渔业机械行业管理分析(PPT 100页).ppt

1、,第一章 内燃机第一节 概述,一、发动机及种类 1.发动机：凡是把某种形式的能转变为机械能的机器 都称为发动机。 由能源不同分为：风力发动机 、水力发动机、热力发动机等。 2.热力发动机：把燃料燃烧的热能转变为机械能。 分 为内燃机和外燃机。 外燃机：蒸汽机、汽轮机等。 内燃机：柴油机、汽油机、煤气机等。,二、内燃机分类 1.按燃料分：煤油机、柴油机、汽油机、煤气机等； 2.按完成一个工作循环的行程数分：四冲程式、二冲程式； 3.按着火方式分：压燃式、点燃式 4.按用途分：固定式 （发电、排灌、农产品加工等）、 移动式（拖拉机、汽车发动机）； 5.按进气方式分：增压式、非增压式； 6.按冷却方

2、式分：水冷、风冷； 7.按气缸数分：单缸、多缸； 8.按气缸排列形式分：直列式、卧式、v型。,三、内燃机系列和型号 1.系列：按气缸直径不同将内燃机分成几个系列，在同一系列中包括缸数不同的多种机型。 如：95系列柴油机，195 295 395 495 695 等。 例如：495柴油机，表示四缸、四行程、缸径95mm、 水冷柴油机； 1E40F汽油机，表示单缸、二行程、缸径40 mm、风冷汽油机。,2.型号：,变型符号：用数字顺序表示,机器特征符号：用字母表示 Q 汽车用 T 拖拉机用 C 船用 Z 增压 F 风冷.无F为水冷,缸径 ：用mm数表示气缸直径,行程：E表示二行程.不用符号表示四行程

3、 气缸数：用数字表示,第二节内燃机工作原理 一、一般结构和基本术语 1.一般结构 （图1-1） 气缸盖、进气门、排气门、喷油器或火花塞、气缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。 2.常用名词术语： （1）上止点：活塞在气缸中往复运动时，活塞顶离曲轴中心最远处。 （2）下止点：活塞在气缸中往复运动时，活塞顶离曲轴中心最近处。 （3）活塞行程：活塞在上、下止点之间移动的距离，用S表示。 （4）燃烧室容积（Vc）：活塞位于上止点时活塞顶与气缸盖之间的空间容积。 （5）气缸工作容积（Vh）：上止点与下止点之间的气缸容积。 Vh=DS10/4 (L) 式中：D缸径 S活塞行程 内燃机总排量(Vl)：多缸内燃机各

4、气缸工作容积之和. Vl=Vhi 式中：i气缸数 （）气缸总容积（ Va）：活塞位于下止点时，活塞顶上方封闭容积。 VaVcVh （）.压缩比（）：气缸总容积与燃烧室容积之比。 VaVc（VcVh）VcVhVc 表示气体在气缸内被压缩的程度。 柴油机：汽油机：,二、单缸四冲程柴油机工作过程 .柴油机基本工作原理： 先将新鲜空气吸入气缸并压缩，然后将柴油以高压喷射到燃烧室内，利用被压缩后的高温空气使柴油着火燃烧，高温高压的燃气推动活塞作功，使柴油机运转，将热能转变为机械能向外界输出。 .工作过程： （）进气过程：曲轴转角从，活塞由上止点下止点，气缸容积，压力，进气门开，排气门闭，在压力差作用下，

5、新鲜空气被吸入气缸，直至活塞下止点，进气终了，进气门闭。 （）压缩行程：曲轴转角从，活塞由下止点上止点，进、排气门关闭，气体被压缩，、均，KPa。,（）作功行程：曲轴转角从360 540，进、排气门关闭，.气缸内温度柴油自燃温度（约），高压柴油喷入燃烧室，迅速与空气混合，着火燃烧，放出大量热能，此时.气缸内KPa ，高温高压燃气推动活塞由上止点下止点，通过连杆转动曲轴，作功行程终了时，KPa， K； （）排气行程：曲轴转角从540 720,活塞由下止点上止点，排气门打开，进气门关闭，废气压力大气压，在活塞推送和压力差下废气排出。,以上“进、压、爆、排“四个行程循环往复，柴油机不断工作，柴油机每

