流體機(jī)械復(fù)習(xí)總結(jié)(1)

1、過程流體機(jī)械1、 緒論1.1.1過程與生產(chǎn)過程過程：指事物狀態(tài)變化在時間上的持續(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)過程：利用工具改變勞動對象以適應(yīng)需要的過程，一般指從勞動對象進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域到制成產(chǎn)品的全部過程1.1.2過程裝備1.1.3過程流體機(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)械是過程裝備中的動設(shè)備1.2.1按能量分類原動機(jī)：將流體的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，用來輸出軸功工作機(jī)：將動力能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量，用來改變流體的狀態(tài)1.2.2按流體介質(zhì)分類壓縮機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的能量，用來給氣體增壓與輸送氣體的機(jī)械泵：將機(jī)械能

2、轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的能量，用來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)分離開來的機(jī)械1.2.3按流體機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類往復(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)2.1.1基本構(gòu)成和工作原理總體結(jié)構(gòu)和組成：（1）工作腔氣缸、活塞、氣閥 （2）傳動部分曲軸、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)2.1.2壓縮機(jī)級的工作過程被壓縮氣體進(jìn)入工作腔內(nèi)完成一次氣體壓縮稱為一級，每級由進(jìn)氣、壓縮、排氣等過程組成，完成一次

3、該過程稱為一個循環(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），另一個是進(jìn)氣導(dǎo)管中的（壓力波動）。溫度系數(shù)的大小取決于進(jìn)氣過程中傳給氣體的熱量，其值與（氣體冷卻）與該級的（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）三個過程實(shí)際工作循環(huán)包括（進(jìn)氣）（膨脹）（壓縮）（排氣）四個過程2.1.3多級壓縮多級壓縮：將氣體的壓縮過程分在若干級中進(jìn)行，并在每級壓縮之后將氣體導(dǎo)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻實(shí)行多級壓縮的理由：（1）節(jié)省壓縮氣體的指示功 （2）降低排氣溫度 （3）提高容積系數(shù)

4、 （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)最后一級單位時間內(nèi)排出的氣體容積，折算到第一級進(jìn)口壓力和溫度時的容積值，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：在該級工作腔排氣法蘭接管處測得的氣體溫度軸功率：單位時間消耗的軸功，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：單位排氣量消耗的功率。 結(jié)構(gòu)相似，qv不同，則n不同 同一臺機(jī)，qv不同，則n不同2.

5、2.1各級泄露問題壓縮機(jī)中的泄露分兩種類型：外泄露直接漏入大氣或第一級進(jìn)氣管道中的氣體 內(nèi)泄露氣體僅由高壓級漏入低壓級或高壓區(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，也稱為閥片：交替地開啟與關(guān)閉閥座通道，控制氣體進(jìn)出工作腔彈簧：是氣氛關(guān)閉時推動閥片落向閥座的零件，并在開啟時抑制閥片對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：進(jìn)氣閥、排氣閥。區(qū)別的方法是看閥座還是升程限制器哪一個在工作腔側(cè)。

6、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)潤滑與冷卻汽缸潤滑：（1）飛濺潤滑（2）噴霧潤滑（3）壓力潤滑冷卻方式：（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)簡單，易損件少，操作容易，運(yùn)動件的動力平衡性能好，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)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)、

7、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密封；（5）閥室容積不是無限大；（6）實(shí)際氣體不同于理想氣體。2、 寫出容積系數(shù)的表達(dá)式，并解釋各字母的意義。3、 多級壓縮的好處是什么？（上頁有總結(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使用，使氣體每經(jīng)過一道活塞環(huán)便產(chǎn)生一次節(jié)流作用，達(dá)到減少泄露的目的。其密封原理就是反復(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)3.1.1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)動方式有轉(zhuǎn)子、

8、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、推力盤及聯(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：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)成一級級分為三種形式：首級吸氣管和中間級組成 中間級葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器組成 末級葉輪、擴(kuò)壓器、排氣蝸室組成（2）葉片結(jié)構(gòu)：后彎型，2A90°、徑向型2A90°、前彎型2A90° 葉輪結(jié)構(gòu)：閉式葉輪、半開式葉輪、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）單級壓縮比不高，高壓力比所需的級數(shù)比活塞式的多

