§6-4 往复泵的工作特性曲线
§6-2 往复泵的流量分析
§6-2
往复泵的流量分析
一、活塞运动规律 二、往复泵的流量及流量曲线
二、往复泵的流量及流量曲线 1. 平均流量
往复泵在单位时间内理论上应输送的液体体积， 称作泵的理论平均流量。
• 它与泵的活塞截面积F、活塞冲程长度S，以及 活塞每分钟在缸套中往复运动的次数，即泵的冲 次n有关。
单作用泵，设缸数为i，其理论平均流量为：
§6-2
往复泵的流量分析
一、活塞运动规律 二、往复泵的流量及流量曲线
一、活塞运动规律
曲柄连杆机构传动的往复泵，将曲柄的旋转运动 变为活塞的往复运动。
动画
x r (1 cos ) l (1 1 2 sin 2 ) 活塞的位移、速度、加 sin 2 速度公式： u rw(sin ) 2 2 2 1 sin
2
sin 2 m )
Qcam ( F f )r (sin m
2
sin 2 m )
• 当 m 0 ~ 时，前工作室吸入，后工作室排出， 公式前取“＋”号； • 当m ~ 2 时，前工作室排出，后工作室吸入， 公式前取“－”号；
往复泵一般都由多个液缸组成，在曲轴转动一周 期间内，几个液缸按一定的规律交替进行吸入或 排出，整台泵的瞬时流量由同一时刻各液缸瞬时 流量叠加而成。 计算整台泵的瞬时流量时，要根据各曲轴间存在 角位差 决定公式中的角参数，计算各液缸的 瞬时流量时，须以相应的角参数代入公式。
往复泵流量曲线的用途： 往复泵的流量曲线除了能 比较形象地反映出整台泵 与各液缸或工作室瞬时流 量间的关系及其随曲柄转 角变化特点外，还具有下 列用途：
•
• •
判断流量的均匀程度；
离心泵特性曲线
2.2.1 离心泵的工作原理
1．离心泵的构造：
1、叶轮： 2、泵壳： 3、泵轴及轴封装置：
气缚现象：泵壳和吸入管路内没有充满液体， 泵 内有空气，由于空气密度远小于液体的 密度，叶轮旋转对其产生的离心力很小，叶 轮中心处所形成的低压不足以形成吸上液体 所需要的真空度，泵就无法工作。
（3) 导轮
思考4： 为什么导轮的弯曲方向与叶 片弯曲方向相反？
（4). 轴封装置
旋转的泵轴与 固定的泵壳之 间的密封。 作用：防止高 压液体沿轴漏 出或外界空气 漏入。
填料密封 机械密封
离心泵的理论压头和实际压头
压头：单位重量液体所获得的能量称为泵的压头，用 H表示，单位m。 理论压头：理想情况下单位重量液体所获得的能量称 为理论压头，用HT表示。
离心泵：靠高速旋转的叶轮，液体在离心力作用下 获得能量，以提高压强。 往复泵：利用活塞的往复运动，将能量传给液体， 以完成输送任务。 旋转泵：靠泵内一个或一个以上的转子旋转来吸入 和排出液体。 旋涡泵：一种特殊类型的离心泵。
气体输送机械：据出口气体压强可分为通风机， 鼓风机，压缩机，真空泵
压缩比=出口压力/进口压力
1. 理论压头表达式的推导
w2 液体在高速旋转的叶轮中的运动分为2种: 2 2 2 c2 u2
周向运动:
u r
w1 1 1 c1
与叶片的相对运动：
处处与叶片相切
u1
在 1 与 2 之间列机械能衡算方程式，得：
2 2 p 2 p1 c 2 c 1 HT g 2g
(1)
转速
n
流量 qV，泵单位时间实际输出的液体量，m3/s或m3/h。 可测量 压头 He，又称扬程，泵对单位重量流体提供的有效能量，m。 可测量
第4章--石油矿场用往复泵
(钻井泵与泥浆净化系统)
2．（车载）固井泵：为了固化井壁，向井 底注入高压水泥浆的往复泵。
3．（车载）压裂泵：为了造成油层的人工 裂缝，提高原油产量和采收率，向井内注入含 有大量固体颗粒的液体或酸碱液的往复泵。
(车载固井泵)
(车载压裂泵)
4．注水泵：向井内注 人高压水驱油的往复泵。
5．抽油泵：在采油过 程中，用于在井内抽汲原 油的往复泵。
动前不用灌泵，但实际中启动时仍应保持缸 内有液体，既能保证可立即吸排液体，也可 避免活塞干磨而损坏；
⑵ 在压力急剧变化下其流量仍能保持基本 不变；
⑶ 特别适用于小流量、高扬程情形下输送 粘性较大的液体；
⑷ 但往复泵结构复杂、易损件多；
⑸ 流量有脉动； ⑹ 大流量时体积庞大。
活塞在泵缸内两端之间移动的距离称为行 程。往返一次称为冲程。
0.6 0.4
Q1
0.2
0
p
2
Qt
Q2
Q3 Qp
p
3p
j 2p
2
（dQ≈0.2/0.97＝0.21）
若不考虑影响，一、二、三、四缸单作用
泵的dQ分别为：（与实际有误差）
dQ1单 p
d Q 2单
p
2
1.57
Q
Qmax
2
Q
p
Qmax
Qt
Qt
0
p
j p 3p 2p
2
2
10
p
p
3p
j 2p
2
2
3
Q
2
4
(抽油泵)
三、典型往复泵的结构及工作原理 １．往复泵的组成 主要由液缸、活塞、吸入阀、排出阀、抽油
泵、曲柄（曲轴）、连杆、十字头、活塞杆， 以及齿轮、皮带轮和传动轴等组成。
泵与压缩机简答题
一离心泵的工作原理？？？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。
二离心泵的三种叶轮结构及、三种形式的叶片出口角。
闭式叶轮由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。