6、完成进气压、压缩、作功、排气四个行程称为一个工作循环。一个工作循环中活塞往复四次，曲轴旋转两周。,三、单缸四行程汽油机工作过程： .汽油机基本工作原理： 先将汽油和新鲜空气组成可燃混合气体吸入气 缸并压缩，然后用电火花点火使混合气燃烧，高温高压的燃气推动活塞作功使汽油机运转将热能转变为机械能。 .工作过程：与四冲程柴油机类似， 主要区别： （）进气行程吸入气缸不是纯空气，而是空气与汽油相混合的可燃混合气。 （）汽油机压缩比较小 （）采用电火花点火。,.二冲程柴油机与二冲程汽油机工作过程的区别： 吸入新鲜空气而非混合气； 压缩终了时喷入柴油； 压燃而非点燃。 .二冲程内燃机与四冲程比较特点： 曲

7、轴每转一周作功一次理论功率为四冲程的两倍； 因作功频率高，故运转平稳，可采用小尺寸飞轮； 省去了配气机构，结构简单，重量轻； 换气时间短，废气排除不干净；减少了有效作功行程，实际功率为四冲程.倍； 换气时有部分新鲜可燃混合气随废气排出，经济性较差。,五、内燃机的组成 一般由曲柄连杆机构、配气机构、 燃料供给系统、润滑系、冷却系和起动装置等组成。在汽油机上还设有点火系。,第三节 曲柄连杆机构,一、概述 1. 功用 曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程

8、中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。,第四节 配气机构,一、概述 1功用： 配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进气充分、排气彻底，四行程发动机都采用气门式配气机构。,三、配气相位和气门间隙 1配气相位(valve timing)（图3-18） （1）定义：配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻

9、和开启延续时间，通常用环形图表示-配气相位图。 （2）理论上的配气相位分析 理论上讲进、压、功、排各占180，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180。 但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。,原因： 气门的开、闭有个过程 开启 总是 由小大 关闭 总是 由大小 气体惯性的影响 随着活塞的运动 同样造成进气不足、排气不净 发动机速度的要求 实际发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短，当转速为5600r/min时一个行程只有60/（56002）=0.0054s，就是转速为1500r/min，一个行程也只有0.02s，这样

10、短的进气或排气过程，使发动机进气不足，排气不净。 可见，理论上的配气相位不能满足发动机进饱排净的要求，那么，实际的配气相位又是怎样满足这个要求的呢？下面我们就进行分析。,（3）实际的配气相位分析 为了便进气充足，排气干净，除了从结构上进行改进外（如增大进、排气管道），还可以从配气相位上想点办法，气门能否早开晚闭，延长进、排气时间呢？ 气门早开晚闭的可能 从示功图中可以看出，活塞到达进气下止点时，由于进气吸力的存在，气缸内气体压力仍然低于大气压，在大气压的作用下仍能进气；另外，此时进气流还有较大的惯性。由此可见，进气门晚关可以增加进气量。 进气门早开，可使进气一开始就有一个较大的通道面积，可增加

11、进气量。 在作功行程快要结束时，排气门打开，可以利用作功的余压使废气高速冲出气缸，排气量约占50%。排气门早开，势必造成功率损失，但因气压低，损失并不大，而早开可以减少排气所消耗的功，又有利于废气的排出，所以总功率仍是提高的。 从示功图上还可以看出，活塞到达上止点时，气缸内废气压力仍然高于外界大气压，加之排气气流的惯性，排气门晚关可使废气排得更净一些。,由此可见，气门具有早开晚关的可能，那么气门早开晚关对发动机实际工作又有什么好处呢？ 进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。 进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。 排气门早开：

