸入法蘭處截面上所具有的推動(dòng)和加速液體進(jìn)入葉道時(shí)高出汽化壓力的能頭。 必需汽蝕余量（其實(shí)是損失）hr：液流從入口（S截面）到泵內(nèi)壓力最低點(diǎn)（K截面）的全部能頭損失。6.吸上真空度 用Hs表示有效汽蝕余量更為直觀和方便。當(dāng) Hs愈大，ha愈小，泵愈容易發(fā)生汽蝕. 7.泵的必需氣蝕余量越小，抗氣蝕性能

7、越好8.提高泵抗氣蝕性能的措施提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施：1.適當(dāng)加大葉輪吸入口直徑D0和葉片進(jìn)口邊寬度b1；2.采用雙吸式葉輪；3.采用合理的葉片進(jìn)口邊位置及前蓋板形狀；4.采用誘導(dǎo)輪；5.采用超氣蝕葉形的誘導(dǎo)輪；6.采用抗氣蝕材料提高裝置有效汽蝕余量的措施：增大吸液罐液面上的壓力Pa，合理布置泵的幾何安裝高度Hgl1.8粘度變化時(shí)，性能如何變化？在轉(zhuǎn)速不變的情況下，輸送黏液時(shí)泵的揚(yáng)程和流量都要減小，而泵的軸功率將增大，泵的效率降低；液體粘度增大還會(huì)使泵必須的汽蝕余量增大，即吸入性能變壞.1.9泵的揚(yáng)程曲線與管路特性的交點(diǎn)為泵的唯一穩(wěn)定工作點(diǎn)：流量平衡、能量平衡的唯一點(diǎn)并聯(lián)工作：相同性能

8、泵的并聯(lián)工作：泵并聯(lián)，同一H下的Q相加；泵并聯(lián)，管路特性（h-Q）未變泵并聯(lián)前：單泵工作點(diǎn)在M1；泵并聯(lián)后：單泵工作點(diǎn)在A1；特點(diǎn)：管路特性越平坦，并聯(lián)后Q+愈接近2QM1；泵的特性愈陡峭，并聯(lián)后Q+愈接近2QM1 ；并聯(lián)后泵揚(yáng)程大于單泵工作揚(yáng)程。不同性能泵的并聯(lián)工作： 分析類似相同性能的泵串聯(lián)工作泵串聯(lián)，同一Q下的H相加。泵串聯(lián)，管路特性（h-Q）未變！；自M點(diǎn)作垂線，交單泵性能曲線于A1點(diǎn).A1點(diǎn)即為單泵工作點(diǎn)。特點(diǎn)：；工況調(diào)節(jié)：1. 改變管路特性進(jìn)行工況調(diào)節(jié)：管路節(jié)流調(diào)節(jié)；旁路調(diào)節(jié)2. 改變泵的性能曲線進(jìn)行工況調(diào)節(jié)：改變工作轉(zhuǎn)速，切割葉輪外徑喘振：產(chǎn)生喘振的條件：1.泵的H-Q性能曲線呈

9、駝峰型2.管路裝置特性中有自由升降的液面或其他能儲(chǔ)存和放出能量的部分.1.11主要零部件葉輪的作用：是離心泵中傳遞能量的主要部件軸封;旋轉(zhuǎn)軸和固定殼體之間的密封稱為軸封，其作用是防止液體從泵內(nèi)泄漏到外面，或防止氣體漏入泵中（主要采取機(jī)械密封）軸向力的平衡？第二章2.11.主要過流部件：葉輪，擴(kuò)壓器，彎道，回流器，吸氣器，蝸殼；習(xí)慣上將葉輪與軸的組件稱為轉(zhuǎn)子；將擴(kuò)壓器，彎道，回流器，吸氣器和蝸殼等稱為固定部件2. 級，有幾個(gè)葉片就有幾個(gè)級；吸氣室、葉輪C、P、T，擴(kuò)壓器；缸：若干級裝在一個(gè)機(jī)殼中構(gòu)成一個(gè)缸。段：若干級后將氣體引出進(jìn)行冷卻，此若干級稱一段，一汽缸中可以有幾段。分段的目的：氣體引出壓

