四離心泵與軸流泵

流體機械第四章

葉片式流體機械4.1概述

葉片式流體機械在國民經濟的各個部門以及人民生活中都有廣泛的應用。在石油工程上，葉片式流體機械主要用在油田注水、油井采油、油品輸送以及作為鉆井泵的灌注用泵等；而軸流泵用作熱電站中的循環(huán)水泵、油田供水用泵等。本章主要介紹葉片式流體機械（離心泵）的結構、工作原理、特性曲線、水力設計和選擇使用等問題。4.1.1離心泵的工作原理圖4-1離心泵工作原理示意圖

l-葉輪；2-葉片；3-螺殼；4-吸入管；5-排出管

離心泵開始工作后，充滿葉輪的液體由許多彎曲的葉片帶動旋轉。在離心力的作用下，液體沿葉片間流道，由葉輪中心甩向邊緣，再通過螺形泵殼(簡稱螺殼)流向排出管。隨著液體的不斷排出，在泵的葉輪中心形成真空，吸入池中液體在大氣壓力作用下，通過吸入管源源不斷地流入葉輪中心，再由葉輪甩出。葉輪的作用是把泵軸的機械能傳給液體，變成液體的壓能和動能；螺殼的作用則是收集從葉輪甩出的液體，并導向排出口的擴散管。由于擴散管的斷面是逐漸增大的，使得液體的流速平緩下降，把部分動能轉化為壓能。在有些泵上，葉輪外緣裝有導葉，其作用也是導流及轉換能量。在吸入管上及排出口的擴散管后分別裝有真空表和壓力表，用以測量泵進口處的真空度及出口壓力，從而了解泵的工作狀況。4.1.2離心泵的工作特點

（1）工作件(葉輪)等速旋轉，液流均勻、平穩(wěn)。（2）液體被葉輪甩出后其壓能與動能均增加，再經轉能裝置，把動能轉化為壓能，液體所能增加的壓能有限。（3）吸入和排出在時間上是同時進行的，從而取消了泵閥（4）泵的流量隨壓力的增加而減少，調節(jié)方便。4.1.3離心泵的分類離心泵通常按葉輪數目、葉輪結構、泵殼結構特點及其用途等進行分類。葉輪數目葉輪吸入方式

泵殼結構

單級泵和多級泵單吸泵和多吸泵螺殼泵和透平泵4.1.3離心泵的特性參數（1）流量。是指泵在單位時間內所輸送的液體體積,用Q來表示,其單位為L／s或m3

/h。（2）壓頭(或揚程)。是指每一單位重量(N)的液體通過泵后,其能量的增加值,用H示,其單位為J／N或m；由于一般離心泵的工作壓力不高，所以通常不采用MPa，而只用“m液柱”來表示壓頭的大小。（3）功率。離心泵的功率通常是指泵的軸功率，也就是動力機輸入到泵軸的功率，以N軸表示，其單位為kW。單位時間內流過離心泵的液體從泵那里得到的能量叫做有效功率，用N表示。（4）效率。任何泵不可能把動力機輸入的軸功率完全傳遞給液體，成為有效功率，因為在泵內有各種能量損失。泵的效率為有效功率與軸功率之比。（5）轉速。指泵軸每分鐘的轉數，其單位為r/min。4.2離心泵的典型結構及主要零部件

4.2.1離心泵的典型結構在石油工程上使用著各種類型的離心泵。在壓頭不大的場合，往往使用單級離心泵；在注水站和長距離輸油干線上，需要很大的壓頭，使用多級離心泵；在一些特殊的場合，送熱油產品或從深井中采油，要用不同類型的熱油泵或多級電動潛油泵。圖4-2單級懸臂式B型泵1-帶吸入短管的泵蓋；2-密封環(huán)；3-葉輪的環(huán)狀突起；4-泵殼；5-葉輪；6-鎖緊螺母；7-泵軸；8-填料套筒；9-填料；10-壓緊套筒；11-支承架；12-13一軸承圖4-3分段式多級高壓注水泵1-吸入端蓋；2-第一級葉輪；3-第一級導葉；4-中間級葉輪；5-中間級導葉；6-段；7-最末級的導葉；8-排出端蓋；9-軸封裝置；l0-滑動軸承；11-壓緊裝置；12-底座4.2.2離心泵的主要零部件離心泵的主要零部件有葉輪、泵殼、導葉、軸、軸承、密封裝置及軸向力平衡裝置等。1.葉輪葉輪是離心泵中最重要的零件，它將動力機的能量傳給液體。圖4-4所示為單吸式葉輪，它由兩個輪蓋構成，一個蓋板帶有輪轂，泵軸從其中通過，另一蓋板形成了吸入孔。蓋板之間鑄有葉片，從而形成一系列流道，葉片一般為6～12片，視葉輪用途而定。圖4-5所示為雙吸式葉輪。在這種葉輪上，兩個輪蓋都有吸入孔，液體從兩側同時進入葉輪。

