《泵与风机》总复习

LOGO泵与风机-湘潭大学机械工程学院张建平过程装备与控制工程系Tel:18711309885Email:[e-mail]期末总复习《泵与风机》期末总复习往复活塞压缩机；离心压缩机；离心泵离心分离机基本概念；基本原理；基本结构；基本性能；基本应用；过程流体机械：它是过程装备的重要组成部分之一，以流体为介质进行能量转换/处理/输送的机械。分类：原动机、工作机；压缩机、泵、分离机；往复式、旋转式；趋势：高压比、大流量、超音速；高速、自动化、检测；绪论往复活塞压缩机依靠工作腔容积周期变化压缩气体；压力与流量、气体性质无关；增压较高，热效率较高；结构复杂、易损件多；间歇吸排气体，引起气柱振动。IP2V1V2P1IIIIIIV41231111211kkiPPkkVPW绝热：理想循环及循环功：往复活塞压缩机1211lnPPVPWi等温：11m11211mmiPPmVPW多变：往复活塞压缩机理想与实际循环区别：工作腔都存在余隙容积。进气/排气阀/压力损失。气体与壁面间存在换热。气缸与外界存在换热。阀室容积不是无限大。1111m1112VmscPPVV余隙系数110(1){[(1)]1}1mmisvhmWpVm往复活塞压缩机多级压缩的优点：节省压缩气体的指示功降低排气温度提高容积系数降低活塞力P2P11323′3‘‘多级压比理论分配ε1=ε2=…=εidzispp压比进行必要调整第1级压比略小些；末级压比应小5-15%；为了平衡活塞力，需要进行调整。往复活塞压缩机设计计算nsdnpp21lTpVV12221112sassaspppp22211dsVDs2211ppppds；mmsdTT11)1(1)1(60110jjmmjjjjsjsjVjsjijmmVpnN往复活塞压缩机1)(11)(11)(13211333123221121133333332222222111111smdVmVmVltpVsltpVsltpVsppppppTVpTVpTVp析水不计抽气IIIIII变工况计算sp2p3pdp往复活塞压缩机压缩机调节：转速调节管路调节压开进其阀调节连通补助容积离心压缩机优点：（1）排气量大/连续气流/流通面积较大/转速很高；（2）结构紧凑/尺寸小，它比同气量的活塞式小得多；（3）平稳可靠/运转时间长/维护费用省/操作人员少；（4）气体清洁/不污染气体，这对化工生产是很重要的；（5）转速较高/适宜用蒸汽轮机或燃气轮机直接拖动。缺点：（1）单级压比不高/不适用于较小的流量；（2）稳定工况区较窄/调节较方便，经济性较差；（3）设计/制造/装配要求较高；离心压缩机气体轴向进入叶轮通道，在高速旋转的通道内增压/增速/增温；然后进入扩压通道，在通道内减速再增压；2w1u1w1c2c2u1212wuc速度三角形222222bDcqqrVm2211ththuuLHcucu222222212112222ththuuccwwLH2)(212212ccTTcHpth离心压缩机2)(2122ccpdHth121211111mmpolpolWpdpmLHRTMmp轮阻损失漏气损失流动损失级内损失尾迹损失二次流损失冲击损失分离损失摩阻损失离心压缩机离心压缩机多为多级串联式的结构。对于高增压，需要两缸或多缸离心压缩机串联。压缩重气体时，由于μ大/多变能量头小，u2主要受制于马赫数，级数较少；压缩轻气体时，由于μ小/多变能量头大，u2主要受制于叶轮材料强度，级数较多；重气体比轻气体容易压缩。11kkmmHHηtotpolpolthdfldflthtotHHHHH)1(离心压缩机mq1n2n3nmq01p02p03pmq01T02T03Tu1c1w11w1c正冲角喘振：流量小较时，进气正冲角较大，叶片非工作面出现严重分离，有效通道减少。迫使气体流向临近通道，从而改善了上游通道A，但进一步恶化了下游通道C。这样循环往复，出现反向的旋转分离。离心压缩机离心压缩机轴向推力的平衡措施叶轮对排叶轮背面加筋采用平衡盘/平衡活塞。如果轴颈与轴承间存在收敛/楔形间隙(油膜)，以及相对运动；间隙内的油膜会产生较高的动压力而托起轴颈，从而防止摩擦和碰撞。