10、縮功冷卻，節(jié)省壓縮功2.2 ü 歐拉方程 進(jìn)出口速度ü 熱焓方程 有溫度變化，分析溫度與速度的關(guān)系ü 伯努利方程 壓力損失與速度的關(guān)系 HT= HTHtot為總能頭hl為輪阻損失；hdf為內(nèi)漏氣損失；（c2）為速度頭的提高h(yuǎn)hyd為氣體在流道中流動(dòng)引起的摩擦沖擊，漩渦等流動(dòng)損失HT為理論能頭積分vdp為氣體靜壓頭的提高不同的過程：在進(jìn)氣溫度和壓力相同的情況下，等溫壓縮功最小，排氣溫度最低，多變壓縮功最大，排氣溫度最高。所以多級壓縮常常做成多段，增加段間冷卻以降低氣體溫度，使壓縮過程向等溫過程靠近，達(dá)到節(jié)省壓縮功的目的.2.4 壓縮機(jī)喘振產(chǎn)生的條件：產(chǎn)生漩渦，阻礙氣

11、的進(jìn)入堵塞工況：當(dāng)流量到達(dá)某個(gè)值時(shí)，氣體所獲得的理論能頭全部消耗在流動(dòng)損失上，使級中氣體壓力得不到提高，稱為堵塞工況穩(wěn)定工作區(qū)：性能曲線上喘振工況和堵塞工況之間的稱為穩(wěn)定工作區(qū)2.5兩級串聯(lián)工作時(shí)，喘振流量增大，堵塞流量減小，穩(wěn)定工作區(qū)變窄性能曲線的特點(diǎn)：（重點(diǎn)） 一定n下，Q， Q ,則 一定n下，設(shè)計(jì)流量時(shí)效率最高，Q大于或小于設(shè)計(jì)流量時(shí)效率下降 性能曲線左（喘振工況）限制，右端受（堵塞工況）限制，中間是穩(wěn)定工況區(qū)，穩(wěn)定工況區(qū)寬窄是衡量性能好壞的重要指標(biāo)。 級數(shù)，氣體密度變化影響越大 ，曲線變陡，穩(wěn)定工況區(qū)窄。 n,曲線向增大，增大方向移動(dòng)。2.6 相似原理離心壓縮機(jī)完全相似的條件：幾何相

12、似；進(jìn)口速度三角形相似；特征馬赫數(shù)相等；絕熱指數(shù)相等2.7 離心壓縮機(jī)的工況調(diào)節(jié)：入口節(jié)流調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)2.8擴(kuò)壓器的形式：無葉擴(kuò)壓器；葉片擴(kuò)壓器，直壁擴(kuò)壓器；擴(kuò)壓器的作用：將速度轉(zhuǎn)化為壓力能；收集以及引出氣體密封裝置：機(jī)械密封，迷宮密封，浮環(huán)密封，抽氣密封第三章3.1 1.往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的構(gòu)成：三大部分：運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，工作機(jī)構(gòu)，機(jī)身；三個(gè)輔助系統(tǒng)：潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)2.氣缸的冷卻方式及特點(diǎn)Ø 風(fēng)冷：小型壓縮機(jī)。靠氣缸外散熱片強(qiáng)化散熱。Ø 水冷：大部分壓縮機(jī)采用，一般為有冷卻水道的雙層（或三層）缸壁結(jié)構(gòu)3.氣閥布置方式對余隙容積的影響

13、 徑向：閥軸線與汽缸軸線垂直，余隙大; 軸向：閥軸線與汽缸軸線平行，余隙小； 斜向：閥軸線與汽缸軸線成一定角度，余隙中。4.環(huán)狀閥的組成環(huán)狀閥由閥座、閥片、彈簧、升程限制器、連接螺栓、螺母等組成。5.活塞桿和氣缸間隙采用填料密封，其中填料采用三瓣環(huán)，六瓣環(huán)3.2公式簡單的物理意義，定性判斷等溫壓縮最省功，終溫最低；絕熱壓縮耗功最大，終溫最高實(shí)際循環(huán)和理論循環(huán)的關(guān)系： 由于余隙容積的存在，實(shí)際工作循環(huán)由膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個(gè)過程組成，而理論循環(huán)無膨脹過程。實(shí)際吸氣量比理論值少。 實(shí)際吸、排氣過程中存在阻力損失，使實(shí)際氣缸內(nèi)吸氣壓力小于吸入管路內(nèi)氣壓、實(shí)際氣缸內(nèi)排氣壓力高于排出管路內(nèi)氣壓；吸、

