1、Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 1第一章第一章 往復(fù)泵往復(fù)泵一、往復(fù)泵的主要結(jié)構(gòu)往復(fù)泵是一種容積式泵，利用活塞或柱塞在泵缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送液體泵缸、活塞、吸入閥、排出閥、曲柄連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié) 往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和工作原理Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 2行程：活塞左、右死點(diǎn)（上、下死點(diǎn)）間的距離二、往復(fù)泵的工作原理活塞或柱塞在原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，在泵缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)吸入行程：工作容積增加，缸內(nèi)壓力下降，吸入閥打開(kāi)，排出閥關(guān)閉，液體進(jìn)入缸內(nèi)。排出行程：工作容積減

2、少，缸內(nèi)壓力增加，吸入閥關(guān)閉，排出閥打開(kāi)，液體排出泵缸。Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 3三、往復(fù)泵的類型往復(fù)泵分類結(jié)構(gòu)形式分驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)度大，流量小，壓頭高直動(dòng)式：氣體、液體和蒸汽驅(qū)動(dòng)。機(jī)動(dòng)式：電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)手動(dòng)式：人力驅(qū)動(dòng)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(gè)行程，一次吸入，一次排出雙作用：兩個(gè)行程，兩次吸入，二次排出差動(dòng)式：兩個(gè)行程，一次吸入，二次排出Marine Auxiliary MachineryMari

3、ne Auxiliary Machinery 4雙作用往復(fù)泵雙作用往復(fù)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(fù)次數(shù)，I: 泵缸數(shù)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(kāi)、閉遲緩閥與閥座、活塞與泵缸、活塞桿與填料函間的泄漏進(jìn)入的、溶解在液體中的氣體分離占據(jù)泵缸空間高壓下液體壓縮影響等因素往復(fù)泵的容積效率與活塞在單位時(shí)間內(nèi)的往復(fù)次數(shù)、液體性質(zhì)、泵的工作壓力以及泵的制造和裝配質(zhì)量有關(guān)額定流量（m3/h)30300容積效率()85-9090-9595-99Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 8二二 、瞬時(shí)流量、瞬時(shí)流量Qi 和流量不均勻

5、度和流量不均勻度 Q1.1.瞬時(shí)流量瞬時(shí)流量Q Qi i ：表示泵在某一時(shí)刻的流量。：表示泵在某一時(shí)刻的流量。Q Qi i = Av = Avi i（v vi i：活塞的瞬時(shí)速度）：活塞的瞬時(shí)速度） v vi i = v = vB B = v = vc c （v vB B: :十字點(diǎn)十字點(diǎn)B B的速度的速度;v;vc c: :曲柄端點(diǎn)在中心線上的投影。曲柄端點(diǎn)在中心線上的投影。 簡(jiǎn)化條件：連桿長(zhǎng)度與曲柄半徑之比簡(jiǎn)化條件：連桿長(zhǎng)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(fù)泵瞬時(shí)流量單缸單作用往復(fù)泵瞬時(shí)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(dòng)往復(fù)泵瞬時(shí)速度分析圖Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 10多缸往復(fù)泵瞬時(shí)理論流量曲線如何計(jì)算多缸往復(fù)泵瞬時(shí)理論流量曲線

7、？如何計(jì)算多缸往復(fù)泵瞬時(shí)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(shí)流量計(jì)算不同缸數(shù)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(shù)增加單調(diào)減少，而是按1、3、5、7或2、4、6、8減少。奇數(shù)QPPv v液液。 P Pv v液液與與T

8、T液液有關(guān)，有關(guān)，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(shí)，它的Pv液=Pa，這時(shí)即往使復(fù)泵本身具有自吸能力，也無(wú)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(duì)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)吸入性能的影響吸入過(guò)程中，活塞表面壓力主要受不穩(wěn)定流動(dòng)慣性力的影響，而不穩(wěn)定流動(dòng)慣性力主要是由原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的。限制了原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即限制了不穩(wěn)定流動(dòng)慣性力可以用下式計(jì)算出活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最高轉(zhuǎn)速nRALAphHpnttvwBa）（-30往復(fù)泵轉(zhuǎn)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(guò)程分析排出過(guò)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(kāi)始時(shí)， P活塞達(dá)到最高值水擊現(xiàn)象：由于液體動(dòng)量的急劇變化（流量或流速）引起管道內(nèi)壓力的急劇變化，好似液體重?fù)粼谖矬w上。水擊現(xiàn)象排出管路很長(zhǎng)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高活塞面積較大液流不連續(xù)噪聲、管路振動(dòng)管路內(nèi)壓力急劇變化Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 21四、空氣室為改善往復(fù)泵的工作，應(yīng)減小不穩(wěn)定流動(dòng)慣性力，或使吸入管和排出管的流動(dòng)盡量均勻。設(shè)置空氣室可以減小不穩(wěn)定流動(dòng)慣性力

11、，可以使流動(dòng)均勻。空氣室結(jié)構(gòu)：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(shè)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(zhǎng)管短管內(nèi)，液體的流動(dòng)沒(méi)有改變，但因管道短，總的慣性力較小，對(duì)泵的吸入過(guò)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(lái)的氣體（哪里來(lái)的氣體?)?)長(zhǎng)管內(nèi)，Q泵 時(shí)，因Hw ，使Q長(zhǎng)管 ，短管吸入存貯在空氣室中的液體；Q泵 時(shí)， Hw 降低，使Q長(zhǎng)管 ，液體存儲(chǔ)在空氣室中。這樣使

12、Q長(zhǎng)管趨于均勻，大大降低長(zhǎng)管內(nèi)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(huì)減少排出空氣室空氣量會(huì)減少( (為什么會(huì)減少？為什么會(huì)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(dòng)波動(dòng)，防止水擊現(xiàn)象吸入空氣室作用：降低吸入流量和吸壓波動(dòng)波動(dòng)，防止汽蝕現(xiàn)象在排出過(guò)程中，Q泵 時(shí)，因Hw ，液體部分被存貯在排出空氣室；Q

13、泵 時(shí)，被存貯的部分液體排出。這樣，使排出管內(nèi)的流動(dòng)趨于均勻，降低了排出管內(nèi)的慣性力Marine Auxiliary MachineryMarine Auxiliary Machinery 25第四節(jié)第四節(jié) 特點(diǎn)和性能曲線特點(diǎn)和性能曲線往復(fù)泵特點(diǎn)具有較強(qiáng)的自吸能力：?jiǎn)?dòng)時(shí)不需要灌水，幾何安裝高度較大具有較高的壓頭：壓頭與負(fù)載、軸功率、零件強(qiáng)度和密封條件有關(guān)，與流量無(wú)關(guān)。啟動(dòng)前應(yīng)把排出閥完全打開(kāi)，同時(shí)設(shè)有安全閥理論流量與工作壓頭無(wú)關(guān)高壓頭、小流量下效率較高流量不均勻（有脈動(dòng)），工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、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(shù)間的關(guān)系表示在一定的坐標(biāo)上稱為泵的性能曲線往復(fù)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(fù)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(fù)泵性