泵与压缩机第八节
泵和压缩机
离心泵启动前为什么要灌泵？
• 离心泵启动前由于泵内存有气体，造成泵 的吸入压力和排出压力降低，气体不已排 出，液体无法进入泵内，造成泵抽空。灌 泵就可以排出气体，消除其影响。
离心泵为什么先关出口阀才能停泵？
• 为了防止出口管路的液体回流，引起叶轮 倒转而损坏零部件；另外关闭出口阀门， 泵等于卸去负荷，使电机电流减小。所以， 此时停车，电 源开关脱开时，不会产生强 大的弧光，避免烧坏开关的接触点，及因 产生弧光而造成短路。
往复泵的流量调节可采用几种方法？
• 1）旁路调节：将泵出口多余的液体经过旁 路管回到泵的入口管里。调节旁路阀开度 的大小，即可调节泵的出口流量。 • 2）改变活塞行程的大小。 • 3）改变原动机的转速。
往复泵的流量和压头
• 往复泵的流量与压头无关，与泵缸尺寸、 活塞冲程及往复次数有关。 • 往复泵的实际流量比理论流量小，且随着 压头的增高而减小，这是因为漏失所致。 • 往复泵的压头及泵的几何尺寸无关，而由 泵的机械强度、原动机的功率等因素决定。
怎么判断泵的出入口
• • • • 入口有过滤器 出口有单向阀 入口管线粗，出口管线细 出口有安全阀
• .外操员检查机泵时“五字操作法”是：听、 摸、闻、看、比。“三件宝”是：扳手、 听诊器、抹布。 • .
• .机泵在更换润滑油时，要经过三级过滤。 第一级：润滑油原装桶与固定桶之间；第 二级：固定桶与油壶之间；第三级：油壶 与加油点之间。 • 输送油品温度在200℃以下的泵称为冷油泵。 在200℃以上的泵称为热油泵。
怎样防止汽蚀现象的发生？
• 1）入口管径变化率要小、尽量减小入口管 路的阻力损失。 • 2）按照泵的设计使用。 • 3）减少入口的损失。比如泵的第一级叶轮 采用双吸式的。 • 4）合理的选择泵的吸如高度。 • 5） 选择耐汽蚀的材料制作叶轮。 • 6）提高泵内零件的表面光洁度。
泵与压缩机教材作业解答
《泵与压缩机》教材作业及解答（P78习题）1．某离心泵输送密度为800kg/m 3的油品，实测到泵出口压力表读数为147100Pa ，入口真空表读数为300mm 汞柱，两表测点的垂直距离（表位差）为0.5m ，吸入管与排出管直径相同，试求泵的实际扬程。
解：①入口压力的换算：Pa Pa mmHg P s 7.39998329.133300300-=⨯-=-=②入出口管径相同，说明动能差不大，即：d C Cs ≈③此时泵的扬程为：m z z g C C g P P H s d s d s d 36.245.08.98007.39998147100)(222=+⨯+≈-+-+-=ρ2．有一台离心泵用来输送清水，转速n ＝480r/min ，总扬程 H ＝136m ，流量为Q ＝5.7m 3/s ，轴功率N ＝9860kW ，设ηv ＝ηm ＝0.92，求水力效率ηh 为多少？解法一：①计算理论流量Q T ： 由容积效率Tv Q Q =η可得：s m Q Q v T /20.692.07.53===η ②计算理论扬程H T ：因为水力功率T T h H gQ N ρ= 而机械效率NN h m =η 所以理论扬程m gQ N gQ N H T m T h T 1492.68.9100010986092.03=⨯⨯⨯⨯===ρηρ ③则水力效率91.0149136===T h H H η解法二：因为泵的总效率m h v e N N ηηηη==而有效功率)()(1000W gQH KW gQH N e ρρ==所以915.092.092.010********.58.910003=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==m v h N gQH ηηρη 3．某离心油泵装置如1-75图所示，已知罐内油面压力p A 与油品饱和蒸汽压p v 相等。
该泵转速n ＝1450r/min ，试分别计算： ⑴当Z g ＝8m ，Q ＝0.5m 3/min 时，泵的[NPSH r ]＝4.4m ，吸入管路阻力损失h f ＝2m ，此时泵能否正常吸入？⑵保持Q ＝0.5m 3/min 时，液面下降到什么位置时，泵开始发生汽蚀？⑶当Z g ＝8m ，Q ＝0.5m 3/min 时，若将泵的转速提高到n ’＝2900r/min ，还能否正常吸入？解：⑴此时吸入装置汽蚀余量为：---=g v A a h z g P P NPSH ρr 62)8(0=---= 所以此时泵可以正常吸入。