9、（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）對材料、制造和裝配有較高的要求，造價高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=（2）歐拉方程計算原動機(jī)通過軸和葉輪將機(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）能量方程計算氣流溫度（或焓）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)械能又含有熱

10、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)換成級內(nèi)氣體溫度（或焓）的升高和動能的增加 該方程對有黏無黏氣體都是適用的 氣體在機(jī)器內(nèi)做絕熱流動 該方程適用于一級，也可用于多級整機(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 適用于一級或整機(jī)多級，其中任一流通部件3.1.4級內(nèi)的各種能力損失壓縮機(jī)中的能量損失主要有：流動損失、漏氣損失、輪阻損失（1） 流動損失：摩阻損失流體的黏性是產(chǎn)生摩擦阻力損失的根本原因 分離損失在減壓增速通道中，近壁邊界層增厚形成分離漩渦區(qū)和倒流，由漩渦運(yùn)動損耗能量，造成分離損失沖擊損失 二次流損失 尾

11、跡損失（2）漏氣損失：葉輪出口壓力大于進(jìn)口壓力，級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，輪盤、輪蓋的外側(cè)和輪緣要與它周圍的氣體發(fā)生摩擦，造成能量損失3.1.5多級壓縮機(jī)采用多級串聯(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)；各段由一級或若干級組成，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，采用2-3次中間冷卻壓比在10-20時，采用3-5次中間冷卻壓比在20-35時，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)時產(chǎn)生的漏氣損失和輪阻損失詳見112頁圖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性能曲線離心壓縮機(jī)的性能曲線（特性曲線）是全面反映壓縮機(jī)性能參數(shù)之間變化關(guān)系，可簡要地表示為，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。最佳工況點(diǎn)：曲線上的效率最高點(diǎn)在每個轉(zhuǎn)速下，每條壓力比與流量關(guān)系曲線的左端點(diǎn)為（喘振點(diǎn)），各喘振點(diǎn)連成（喘振線），壓縮機(jī)只能在喘振線的（右側(cè)）性能曲線上正常工作。壓縮機(jī)性能曲線的左邊受到（喘振工況）的限制，右邊受到（堵塞工況）的限制，在這兩個工況之間的區(qū)域成為壓縮機(jī)的（穩(wěn)定工作范

13、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：在性能曲線上喘振與堵塞工況之間的范圍3.2.2喘振與堵塞對離心壓縮機(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）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，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（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)過的管道及設(shè)備的總稱。管網(wǎng)特性曲線決定于（管網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)）和（用戶的要求）。壓縮機(jī)串聯(lián)工作可

14、增大氣流的（排出壓力），并聯(lián)工作可增大氣流的（輸送流量）。流動相似，是指流體流經(jīng)幾何相似的通道或機(jī)器時，其任意對應(yīng)點(diǎn)上同名物理量比值相等。流動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)動相似）、（動力相似）、和（熱力相似）。對離心壓縮機(jī)而言，經(jīng)簡化與公式推導(dǎo)，其流動相似應(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（氣體等熵指數(shù)相等）符合流動相似的機(jī)器其相似工況的（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)動的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)（4）采用可轉(zhuǎn)動的擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)（5）改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)3.2

15、.4附屬系統(tǒng)（1）潤滑系統(tǒng)：按照壓縮機(jī)，原動機(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)潤滑油，以起（潤滑）（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）（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：葉輪對排；葉輪背面加筋；采用平衡盤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（徑向軸承），防止轉(zhuǎn)子因受軸向推力竄動需要（軸向止推軸承）4、 軸端密封軸端密封嚴(yán)防漏氣的常用方法