12、借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。 排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。,2气门间隙(valve clearance) （1）定义：气门间隙是指气门完全关闭（凸轮的凸起部分不顶挺柱）时，气门杆尾端与摇臂或挺柱之间的间隙。 （2） 作用：给热膨胀留有余地 保证气门密封 不同机型，气门间隙的大小不同，根据实验确定，一般冷态时，排气门间隙大于进气门间隙，进气门间隙约为0.250.3mm，排气门间隙约为0.30.35mm。,间隙过大：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净

13、而功率下降，此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。 间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。,概述,柴油机所用的燃油是柴油。 柴油的粘度大且不易蒸发 柴油机是利用高压喷射的方法，在压缩行程接近终了时，将柴油喷入气缸，直接在气缸内与空气混合形成可燃混合气. 借助气缸内工质的高温自行着火燃烧。,1.柴油机的基本工作特征,2柴油的使用性能指标 柴油是在533-623k的温度范围内，从石油中提炼出的碳氢化合物，含碳87%，氢12.6%和氧0.4%。 发火性指燃油的自燃能力，16烷值越高，发火性越好。

14、 蒸发性由燃油的蒸馏实验。 粘度决定燃油的流动性，粘度越小，流动性越好。 凝点指柴油冷却到开始失去流动性的温度 柴油按凝点分为10，0，-10，-20，-35五个牌号，其凝点分别不高于10，0，-10,-20,-35，牌号越高凝点越低。其代号分别为RCZ-10，RC-0，RC-10，RC-20，RC-35，R和C是燃和柴字的汉语拼音字头，凝点在0以上的则在-前加上Z字，选用时，号数应比实际气温低510。,概述,对柴油机燃油供给系统的要求:,1时为稀混合气；1时为浓混合气；=1时为标准混合气。柴油机的通常都大于1，一般在1.152.2范围内。 过大，混合气过稀，燃烧速度慢，散发热量多，Ne 。

15、过小，混合气过浓，燃烧不完全，油耗增加，冒黑烟，经济性变坏。 可见是影响发动机功率和油耗的重要因素。 （2）喷射压力必须足够高,一般在10MPa以上，以利于柴油雾化。 （3）柴油喷射系统的喷油规律应与燃烧过程相对应。控制前期喷射量；加快中期喷射量；尽快结束后期喷射。 （4）在燃烧室内组织较强的空气涡流运动，促进空气与柴油的均匀混合。,（1）可燃混合气浓度适中 常用过量空气系数表示，它是燃烧1燃料实际供给的空气量与理论所需空气量之比。,=,工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务 泵油过程可分为以下三个阶段。 进油过程 供油过程 回油过程,（一

16、）柱塞式喷油泵的泵油原理,回油过程 柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。 结论：通过上述讨论，得出下列结论 柱塞往复运动总行程L是不变的，由凸轮的升程决定。 柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程,供油行程不受凸轮轴控制是可变的。 供油开始时刻不随供油行程的变化而变化。 转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量。,第八节 发动机润滑系 一、概述 发动机工作时，各

17、运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。因此，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系(lubrication system)。,1. 功用 润滑作用：润滑运动零件表面，减小摩擦阻力和磨损，减小发动机的功率消耗； 清洗作用：机油在润滑系内不断循环，清洗摩擦表面，带走磨屑和其它异物； 冷却作用：机油在润滑系内循环还可带走摩擦产生的热量，起冷却作用； 密封作用：在运动零件之间形成油膜，提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油； 防锈蚀作用：在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈； 液压作用

18、：润滑油还可用作液压油，如液压挺柱，起液压作用； 减震缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓冲作用,二、发动机润滑系的组成及油路,集滤器、机油泵、油底壳、机油滤清器、机油散热器、机油压力表、机油温度表,放油螺栓,油底壳,机油滤清器,油路,集滤器,第九节 冷却系 一、概述 1.作用 冷却系(cooling system)的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。,冷却的必要性：发动机工作时，因燃料的燃烧及运动零部件之间摩擦产生大量的热，气缸内气体温度可达2000度以上，直接与高温气体接触的如气缸体、气缸盖、活塞、气门等若不及时加

