§6-3往复泵的压头、功率和效率.ppt

6-3 往复泵的压头、功率和效率,一、往复泵的有效压头 二、往复泵的功率 三、往复泵的效率,一、往复泵的有效压头,位置水头、压力水头和速度水头：分别表示单位重量液体所具有的位能、压能及动能的大小。 以上3项水头之和是液体的总水头或总比能，即单位重量液体所具有的总能量，以J/N（或m液柱）表示。,泵的有效压头或扬程：,由于泵对液体作功，把机械能传给液体，液体本身的能量将增加。 单位重量液体由泵获得的能量，称作泵的有效压头或扬程H，单位为J/N（重量单位N，能量单位N.m（J）,泵的有效压头或扬程H ：,泵的有效压头，J/N 吸入池与排出池液面的总高度差，m 吸入管22断面处至吸入池液面的高度差，m 排出管33断面处至排出池液面的高度差，m 断面22与33的高度差，即真空表与压力表安装位置的高度差，m。,泵的有效压头或扬程H ：,吸入池、排出池液面上的压力，MPa； 吸入池、排出池液面上液体的流速，m/s； 吸入管和排出管段内总的水头损失（J/N）,泵的有效压头或扬程H ：,上式表明： 泵的有效压头H等于排出池液面与吸入池液面的总比能差，加上吸入与排出管路中的水头损失。 即泵供给单位重量液体的能量，被用于提高液体的总比能和克服全部管线中的液体流动损失。,泵的有效压头或扬程H ：,往复泵用于钻井时，吸入池与排出池往往是公用的，即 因而泵的有效压头为： 即，这时泵供给液体的能量全部用于克服管路中的阻力。,由上式可知： 要想求得泵的有效压头，即液体在泵前与泵后能量的变化，必须先求出全部管路中的阻力损失。 但是，管路系统一般比较复杂，计算繁琐、也不准确。,确定泵有效压头的直接、简便的方法：,pg表压力，泵排出口处压力表的读数； pv真空度，泵吸入口处真空表的读数； H0 泵的排出口所装压力表与吸入口所装真空表的高度差。,实际计算中，考虑到泵的排出压力一般较高，表压力高达数十MPa，而真空度及高度差相对较小 因此，通常用表压力代表泵的有效压头，即,6-3 往复泵的压头、功率和效率,一、往复泵的有效压头 二、往复泵的功率 三、往复泵的效率,二、往复泵的功率,泵的输出功率N：即单位时间内液体由泵所获得的总能量。 表明泵的实际工作效果，因此又称作泵的水力功率或有效功率。 泵的输入功率Na：柴油机、电动机等动力机输送到泵主动轴上的功率，又称为泵的传动轴功率。 由于泵内存在功率损失，所以，N Na 。,泵输出功率的计算：,因此，泵的输出功率可以写为： H 泵的有效压头，J/N； QG 重量流量，N/s； 被输送液体的密度，kg/m3； Q 泵的实际平均流量，m3/s,6-3 往复泵的压头、功率和效率,一、往复泵的有效压头 二、往复泵的功率 三、往复泵的效率,三、往复泵的效率,泵的输出功率N与泵的输入功率Na的比值称作泵的总效率，即： 泵内存在的功率损失： 机械损失； 容积损失； 水力损失。,机械损失和效率,机械损失是克服泵内齿轮传动、轴承、活塞、密封和十字头等机械方面摩擦所消耗的功率。 泵的输入功率减去这部分损失后所剩下的功率，称作转化功率，是指单位时间内由机械能转化为液体能的那部分功率，全部用于对液体作功，即提高液体的能量，以Ni表示：,单位时间内获得能量的液体称作转化流量Qi ，单位重量液体所得到的能量称作转化压头Hi ，则转化功率为： 泵的转化功率Ni与输入功率Na的比值称作机械效率：,容积损失和效率,泵实际输送的液体体积总要比理论输出体积小， 因为有一部分获得能量的高压液体会从活塞与缸套间的间隙、缸套密封、阀盖密封及拉杆密封（对双作用泵）等处漏失，造成一定的能量损失。,实际流量Q与接受能量的转化流量Qi之比值，为容积效率 ： 其中， 为单位时间内漏失的液体体积。,说明：,容积效率反映因密封不严造成高能液体漏失对流量的影响，属于能量损失。 泵内接受能量的转化流量Qi往往低于泵的理论平均流量Qth ，因为有时液缸内存在少量气体或泵阀迟关造成液体回流，可能减少吸入的液体量。 而由这两个原因所减少的流量，几乎不造成能量损失。,水力损失和效率,液体在泵内流动时，为克服沿程和局部（包括泵阀在内）阻力所消耗的各项水力损失之和为hh， 则有效压头H小于转化压头Hi，二者之比称为水力效率：,泵的有效功率与泵通过活塞传给液体的转化功率之比，称为泵的转化效率。 泵的总效率为：,往复泵转化效率的大小表示液力部分的完善程度；