16、：（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？它由哪些部分組成？各部分有何作用？級典型結(jié)構(gòu)（圖3-2）：葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器，首級（增加吸氣管）、中間級、末級（無彎道、回流器，增加蝸殼）；葉輪：唯一做功元件。閉式、半開式、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（動能壓能，氣流減速增壓），無葉（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)？3、 何謂連續(xù)方程？試寫出葉輪出口的連續(xù)方程表達(dá)式，并說明式中b2/D2和2r的數(shù)值應(yīng)該在何范圍內(nèi)？qmi qViin qVin2 qV22 c2r f2

17、const （3-1）式中：qm為質(zhì)量流量，kg/s；qV為容積流量，m3/s；為氣流密度；f為截面面積；c為法向流速；qm2 qV22 2 2r u2 2 2r （3-2）式中：D2為葉輪外徑；b2 為葉輪出口軸向?qū)挾龋籦2 / D2為葉輪出口相對寬度（0.0250.065）；2r 為流量系數(shù)（徑向葉輪0.240.40，后彎葉輪0.180.32，2A 30o強(qiáng)后彎葉輪0.100.20）；2 為葉輪出口通流系數(shù)。4、 何謂歐拉方程？試寫出它的理論表達(dá)式與實(shí)用表達(dá)式，并說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LthHthc2u u2c1u u1 （3-4、5）式中：L

18、th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）+（動能增量）+（w減速轉(zhuǎn)靜壓能）。5、 何謂能量方程？試寫出級的能量方程表達(dá)式，并說明能量方程的物理意義。能量方程：（熱焓方程）Hthcp（T2T1） h2h1 （T2T1） （3-12）式中：cp 為定壓比熱，h為焓值，k為絕熱指數(shù)，R為氣體常數(shù)；物理意義：焓值+（動能增量）。6、 何謂伯努利方程？試寫出葉輪的伯努利方程表達(dá)式，并說明該式的物理意義。伯努利方程：（壓能損失方程）葉輪功（葉片功）（含流動損失）Hth Hhyd 0-0 （3-14）總功（全部損失）Htot

19、Hloss 0-0 HhydHlHdf （3-15）物理意義：（三部分）壓能、動能、損失，忽略熱交換和位能。7、 試說明級內(nèi)有哪些流動損失？流量大于或小于設(shè)計流量時的沖角有何變化？由此會產(chǎn)生什么損失？若沖角的絕對值相等，誰的損失更大？為什么？級內(nèi)流動損失（1）摩阻損失Hf （ 平均氣速）；（2）分離損失：邊界層（c0）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)壓器類似分析）；葉輪進(jìn)氣角1葉片進(jìn)口角1A，沖擊分離損失（相當(dāng)于擴(kuò)張角）；流量/設(shè)計流量(進(jìn)氣沖角)i1A1沖擊面分離區(qū)(漩渦區(qū))損失(相同沖角)原因（小qV）正沖角i0工作面（

20、前面）非工作面（背面）較大分離區(qū)易擴(kuò)散（設(shè)計qV）零沖角i0無無無損失（大qV）負(fù)沖角i0非工作面（背面）工作面（前面）較小分離區(qū)較穩(wěn)定（4）二次流損失：垂直環(huán)流；（5）尾跡損失：葉尖繞流；8、 多級壓縮為何采用分段與中間冷卻？分段與中間冷卻：分段（冷卻、抽氣）、中間冷卻（耗功等溫過程）、工藝（排溫，防腐蝕、分解、化合）。9、 示意畫出級的總能量頭與有效能量頭和能量損失的分配關(guān)系。圖3-14）HtotHthHlHdfHpol( )/2HhydHlHdf說明：HtotHthHpolHhydHdfHl( )/210、 示意畫出離心壓縮機(jī)的的性能曲線，并標(biāo)注出最佳工況點(diǎn)和穩(wěn)定工況范圍。性能曲線性能參

