泵与压缩机01

1、油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽油气储运工程系油气储运工程系 油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽 课程性质：专业核心课；必修，3学分 上课学时：课表学时56学时，其中课堂学习52学时，实验4学时 学时分配：引言2、离心泵16、离心压缩机16、往复压缩18、机动4 考试形式：闭卷 课程成绩：考试70%，日常（课堂表现、出勤、作业等）30%油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵

2、与压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽课程目标：课程目标： 油气储运工程专业技术基础课油气储运工程专业技术基础课 培养对泵和压缩机合理选型、使用维护、调节控制和培养对泵和压缩机合理选型、使用维护、调节控制和技术改造的工程应用能力技术改造的工程应用能力预修课程：预修课程： 工程力学、工程流体力学、工程热力学工程力学、工程流体力学、工程热力学油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽基本要求：基本要求： 1. 了解泵与压缩机的典型结构和技

3、术特点了解泵与压缩机的典型结构和技术特点 2. 掌握泵与压缩机的工作原理和基本方程掌握泵与压缩机的工作原理和基本方程 3. 熟悉泵与压缩机的性能特点和性能参数熟悉泵与压缩机的性能特点和性能参数 4. 熟悉泵与压缩机的工程应用技术（调节和选型）熟悉泵与压缩机的工程应用技术（调节和选型）油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽 油气储运工程：油气储运工程： 储存和运输石油（液体介质）或天然气（气体介质）储存和运输

4、石油（液体介质）或天然气（气体介质） 储运设备：管输机械即流体机械储运设备：管输机械即流体机械 流体机械：对流体介质（液、气及散状固体）流体机械：对流体介质（液、气及散状固体） 传递能量（输入或输出能量）机械传递能量（输入或输出能量）机械通用机械设备通用机械设备油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽用用 途：途：油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽其中：泵其中：泵：输送液体介质并提高其能头：输送液体介质并提高其能头 压缩机：输送气体介质并提高

5、其能头压缩机：输送气体介质并提高其能头泵与压缩机：连接管道与储罐的输送动力泵与压缩机：连接管道与储罐的输送动力 长输油气管线的输送机械长输油气管线的输送机械 动力仪表控制循环的动力机械动力仪表控制循环的动力机械油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽通用机械通用机械油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽根据作用原理分：根据作用原理分：油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽

6、离心泵离心泵旋涡泵旋涡泵轴流泵轴流泵齿轮泵齿轮泵螺杆泵螺杆泵 滑片泵等滑片泵等往复泵往复泵柱塞泵柱塞泵隔膜泵隔膜泵喷射泵、酸喷射泵、酸旦、空气升旦、空气升液器液器离心式通风机离心式通风机鼓风机鼓风机压缩机压缩机罗茨鼓风机罗茨鼓风机液环压缩机液环压缩机真空泵真空泵往复压缩机往复压缩机与真空泵、与真空泵、隔膜压缩机隔膜压缩机蒸汽或水喷蒸汽或水喷射真空泵射真空泵油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机射流泵，又称引射器。

7、射流泵由一个收缩的喷管和另一个具射流泵，又称引射器。射流泵由一个收缩的喷管和另一个具有细径的收缩扩散管及真空室所组成。自喷管射出的液流经有细径的收缩扩散管及真空室所组成。自喷管射出的液流经收缩扩散管的细径处，流速急剧增大，结果使该处的压力小收缩扩散管的细径处，流速急剧增大，结果使该处的压力小于大气压力而造成真空。如果在该处连一管道通至有液体的于大气压力而造成真空。如果在该处连一管道通至有液体的容器，则液体就能被吸入泵内，与射流液体一起流出。容器，则液体就能被吸入泵内，与射流液体一起流出。张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与

8、压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽流体力学基础流体力学基础1绝对压力、相对压力、真空压力、大气压力绝压表压真空度大气压油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽流体力学基础流体力学基础2：基本方程：基本方程1122v Av A 连续性方程：质量守恒定律连续性方程：质量守恒定律 欧拉方程：理想流体运动微分方程欧拉方程：理想流体运动微分方程力方程力方程1 112 22v Av A111xxxxxxyzyyyyyxyzzzzzzxyzuu

9、uupfuuuxtxyzuuuupfuuuytxyzuuuupfuuuztxyz 伯努力方程：伯努力方程：能量方程能量方程221122121 222pupuzzhgg油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽目前使用最多的是离心泵：结构简单、体积小、重量轻、操作平稳、流量稳定、性能参数范围广、易制造、便于维修。（重点讲授）油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽 油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengine

