泵与压缩机分析共20页文档
泵与压缩机
离心泵的分类
1.按液体吸入叶轮方式 （1）单吸式泵
（2）双吸式泵
2.按叶轮级数
（1）单级泵。泵体中只装有一个叶轮 （2）多级泵。同一根泵轴上装有串联的两个或两个
以上的叶轮
3.按壳体剖分方式 （1）中开式泵。壳体在通过轴中心线的水平面上
分开 （2）分段式泵。壳体按与泵轴垂直的平面剖分
泵与压缩机的分类及用途
1.泵与压缩机的定义 2.泵与压缩机的分类 3.泵与压缩机的适用范围
1.泵与压缩机的定义
泵是把机械能转换成液体的能量，用来增压 输送液体的机械。
压缩机是把机械能转换成气体的能量，用 来增压输送气体的机械
泵和压缩机的用途十分广泛，几乎遍布工业和 农业各个生产领域,如矿山、冶金、机械、石油、 化工、国防、交通和农田灌溉,所以它们又是通 用机械.石油和化工生产的原料、半成品或产品 大多数是流体,因此泵和压缩机在其中占有更重
2 泵和压缩机的分类
泵和压缩机的种类繁多，按其作用原理分 为容积式和速度式
活塞式
往复式
泵 容积式
隔膜式
和
回转式
压
离心式
缩
机
叶片式(透平式) 混流式
速度式 喷射式
轴流式
3.泵与压缩机用到的最常用的泵之一，是不可缺少的机械， 是通过旋转泵的叶轮产生的离心力带动流体的转动来完成流体的输送。 离心泵的主要部件有叶轮、轴、吸入室、蜗壳、轴封箱和口环等
4.按泵体形式 （1）蜗壳泵。壳体呈螺旋线形状，液体自叶轮甩
出后，进入螺旋形的窝室，再送入派出管内
（2）双蜗壳泵。泵体设计成双涡室以平衡泵的径向 力
（3）筒式泵。泵体为双层泵壳
第一章泵与压缩机概述精品PPT课件
1.0MPa
3kw
排气温度 2000C
全机质量 132kg
出厂编号: 2
出厂日期: 2002年6月22 日
出厂日期: 2003年8离心泵铭牌 2021月/2/512日
沈阳水泵厂
青厂岛城阳压三缩机阳铭空牌压机
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❖ 三、主要性能参数
❖ 泵和压缩机铭牌中标注的流量（排气量）、 扬程（额定压力）、功率、效率、转速等都 是其主要性能参数，是泵与压缩机选择时的 主要依据。
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❖ 在实际应用中，经常遇到体积流量与质量流 量的换算，其换算关系为：
m Q
❖ 其中为流体的密度，单位为kg/m3。
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❖ ２、能头
❖ 能头是指单位质量流体通过泵或压缩机 获得的有效能量值。其单位为J/kg（焦耳每 千克）。在泵中能头一般称为扬程，在压缩 机中能头一般称为压头或风头。
活塞式 隔膜式
齿轮式 螺杆式 滑片式
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❖ 速度式泵与压缩机的工作原理都是通过一定 的途径，先使被输送介质获得一定的速度， 再通过一定的结构形式，将动能转换为势能， 使被输送介质压力升高。常见的速度式泵与 压缩机有离心式、混流式、轴流式、旋涡式、 喷射式等。
❖ 容积式泵与压缩机的工作原理是通过工作 容积的周期性变化，使流体获得一定的动能 或势能。常见的容积式泵与压缩机有活塞式、 隔膜式、齿轮式、螺杆式、滑片式等。
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❖泵是给液 体提供能 量，使其 运动速度 加快或所 处位置升 高的流体 机械。
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❖压缩机是 给气体提 供能量， 使其运动 速度加快 或所处位 置升高的 流体机械。
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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。
泵和空气压缩机
Байду номын сангаас
流体输送机械
在1-2截面之间列 机械能恒算方程 H= ΔP /g + Δu 2/2g +∑Hf ΔP /g = (z+p/ g )1- (z+p/ g )2 这里，ΔP /g为1-2之间单位重 量流体的势能差