泵和压缩机教材
Oil Level
Oil Ring
润滑失效-故障实例 润滑失效 故障实例
经常发生甩油现象。 经常发生甩油现象。 润滑油油位发生变化导致轴承受伤 Blower油杯设计不良 油杯设计不良
润滑管理
确认Drain Bottle下油杯中的润滑油污染状态 确认 下油杯中的润滑油污染状态 Oiler中的 Oil Level 是否正常以及是否有变色现象 中的 补油时使用干净的容器进行补油
离心Pump – 润滑 离心
或者Blower等一般转机的 等一般转机的Bearing部位 主要适用在 Pump/Turbine或者 或者 等一般转机的 部位 与人体中血液起到的作用类似， 与人体中血液起到的作用类似，在状态不良时可能会引起较大的事故 一般维持一定的Oil Level以及进行定期更换，此外在发现异常时再更换 以及进行定期更换， 一般维持一定的 以及进行定期更换 一般通过Oil Bottle 和 Oil Drain Bottle进行观察。 进行观察。 一般通过 进行观察
Screw Pumps
Lobe Pumps
Vane Pumps
离心Pump - P&ID 离心
为了保证工艺操作的可靠性一般流程泵都有 Standby Pump 主要组成部分有Suction管线 管线/Discharge管线 管线/Minimum Flow管线 管线/Drain管线以及各种仪表 管线以及各种仪表, 主要组成部分有 管线 管线 管线 管线以及各种仪表 Valve
(VS5) Vertically Suspended Cantilever Sump Pump
(VS2) Wet Pit, Vertically Suspended Single Casing Volute with Discharge through the Column
泵与压缩机 教学大纲
泵与压缩机（教学大纲）Pumps and Compressors【学分】3 【学时】48 【性质】专业基础课【实验】0（一）授课对象四年制油气储运工程本科专业。
（二）课程的性质和地位《泵与压缩机》是油气储运工程专业本科生的主要专业基础课之一，是一门理论与实践结合性很强的课程。
因此，在教学环节上采用课堂讲授、学生自学、习题课、答疑以及期末考试相结合的方式，使学生系统掌握泵和压缩机的概念、基本工作原理、结构型式、运行性能与调节控制、安全可靠性以及选型的基本原则、方法和事例。
同时注意结合相关的实验和生产实习中碰到的问题，运用正确的分析方法解决具体问题。
（三）课程的教学目标《泵与压缩机》的教学目的是让学生熟悉典型泵与压缩机的基本工作原理、主要结构、工作特性以及能够表征其生产能力的技术经济指标，培养学生综合运用基础理论解决实际问题的能力，为学生在工作中合理选择和正确使用各种泵与压缩机、进行零部件设计及技术改造打下基础。
具体如下：1、能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决油气储运工程相关问题，结合课程强调工程观念和解决工程问题的基本方法；2、掌握离心泵的工作原理及基本方程、离心泵的汽蚀及预防措施、离心泵的运行特性、运行工况的调节、相似理论在泵中的应用以及泵的选用。
3、能够应用数学、自然科学和工程科学（材料力学、理论力学、工程流体力学、工程热力学、传热学等）的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析油气储运工程相关问题，以获得有效结论；4、掌握离心压缩机的基本工作原理、级内各种能量损失、功率及效率的计算、离心压缩机的性能、相似理论、压缩机各种调节方法及其特点、转子临界转速概念、轴向推力的平衡以及压缩机的选型。
结合课程体会工匠精神和“舍”与“得”的理念（课程思政：核心价值观）；5、掌握往复压缩机的工作原理、容积式压缩机的热力性能、动力性能、调节与控制、可靠性、压缩机的选择与选型；6、在节能、密封、调节、故障诊断等方面提出讨论内容，为以后进一步的科学研究引路。