10、ering泵与压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽1 轴轴 2 轴封箱轴封箱3 扩压管扩压管 4 叶轮叶轮5 吸入室吸入室 6 口环口环7 蜗壳蜗壳油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽1、工作部件：流体做功、工作部件：流体做功 叶轮、（诱导轮）叶轮、（诱导轮）2、过流部件：导流转能、过流部件：导流转能 吸入室、蜗壳、

11、（导叶）吸入室、蜗壳、（导叶）3、密封部件：防止泄漏、密封部件：防止泄漏 口环（叶轮前泄漏）口环（叶轮前泄漏） 轴封（叶轮后轴端泄漏）轴封（叶轮后轴端泄漏）填料、机械密封填料、机械密封4、其它部件：传动支承、其它部件：传动支承 轴（传动）、轴承轴（传动）、轴承 衡盘衡盘鼓鼓（轴向力）、泵体等（轴向力）、泵体等油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽yrYxrX2222sincos 铅垂方向质量力分量：gZ)(ZdzYdyXdxdpCgzrpCgzyxp)2()22(222“等角速度旋转容器中液体相对平衡等角速度旋转容器中

12、液体相对平衡” Fxym 单位质量离心力在 轴和 轴方向分量：(3) 流体静压力分布公式：油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽 从流体力学、流体静压分布规律1. 盛满液体容器中心开口盛满液体容器中心开口 “等角速度旋转容器中液体相对平衡等角速度旋转容器中液体相对平衡” r=0 z=0 p=p0)2(220zgrgpp)2(220zgrppp r p r ?油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽2. 灌满液体边缘开口灌满液体边缘开口 r=R z

13、=0 p=p0)2)(2220zgrRpp)2)(2220zgrRgpp中心真空度 R p0R中间形成中间形成真空度真空度油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽灌泵（叶轮存液）叶轮旋转液体离心甩出叶轮中心真空液体吸入补充循环输送液体叶轮在旋转过程中，一面不断地吸入液体，一面又不断地绐吸入的液体以一定的能量，将液体排出。离心泵便如此连续不断地工作。当用一个离心叶轮不能使液体获得满足工艺需要的能头时，可用多个叶

14、轮串联（或并联）起来对液体做功。油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽1. 启动前：启动前：2. 启动后：启动后：驱动机带动叶轮高速旋转驱动机带动叶轮高速旋转叶轮带动液体高速旋转叶轮带动液体高速旋转液体获得能量（压力能、速度液体获得能量（压力能、速度能增加能增加） 装置示装置示意图意图油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽为什么要灌泵？为什么要灌泵？需要强调指出的是：若在离心泵启动前没向泵壳内灌满被液体，由于空气密度小，叶轮旋转后产生的离心力小

15、，不足以在叶轮中心区形成吸入贮槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体。这表明离心泵无自吸力，此现象称为气缚。这就是启动泵前必须进行灌泵的缘故。吸入管路安装单向底阀。)2)(2220zgrRgpp R 中心真空度中间形成中间形成真空度真空度?油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽1. 按液体吸入叶轮方式按液体吸入叶轮方式 单吸式泵单吸式泵 双吸式泵双吸式泵2. 按叶轮级数按叶轮级数 单级泵：只有一个叶轮单级泵：只有一个叶轮 多级泵：一轴上串有两个以上的叶轮多级泵：一轴上串有两个以上的叶轮 3. 按壳体剖分方式按壳

16、体剖分方式 中开式泵：通过轴水平线水平分开，多为蜗壳中开式泵：通过轴水平线水平分开，多为蜗壳 。 分段式泵：垂直于轴平面分开，导叶式。分段式泵：垂直于轴平面分开，导叶式。 油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽4. 按泵体形式按泵体形式 蜗壳式蜗壳式 双蜗壳式：平衡径向力，双蜗壳或双层蜗室双蜗壳式：平衡径向力，双蜗壳或双层蜗室 （图（图1-5，p6） 筒式泵：双层泵壳，外层承压，内筒起蜗室的作用。（图筒式泵：双层泵壳，外层承压，内筒起蜗室的作用。（图1-6，p7）5. 按输送介质按输送介质清水、油泵、耐腐蚀泵、液态烃泵