19、以冷却，其运动部件将可能因受热膨胀而破坏正常间隙，或因润滑在高温下失效而卡死；各机件也可能因高温而导致其机械强度降低甚至损坏。,冷却的功能：使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持发动机在最适宜的温度范围内工作。 冷却的不当所造成的后果：,2分类 冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。,正常冷却的冷却介质： 水冷却系统：水为介质，即把发动机高温零件的热量先传给水，然后经水

20、再传给大气而进行冷却的一套装置。其优点在于冷却均匀、运转时噪音小，得以广泛应用。 风冷却系统：通过高速的空气流介质把高温零件的热量直接带入大气散发而进行的冷却系统。 两者的适用范围：,水冷却系统的分类,自然循环冷却式：它分为蒸发式、冷凝式、热流式三种。水的密度随温度的变化而变化，冷却水在冷却系统中进行循环。优点在于结构简单，一定程度上可以自动调节冷却强度；缺点是冷却不均匀、局部会引起过热且水箱的容积较大。 强制循环冷却式：它分为闭式和开式冷却系统两种。利用一水泵的动力造成压差，迫使水在发动机中不断循环，以水为载体带走热量达到冷却效果。,二、水冷系的组成和水路,目前大多数发动机采用强制循环式水冷

21、却系统。 1、作用：以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。 2、组成： 散热器及其散热器盖：高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降低 风扇：强力抽吸，使空气流由前向后以高速从散热器中通过 水泵：机体外的水吸入并加压 节温器：保证发动机在不同负荷和转速条件下在适宜的温度范围内工作，以控制冷却水大、小循环回路的装置； 水套：气缸盖与气缸体之间的夹层空间，使水得以接近受热零件，并可循环流动 分水管：使多缸发动机各汽缸冷却强度均匀 其他附件：百叶窗、放水阀、水温表、支撑架等,蜡式节温器,蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温

22、时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时阀门关闭通往散热器的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回气缸体水套中，进行小循环。当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启，当发动机水温达到80以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器，而进行大循环。,3.1 三相异步电动机的构造,1.定子,定子由机座、铁芯、三相绕组组成。机座用铸铁或铸钢制成，用来固定和保护定子铁芯和定子绕组；两个端盖支承转子。 铁芯是由互相绝缘的硅钢片叠成的，压装在机座内，铁芯的内圆周表

23、面冲有槽，用以放置定子绕组。 定子绕组由漆包线制成，分成三相对称也嵌放在铁芯的线槽内，每相定子绕组引出两个线头（始端和末端），三相绕组的六个端头通过引出线引到机体外部的接线盒内。三相绕组可以联接成星形Y和三角形。,转子由转子铁芯，转子绕组和转轴组成。 转子铁芯是圆柱状，用硅钢片叠成。表面冲有槽，用来安装转子绕组，铁芯压装在转轴上。 转子绕组做成鼠笼状，就是在转子铁芯的槽中放铜条，两端用端环联接，或者在槽中浇铸铝液，两端用导体连成一个整体（短路）。 转轴用来支承转子铁芯，并输出转矩。 在转子与定子之间有一个间隙，叫做气隙（0.251.5mm）,分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：

24、一个电流周期，旋转磁场在空间转过360,取决于三相电流的相序,2.旋转磁场的旋转方向,结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。,任意调换两根电源进线 (电路如图),极对数,旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关,4.旋转磁场的转速,工频：,旋转磁场的转速取决于磁场的极对数,p=1时,旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系,6. 转差率,旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与 旋转磁场的同步转速之比称为转差率。,由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场 旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转磁场的转速相等，即,如果:,因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,异步电动机

25、运行中:,转子转速亦可由转差率求得,转差率s,例：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率 f=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。,解：,根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：n1=1000 r/min , 即,p=3,额定转差率为,3.3 三相异步电动机铭牌数据,1. 型号,例如： Y 132 M4,用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。,JO2-51-4电动机铭牌： 三相异步电动机 型号JO2-51-4 功率7.5kw 频率50HZ 电压 380V 电流14.9A 接法（ ） 转速 1450转/分 温升 75 工作方式 连续 绝缘等