圖4-4葉輪和導葉圖4-5雙吸式葉輪2.泵殼是一個液體能的轉能裝置，分為有導葉的透平泵泵殼和螺旋形的泵殼兩種。螺殼泵的泵殼結構很簡單，如圖4-6和圖4-7所示。圖4-6螺殼泵泵殼及擴散管圖4-7雙層螺殼和加導葉的螺殼結構3.導葉導葉的作用與螺殼相同，它用于分段式多級泵中，具有結構緊湊和在各種工況下平衡徑向力的優(yōu)點。導葉按其結構型式可分為徑向式導葉和流道式導葉。圖4-8和圖4-9中給出徑向式導葉和流到式導葉的結構。圖4-8徑向式導葉圖4-9流道式導葉4.密封裝置為了保證泵的正常工作，應當防止液體外漏、內漏或外界空氣吸入泵內，因此必須在輪與泵殼間、軸與殼體間都裝有密封裝置。圖4-10葉輪的密封環(huán)圖4-11機械密封簡圖1-靜環(huán)；2-動環(huán)；3-彈簧；4-傳動彈簧座；5-固定螺釘；6、8-密封圈；7-防轉銷；9-壓蓋圖4-12軟填料密封裝置1-套筒；2-填料；3-封漏環(huán)；4-壓蓋；5-填料盒

5.軸向力平衡裝置

圖4-13離心泵的軸向推力圖1，2-葉輪兩側空間；3-密封環(huán)4.3離心泵的基本工作理論4.3.1葉輪流道投影圖及主要尺寸

葉輪流道的幾何形狀常用軸面投影圖和平面投影圖來表示，見圖4-14。圖4-14葉輪投影圖

a)軸面投影；(b)平面投影D0—葉輪的進口直徑；D1,D2—葉輪的葉片進、出口直徑；b1,b2—葉輪的葉片進、出口寬度；—葉輪的葉片進、出口的結構角，是葉片進、出口端部中線的切線和圓周切線的夾角，在離心泵中，一般小于40°；t—節(jié)距。

4.3.2葉輪內液體的運動

圖4-15液體質點在葉輪內的運動情況1．葉輪進口速度三角形圖4-16葉輪內液體的運動1.葉輪進口速度三角形液體進入葉片流道的相對速度可由下式確定：已知和就可由繪制的進口速度三角形,求得相對速度如圖4-16所示。圖4-16葉輪內液體的運動4-12.葉輪出口速度三角形

圓周速度與相對速度的合成，即為出口處液體的絕對速度。

圖4-17進口速度三角形隨流量而變的情況4-24.3.3離心泵的基本能量方程式

假設：①葉輪具有無限多、無限薄的葉片，這樣就可以認為液體質點是完全按照葉片形狀規(guī)定的軌跡運動的；②液體是理想的，即液體沒有粘性，流動時沒有摩擦阻力損失。圖4-18液體運動速度圖以表示每秒內流過葉輪的液體質量，那么在半徑的葉輪進口處，液體相對于葉輪軸線的動量矩為在半徑為的葉輪出口處，液體相對于葉輪軸線的動量矩為液體動量矩的增加應等于作用在液體上的外力矩，即由圖4-18所示的速度三角形可知考慮到

