第一章 往復泵

1、Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 1第一章第一章 往復泵往復泵一、往復泵的主要結構往復泵是一種容積式泵，利用活塞或柱塞在泵缸內的往復運動來輸送液體泵缸、活塞、吸入閥、排出閥、曲柄連桿機構第一節(jié) 往復泵的結構和工作原理Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 2行程：活塞左、右死點（上、下死點）間的距離二、往復泵的工作原理活塞或柱塞在原動機的驅動下，在泵缸內作往復運動吸入行程：工作容積增加，缸內壓力下降，吸入閥打開，排出閥關閉，液體進入缸內。排出行程：工作容積減

2、少，缸內壓力增加，吸入閥關閉，排出閥打開，液體排出泵缸。Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 3三、往復泵的類型往復泵分類結構形式分驅動方式分泵缸中心線分有效行程分活塞式：活塞環(huán)密封，流量大，壓頭低柱塞式：密封長度大，流量小，壓頭高直動式：氣體、液體和蒸汽驅動。機動式：電動機、柴油機驅動手動式：人力驅動臥式：泵缸中心線與安裝平面平行立式：泵缸中心線與安裝平面垂直單作用：兩個行程，一次吸入，一次排出雙作用：兩個行程，兩次吸入，二次排出差動式：兩個行程，一次吸入，二次排出Marine Auxiliary MachineryMari

3、ne Auxiliary Machinery 4雙作用往復泵雙作用往復泵Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 5第二節(jié)第二節(jié) 流量和流量不均勻度流量和流量不均勻度一、平均理論流量和容積效率1、平均理論流量QTSnIDQT241=（1）單作用泵缸（2）單缸雙作用SnIdDQT）（22-241=D :活塞直徑，S :工作行程， n : 活塞每分鐘往復次數，I: 泵缸數d : 活塞桿直徑2、容積效率v：表示泵流量損失的多少TTTTQQQQQQQ-1=-=vMarine Auxiliary MachineryMarine Auxili

4、ary Machinery 6Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 7QQT ?吸入閥和排出閥開、閉遲緩閥與閥座、活塞與泵缸、活塞桿與填料函間的泄漏進入的、溶解在液體中的氣體分離占據泵缸空間高壓下液體壓縮影響等因素往復泵的容積效率與活塞在單位時間內的往復次數、液體性質、泵的工作壓力以及泵的制造和裝配質量有關額定流量（m3/h)30300容積效率()85-9090-9595-99Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 8二二 、瞬時流量、瞬時流量Qi 和流量不均勻

5、度和流量不均勻度 Q1.1.瞬時流量瞬時流量Q Qi i ：表示泵在某一時刻的流量。：表示泵在某一時刻的流量。Q Qi i = Av = Avi i（v vi i：活塞的瞬時速度）：活塞的瞬時速度） v vi i = v = vB B = v = vc c （v vB B: :十字點十字點B B的速度的速度;v;vc c: :曲柄端點在中心線上的投影。曲柄端點在中心線上的投影。 簡化條件：連桿長度與曲柄半徑之比簡化條件：連桿長度與曲柄半徑之比R/L0.2R/L0.2。）。） 則：則：x xc c= R Rcos= R Rcos = R = R（1- cos1- cos ） 所以所以v vi i

6、 = v = vc c= dx= dxc c/dt = Rsin/dt = Rsin d d /dt =R/dt =R sinsin Q Qi i = Av = Avi i = AR = AR sinsin 單缸單作用往復泵瞬時流量單缸單作用往復泵瞬時流量Q Qi i 按正弦規(guī)律變化按正弦規(guī)律變化Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 9電動往復泵瞬時速度分析圖Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 10多缸往復泵瞬時理論流量曲線如何計算多缸往復泵瞬時理論流量曲線

7、？如何計算多缸往復泵瞬時理論流量曲線？Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 11TiQQQmax=RnAnARASnARQ=22=122Q2 2 流量不均勻度流量不均勻度 Q Q：表示泵流量不均勻的程度。：表示泵流量不均勻的程度。Qimax：最大瞬時流量計算不同缸數的Q單缸單作用 雙缸單作用 Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 12Q的變化規(guī)律：不是按缸數增加單調減少，而是按1、3、5、7或2、4、6、8減少。奇數QPPv v液液。 P Pv v液液與與T