闭式叶轮一般用于清水泵。
半开式叶轮由后盖板、叶片及轮毂组成；半开式叶轮一般用于输送含有固相颗粒的液体。
开式叶轮由叶片及轮毂组成；开式叶轮一般用于含有输送固相颗粒较多的液体。
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°三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。
离心泵的叶轮上要产生绐终指向泵的吸入口的轴向力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。
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）安装平衡盘四离心泵的扬程、流量、各种功率、各种效率的基本概念及各参数的相关计算。
1）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。
3）轴功率Na—泵的输入功率。
式中:Q—泵的实际平均流量，m3／s，可实际测量；H—泵的实际输出压头或有效压头，m液柱，可实际测量；ρ—被输送液体的密度，Kg／m3；Qi—泵的转化流量;Hi—泵的转化压头;η—离心泵的总效率。
双作用直线电机六缸往复泵运动特性论文
双作用直线电机六缸往复泵的运动特性研究摘要：以直线电机为动力的往复泵（简称直线电机往复泵）是通过直线运动的电动机动子直接驱动活塞杆做往复运动的一种往复泵。
可从理论上基本消除往复泵输出流量和压力的脉动性，往复泵的结构也将大大简化。
一台直线电机推力达不到要求时可采用几台直线电机驱动的往复泵。
本文主要是从流量、压力、相位误差分析和泵阀方面对双作用直线电机六缸往复泵进行分析，确定运动规律和相位。
为直线电机往复泵控制系统研制提供技术支持。
关键词：往复泵；直线电机；运动规律；性能；泵阀中图分类号： th3 文献标识码：a文章编号：abstract: a linear motor-powered reciprocating pump (linear motor reciprocating pump) is such a reciprocating pump that the mover of linear motor doing a linear movement directly drive the piston rod to do reciprocating motion. reciprocating pump output volume and pressure pulsation are theoretically removed, reciprocating pump structure will also be greatly simplified. it can deal with several linear motor-driven reciprocating pump when a linear motor thrust doesn’t meet requirements. this paper analyzes mainly from the flow, pressure, phase error analysis and valve,determine the best movement law and the best phase for dual-acting linear motor six cylinders reciprocating pump.what’s more,itcan provide technical support for reciprocating pump control system.keywords: reciprocating pump;linear motor;laws of movement; performance ;valve前言往复泵在石油矿场中广泛应用于石油钻井、酸化压裂、注水等生产中。
化工原理往复泵PPT
液体。
往复泵、计量泵、旋转泵均属于正位移泵。
3、旋涡泵
旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，它是由叶轮和泵体组成。 叶轮是一个圆盘，四周由凹槽构成的叶片成辐射状排列。
旋涡泵在开动前也要灌满液体。旋涡泵适用于要求输送量小
，压头高而粘度不大的液体。
特点：
1. 旋涡泵的压头随流量增加而下降幅度很大；
2. 旋涡泵的轴功率随流量增加而下降，因此漩涡泵启动时应全 开出口阀； 以旁路调节方法调节流量。
三.离心泵性能参数及特性曲线
1.离心泵性能参数： 流量Q，压头H，效率η,轴功率N 离心泵特性曲线：H-Q，N-Q，-Q
N e HQg , N
Ne
(1) H随流量增加而减小，N增加；
(2) 当Q=0时,轴功率最低,启动泵和停泵应关闭出口阀; (3) 效率有一个最高效率点,最高效率点对应的流量为额定 流量;泵应在最高效率点附近工作. (4) Q,H,与密度ρ无关,但N与ρ呈正比。 (5) 粘度增加， Q,H, 均下降，但轴功率却升高。 (6) 叶轮直径，转速增加，离心泵Q，H，N均增加，其关 系为切割定律和比例定律.
