泵与压缩机课程复习

一、 离心泵

1、 离心泵的工作原理？种类？用途？

动力机通过泵轴带动叶轮旋转，充满叶片间流道中的液体随叶轮旋转；液体在离心力的作用下，以较大的速度和较高的压力，沿着叶片间的流道从中心向外缘运动；泵壳收集从叶轮中高速流出的液体并导向至扩散管，经排出管排出。液体不断被排出，在叶轮中心形成真空，吸入池中的液体在压差的作用下，源源不断地被吸入进叶轮中心；泵形成连续的吸入和排出过程，不断地排出高压力的液体。

按泵轴的布置方式分，主要有1）卧式泵: 泵轴水平布置2）立式泵： 泵轴竖直布置

按吸入方式分，主要有：1）单吸泵 叶轮从一个方向吸入液体。 2）双吸泵 叶轮从两个方向吸入液体。

按叶轮级数分，主要有单级泵和多级泵：1）单级泵 泵轴上只安装一个叶轮 2）多级泵 泵轴上安装两个或两个以上叶轮。

离心泵 按泵轴的布置方式 按吸入方式 按叶轮级数分 按用途分 清水泵 污水泵 油泵 酸泵 碱泵 按泵体形式分 涡壳泵 透平泵 按壳体剖分方式分 分段式泵 中剖分式泵 按比转数分 低比转数泵 中比转数泵 高比转

2、 离心泵的三种叶轮结构及用途、三种形式的叶片出口角。

Htu2u2c2rctg2kg

三种叶轮：1）后弯式叶片—叶片向旋转方向后方弯曲， 即 β2k＜90°； 2）径向式叶片—叶片出口沿半径方向， 即 β2k = 90°； 3）前弯式叶片—叶片向旋转方向前方弯曲， 即 β2k＞90°。

3、 离心泵的轴向力产生的原因、方向、消除或减小轴向力的措施。

叶轮两侧压力分布由右图可知： 因p1< p2，作用在叶轮左侧的压力小于作用在叶轮右侧的压力，叶轮上产生向左的轴向力。

轴向力的平衡方式:1）开平衡孔 在叶轮后盖板上开一圈平衡孔，使前后盖板密封环内的压力基本相等，大部分轴向力可被平衡。 该方法一般用于单级离心泵。

2）采用双吸叶轮 液体从两边吸入，轴向力互相抵消。

3）叶轮对称安装 对多级泵，将叶轮背靠背或面对面地安装在一根泵轴上，轴向力互相抵消。

4）安装平衡管 用平衡管将多级泵的出口与进口连通。即将高压区与低压区连通，从而平衡压力而降低轴向力。 ５）安装平衡盘

NgHQ103KW4、 离心泵的扬程、流量、各种功率、各种效率的基本概念及各参数的相关计算。

输出功率N — 液体通过离心泵得到的功率，即离心泵实际输出的功率。输出功率又叫离心泵的有效功率。

2）转化功率Ni— 叶轮传递给液体的功率。

NaNKWδ

3）轴功率Na — 泵的输入功率。

5、 离心泵的基本方程式、离心泵的特性曲线及应用。

(1)．基本能量方程式（欧拉方程式）由动量矩定理和能量平衡关系，以及叶轮进、出口处液体运动速度的关系，可以得

Ht到离心泵的理论压头Ht∞为：

1u2c2cos2u1c1cos1gns3.65nQH3/4ns3.65n(QH3/4)K6、 离心泵的叶轮直径、转速与流量关系；流量与扬程的关系；扬程与液体性质的关系。 7、 离心泵的相似条件、相似公式、比转数。

两台尺寸不同，但结构形状完全相似的离心泵称为相似泵，两台相似泵一定满足几何相似、运动相似和动力相似；则它们的运动规律也可能完全相似，因而它们的性能按一定规律变化。

Qn()'Qn'1）同一台相似泵的相似公式为： Qn() 2）两台台泵的相似公式为： 'Hn2()'Hn'Hn2()'Hn'Nan3()'n'NaNaNa'

Qn'n()3n'ns3.65nQH3/4Q 比转数 ns是一个能说明离心泵结构和性能特点的参数，即：各个相似泵在相似工况下的排量、压头、功率等特性

ns3.65n(H3/4)K参数和转速n及叶轮直径之间存在一定的关系，并可用一系列相似公式来表示。经推导得： 1）单级单吸泵： 2）多级单吸泵：

ns3.65nK为多级泵的级数 3）单级双吸泵：

Q2H3/4

应当特别指出，比转数并非一般意义上的转速，它只代表某一系列泵的一个统合性能参数，表达了该系列泵在性能上的统合特征。

比转数的实用意义：

（1）比转数反映了系列离心泵性能上的特点。比转数大其流量大而压头小；比转数小其流量小而压头大。

NigHiQi103KWNaNmNimNaNa（2）比转数反映系列泵在结构上的特点。

（3）比转数可以反映特性曲线变化的趁势。

（4）比转数在离心泵的设计和选型中起着极其重要的作用。

vQQq

8 离心泵内的各种能量损失及原因。

1）机械损失及机械效率: 机械损失是由于叶轮盖板两侧面与液体之间的摩擦损失，泵轴与盘根、轴承等机件间旋转时所

v2h阻aQ22g产生的摩擦损失所引起的。前者是主要的。

h冲b(QQ优)2 如果用Nm表示上述摩擦产生的机械功率，则泵的机械效率为：

通常，泵的机械效率为0.9～0.95。随着输送液体的粘性的增加，摩擦损失将会显著增大，机械效率会显著降低。 2）容积损失及容积效率:容积损失是由于高压液体在泵内的内漏（窜流）和外漏引起的。其中，窜流是主要的。 设漏失量为q，实际有效排量为Q，则泵的容积效率为：