26、级 E 产品编号 年 月出厂 电机厂,4. 电流,例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。,5. 功率与效率,电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。,额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机 械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。,效率就是输出功率与输入功率之比。 损耗功率包括铜损、铁损、机械损耗。,定子相电流比相电压滞后一个角， cos就是功率因数。 它表示电路里实际消耗的功率与电路总功率之比。,6. 功率因数,注意：实用中应选 择容量合适的电机，防止出现 “大马拉

27、 小车” 的现象。,三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载 时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。,7. 额定转速,电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。,定额（工作方式） 是表明电动机允许连续使用的时间。 定额分为： 连续表示电机可以依照额定的功率连续使用下去，绕组不会过热。 短时表示电机不能连续使用，而只能在规定的时间内依照额定的功率短使用，这样才不会过热。 断续表示电机的工作是短时的，但可以多次重复使用。,3.4 三相异步电动机的起动,1. 起动性能,起动问题：起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5

28、7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(1.02.2)倍。,后果：,原因：,起动： n = 0，s =1, 接通电源。,2. 起动方法,(1) 直接起动 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。,（适用于鼠笼式电动机）,(3) 转子串电阻起动,（适用于绕线式电动机）,设：电机每相阻抗为Z,降压起动,(1) Y 换接起动,降压起动时的电流 为直接起动时的,下一页,章目录,总目录,上一页,(2) 自耦降压起动,Q2下合： 接入自耦变 压器，降压 起动。,Q2上合： 切除自耦变 压器，全压 工作。,合刀闸开关Q,Q2,自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时 联成 Y形不能采用Y起动的鼠笼式

29、异步电动机。,方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。,电动机 正转,电动机 反转,3.三相异步电动机的正、反转,3.5 三相异步电动机的制动,1. 能耗制动,制动方法,能耗制动 反接制动 发电反馈制动,在断开三相电源的同时，给电动机其中两相 绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与 旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的 转距（制动转距），使转子迅速停止转动。,2. 反接制动,停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。,3. 发电反馈制动,当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速 时，旋

30、转磁场产生的电磁转距作用方向发生变 化，由驱动转距变为制动转距。电动机进入制,动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成 电能回送给电网。,n n1,三、水泵的一般构造,1叶轮 2泵壳 3填料函密封装置,混流泵叶轮,离心泵叶轮 .封闭式 .半封闭式 .敞开式,轴流泵叶轮,蜗壳形泵壳 1.蜗道 2.叶轮 3.出水口,填料函示意图 1.填料盒 2.填料座 3.填料 4.水封管 5.水封环 6.压盖,二、水泵的工作原理 1.离心泵的工作原理,离心泵是借离心力的作用来抽水的。图示为单级离心泵。当其叶轮高速旋转时，流道中的水在离心力的作用下，从叶轮中部以高速被甩离叶轮，射向四周。水流经过断面逐渐扩大的泵壳

31、流道，流速逐渐变慢而水压增加，压向出水管。此时叶轮的中心部分形成真空，而水源水面在大气压力的作用下，通过进水管进入泵内，称为吸水。如果叶轮连续转动，水就源源不断地由低处抽送到高处。,单级离心泵 1.进水管 2.叶片 3.叶轮 4.泵壳 5.出水管,压水原理：泵内先灌满水，开动水泵，叶轮旋转，水在离心力的作用下被叶轮甩出水口。由于流道的截面由小到大，逐步减慢了水流的流速，把高速水流的动能转变成压力能，以增加水流的压力，然后从出水管压出。 吸水原理：水在离心力的作用下，叶轮把水甩出，水原来占有的地方形成真空，而水面还有大气压力的作用，水面压力高，泵进口压力低，水沿吸水管被压上来，进入叶轮中。,2轴