（1）加大阀门的开度
H-Q
M
M2
2
QM QM2
由泵的特性方程和管路特性方程可知，压头H减小，流量Q增加；
轴功率N增加
在0-0截面和1-1截面间列柏努利方程：
3
3
Z0
p0 u p u Z1 1 H f 01 g 2 g g 2 g p0 p1 u12 Z1 H f 01 g 2g
3. 旋涡泵能量损失很大，效率较低； 4. 旋涡泵启动前也需要灌泵。
H N
H-Q
N-Q
-Q
水泵基本参数及特性曲线讲解
4.射流泵 5.轴流泵装置模型 6.离心泵装置 7.离心泵的起动过程 （抽真空启动、闸阀的 操作） 8.离心泵主要性能参数 的测量与计算
3.水环真空泵
第二章 25
复习
叶片泵工作原理 离心泵泵体结构及基本零件
叶轮(叶片、流道)、泵壳、泵轴、轴承、填料盒 （填料、水封管、水封水）、减漏环、连轴器、 轴向力平衡措施、泵座
2
一、泵的定义
定义：
将其它形式的能量转化为机械能并传递给被输送介质的 动能和压能的一种机械
背景知识：
泵是我国三大耗能机械产品（汽车、机床、水泵）之一， 水泵效率提高1%即相当于我国新建了一座300MW发电 厂。 我国风机、泵的总用电占全国用电量的31%，占工业用 电的约50%，各工业部门机泵用电量均占60%以上。 例如：电力72.43%；化肥76%；炼油58.15%；油田 63.3%
T 2
M Q (C
cos 2 R2 C1 cos1 R1 )
式中： QT 、HT ——通过叶轮的理论流量、扬程
第二章 40
2.3 理想流体假定下的理论功率： 2.4 功率的另一表达式→基本方程：(2-14)
NT gQT H T
HT M
NT M
u 2 C2u u1C1u HT g
gQT
第二章
41
三、基本方程式的讨论
3.1 减小进水角获得正值扬程 基本方程为第一项， 说明水流垂直流入叶轮可以 u1 90 提高扬程 3.2 理论扬程与出口圆周速 度有关，提高转速、增加叶 轮直径均可增加扬程
1
§6-4_往复泵的工作特性曲线
' 为常数。 • 对于固定的管路系统，
• 对于钻井泵来说，由于井深是不断变化的，所以 排出管路的长度Ld也是变化的，故 ' 随井深不同 而不同，即 H st 'Q 2 H • 通常钻井泵的吸入池和排出池是共用的，因此， 固定压头 H st 0 • 所以，管路系统所消耗的压力（压力降）为：
§6-4
往复泵的工作特性曲线
一、往复泵的特性曲线 二、往复泵的工况 三、钻井泵的临界特性 四、往复泵的流量调节
一、往复泵的特性曲线
往复泵的特性曲线主要表示泵的流量、输入功率 及效率等与压力间的关系。
往复泵的流量与压力间的关系：
• 由公式 Qth iFSn 可知，往复 泵在单位时间内排出的液体体积 取决于柱塞的截面面积F、冲程 长度S、冲次n以及泵缸数i，而 与压力无关。 • 因此，若以横坐标表示泵的排出 压力，纵坐标表示流量，在保持 泵的冲次不变的条件下，泵的理 论Q－p曲线应是垂直于纵坐标 的直线。
p1F1 p2 F2 pi Fi pn Fn 常数
•
即，每一级缸套都受到一个最大工作压力或极限 泵压的限制。
泵的临界工作特性曲线：
钻井泵的临界特性曲线正 是根据泵的冲次和压力的 限制条件作出的。
• 如图，以Q为横坐标，p为 纵坐标的直角坐标上，分 别作出了每一级缸套（共5 级）下的泵特性曲线，并 在其上标定各级缸套极限 工作压力点1，2，…，5
§6-4
往复泵的工作特性曲线
一、往复泵的特性曲线 二、往复泵的工况 三、钻井泵的临界特性 四、往复泵的流量调节
三、钻井泵的临界特性
泵的冲次及压力限制 1. 泵的冲次n不能超过额定值