式中

——通過葉輪的液體的重量流量，N/s；

——重力加速度，m／s2——液體的密度，kg/m24-34-4將上述有關式子代入式(4-3)，可得假設液體通過葉輪時沒有能量損失，根據能量守恒定律，葉輪消耗的機械功率應全部變成液體的水力功率，即為葉輪的旋轉角速度；為葉輪傳遞給每一N重量液體的能量稱為泵的理論壓頭。因為假定葉輪葉片為無限多，所以用表示。4-54-6因此，離心泵的理論壓頭等于：4-7上式就是離心泵的基本能量方程式。因（4-7）可改寫為：4-8由于在一般離心泵中，液體通常是沿徑向進入葉輪，即因此，基本能量方程式可簡化為：4-9，

從式(4-9)可見，離心泵的理論壓頭與出口圓周速度(或葉輪外徑及轉速n)，出口絕對速度的周向分量（或及等)有關。當葉輪的外徑越大、轉速越高以及越大、越小時，離心泵給出的理論壓頭也越大。在基本能量方程式中，沒有包含液體物理性質的參數(如密度、粘度等)，所以此式適用于輸送任何物理性質的液體。離心泵的基本能量方程式的另一種表達式可得：4-10式(4-10)的右端前兩項代表壓頭中壓能的增量部分，稱為靜壓頭。其中是液體在圓周(牽連)運動中由離心力作功，使液體在葉輪出口處壓能的增加值；是由于一般葉輪流道略帶擴散性，所以從葉輪進口到葉輪出口，液體的相對速度是減小的，從而使部分動能轉換為壓能。式(4-10)的右端最末一項是液體動能的增值部分，稱為動壓頭。即：由此可知，泵的理論壓頭是液體壓能增量部分與動能增量部分的總和，即：4-11在離心泵葉輪的設計中，一般盡量使壓能增量大些，動能增量小些，因為動能的增加引起流速變大，使葉輪流道內或進壓出室后液流的水力損失都相應地增加，從而使泵的效率下降。離心泵中，一般采用，即葉片向后彎的葉輪，反應系數為0.7-0.75。4.3.4葉片出口角對離心泵理論壓頭的影響從離心泵的基本能量方程式(4-9)可見，泵的理論壓頭與葉輪出口處絕對速度的圓周分速成正比，而則可由確定。因此，泵的理論壓頭可用下式求得4-12上式表明，理論壓頭和葉片出口處的結構角有密切關系。根據葉片出口角的變化，可以分為三種情況如圖4-19：①葉片朝葉輪旋轉方向的后方彎曲，a即②葉片出口沿半徑方向，b即③葉片朝葉輪旋轉方向的前方彎曲，c即圖4-19離心泵葉輪的三種結構4.3.5葉輪片數對離心泵理論壓頭的影響圖4-20圓形容器內的相對運動（a）（b）圖4-21葉輪流道內相對速度的分布

(a)葉片無限多時；(b)葉片有限多時圖4-22有限葉片數時葉輪出口速度三角形離心泵葉輪的葉片數通常在6～12之間，一般不超過9個。4.3.6離心泵內的損失及泵的功率和效率

在離心泵轉換能量過程中，不是所有的機械能都能成為有效功，運轉時不可避免地會有能量損失。因此，要提高泵的效率，做到合理地選擇和使用離心泵，必須研究泵內的各種損失。泵內的能量損失可分為：水力損失、容積損失和機械損失三類。1.水力損失①阻力損失

②沖擊損失泵內總的水力損失為：

圖4-23離心泵的水力損失泵的有效壓頭因而，水力效率為4-134-14上式的理論壓頭是表示有限葉片數時葉輪傳給每N液體的能量，而有效壓頭則表示每液體從離心泵凈得的有效能量。2.容積損失主要是由于高壓液體在泵內竄流和向泵外漏失引起的。實際有效流量為4-15容積效率為4-16圖4-24離心泵的漏失

泵的容積效率值一般為0.93～0.98。當泵的尺寸較大時，這個效率會有所提高。改善密封環(huán)及密封結構，可以降低漏失量，提高泵的容積效率。在檢修離心泵時，檢查密封環(huán)的完好情況是十分必要的。3.機械損失機械損失是指葉輪蓋板兩側面與液體之間的摩擦損失(也圓盤損失)，以及泵軸在密封裝置、軸承等機件間旋轉時的摩擦損失。機械效率為4-17圖4-25q-H關系曲線式中—泵軸上輸人的功率；—葉輪傳遞給液體的轉化功率。