32、流泵的工作原理,轴流泵是利用叶轮旋转所产生的推升力来抽水的。它的叶轮浸没在水里。当叶轮旋转时，叶片对水产生升力作用，把水往上推送。但同时还使水产生旋转运动，须用导水叶来消除，使泵内水流沿着泵轴方向流动。其特点是大流量、低扬程。,轴流泵 1进水喇叭 2. 出水弯管 3. 联轴器 4. 导水叶 5. 叶轮,第四节 水泵的主要工作参数,1. 水泵的扬程H,水泵的扬程 H泵所输送的单位重量流体从进口到出口的能量增值，单位：m,又叫总扬程，也叫“水头”，以H表示。指单位重量的液体通过水泵后，所获得的能量。其实际指水泵能够扬水的高度。 总扬程H总由实际扬程（H实）和损失扬程（h损）两部分组成。,即： H总

33、=H实+h损 或： H总=H吸+H压 H吸=H实吸+h吸损 H压=H实压+h压损 H总=H吸+H压 =H实吸+H实压+h吸损+h压损 =H实+h损,2. 流量,单位时间内泵所输送的流体量称为流量， 常用Q表示。,又叫出水量或输水量：指水泵的单位时间内所能抽送水的体积或重量。单位：升/秒。,水泵铭牌上标出的流量，通常是指“额定流量”。 水泵的尺寸与形状是根据这一流量设计的，又称“设计流量”。一般泵在这个流量下运行，效率最高，若偏离这个流量，效率则下降。,流量是水泵的重要工作参数之一，水泵在运行中，如果流量发生变化，其它参数(如扬程，功率，效率)也相应变化。,3. 功率,泵的功率指输入功率，也是原

34、动机传到泵轴的上的功率，称为轴功率，用N表示；单位：“瓦”、“千瓦”、“马力”。,泵的输出功率又称为有效功率Ne ，它表示单位时间内流体从泵中所得到的实际能量，可用流量和扬程求得:,被输送流体的容重,Q单位用,H单位用 m；,则Ne单位为千瓦（kw）；,对泵通常是,轴功率N和有效功率 之间相差一个泵内损失，即,包括机械损失，容积损失，和水力损失三部分。,注：上式中的102是由于容重单位用,4. 效率,效率是标志着泵传递功率的有效程度，即泵工作的经济性，可以用效率的变化高低来衡量， 效率是有效功率与轴功率的比值。,离心泵的效率与其形式、结构及容量大小有关，对于单级离心泵， ， 多级离心泵 。,例

35、题 某水泵流量 ,扬程 ，水泵的效率 ，原动机的备用系数K=1.05，原动机的传动效率 试确定原动机的容量。,解：,原动机所需的容量为,7比转数：又叫“比速”。它是反映水泵扬程、流量、转速的综合参数，是设计水泵的一个准则。它与转速是两个完全不同的概念。其大小与叶轮的形状及大小有关。用ns表示。一般而言，对于离心泵，ns=50300，混流泵为ns=300600，轴流泵为6001200。 定义：泵的扬程为1米，流量为0.07506米3/秒时，一台水泵叶轮的转速叫这台水泵的比转数。,上式:Q泵的流量m3/s; H扬程 m; n泵的转数rpm,泵的比转数,若是双吸泵，,对多级泵，,z为多级泵的级数。,

36、例题 试计算8BA-18型离心泵的比转数ns ，最 佳工况下该泵的工作参数为 Q=80L/s； H=17mH2O，转速n=1450rpm.,解：,8BA-18型离心泵型号的数字中，18表示缩小了 10倍并化成整数的比转数，根据水泵的计算比转 数ns的公式：,化成整数：比转数 ns =180,第四章 水处理机械 第一节 水体中的溶氧及其变化规律 一、水中氧的来源 自然界水体中氧的来源主要有二个方面：其一是空气中的氧溶入水中约占10%，其二是水体中浮游植物光合作用释放氧。浮游植物进行光合作用时，吸收CO2，释放O2，这是水中溶氧的一个重要来源，约占90%。 压力相同时，水中的饱和溶氧量是随着温度的