H= ΔP /g + KQ2
K是与管路特性相关的系数
伯努利方程
管路特性曲线
压头（H）与流量 （Q）的关系是由 输送机械本身的结 构与特点决定的
气体输送机械的安装与选型
离 心 泵
气体输送机械
气体输送机械的安装与选型
气体输送机械的安装与选型
气体输送机械的种类
活塞压缩机、螺杆压缩机、
车装、撬装式中高系列压缩 机、军工高压系列压缩机、气 体加注车系列压缩机
天然气系列压缩机，CNG、 LPG加气站压缩机
• 输送流体所需要的能 量——管路特性曲线 H=ΔP /g + KQ2
从管路特性方程可知，向流体提供的 能量的目的是提高流体的势能，克服 管路的阻力损失； 低阻管路的特性曲线平坦（曲线1） 高阻管路的特性曲线陡峭（曲线2）
伯努利方程
离心泵的工作点和流量调节
离心泵的流量调节
•改变管路特性
•调节方便、灵活 •管路阻力损失增加、工作效率低、 不经济
•改变泵的转速或叶轮直径
•调节转速，不增加管路阻力，保 持在高效率区工作，能量利用较经 济，适合大功率泵
伯努利方程
离心泵的串、并联操作
并联泵的合成特性曲线
在同样的压头下，并联泵系 统的流量为单台泵的2倍 总效率Q并时的单泵效率相同
组合方式的选择
串联泵的合成特性曲线
泵和压缩机
（外文翻译）泵和泵站的液体管道与天然气的压缩机和压缩机站的管道有很多共同点。
关键的区别是：液体是不可压缩的流体和气体是可以压缩的。
泵和压缩机起到的作用是给管道内的液体增加流量，使液体可以在管道内流动。
泵和压缩机一般可分为往复式和离心式。
往复式和离心式水泵被认为是使用广泛也可这两种类型的压缩机。
例如，往复式压缩机一般情况下的比离心力压缩机的转动速度慢，所以当需要相对较高的压力是需要合理使用。
由于是正排量泵的情况下。
往复式压缩机也产生脉动流。
往复式压缩机必须安装设计，以避免设备和管道的脉动和振动造成的损害。
1.往复式压缩机对于许多天然气管道所使用的往复式压缩机用于是必不可少的。
压缩机的驱动器和压缩机都包含在同一个装置装备内。
在大型多缸压缩机内，几个压缩机气缸发动机的汽缸都连接到相同的曲轴。
很多发动机的燃料都是天然气。
由于发动机曲轴旋转，曲轴压缩机活塞连接杆往复压缩气缸活塞。
在一个典型的机器中，发动机的汽缸都是垂直的，成V字型排列。
也有一些往复式压缩机不是成体驱动的。
这些压缩机一般都小于正常体积，或者经常是用于辅助设备使用。
我们经常可以看到压缩机的一个单一气缸的单位汽缸相互并联，每个气缸压缩一部分气体的总数体积，气缸互相作用共同产生一定的吸力和流量压力。
但是，对于每一台压缩机来说，压缩机的汽缸是串联的，那么每一个压缩机的压缩过程都有许多个压缩阶段。
在此配置中，每个汽缸处理总量的第一阶段排放压力等于未来缸压力为了减少管道损失，当压缩比相对较大时，这一操作可以进行吸收使用。
往复式压缩机气缸中气体的吸入和排放值，是表示允许缸内流入和流出的气体流量和温度，然后按吸气阀吸入气缸的气体压力在工作，在较高的压力时通过放气来缓解。
单位压缩体积是在给定的压力条件下压缩的体积，取决于气缸的尺寸，活塞冲程长度（汽缸大小和冲程长度确定活塞位移），汽缸内的余隙容积。
余隙容积是在压缩机气缸活塞的排出冲程结束的剩余量。
这是结束的活塞和气缸ER加在阀口和其他范围所包含的结束之间的体积。
泵和压缩机压差分析--兰州设计院版
中国石化集团兰州设计院标准SLDI 233A16-98中国石化集团兰州设计院1 概述1.1 责任工艺系统专业负责确定所有泵、压缩机、鼓风机的压差。
当化工工艺专业有其它所需工况，如有不同的流量和物料重度、粘度变化时，针对各种情况，工艺系统专业都需要确定相应的压差。
1.2 要求泵和压缩机的压差的确定应符合以下要求：1.2.1 在工艺发表后尽快计算和提出；1.2.2 确定的压差应选择恰当的安全系数，不宜过于保守；1.2.3应与化工工艺专业提出的泵数据表中数据尽量接近；1.2.4 以后的修改要少；1.2.5 在使用控制阀的地方，系统的调节性能要良好。
1.3 确定压差时需用的资料由于压差必须较早确定，工艺系统专业在采用初步的基本数据来确定压差时，至少需要以下资料：1.3.1工艺负荷表a) 泵的工艺工作条件。
b) 压缩机工艺数据表。
1.3.2 工艺流程图。