通常，泵的機械效率為0.9～O.95。在輸送粘性液體時，由于圓盤損失顯著增加，機械效率會大大降低。

液體通過離心泵得到的有效功率為(kW)(4-18)

葉輪傳給液體的轉化功率為(kW)(4-19)

泵的轉化效率，即表示流道部分完善程度的效率為(4-20)泵的總效率為(4-21)離心泵的總效率最高可達0.85～0.9。離心泵的軸功率和總效率都是由實驗測定的，并標注在產品樣本上。表4-1不同類型離心泵的效率值

效率泵類型大流量泵

0.95～0.98

0.95

0.95～0.97小流量低壓泵

0.90～0.95

0.85—0.90

0.90～0.95小流量高壓泵

0.85～0.90

0.80～0.85

0.85～0.904.4離心泵的特性曲線圖4-26離心泵的特性曲線4.4.1離心泵內的特性曲線及其用途

壓頭一流量功率一流量效率一流量對應不同的轉速有不同的特性曲線。一般用流量作橫坐標，其他幾個參數作縱坐標，如圖4-26所示。每一個流量都有相對應的壓頭、功率和效率，它代表泵的一種工作狀態(tài)(簡稱工況)。對應最高效率時的工況稱為最優(yōu)工況，相應的參數用下標“opt”表示。設計泵時所選定的一組參數，即設計工況應與最優(yōu)工況相重合。1.H-Q曲線—是離心泵選擇和使用的主要依據。駝峰式陡降式平坦式—壓頭變化較大時流量變化較小，適用于壓力波動而流量基本上保持不變的場合?！斄髁孔兓^大時壓頭變化較小，或者當壓頭改變很小時流量變化較大。一般離心泵都具這種特性曲線形式，適用于調節(jié)排出閥門改變流量以及流量自動調節(jié)的場合?！环€(wěn)定工作段，應避免使用。圖4-27離心泵的特性曲線形式2.曲線—是合理選擇離心泵的動力機功率和操作啟動泵依據。

一般離心泵在時軸率最小，所以必須關閉排出閥門啟動離心泵最有利。3.曲線—是檢查離心泵工作經濟性的依據

.為了擴大離心泵的使用范圍，各種泵都規(guī)定一個高效工作區(qū)，一般取最高效率以下7％范圍內備點所對應的工況點為高效工作區(qū)。離心泵在高效工作區(qū)內工作便認為是經濟合理的。在有些泵樣本中，只繪出高效工作區(qū)內的泵特性曲線。4.4.2離心泵內的特性曲線的理論分析

1.H-Q特性曲線的分析圖4-28特性曲線形式2.特性曲線的分析圖4-27特性曲線的分析3.特性曲線的分析圖4-28特性曲線的分析4.4.3液體粘度對離心泵特性曲線的影響

1.液體的粘度對離心泵特性曲線的影響隨著液體粘度的增加，和特性曲線都要下降，而特性曲線則要上升。液體粘度越大，這種變化越明顯。

產生上述變化的原因是：隨著液體濃度的增加，泵內液體的流動過程發(fā)生了變化。當粘性液體沿葉輪流道的壁面流動時，形成了較厚的邊界層。在邊界層內的切向粘滯力對液流起阻滯作用。隨著液體粘度的增加，這種阻滯作用逐漸擴大到葉片間的液流中，使其流速降低，從而了減小了泵的流量。同時，隨著液體粘度的增加，泵內水力阻力也增大，使泵的壓頭下降。此外，由于葉輪的圓盤損失、密封環(huán)的摩擦損失都隨粘度的增加而變大，使得泵軸所需功率上升，而其機械效率下降。雖然泵的容積損失因液體粘度的增加而略有減小，即容積效率略有提高，但是水力效率下降得更明顯，因此，離心泵輸送粘性液體時總效率仍然是下降。圖4-29離心泵輸送不同粘度液體時特性曲線的變化4.4.3輸送粘性液體時對離心泵特性曲線的換算目前，有關特性曲線的換算方法很多，常用前蘇聯(lián)列波可夫所推薦的輸送粘性液體時離心泵特性曲線的換算方法。實踐證明，將此法用于換算電動潛油離心泵及其他石油工程用離心泵輸送粘性液體時的特性曲線，精度較高，換算簡便。圖4-30中給出列波可夫所推薦的換算系數圖解。圖4-30離心泵輸送粘性液體時特性曲線換算系數圖解當已知某臺離心泵輸送常溫清水的特性曲線時，利用下列關系式換算成輸送粘性液體的特性曲線：