37、降低而升高的。,三、影响氧气溶解度和氧溶液速度的因素 影响氧气溶解度的因素有温度、压力和含盐量。氧气及一切气体的溶解度均是随水温的升高而下降。在一定温度下，氧气的溶解度随其压力的增加而增大，两者成正比关系。水中含盐量越高，氧气的溶解度越小。,氧溶解速度的影响因素，主要是氧的饱和度和气 液接触界面。水中氧气不饱和程度越大，即饱和程度越小，氧气的溶解速度越快。气 液接触界面越大，氧气溶解速度越快。气液接触界面搅动越大，氧气溶解速度越快。,四、水车式增氧机 1.组成：电动机、减速箱、机架、浮筒、叶轮等。 电动机一般采用三相异步电动机，转速为8901450转/分，功率为0.753千瓦。 2.增氧原理

38、工作时，叶轮上叶片部分或全部浸没于水中。电动机带动叶轮作单向转动，桨叶入水击打水面，激起水花，把空气带入水中。同时产生一个作用力，将表层水压入下层，并使水向后流动。当桨叶与水面垂直时，能迫使水体有一较大的定向水流；当桨叶继续转动而尚未离开水面时，桨叶背面形成负压，使下层水上升；桨叶离开水面后，将水抛向空中并激起强烈水跃，增加水与空气接触。,三、叶轮式增氧机械 叶轮式增氧机的叶轮，依其结构特点又分为倒伞型叶轮、深水型叶轮和泵型叶轮等。增氧机在污水处理行业被称之为曝气装置。主要由电机、减速箱、支架、叶轮、浮筒等五部分组成。,倒伞叶轮增氧机 1结构 （1）电动机 增氧机的动力均采用电动机。电动机上都

39、装有不碍通风的电机罩，以防日晒雨淋。通常采用JO2型全封闭三相异步电动机，最新系列产品Y系列三相异步电动机。转速为13901480转/分。 （2）减速器 其作用是把电动机的高速降低转给叶轮，同时，降速后又能够增加扭矩带动叶轮。,（3）支架 均为钢管，用以连接浮筒支撑增氧机浮于水面，并使叶轮保持一定的浸没深度，一般采用三根，有的还设有水位调节装置。 （4）叶轮 由钢板焊接而成，主体为一倒园锥体，呈一倒伞形。它承担着形成水跃，搅拌水体和吸入空气三种任务。 （5）浮筒 用钢板焊接而成或注塑而成。一般采用三只浮筒。,2工作原理 增氧机浮于水面工作，随水位升降而升降，工作不受水位影响。这种增氧机在鱼池中

40、运动的主要机械作用是增氧、搅水和曝气，这三个作用是在机器运转过程中同时完成的。它的增氧原理是通过机械作用造成水跃、液面更新和负压进气等共同作用的结果。,3水质改良机 其特点是：水质改良机综合改良水质的主要目标是池塘内的淤泥，不象增氧机那样，主要目标是池塘中的水体。水质改良机不仅具有翻喷淤泥、改良水质、抽吸底层低温贫氧水达到增氧的功能外，还具有排灌和利用淤泥施肥的两项功能。,第五节 水质净化机械 一、水质净化机概述 生物转盘和生物转筒统称为水质净化机。二者工作机理相同，适用小体，高密度养殖业。 水质净化机特点是：工作时不流水、不换水而净化水质，其净化机理是利用生物膜来净化水质。,三、净化机理 生物转盘净化水质的机理是：由于盘片的旋转，使盘面交替进出水面，连续运行710天后，盘片上形成生物膜。生物膜的形成与水温有关。水温低，形成慢，效果差。水温要15以上为好。,生物膜形成后，当盘片转入水中时，水中的有机物被生物膜吸附。当盘片转到空气中时，被盘片带起的水膜沿着生物膜表面向下洒滴，空气中的氧不断地溶解到水膜中去。微生物吸收水膜中的溶解氧，在