泵和压缩机
§1.6
离心泵的相似原理及其应用
粘滞力与粘滞系数有关，重力与重度有关， 粘滞力与粘滞系数有关，重力与重度有关，惯性力与 密度有关，在确定的流动系统中， 密度有关，在确定的流动系统中，这些参数具有完全确定 的值，且力的大小和方向通常也是可确定的。因此， 的值，且力的大小和方向通常也是可确定的。因此，粘滞 重力和惯性力是起决定作用的力， 力、重力和惯性力是起决定作用的力，而压力不受流体物 理性质的制约，通常是随其它各力的大小被决定的。这样， 理性质的制约，通常是随其它各力的大小被决定的。这样， 这三个相似准数可写为下列函数关系
§1.6
离心泵的相似原理及其应用
(2)在流动中起主要作用的力是粘滞力 ， 则将粘滞 在流动中起主要作用的力是粘滞力， 在流动中起主要作用的力是粘滞力 dc c 代替合外力F代入得 力 Fv = µL2 = µL2 = µLc 代替合外力 代入得
dy L
µ (运动粘度 运动粘度)， 因为 ρ = v (运动粘度)，上式可写为
§1.6
离心泵的相似原理及其应用
2 （3）在流动中起主要作用的力是压力，将 F p = ∆pL ）在流动中起主要作用的力是压力， 代替合外力F代入得 代替合外力 代入得
泵与压缩机
第一章 离心泵1离心泵的基本构成和工作原理。
基本构成工作部件：流体做功——叶轮、（诱导轮） 过流部件：导流转能——吸入室、蜗壳、（导叶）密封部件：防止泄漏——口环（叶轮前泄漏），轴封（叶轮后轴端泄漏）[填料、机械密封] 其他部件：传动支承——轴（传动）、轴承、平衡盘[鼓]（轴向力）、泵体等 工作原理在液体被甩向叶轮出口的同时，叶轮入口中心处就形成了低压，在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差，吸液罐中的液体在这个压差作用下，便不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。
这样，叶轮在旋转过程中，一面不断地吸入液体，一面又不断地给吸入的液体以一定的能头，将液体排出。
离心泵便如此连续不断地工作。
2离心泵的主要工作参数（扬程）。
离心泵的主要工作参数包括：流量、扬程、功率、效率、转速和汽蚀余量等。
(1)流量流量是指泵在单位时间内输送的液体量，通常用体积流量Q 表示，通用的单位是m 3/h 、m 3/s 或L/s 。
也可用质量流量m 表示，其单位为kg/h 或kg/s 。
质量流虽m 与体积流量Q 之间的关系为：m=ρQ(2)扬程泵的扬程是指每公斤液体从泵进口(泵进口法兰)到泵出口(泵出口法兰)的能头增值，也就是单位质量液体通过泵以后获得的有效能头，即泵的总扬程，常用符号H 表示，单位为J/kg 。
单位质量流体由泵获得能量增值，利用管路进出口计算：f h c cg H ∑+-+H +H +P -P =AB A B AB 2)(22ρJ/kgf h gc c gH ∑+-+H +H +P -P =AB A B AB 2)(22ρ m式中 P A 、P B ——分别为吸液罐和排液罐液面上的压力，Pa ；ρ——被送液体的密度，kg/m 3，这里假设ρA ＝ρB ＝ρ=const ；H A 、H B ——分别为吸液罐和排液罐液面至泵中心轴线的垂直高度，m ；c A 、c B ——分别为吸液罐和排液罐液面的液体平均流速，m/s ；∑h f ——吸入与排出管内总流动阻力损失，J/kg ，但不计液体流经泵的阻力损失。
《泵与压缩机》课件
第一节 离心泵的工作原理及分类
要求 了解离心泵的基本构成和分类 掌握离心泵的工作原理 掌握离心泵的主要工作参数
内容 一、离心泵的基本构成 二、离心泵的工作原理 三、离心泵的分类 四、离心泵的主要工作参数
一、离心泵的基本构成
叶轮
泵体 ( 蜗壳 )
吸入室
口环 ( 叶轮前密封 )
密封部件 ( 叶轮后密封 )
内容 一、泵使液体获得能头的分析 二、叶轮叶片型式对能头的影响
一、泵使液体获得能头的分析
叶轮叶片进出口伯努利方程 H T ∞
p2?p1
2 ?