• • 在泵的冲程长度、活塞及活塞杆截面积一定的情 况下，泵的流量Q与冲次n成正比。 对钻井泵来说，冲次过高，不仅会加速活塞和缸 套的磨损，使吸入条件恶化，降低使用效率，还 会使泵阀产生严重的冲击，大大缩短泵阀寿命。
往复泵原理
齿轮泵
齿轮泵的分类
外啮合 内啮合
按啮合形式 { 分类
{
按齿形曲线 {
按齿面
渐开线 摆线
{
直齿 斜齿 人字齿
一、外啮合齿轮泵原理和结构
(一)外啮合齿轮泵的结构
1. 结构： 齿轮、壳体、端盖等
典型结构
CB齿轮泵 p = 2.5 MPa
卸荷槽 缩小压油口 减小端面间隙 0.03~0.04mm 增大吸油口 小槽 a (泄油） 小孔
图7-22 1DBM-1.2/10型隔膜式计量泵结构图
该型泵主要由传动部分、液缸部分、阀组、调节部分等组成。主要 用于石油、化工、轻工、医药、科研等部门输送带酸、碱性溶液及其 性质和上述溶液相近似的介质。介质温度不超过40℃。并可输送悬浮 液及粘度较大的介质。 该型泵系隔膜式单缸作用可调计量泵，是一种无级调节、液体流 量较精确的计量泵，它采用了N型轴调节机构、传动平稳、结构紧凑、 行程调节方便。泵系由电动机通过联轴器、蜗轮副减速传递至主轴 （N形轴），借偏心块带动连杆，将回转运动经十字头转化为柱塞的 往复运动。因而柱塞使隔膜腔内的油产生压力，推动隔膜从而实现泵 的吸液、排液作用。 液缸——隔膜头内装有耐腐蚀多向轧制的聚四氟乙烯隔膜，还装 有球阀或球面阀的吸、排阀室、安全阀、补偿阀，以保证泵的安全运 转和较精确的计量精度。 为实现流量无级调节，在水平主轴（N形轴）之一端装有调节机构， 传动调节手轮（装有调节表）带动与主轴相连调节螺杆，使主轴在水 平方向左右移动，借偏心块改变偏心的大小，使连杆及柱塞的行程长 度随之改变，从而实现流量的调节，因而获得所要求的流量值。 图4-23为3 DSL型三柱塞泵结构。它系无曲拐电动往复泵，主 要为高压容器里输送高纯度的液体。液体温度不得超过60℃。
泵的工作曲线
泵的工作曲线1、水泵的性能曲线主要有流量-扬程曲线(Q-H)，流量-功率曲线(Q-P)，流量-效率曲线(Q-η)。
2、首先看曲线是否平坦，有无驼峰。
泵曲线越平越好，当然驼峰是不允许的。
其次看它的效率哪个高。
然后比较他们的范围哪个更宽广，范围越广阔，调整、使用越好。
3、在生产实践中，必须参照泵的性能曲线来选择泵的运行工况点，这样才能使泵经常保持在率区间运行。
4、在性能曲线上，对于一个任意的流量点，都可以找出一组与其相对应的扬程、功率和效率值。
通常，把一组相对应的参数称为工况点称为最好工况点。
5、泵在最率点运行是最理想的。
但用户的要求是千差万别的，不一定和最率点下的性能相一致。
为此，规定了一个范围(效率下降5%~8%为界)，泵在此范围内运行，效率下降不算太大，这个范围就是泵的工作范围(也称范围)。
超出此范围时，效率低，不经济。
扩展资料：常见的性能曲线有三种：1、平坦的性能曲线这种性能曲线适用于流量调节范围较大，而压力变化较小的系统，也就是对扬程要求变化较小、流量变化要求相对较低的系统中。
大多数泵如IS单级离心泵、D型泵、双吸泵、IH化工离心泵等曲线的都是比较平坦的。
2、陡降的性能曲线这种性能曲线适用于对流量的要求较高而压力的要求不高的系统中。
一般像螺杆泵等都具有这种特性。
3、有驼峰的性能曲线有驼峰的性能曲线的泵在运行中可能会出现不稳定工况，泵出现噪音、震动等，一般是不允许出现的。
水泵的性能参数，标志着水泵的性能。
但各性能参数不是孤立的、静止的，而是相互联系和相互制约的。
对于特定的水泵，这种联系和制约具有一定的规律性。