（4-22）

（4-23）

（4-24）式中—分別為輸送粘性液體時的壓頭、流量和效率；

—分別為輸送20℃清水時的壓頭、流量和效率；—分別為壓頭、流量和效率的換算系數。輸送粘性液體時的泵軸功率可由下式確定：(4-25)式中—粘性液體的密度。4.5離心泵的相似理論及其應用1.幾何相似幾何相似指的是在兩臺相似的離心泵中，流道部分的幾何形狀必須相似。為此，其相應的結構尺寸成比例，各相應的結構角都相同2.運動相似運動相似指的是在兩臺幾何相似的泵中，流道中對應點的流速方向一致和大小成比例。也就是相似液流中對應質點的運動軌跡相似，而且流速的比值相同，即速度三角形相似圖2-31所示。4.5.1離心泵的相似概念和相似公式圖4-31速度三角形相似3.動力相似動力相似是要求在流道的對應點上液體的重力、壓力和粘性力等都成一定的相似關系。其中特別是粘性力的影響，它主要取決于雷諾數的大小。但在一般離心泵中，雷諾數都很大，雷諾數的一些差異對液流阻力及運動狀況的影響不顯著，所以當前面兩個條件滿足時，動力相似往往也是滿足的。（4-26）相似公式4.5.2離心泵在改變轉速時的特性曲線與通用特性曲線圖4-32轉速改變時離心泵的特性曲線

圖4-33離心泵的通用特性曲線4.5.3比轉速——離心泵的相似準數比轉數是一個能說明離心泵結構與性能特點的參數，它是利用相似理論求得的。取一臺相似泵作為標準泵，它在壓頭水柱，有效功率kW（即流量）時，轉速r/min，就定義為比轉速，有公式如下：(4-27)所以比轉速的定義就是：它是某一標準泵葉輪的轉速，該標準泵和同一類型泵幾何相似，水力效率和容積效率相同；它在壓頭水柱，有效功，即流量時具有的轉速。一種類型的離心泵只有一個比轉數，而不同類型的離心泵具有不同的比轉數。比轉數值與泵的壓頭及流量有關。泵的壓頭越大，流量越小，其比轉數越??；而泵的壓頭越小，流量越大，則其比轉數就越大。從離心泵的特性曲線可知，同一臺泵，其壓頭及流量是改變的。當壓頭及流量改變后，比轉數當然也要改變，即離心泵的每一工況都有自己的比轉數。但是，應該注意，實際上對每臺泵通常只給出一個比轉數。這指的是其最優(yōu)工況時的比轉數。對于單級單吸式泵，其比轉數為對于多級單吸式泵，一般只以其一級的壓頭來計算比轉數，其比轉數為為葉輪級數。對于單級雙吸式泵，葉輪數相當于兩個單吸葉輪，流入葉輪的流量左右各半，其比轉數為4.6離心泵的的氣蝕與最大允許安裝高度4.6.1氣蝕現象當葉輪進口處某點的壓力降低到輸送溫度下液體的汽化壓力時，就有一部分液體汽化，生成汽泡。蒸汽泡被液流帶到壓力較高的區(qū)域時迅速凝結。在凝結過程中，汽泡周圍的液體就以高速向汽泡中心運動，從而產生嚴重的水擊現象。水擊的地方產生非常巨大的瞬時壓力(可達幾十個MPa)，如汽泡緊貼在葉輪或其他部分的金屬表面上，這里就會受到沖擊，同時由于氧的析出和伴隨汽泡凝結過程所產生的局部高壓和高溫，使葉輪表面受到化學腐蝕。這種液體的汽化、凝結、水擊和腐蝕的綜合就稱為汽蝕現象。汽蝕現象對于離心泵的危害性很大，因此，離心泵即使在輕微的汽蝕現象下長期工作也是不允許的。汽蝕主要是由于葉輪進口處的壓力低于液體的汽化壓力引起的。造成葉輪進口處壓力過分降低的原因可能：吸入高度過高；所輸送的液體溫度較高；氣壓太低(如泵在海拔較高的地方使用)以及泵內流道設計不完善而引起液流速度過高等。圖4-34離心泵中的汽蝕現象圖4-35泵在發(fā)生汽蝕時的特性曲線4.6.2離心泵的吸入真空度和最大允許安裝高度的確定圖4-36離心泵裝置圖離心泵的最大允許安裝高度允許吸上真空度