21、數(shù)關(guān)系，列表、曲線和方程3種表示方法，有級（機(jī)）性能曲線，圖3-15、圖3-16。特點(diǎn)：曲線（主要3條）：壓比qVin流量或壓力pqVin、多變效率polqVin、功率NqVin；形狀：qVin為形、polqVin為形、NqVin為形（有max點(diǎn)）；最佳工況點(diǎn)：max設(shè)計工況；極限（危險）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；來源：試驗(yàn)測試；要求：max，穩(wěn)定工作范圍（寬）；多級（機(jī)）特性：（與單級對比）(qVin)max、(qVin)min，穩(wěn)定工作范圍（窄），曲線斜度（更陡峭）。11、簡述旋轉(zhuǎn)脫離與喘振現(xiàn)象，說明兩者之間有什么關(guān)系？說明喘振的危害，為防

22、喘振可采取哪些措施？現(xiàn)象：流量個別葉道產(chǎn)生漩渦（邊界層分離）“旋轉(zhuǎn)脫離”（葉道漩渦區(qū)逆向轉(zhuǎn)動）流量大部葉道堵塞（旋轉(zhuǎn)脫離漩渦團(tuán)）出口壓力p管網(wǎng)氣流倒流出口壓力p管網(wǎng)正流供氣流量反復(fù)倒流正流喘振工況；危害：強(qiáng)烈振動、噪聲、性能（p、）下降、軸承和密封損壞、轉(zhuǎn)子定子碰撞機(jī)器嚴(yán)重破壞；特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)脫離頻率、振幅、影響葉片，管網(wǎng)影響較小；喘振頻率、振幅、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、停機(jī)），監(jiān)測（qVin、p）；12、離心壓縮機(jī)的流動相似應(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（進(jìn)口速度）相似、動力相似（重力、粘滯力、

23、壓力、彈性力、慣性力等相似、準(zhǔn)數(shù)Re、Eu、M相等）、熱力相似（熱力過程相似，k、m、pol相等）；離心壓縮機(jī)流動相似條件：幾何相似、葉輪進(jìn)口速度相似、特征馬赫數(shù)M'2uM2u、等熵指數(shù)kk；應(yīng)用：新型設(shè)計、?；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)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、效率、系數(shù)，3-5459式）；近似相似換算（特征MM，或kk）。4、泵4.1.泵的分類泵是把（機(jī)械能）轉(zhuǎn)換成液體的能量，用來（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、其他類型按其形成的流體壓力分為：低

24、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）把液體從吸入管吸入葉輪（葉輪）旋轉(zhuǎn)葉輪吸入液體轉(zhuǎn)換能量，使液體獲得壓力能和動能（蝸殼）把從葉輪流出的液體收集起來以便送入排出管（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：泵在單位時間內(nèi)輸送出去的液體流量，用qv表示體積流量，m3/s揚(yáng)程：單位重量液體從泵進(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：泵軸單位時間的轉(zhuǎn)數(shù)，用n表示,r/min汽蝕余量：單位m功率和效率：泵的功率通常指原動機(jī)傳到泵軸上的

25、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、工作原理在啟動前，應(yīng)關(guān)閉出口閥門，泵內(nèi)灌滿液體，此過程稱為灌泵，3、泵的基本方程泵中的流動一般用三個基本方程，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

26、頭在克服吸水管路裝置中的流動損失并把水提高到Hg的高度后，所剩余的超過汽化壓頭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 采用前置誘導(dǎo)輪 采用雙吸式葉輪 設(shè)計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 增加泵前儲液罐中液面上的壓力來提高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損失5、離心泵的性能及調(diào)節(jié)（1）泵的性能曲

27、線泵在恒定轉(zhuǎn)速下工作時，對應(yīng)于泵的每一個流量，必相應(yīng)地有一個確定的揚(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)定工作的兩個條件是：一是泵具有駝峰狀的性能曲線，二是管路中有能自由升降的液面或其他能儲存和釋放能量的部分。（3）運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)改變工況有三種途徑：改變泵的特性曲線轉(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閘閥調(diào)節(jié) 液位調(diào)節(jié) 旁路分流調(diào)節(jié)同時改變泵和裝置的特性曲線6、相似理論在泵中的應(yīng)用泵的相似流動條件：具備（幾何相似）（運(yùn)動相似）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