17、、医药泵清水、油泵、耐腐蚀泵、液态烃泵、医药泵冷凝水泵、油浆泵、泥浆泵、污水泵、饮料泵。冷凝水泵、油浆泵、泥浆泵、污水泵、饮料泵。油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽 流量流量 Q Q 扬程扬程 H H 转速转速 n n 功率功率 N N 效率效率 其他（其他（hhr r、H Hs s、n n

18、s s）油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽1. 流量：流量： 用的较多用的较多m=Q 液体密度液体密度kg/m3。2.2.扬程扬程：单位质量单位质量的液体经过泵压获得的的液体经过泵压获得的有效能头有效能头， 指每公斤质量的液体从泵进口（进口法兰）到泵出口（出口法兰）的能头指每公斤质量的液体从泵进口（进口法兰）到泵出口（出口法兰）的能头的增值。的增值。? 体积流量体积流量Q ： m3/h m3/s L/s 质量流量质量流量m ： kg/h kg/s t/h即总扬程。常用即总扬程。常用H，单位，单位 J/kg、m液柱。

19、液柱。 （J=Nm）油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽 在已知管路中输送一定的流量时，计算泵所需要的扬程。在已知管路中输送一定的流量时，计算泵所需要的扬程。 扬程的工程计算：扬程的工程计算：两种情形两种情形泵泵给出给出的扬程（能头）的扬程（能头）H = 输送液体输送液体的能头。的能头。J/kg 2)(22fABABABhccHHgppH? 计算运转中的泵的实际扬程。泵出入口的能量方程计算运转中的泵的实际扬程。泵出入口的能量方程： J/kg （1-2）222SDSDSDccgZppH进出口直径相同或相差很少时进出口直

20、径相同或相差很少时cS=cD SDSDgZppHJ/kg （1-3）（1-1）油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽pB、pA：进出口液面压力：进出口液面压力 pa； ：液体密度：液体密度 kg/m3 进出口相同进出口相同cA、cB：进出口罐液面平均流速：进出口罐液面平均流速 m/s；hf：阻力损失：阻力损失J/kg。（不计泵内。（不计泵内损失）损失）pS、pD ：进出口液面压力，：进出口液面压力， pa ； ZSD ：进出口垂直距离：进出口垂直距离m ； cS、cD ：进出口罐液面平均流速：进出口罐液面平均流速 m/

21、s；进出口直径相同或；进出口直径相同或相差很少时相差很少时cS=cD油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽pB、pA :进出口液面压力进出口液面压力 pa。 : kg/m3 进出口相同进出口相同cA、cB: 进出口罐液面平均流速进出口罐液面平均流速 m/s；hf : 阻力损失阻力损失J/kg。(不计泵内损失不计泵内损失)J/kg 2)(22fABABABhccHHgppH油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽pS、pD：进出口液面压力进出口液面

22、压力 ；ZSD：进出口垂直距离：进出口垂直距离 cS、cD：泵进口和泵出口的液体平均流速：泵进口和泵出口的液体平均流速 m/s进出口直径相同或相差很少时进出口直径相同或相差很少时cS=cD 222SDSDSDccgZppHSDSDgZppH油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽 实际工程应用中，泵的扬程常用实际工程应用中，泵的扬程常用“米液柱米液柱”来表示。来表示。 米液柱米液柱 ：每公斤重量液体获得的能量。：每公斤重量液体获得的能量。mkgmkg即即： 国际单位制：泵的扬程用国际单位制：泵的扬程用“J/kg ”来表示

23、。来表示。 mNmNsmkgmsmkgsmkgmNgkgJ222/油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽则以上（则以上（1-1）、（）、（1-2）、（）、（1-3）为：）为： 扬程与压差关系扬程与压差关系 ：J/kg-H m-H HpgHpm （1-3）SDSDZgppHfABABABhgccHHgppH2)(22m （1-1）gccZgppHSDSDSD222m （1-2）油气储运工程-Oil&gasstorageandtransportationengineering泵与压缩机张艳丽 提高位高；提高位高； 克服阻力；克服阻力； 增加液体静压能和速度能增加液体静压能和速度能 H是液体获得的能量，不是简单的排送高度！是液体获得的能量，不是简单的排送高度！特别注意！特别注意！由能量方程显由能量方程显然可以看出然可以看出fABABABhgccHHgppH2)(22m （1-1）油气储运工程-O