4.6.3離心泵的汽蝕余量和最大允許安裝高度的計算

1.有效的汽蝕余量有效的汽蝕余量是指液體從吸入池經吸入管線到達泵吸入口后，所余的高出汽化壓頭的那部分能量。當泵運轉時，不發(fā)生汽蝕的必要條件是式中為規(guī)定的允許汽蝕余量。

2.必需的汽蝕余量必需的汽蝕余量又稱為泵的汽蝕余量。式中——葉輪進口處的平均流速；——絕對流速變化及水力損失引起的壓降系數，一般情況下——液體繞流葉片頭部引起的壓降系數，一般在無沖擊入流的情況下，根據專門的試驗研究，得出必需汽蝕余量的計算公式有：式中——泵的轉速，r/min；

——泵的流量，m3/s。C成為汽蝕比系數，是一個表示離心泵汽蝕性能的系數表4-2汽蝕比轉速和比轉速的數據

50～70

70～8080～150

150～200

600～750

800

800～1000

1000～1200設計離心泵時，還常用來計算對于單吸泵對于雙吸泵3.離心泵最大允許安裝高度的另一種表達式4.6.4改善泵吸入性能的措施

1.適當加大葉輪吸入口直徑2.合理選取葉片進口沖角3.采用雙吸式葉輪4.改進葉片進口邊位置及前蓋板的形狀5.加誘導輪圖4-37離心泵前置誘導輪4.7離心泵的軸向力及平衡4.7.1軸向力的計算離心泵的軸向力主要包括下列兩部分：①葉輪前后兩側因液體壓力分布情況不同(輪蓋側壓力低，輪盤側壓力高)引起的軸向力，其方向為自葉輪背面指向入口。②液體流入和流出葉輪的方向和速度不同而產生的動反力，其方向與相反。

此外，對入口壓力較高的懸臂式單吸泵，還需考慮作用在軸端上的入口壓力引起的軸向力，其方向與相反。對于立式離心泵，其轉動部分重量也是軸向力。圖4-38葉輪前后兩側液體壓力分布離心泵軸向力的經驗計算公式1.葉輪前后兩側壓差引起的軸向力的計算2.液體作用于葉輪入口的動反力的計算式中——液體的質量流量，kg／s；