28、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)qVqm揚(yáng)程HmN?m/N有效Ne軸N，V，hyd，mnNPSHr揚(yáng)程H H （ZoutZin） m （4-4）說明：壓能動能位能，泵內(nèi)主要壓能（動能和位能0），單位N?m/Nm（單位重量液體能量增值）。2、 試寫出表達(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)(滑移系數(shù))Ht Ht（1 ctg2A

29、 sin2A） m (4-13、14)3、 簡述汽蝕現(xiàn)象，并說明汽蝕的危害。汽蝕Cavitation：空化、空蝕，（來源）空洞、空泡、氣泡；水力機(jī)械特有的，在一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局部pKpV液體汽化氣泡逸出體積葉輪做功p氣泡凝結(jié)潰滅體積空穴形成，液體合圍撞擊、沖擊流道（高壓數(shù)百at、高溫300、高頻3000 Hz）剝蝕表面、擴(kuò)展裂紋、電化學(xué)腐蝕；（液體汽化、凝結(jié)、沖擊、破壞）。嚴(yán)重后果：部件損壞（過流表面剝蝕、麻點(diǎn)、蜂窩、裂紋、穿孔）；性能下降（流量qV揚(yáng)程H效率）；噪聲振動（氣泡潰滅、液體撞擊）；機(jī)器失效（抽空斷流，氣泡堵塞流道）；機(jī)器破壞（葉輪損

30、壞、共振破壞）。易汽蝕泵：高溫泵(鍋爐給水泵)、輕油泵(夏季高溫儲運(yùn)鶴管)，pV。4、 何謂有效汽蝕余量？何謂泵的必需汽蝕余量？并寫出它們的表達(dá)式。有效汽蝕余量NPSHa（泵裝置）：液流自吸液罐（池）經(jīng)吸入管路到泵入口，高出汽化壓力pV所富余的能量頭（4-15、4-17式等）；NPSHa HS HA-SHg m泵必需汽蝕余量NPSHr（泵本身）：液流自泵入口到泵葉輪內(nèi)壓力最低pK處所消耗的能量頭（靜壓能量頭降低值）；NPSHr1 2 m （4-18）式中：11.051.3（流速及流動損失），20.20.4（流體繞流葉片壓降）。5、 提高離心泵抗汽蝕性能應(yīng)采取哪些措施？舉例說明。根據(jù)汽蝕安全條件

31、（4-17）、（4-18）式NPSHa HA-SHg1 2 NPSHr抗汽蝕措施：三方面措施：NPSHa、NPSHr、改進(jìn)葉輪材料；pA：吸液罐增壓、葉輪入口誘導(dǎo)輪（葉輪前增壓）；pV：降溫t（pVf(t)）、吸液罐冷卻（夏季輕油品輸送）；HA-S：改善吸入特性，阻力損失；流量qV、轉(zhuǎn)速n、管徑d、管長l、閥門彎頭管件數(shù)量、局部阻力損失，閥門開度；Hg：泵安裝位置ZS、吸液罐位置ZA（灌注頭）；1、2：改進(jìn)葉輪入口（圖4-9，阻力損失，流線型，緩慢繞流），微正沖角（i1A1）；c0、w0：葉輪入口D0、輪轂直徑dh、葉輪入口寬度b1、雙吸葉輪；葉輪材料：強(qiáng)度、硬度、韌性、化學(xué)穩(wěn)定性、表面光潔度，抗腐蝕、抗疲勞、抗剝落；不銹鋼2Cr13、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻NiCr合金、鋁鐵AlFe青銅9-4等。6、 示意畫出離心泵的特性曲線，并說明每種特性曲線各有什么用途。特性曲線形狀用途類型1揚(yáng)程HqV選型操作平緩、陡降、駝峰2功率NqV啟動運(yùn)行選驅(qū)動機(jī)平緩、陡峭(離心泵關(guān)閥、軸流泵開閥)3效率qV工作范圍經(jīng)濟(jì)性峰值max(±7%max高效工作范圍)4吸入特性NPSHrqV判斷汽蝕工況緩升NPSHrqVHsmaxqV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