1.3.3工程项目的设计数据。
1.3.4换热器的初步尺寸及布置。
1.3.5初步的炉子压力数据。
1.3.6容器简图(包括塔和容器的压差)。
1.3.7初步的工艺控制图。
1.3.8 设备布置图。
1.3.9以上资料的内容规定见院标《工艺系统专业接受文件内容的规定》(SLDI 233A01—96)中相应规定。
1.4 计算表格泵的计算按泵计算表逐项进行。
泵计算表见《泵的系统特性计算和设备相对安装高度的确定》(SLDI 233A17—98)。
压缩机的计算表格，可按院标《工艺系统专业提交文件内容的规定》(SLDI 233A02—96)所列的压缩机条件来编制。
2 接受资料的内容2.1 压差的准确性，很大程度取决于所用设计数据的准确性和在工程上采用的可靠性。
工艺系统专业必须校核各阶段所接受各版次数据的一致性和完整性，并应促进有关专业对各阶段中各版次数据的确认。
2.2 工艺系统专业在压差分析时所接受资料的内容如下：2.2.1泵的工作条件(工艺负荷表)由化工工艺专业提出，提出时间为工艺发表日。
泵和压缩机总结
第一章1、离心泵的基本构成及作用（P3，图1-1）离心泵的过流部件包括吸入室、叶轮及排出室（蜗壳）等，其作用如下：⑴吸入室：处于叶轮进口前。
作用是引液体入叶轮。
要求吸入室的流动损耗较小，液体流入叶轮时速度分布较均匀。
⑵叶轮：作用是对液体做功。
要求在流动损失最小情况下液体获得较高能头。
⑶排出室：位于叶轮出口之后。
作用是把从叶轮流出来的液体收集起来，减速增压，以减少蜗壳中的流动损失。
2、离心泵的工作原理（框图）3、扬程定义：泵的扬程是单位质量液体通过泵以后获得的有效能头。
4、转速定义：泵的转速是指泵轴每秒旋转的次数。
5、欧拉公式理论式：H T∞=u2c2u∞-u1c1u∞欧拉公式实用式：H T∞=1/g（u2c2u∞-u1c1u∞）由欧拉方程可看出：①离心泵的理论扬程H T∞只与进、出口速度有关。
②理论扬程与被输送液体性质无关。
6、（必须掌握）叶轮出口处叶片角β2A<90°的叶轮称为后弯叶片形叶轮；β2A=90°的叶轮称为径向叶片形叶轮；β2A >90°的叶轮称为前弯叶片形叶轮。
常用的为后弯型。
7、反作用度定义：叶轮中静压能的提高与理论功的比值,称为反作用度。
ρR∞=H pot/H T∞0.5<ρR∞≤1,后弯；0≤ρR∞<0.5，前弯；ρR∞=0.5，径向。
8、离心泵的各种损失：流动损失（包括摩擦阻力损失、冲击损失）、流量损失、机械损失。
9、离心泵的各种功率和效率（P24，必须掌握）10、水泵性能曲线主要有三条曲线:流量—扬程（H-Q）性能曲线,流量—功率(N-Q) 性能曲线,流量—效率(η-Q) 性能曲线。
（全性能曲线+流量-汽蚀余量(Q-NPSHr)曲线）11、实际性能曲线的用途：（1）离心泵的H-Q性能曲线是选择泵和操作使用的主要依据。
（2）离心泵的N-Q性能曲线是合理选择驱动机功率和操作启动泵的依据。
（3）离心泵的η-Q性能曲线是检查泵的工作经济性的依据。
泵和压缩机
H ab
qab
(ia
ib )
cb2
ca2 2
g(zb
za )
式中Hab——每公斤气体在a、b两截面间对 外界输出或输入的功，J/kg。在离心压缩 机中规定，外界对气体作功时H为正，气 体对外界作功时H为负；
§2.2 气体在级中流动的概念及基本方程
qab——每公斤气体在a、b两截面间对外界输出或输入 的热，J/kg。在离心压缩机中规定，外界传给气体热时q为 正，气体传给外界热时q为正；
周分速的影响。
2u
1
c2r u2
ctg 2 A
z
si n2A
1
z
si n 2A
1
c2r u2
ctg 2 A
得出无预旋时的理论能头为
HT
u2c2u
u22 (1 2rctg 2A
z
si n2A )
式中
φ2r——流量系数。2r
c2r u2
§2.2 气体在级中流动的概念及基本方程
例 题 1 离 心 压 缩 机 DA350-61 第 一 级 叶 轮 的 外 径 D2=600mm ， 叶 片 出 口 角 β2A=45° ， 叶 片 数 z=18 ， 流 量 系数φ2r=0.248，转速n=8600r/min。求叶轮使每公斤气体 所获得的理论能头。