——液體的重量流量，N／s；

——葉輪進口處液體速度，m／sc的作用方向由入口指向輪盤，與的作用方向相反。所以，總的軸向力為一般情況下，較大，很小，所以的方向總是指向吸入口。只有在啟動時，由于正常壓力尚未建立，動反力的作用才較明顯。4.7.2軸向力的平衡1.單級離心泵的平衡措施圖4-39平衡孔和平衡管(1)采用雙吸式葉輪(2)開平衡孔或裝平衡管(3)采用平衡葉片在葉輪輪盤背面鑄出幾條徑向筋片圖4-40葉輪背面帶平衡葉片2.多級離心泵的平衡措施(1)對稱布置葉輪(2)采用平衡鼓(即荷盤)(3)采用自動平衡盤圖4-41對稱布置葉輪方案圖4-42平衡鼓簡圖圖4-43自動平衡盤裝置簡圖4.8離心泵在管線上的工作4.8.1離心泵工況點的建立圖4-44管線特性曲線圖4-45確定泵的工況點4.8.2離心泵流量的調節(jié)1.改變管線特性曲線的調節(jié)方法圖4-46調節(jié)排出閥門時管線特性曲線的變化2.改變泵特性曲線的方法(1)改變泵軸轉速(2)車削葉輪外徑(3)調節(jié)吸入閥門圖4-47不同轉速時的工況點圖4-48車削葉輪外徑時泵特性曲線的變化4.8.3離心泵的串聯(lián)和并聯(lián)工作1.串聯(lián)工作圖4-49泵的串聯(lián)工作兩臺泵串聯(lián)時的總壓頭等于兩泵在相同流量時的壓頭之和，兩泵的流量必然相同。為了保證兩臺泵都能在高效區(qū)工作，要求它們最優(yōu)工況點的流量相等或相接近。2.并聯(lián)工作圖4-50泵的并聯(lián)工作兩泵并聯(lián)時的總流量等于兩泵在相同壓頭時的流量之和。圖4-51相同特性曲線的泵的串聯(lián)、并聯(lián)運轉4.9離心泵的選擇4.9.1離心泵的特性曲線型譜圖4.9.2離心泵的選擇步驟根據鉆井、采油和油品集輸工藝的要求選擇離心泵時，必須考慮以下幾點：①應滿足工藝過程提出的對流量、壓頭及輸送液體性質的要求；②應具有良好的吸入性能，軸封裝置嚴密可靠，潤滑冷卻良好，零部件有足夠的強度，以及便于操作和維修；③泵的高效工作區(qū)域寬，能適應工況的變化；④泵的尺寸小，重量輕，結構簡單，制造容易，成本低；⑤其他特殊要求，如防爆、耐腐蝕等。1.列出選擇用原始數據2.估算泵的流量和壓頭3.選擇泵的類型及型號4.核算泵的特性參數5.計算泵的軸功率和動力機功率選擇步驟4.10軸流泵的結構、工作原理和基本方程4.10.1軸流泵的結構和基本原理圖4-54軸流泵的結構簡圖1-吸入管；2-葉輪；3-導葉；4-彎管；5-排出管液體從吸入管進入葉輪，它和葉輪葉片相互作用，獲得能量，然后通過導葉和彎管，進入排出管。軸流泵是利用導葉對繞流液體產生升力而輸送液體的。4.10.2軸流泵的基本方程式1.液體在葉輪中的運動分析(1)進口速度三角形

圓周速度為式中——圓柱流面所在直徑；

——泵的轉速。進口前的軸面速度為式中——葉輪外徑；

——葉輪上殼直徑；

——軸流泵的容積效率，一般

，設計時常取；——軸流泵的實際流量。絕對速度的圓周分量由吸人條件決定，通常。(2)出口速度三角形

圓周速度為軸面速度為絕對速度的圓周分量由葉片泵的基本方程式來確定

式中——泵的理論壓頭。圖4-55葉輪的進、出口速度三角形

2.軸流泵中液流對柵中翼型的作用力圖4-56翼型的特性曲線圖4-57翼型極曲線式中——柵中翼型的升力系數；

——柵中翼型的迎面阻力系數；

——葉柵中相對速度的幾何平均值；

——柵中翼型的最大投影面積，。4.11軸流泵的特性曲線及其運行調節(jié)4.11.1軸流泵的特性曲線圖4-58軸流泵的特性曲線圖4-5928CJ56型軸流泵綜臺特性曲線4.11.2軸流泵的運行調節(jié)改變軸流泵的轉速可以改變其特性曲線的位置，以達到調節(jié)運行工況的目的。實踐證明，變轉速時軸流泵的最高效率仍然比較接近，所以也擴大了軸流泵的高效率運行區(qū)。但是，實際上轉速的改變往往受到具體條件的限制，所以一般情況下都采用改變葉片安放角的方式來調節(jié)泵的運行工況點。軸流泵的調節(jié)方法，一般采用下列兩種：改變葉片的安放角；改變軸流泵的轉速。前者根據結構和調節(jié)方式不同，又可分為半調節(jié)葉片式和臣調節(jié)葉片式兩種。半調節(jié)葉片式軸流泵．4.12葉片式流體機械的研究發(fā)展方向同學自行查閱文獻，提出最新研究進展和方向TheEnd第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內所排送的相當第一級吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過。滑(葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉并保證60000小時以上安全運轉的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數—相對容積C、容積系數λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數λp表示：保證