离心压缩机轴流压缩机的特点流量较大；级的压比较小；效率较高；变工况性能差；2222211222thccH2222Zun、、、、、确定各级基本尺寸ADADz2222sin1计算出口流通系数22222)sin41(uctgHAArth计算各级的理论能量头ldf、系数选取各级的漏气、轮阻r2选取流量系数thldftotHH)1(计算总功pol选取各级的多变效率polH计算各级的多变能量头1011mmpolRTHmm计算各级压比100mmTT计算各级温度100mmTT计算各级温度000pRTqqmV计算标准流量2322220229.33)1(nukqDbrVVl计算电机功率计算轴功率/离心压缩机)()(222mZZgccgppHinoutinoutinout泵的扬程：)(mgppHinout扬程估算：mhydVtVttVtVVeNHgqHHqqNHgqNN泵的总效率mgcucuHuut1122理论扬程离心泵泵—是把机械能转换成液体的压力能量，用来增压输送液体的机械。汽蚀机理在叶片入口附近K点，若pk≈pv，会产生气泡。在高压区域，周围液体高速冲击气泡，使局部压力/温度剧增，产生化学/电化学反映。汽蚀危害对叶轮/泵壳产生冲击/疲劳/腐蚀。使泵性能下降。产生噪音、振动。离心泵(m)2)(2VsSapgcpNPSH的部分泵入口处高出饱和压力有效汽蚀余量(m)sAgVAaHHppNPSH或者，(m)22)(202201gwgcNPSHKr点的压力降低值泵出口到必须汽蚀余量离心泵泵的四条性能曲线离心泵泵的稳定/非稳定工况VqHVqHVqVAqVAqAHBVBqVBq管道特性VqCHVCqVCqVCq管道特性离心泵nnDDnnλqqlVV3223流量关系222222nnDDnnHHl扬程关系352235nnDDnnNNl功率关系nnqqVV2nnHH3nnNN同一泵不同转速时两个泵流动相似几何相似运动相似——叶轮进口速度三角形相似动力相似离心泵等。两个泵相似，比转速相—泵的比转速—43214321sVVsnHqnHqnn32222222DDNNDDHHDDqqVV叶轮切割定理：离心泵离心泵HgHpgvgvdl22h212111l吸入段：gvgvdl22h:2222222泵出段21ghh)(HHPH扬程：离心泵离心机（不考）HR1rcprp挡液板的压力。用于计算鼓底液体内一点的压力：/)(212122rrprglslsgFvrdvgdv18)(18)(222离心场重力场沉降速度层流颗粒在液体中rd236221dvCx①第一加速阶段②加料阶段③第二加速阶段④洗涤阶段⑤甩干阶段⑥减速阶段⑦卸料阶段过程流体机械整体概念1.什么是过程工业？什么是生产过程？2.阐述过程流体机械的作用.3.什么叫过程流体机械?它有哪些类型?原理是什么?请列举出其典型机械结构.第一篇活塞式压缩机1.循环功:什么是理论循环功?什么是实际循环功?2.什么是设计循环示功图?什么是实际循环示功图?3.说明容积系数，压力系数，温度系数以及漏泄系数的意义.4.典型结构及工作原理.什么是单作用?什么是双作用?(弄清结构图2-1等)5.气体的状态方程,压缩过程方程,循环压缩功方程（2-15）式。6.采用多级压缩的理由是什么?7.活塞式压缩机往复惯性力的推导过程，1，2阶往复惯性力的性质有那些?P33~P378.活塞式压缩机的基本结构型式。P14，P16。9.思考题:1,2,4,5.练习题1题.第二篇离心式压缩机1.离心式压缩机的典型结构工作原理及特点.2.热力方程组:连续性方程，能量方程，伯努利方程，殴拉方程，气体压缩方程。3.级中能量分配。（主要理解P90图的能量分配图）4.叶轮叶片的弯曲形式与速度三角形(p74~75).5.级中流动的气体有哪些损失?6.级效率及级效率的表达式.7.何谓喘振工况和阻塞工况?8.叶轮的受力分析.轴向力的产生及平衡方法.?(弄清结构图)9.思考题:1~14第三篇离心泵1.离心泵的参数(N,H,Q,η)定义及计算.2.叶轮速度三角形及意义.3.欧拉方程,伯努利方程的应用.4.离心泵的特性曲线,(及如何测量?).管道特性曲线如何计算?5.汽蚀原理,安装高度,允许吸上真空度,汽蚀曲线.6.相似定律(关系式)原理,比转速定义及物理意义.7.相似定律的应用,离心泵的节能原理(水泵调节).8.转速调节,等效抛物线.9.叶轮切割定律,大泵切割等效抛物线,小泵切割等效抛物线.10.如何确定泵的扬程?11.离心泵的典型结构与工作原理.?(弄清点型结构图)12.思考题:1~14，练习题1题，P188第四篇离心机（不考）1.沉降离心机的工作原理。?(弄清结构图)2.过滤式离心机的工作原理。?(弄清结构图)3.三足式离心机的结构原理，特点。4.活塞推料，刮刀卸料，离心机属于哪种离心机？5.卧螺式离心机的结构原理，特点。6.碟片式离心机的结构原理，特点。