论能头HT，另一种是由于轮阻及内漏气损失消耗的功，以热 能形式传给气体，使气体获得能头Hdf+Hl，它不包括在理论能 头HT中。在不考虑气体对外热损失的条件下，根据能量平衡 定律，则L=H，故以后均以符号H来表示功或能头。
通过叶轮的有效流量为m(kg/s)，叶片对它作功消耗的理
论功率NT(kW)为
NT
u22
01- 02- 《离心泵和压缩机》解析
王 元 教授
西南石油大学石油工程学院
泵和压缩机
第一部分 水力学基础 第二部分 离心泵
第一部分 水力学基础 第一章 液体的物理性质 第二章 液体的静止和平衡 第三章 液体流动的基本原理
第一章 液体的物理性质
重度和密度 液体的粘性
– 动力粘度
– 运动粘度
1) 重度和密度
重度—单位体积内物体所具有的重力。 单位是：牛顿/米3；量纲为[L-2MT-2]；在工 程制单位中用公斤力 /米3或克力/厘米3表示。
g
（1-7）
第二章 液体的静止和平衡
一 液体的静压及其特性 液体的静压力 —— 液体在静止状态下， 单位面积上所受的作用力。 液体静压力基本方程
F P （ 1-8） A
液体的静压力特性
液体的静压力特性表现在下列两方面： 液体静压力的方向只能垂直于容器 的壁面，并且只能是压力；不是拉力。 若是拉力时，液体在此拉力的作用下， 会产生流动，液体的静止状态遭到破坏。 静止液体内，在任意点的静压力的 数值，在各方向上都相等。
静压力的计算公式
在重力作用下，计算液体静压力的 基本方程式。
p p0 h
或者
p p0 h
（1-9）
绝对压力和相对压力标准
绝对压力标准:以物理真空为标准点,即在 物理真空状态下的压强为零压力.这样测 得的压强称为绝对压强.绝对压强永远为 正值(图1-3(a)).当地大气压记为0;类似于 把水结冰时的温度定为 00C);登高于当地 大气压的压强值记做表压;低于当地大气 压的压强值叫作真空度.可以理解为负的 表压强.称为负压(图1-3(b)).
稳定流动的连续性方程
泵和压缩机
泵和压缩机泵和压缩机是石油化工装置中最广泛使用的设备之一，也是石油化工装置流体输送的动力来源。
随着西气东输、陕京天然气管道以及长距离原油和成品油管道的建成，我国的油气管道技术得到迅速发展，并且今后一段时间仍然会持续、快速发展。
泵和压缩机是石油天然气储运工程的关键，因此，随着石油和天然气工业的发展，在油（气）田开发和长输管道建设中，使用泵与压缩机的数量正在逐年增加，泵和压缩机的发展也将步入一个新台阶。
一、分类：往复式：活塞式、隔膜式容积式回转式泵和压缩机叶片式（透平式）：离心式、混流式、轴流式速度式喷射式二、离心泵：1、基本构成及作用：1、吸入式：吸入室位于叶轮进口前，其作用是把液体从吸入管引入叶轮。
2、叶轮：叶轮是离心泵的重要部件，液体就是从叶轮中得到能量的。
3、蜗壳：蜗壳位于叶轮出口之后，其作用是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并把按一定的要求送入下级叶轮入口或送入排出管。
2、工作原理：起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。
水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。
这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。
冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。
叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。
三、离心压缩机：1、基本构成及作用：（1）叶轮：是离心压缩机中唯一的做功部件。
（2）扩压器：是离心压缩机中的转能装置。
（3）弯道：是设置扩压器后的气流通道。
（4）回流器：它的作用是为了使气流以一定的方向均匀地进入下一级叶轮入口。
（5）吸气室：它的作用是将进气管（或中间冷却器出口）中的气体均匀地导入叶轮。
（6）蜗壳：它的主要作用是将从扩压器（或直接从叶轮）出来的气体收集起来，并引出机器。
2、工作原理：气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速旋转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。