充分了解水泵的性能，熟悉性能曲线的特点，掌握其变化规律，对合理选型配套、正确确定水泵的安装高度、调节水泵运行工况、加强泵站的科学管理等极为重要。
泵的适用范围和特性一览表
泵的适用范围和特性一览表本文从泵的各项指标包括流量、扬程、效率、结构特点、操作与维修、适用范围几个方面对叶片泵（包括离心泵、轴流泵、旋涡泵）、容积式泵（包括往复泵、转子泵）的适用范围和特性进行了详细的阐述。
具体的泵的适用范围和特性见下表1——1。
表1——1 泵的适用范围和特性离心泵的常见故障及处理方法一览表本文详细分析了离心泵的常见故障类型，如离心泵轴承发热、离心泵输不出液体、离心泵流量、扬程不足、离心泵密封泄漏严重、离心泵发生振动或杂音、离心泵电机过载等现象，并详细介绍了发生上述故障现象的原因，以及如何正确处理上述故障。
具体的离心泵的常见故障类型及处理方法见下表1——1。
表1——1 离心泵的常见故障类型及处理方法离心泵常用材料一览表由于泵的形式和工作条件不同，用的材料就多种多样。
但归纳起来主要是考虑两个方面：一是考虑机械强度；二是考虑抗蚀性能。
例如大直径的叶轮就要求有较高的机械强度，高压泵也有这样的要求。
对存在有汽蚀、冲刷、化学腐蚀、电腐蚀的泵，还要求材料具有抗蚀性能。
此外，输送高温液体的泵，还应考虑热力和蠕变性能。
离心泵常用材料表在现有材料的基础上，为了充分发挥材料的内在潜力，可对材料进行热处理。
例如为了提高轴套、平衡环等的耐磨性，可对它们进行表面淬火处理，提高硬度。
为了提高轴的承载能力和抗冲蚀性，可对泵轴进行正火或调质处理。
如硬度过大，则轴失去韧性，变脆；如硬度过小，则轴的强度不够。
离心泵的分类离心泵的分类很多，它是依据不同的结构特点而划分的。
一、按工作叶轮数目来分类1、单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。
2、多级泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。
二、按工作压力来分类1、低压泵：压力低于100米水柱；2、中压泵：压力在100~650米水柱之间；3、高压泵：压力高于650米水柱。
水泵原理动态图
泵是输送流体或使流体增压的机械，主要用来输送水、油、矿浆、酸碱液、乳化液、悬乳液、气混合物和液态金属等，是矿业、化工和冶金等行业常见的输送设备，下面小编为大家整理了19种泵（齿轮泵、离心泵、螺杆泵、往复泵、活塞泵、液压柱塞泵、泥浆泵、气动隔膜泵、轴流管道泵、自吸泵、旋涡泵、水环式真空泵、罗茨真空泵、旋片式真空泵、气气增压泵、气液增压泵、蒸汽喷射泵）的动态工作原理和特点，以期对大家在泵的选型和使用方面有一定的帮助。
可以通过含颗粒液体：因为容积式工作且进口为球阀，所以不容易被堵。
对物料的剪切力极低：工作时是怎么吸进怎么吐出，所以对物料的搅动最小，适用于不稳定物质的输送
流量可调节，可以在物料出口处加装节流阀来调节流量。
具有自吸的功能。
可以空运行，而不会有危险。
可以潜水工作。
可以输送的流体极为广泛，从低粘度的到高粘度的，从腐蚀性得到粘稠的。
罗茨真空泵
罗茨泵具有以下特点：
在较宽的压强范围内有较大的抽速；
起动快，能立即工作；
对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感；
转子不必润滑，泵腔内无油；
振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀；
驱动功率小，机械摩擦损失小；
结构紧凑，占地面积小；
运转维护费用低。
因此，罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。