14、排氣過程中有壓力波動(dòng)、溫度變化。 壓縮機(jī)工作過程中活塞環(huán)、填料、氣閥不可避免存在泄露，使指示功圖面積變小。 在膨脹和壓縮過程中，因?yàn)闅怏w與氣缸壁之間存在熱交換，使得壓縮過程指數(shù)與膨脹過程指數(shù)不斷變化，并非常數(shù)3.31.排氣量的兩個(gè)定義 實(shí)際容積流量（實(shí)際排氣量）：經(jīng)壓縮機(jī)壓縮并在標(biāo)準(zhǔn)排氣裝置排出的氣體容積流量，換算到一級吸氣口標(biāo)準(zhǔn)吸氣位置的溫度、壓力、全組分的狀態(tài)的氣體容積值。 標(biāo)準(zhǔn)容積流量（標(biāo)準(zhǔn)排氣量）：將壓縮機(jī)壓縮并排出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)排氣裝置的實(shí)際容積流量，換算到標(biāo)準(zhǔn)工況（760mmHg,0）的氣體容積值，叫標(biāo)準(zhǔn)排氣量，也稱供氣量。2.（必考）進(jìn)氣：v1=vPTVh 其中P與氣閥彈簧力有關(guān)；

15、T與氣體的性質(zhì)以及缸壁溫度有關(guān)排氣：v1=vPTlVh；l是泄露系數(shù)大：殘余氣體膨脹后所占容積大，v小 極限壓力比：殘余氣體膨脹后占據(jù)整個(gè)工作容積Vh m 越小，吸熱越多，膨脹線平坦，v小。m越大，膨脹線陡，v大 3.41.示功圖的面積代表指示功的大小2.實(shí)際壓縮機(jī)：實(shí)測法確定指示功率新設(shè)計(jì)（改造）壓縮機(jī)：解析法計(jì)算3.5 壓力比越高，排氣溫度越高；降低m來降低排氣溫度排氣壓力：取決于排氣系統(tǒng)的壓力壓縮機(jī)工作時(shí)的排氣壓力往往取決于壓縮機(jī)和排氣系統(tǒng)之間的氣量平衡關(guān)系（供求關(guān)系），只有壓縮機(jī)的排氣量和系統(tǒng)的用氣量之間達(dá)到供求平衡關(guān)系時(shí)，才能保證壓縮機(jī)排氣壓力穩(wěn)定。Ø 排氣量=需求量： 穩(wěn)

16、定壓力下運(yùn)行Ø 排氣量<需求量： 壓力下降Ø 排氣量>需求量： 壓力上升，高出一定限度出現(xiàn)事故3.61.多級壓縮的優(yōu)點(diǎn)（必考）節(jié)省壓縮氣體的指示功；提高汽缸利用率；降低排氣溫度；降低活塞上最大氣體力（活塞力）2.等壓比分配：各級壓力比相等，且吸入溫度相同時(shí)總指示功最小，這就是等壓力比分配原則.3.80.工況改變時(shí)，參數(shù)如何變化？吸氣壓力升高，排氣量降低，功率升高排氣壓力升高，吸氣量降低，功率升高1.調(diào)節(jié)方式及其特點(diǎn)a.改變轉(zhuǎn)速與間歇停車：不改變壓縮機(jī)原有結(jié)構(gòu)的情況下，一定范圍內(nèi)增加轉(zhuǎn)速，排氣量會(huì)有所增加，但功率的增加速度大大超過氣量增加速度，不經(jīng)濟(jì)。b.切斷進(jìn)氣調(diào)節(jié)： 吸氣壓力下降，壓力比、排氣溫度,活塞力. 罐內(nèi)出現(xiàn)真空度，可能會(huì)有空氣漏入吸氣系統(tǒng)：