H =
+
2
+ g ( Z 2 ? Z 1 ) J/kg
? ? 2
H =
+
+(Z2?Z1)
ρg
2g
m
式中 p 1 、 p 2 —— 叶片进、出口液流静压力， Pa
第二节 离心泵的基本方程式
小结
◆ 叶轮中流体绝对速度 c 、相对速度 w 和圆周速度 u
三个速度矢量组成速度三角形
◆ 速度三角形中绝对速度径向分速度 c r 和周向分速度 c u
是与流量和扬程有关的重要参数 ◆ 离心泵的基本方程式为欧拉方程，即理论扬程方程式
第三节 液体所获能头的分析
要求 了解液体从叶轮获得能头的状况 了解叶轮叶片型式对能头的影响
四、离心泵的主要工作参数
3. 转速 n
泵轴单位时间内旋转的次数， r/min （ rpm 或 r/s ）（ 另有比转速 n s 参数 ）
4. 功率 N （ 轴功率 ）
单位时间内做功， kW
有效功率
ρHQ
Ne =
kW
5. 效率 η
泵与压缩机课后题答案
= 12.3m /
s
τ1
= 1 − zδ1 πD1 sin β1A
6 × 0.005 =1−
u2
=
πD2 n 60
=
π
× 0.182 ×1450 60
= 13.82m / s
c2r
= QT πD2 B2τ 2
=
7.2
= 0.555m / s
π × 0.182 × 0.007 × 0.9 × 3600
c2u∞ = u2 − c2r ctgβ2A = 13.82 − 0.555× ctg300 = 12.856m / s
H T′∞
=
1 g
u 2c2u∞
=
1 9.8
×13.82 × 9.975 = 14.067m
3）画出两种流量时叶轮出口的速度三角形（略）
随流量 QT 的增大， c2 r 增加， c2u 减小， H T∞ 下降。
1-6
解： u2
=
πD2 n 60
=
π
× 0.22 × 2900 60
=
33.406m / s
= 0.266m
d 2g
0.1 2 ×9.8
2）求泵入口处的压强
设吸水池液面为 1-1 断面，泵入口处为 2-2 断面。根据伯努里方程，有：
p1 ρg
=
H g1
+
p2 ρg
+
υ
2 2
2g
+h
p2
=
p1
−
⎛ ρg⎜⎜ Hg1
⎝
+
υ
2 2
2g
⎞ + h ⎟⎟⎠
= 1.013 ×105
⎛ − 1000 × 9.8 × ⎜⎜⎝ 4.4
泵与压缩机-离心式压缩机
u1c1u1 2u12c12w12
u2c2u1 2u22c22w22
将它们代入基本能量方程得：
H Tc2 2 2c1 2w 1 2 2w 2 2u2 2 2u 1 2
J/kg
在设计离心压缩机时，气体沿径向进入叶
轮叶道，则α 1＝900，c1u=0。这时
在离心式压缩机中，由于气体流量大，单位质 量气体与外界的热交换与气体压缩时焓的变化 比较起来小得多。因此，通常将与外界的热交 换忽略不计，即认为qab＝o。这样热焓方程式 变为：
Habkk1 R TbTacb 2 2ca 2
上式是离心式压缩机级中气动计算的重要公式， 通过它可求截面温度、速度的变化规律。
叶片阻塞系数τ 可用下式计算：
D bsziD n bA bs2zi nA
Z12
1D s
b
inA
式中z为z叶片数， δ 为叶片厚度为，Δ 为折 边宽度。
二、级的总功耗和功率
叶轮工作时所消耗的功用于两方面，一方 面是叶轮通过叶片对叶道内的气体作功，称为 叶片功LT，它就是气体获得的理论能头HT；另 一方面是叶轮本身在旋转时存在轮阻损失和内 漏 损 失 所 消 耗 的 功 ( 轮 阻 损 失 功 Ldf,, 内 漏 损 失 功Ll)。
一般β l+β df≈0.02～0.13。其值对高压小流量 的级取较大值，对低压大流量的级取较小值。
同理，叶轮对单位质量有效气体的总能头，也 可表示为：
H to tH T1 1 df
例：已知某离心式压缩机的漏气损失系 数 l 0.012 、轮阻损失系数 df 0.03、有效质 量 流 量 m 0.7k1g/s 、 叶 轮 对 每 公 斤 气 体 作 功 HT459J6/k2g。求Ntot、Ndf、Nl、NT、Htot。
《泵与压缩机》教学大纲
《泵和压缩机》教学大纲
一、课程基本信息
二、课程教学目标
1.了解典型泵和压缩机的分类、基本结构和工作原理。
2.通过对泵和压缩机的热力性能和动力性能的学习，培养学生针对具体的装置运行情况进行相关的参数计算和机器的正确选型。
3.通过对泵和压缩机结构和工作原理的学习，了解其运行规律和特点，在今后的工作中可以继续加深理解，为以后合理正确地使用、操作该类机器奠定基础。
4.在节能、密封、调节、故障诊断等方面提出讨论内容，为以后进一步的科学研究引路。
三、理论教学内容与要求
四、实验教学内容与要求
五、考核方式
采用期末考试、平时考核和实验相结合的考核方式。
其中期末考试成绩占总成绩的70%，平时成绩（包括作业、出勤、课堂小测验等）占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的10%。