8、T液液有關，有關，T T液液越高，越高， P Pv v液液也越高，越容易發(fā)生汽蝕。也越高，越容易發(fā)生汽蝕。例：水的溫度為100 時，它的Pv液=Pa，這時即往使復泵本身具有自吸能力，也無法在HB0的條件下正常工作。水溫5102030405060708090100飽和壓力mH2O0.090.120.240.430.751.262.033.184.837.1510.33Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 18（2）幾何安裝高度對吸入性能的影響HB越大，活塞表面真空度也越大，就越容易發(fā)生汽蝕，為了保證泵正常的吸入性能，必須使HB盡

9、可能的低。例：船上的某些泵，如鍋爐給水泵，因其水溫較高，常將泵裝在吸水液面以下的位置，即HB0，該泵需在一定的灌注高度下工作，以防止發(fā)生汽蝕。Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 19（3）原動機轉速對吸入性能的影響吸入過程中，活塞表面壓力主要受不穩(wěn)定流動慣性力的影響，而不穩(wěn)定流動慣性力主要是由原動機轉速產生的。限制了原動機的轉速即限制了不穩(wěn)定流動慣性力可以用下式計算出活塞往復運動的最高轉速nRALAphHpnttvwBa）（-30往復泵轉速一般在200300r/min,最高在500r/min左右Marine Auxiliar

10、y MachineryMarine Auxiliary Machinery 20三、排出過程分析排出過程中，P活塞的變化主要受液體慣性力的影響，并且在排出行程剛開始時， P活塞達到最高值水擊現象：由于液體動量的急劇變化（流量或流速）引起管道內壓力的急劇變化，好似液體重擊在物體上。水擊現象排出管路很長原動機轉速較高活塞面積較大液流不連續(xù)噪聲、管路振動管路內壓力急劇變化Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 21四、空氣室為改善往復泵的工作，應減小不穩(wěn)定流動慣性力，或使吸入管和排出管的流動盡量均勻。設置空氣室可以減小不穩(wěn)定流動慣性力

11、，可以使流動均勻?？諝馐医Y構：密閉的金屬容器，上部充滿空氣空氣室分類吸入空氣室排出空氣室Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 221.吸入空氣室吸入空氣室設置在泵的吸入口處，其將吸入管分為兩段，靠近泵吸入口處的一段為短管，另一段為長管短管內，液體的流動沒有改變，但因管道短，總的慣性力較小，對泵的吸入過程影響較小定期從吸入空氣室中抽出氣體定期從吸入空氣室中抽出氣體（哪里來的氣體（哪里來的氣體?)?)長管內，Q泵 時，因Hw ，使Q長管 ，短管吸入存貯在空氣室中的液體；Q泵 時， Hw 降低，使Q長管 ，液體存儲在空氣室中。這樣使

12、Q長管趨于均勻，大大降低長管內的慣性力，改善吸入性能。Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 23Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 242 排出空氣室排出空氣室空氣量會減少排出空氣室空氣量會減少( (為什么會減少？為什么會減少？) )空氣室和泵之間的流量不均勻，空氣室之外的管路流量均勻排出空氣室作用：降低排出流量和排壓波動波動，防止水擊現象吸入空氣室作用：降低吸入流量和吸壓波動波動，防止汽蝕現象在排出過程中，Q泵 時，因Hw ，液體部分被存貯在排出空氣室；Q

13、泵 時，被存貯的部分液體排出。這樣，使排出管內的流動趨于均勻，降低了排出管內的慣性力Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 25第四節(jié)第四節(jié) 特點和性能曲線特點和性能曲線往復泵特點具有較強的自吸能力：啟動時不需要灌水，幾何安裝高度較大具有較高的壓頭：壓頭與負載、軸功率、零件強度和密封條件有關，與流量無關。啟動前應把排出閥完全打開，同時設有安全閥理論流量與工作壓頭無關高壓頭、小流量下效率較高流量不均勻（有脈動），工作時會產生振動、沖擊和噪音。不宜輸送含有固體顆粒的液體（必需安裝濾器）Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 26二、性能曲線以曲線的形式將泵性能參數間的關系表示在一定的坐標上稱為泵的性能曲線往復泵，其壓頭隨工作條件而變化，而流量、效率和功率隨壓頭而變化。因此，往復泵的性能曲線是：流量 壓頭效率 壓頭軸功率 壓頭Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 27H-HQ-HNb-HO、Nb、Q往復泵性