22阻水冲优hhhaQb(QQ) 泵的容积效率为0.93～0.98。改善泵的密封环及密封结构，可降低漏失量，提高泵的容积效率。因此，在检修离心泵时，

检查泵的密封状况是十分必要的。

3）水力损失及水力效率:1.液体阻力损失：在流道部分的沿程阻力损失和局部阻力损失h阻。 2.冲击损失：液体进入叶轮和导轮时，与叶片发生冲击而引起的能量损失h冲。

冲击损失主要是由于液体进入叶轮或导轮时的水力角与叶片结构角不一致而造成的。在某一排量下，液体的水力角与叶片的结构角一致,叫无冲击工况，此时没有冲击损失，和无冲击工况相对应的排量叫最优排量，用Q优表示。当由于操作条件变化，排量减少或增加时，水力角将小于或大于叶片的结构角，从而引起冲击损失

则，泵的总水力损失为：

9、离心泵汽蚀的原因，汽蚀的过程，防止汽蚀的措施。

离心泵汽蚀主要的原因： 叶轮进口处的压力低于输送温度下液体的汽化压力是离心泵产生汽蚀的主要原因。

从离心泵的工作原理知道：叶轮中心处低压区的形成是液体被吸入叶轮的先决条件，在一定范围内，叶轮中心处与吸入罐之间的压差越大，流体越容易被吸入。但液体的形态是随温度和压力不同而转化的。如水在20℃、2.4×103Pa时要气化。一般情况下，温度一定时，压力越低，液体越容易气化；压力一定时，温度越高，液体越容易气化。因此，在离心泵的工作过程中，如果叶轮中心处的压力低于液体在输送温度下的气化压力(Pt)，液体就要发生气化，从而产生汽蚀。 造成叶轮进口处的压力过分降低的原因可能有：吸入高度过高；所输送的液体温度过高；气压太低；泵内流道设计不完善而引起液流速度过大等。

防止汽蚀的措施： 离心泵产生汽蚀的原因可能有：吸入高度过高；所输送的液体温度过高；气压太低；泵内流道设计不完善而引起液流速度过大等。

对使用者来说，防止离心泵汽蚀的措施有：1）降低输送的液体的温度；2）改善流道，使液流畅通。

可以采取的措施有： 增大吸入管的直径；减少管线接头的数量；在吸入管上安装过滤装置；工作过程中不调节吸入阀门等。3）降低泵的安装高度；即泵的安装高度不能超过泵的最大允许吸入安装高度。 汽蚀的过程：（1）汽化—气体逸出，形成小气泡。（2）凝结—气泡溃灭，重新凝结。（3）水击—形成空穴，产生气蚀。（4）腐蚀—化学腐蚀。

10、离心泵最大允许安装高度的确定。

11、离心泵的管路特性曲线、泵管联合工作特性、工况点的确定。 12、离心泵的串联、并联特性、目的。 13、离心泵工况点的调节方法？ 14、离心泵的启动、停止操作步骤。

.<1．离心泵的启动:(1) 启动前的检查与准备① 检查联轴器、地脚螺栓等各紧固件是否松动；② 用手或专用工具转动转

子数圈，看转动是否均匀，有无异常声音，检查转子是否灵活；③检查润滑、冷却系统是否完好；④检查供电系统是否完好； ⑤打开泵的进口阀，关闭泵的出口阀；⑥灌泵，打开放气阀，排净泵内气体。

(2) 启动 只有在启动前的各项准备工作完善后，可按以下顺序实施离心泵的启动：① 合上电源开关，按启动按钮；② 观察电流表和泵的出口压力表，当电流从最大值降到稳定值，泵压 稳定后，缓慢打开泵的出口阀； ③ 调节至需要的排量。

注意！ 由于泵在关闭出口阀时，无液体排出，叶轮旋转产生的能量全部转化为热而使泵发热，若时间较长，有可能将泵的部分部件烧坏，因此，泵启动后，出口阀的关闭时间不得超过2-3min。若启泵后打不起压力，需停泵后重新灌泵再启动。

<2．离心泵的停泵:（1）先关泵的出口阀，（2）再按停止按钮，（3）最后关闭泵的进口阀，（4）停泵10min后关循环水。 15、离心泵的故障原因及排出。（泵泄漏严重、泵输不出液体或出力不足、泵发生振动或燥声、泵或轴承过热） 16、离心泵的压头、功率、效率的相关计算。

压缩机

17.活塞式压缩机采用多级压缩的优点？

活塞式压缩机采取多级压缩工艺主要是为降低压缩比，因为压缩机自进气到最后排气，如果不采取多级压缩，压缩比将会很大，排气温度会很高，设备会因为温度高而引起损坏，,并且因为压缩比高造成耗能增加，为避免发生该两种情况，所以对于高压力压缩机在设计时会采取多级压缩工艺。 18.活塞式压缩机的能量损失。

主要是活塞的摩擦阻力损失，还有机械传动损失，此外气体压缩过程也存在损失