气动隔膜泵
气动隔膜泵
气动隔膜泵
气动隔膜泵的性能特点
采用压缩空气为动力源，可用于各种腐蚀性液体。根据不同液体介质可分别采用不同的材质，以满足不同用户的需要。
泵不会过热：压缩空气作动力，在排气时是一个膨胀吸热的过程，气动泵工作时温度是降低的，无有害气体排出。
不会产生电火花：气动隔膜泵不用电力作动力，接地后又防止了静电火花
化工原理-2章流体输送机械——总结
e、平衡孔 ——闭式或半闭式叶轮
后盖板与泵壳之间空腔液 体的压强较吸入口侧高
→轴向推力 →磨损 如何 解决？ 平衡孔
平衡孔
F
平衡孔可以有效地减小轴向推力,但同时也降低了泵的效率。
2.2.2 离心泵的特性曲线 泵内造成功率损失的原因：
①阻力损失（水力损失） ——产生的摩擦阻力和局部阻力导致的损失。 ②流量损失（容积损失）
标准规定，离心泵实际汽蚀余量要比必须汽蚀余量大0.5m以上。
NPSH = (NPSH)r + 0.5
三、允许安装高度[Hg]
最大允许安装高度为：
2.2.5离心泵的类型与选用
一、离心泵的类型
按叶轮数目分类:单级、多级； 按吸液方式分类：单吸、双吸； 按输送液体性质分类:清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵； 1) 清水泵---化工生产中最常用的泵型 (IS型、D型、Sh型) IS型－单级、单吸； 以IS100-80-125为例： IS—国际标准单级单吸清水离心泵； 100—吸入管内径，mm； 80—排出管内径,mm； 125—叶轮直径,mm
P 2 H Kqv g
1—低阻管路系统 2—高阻管路系统
由图得：需向流体提供的能量高于提高流体势能和克服 管道的阻力损失，其中阻力损失跟流体流量有 关。
（2）流体输送机械的压头（扬程）和流量
①扬程和升举高度是否相同？
扬程－能量概念；非升举高度 升举高度－泵将流体从低位升至高位 时，两液面间的高度差。
2.3.1往复泵的作用原理和类型
（1）作用原理
如图所示为曲柄连杆机构带动的往复
泵，它主要由泵缸、活柱（或活塞）和活 门组成。活柱在外力推动下作往复运动， 由此改变泵缸内的容积和压强，交替地打 开和关闭吸入、压出活门，达到输送液体 的目的。由此可见，往复泵是通过活柱的 往复运动直接以压强能的形式向液体提供
船舶辅机——往复泵
三、活塞与活塞环
活塞 活塞是泵工作的主要部件，用铸 铁铸成，其结构如左图所示 活塞直径一般比缸径小1～2毫米。泵缸与 活塞间的气密靠活塞上装设的活塞环来保证。 活塞环(又叫涨圈) ： 1、材料：活塞环材料应比缸壁软，常用材料 有铸铁，青铜和非金属材料（如夹布胶木）等， 根据输送液体性质选定。一般水泵多用夹布胶 木。 夹布胶木的特点：是在水中浸泡会胀大，长期离开水又会干缩。工厂制 造或船上换装新的这种活塞环时，是先经热水浸泡变软后取出，使开口 撑开到8mm左右，等冷却后放人缸内及环槽内，检查各间隙值，符合要 求后才可装入使用。 2、安装： 1）活塞环在环槽中要能松动自如，搭口间隙、轴向间隙以及天地 间隙都符合规定要求，活塞环借助本身外张弹力与缸壁贴紧。 2）活塞环的切口通常切成45°～60°。 3）安装活塞环时上、下两环的搭口要错开120°或180°。
6．效率——容积效率受泵的密封性能、转速、泵阀性能和液 体粘度影响较大。 往复泵的容积效率总是低于100%，原因主要有三点： 1) 活塞换向时，由于吸人阀和排出阀的关闭迟滞，产生了液体 的流失。 2) 泵的阀门、活塞与泵缸间、活塞杆与填料涵间的不密封引起 的漏泄损失。 3) 泵吸人的液体中含有气体。气体可能是因压力降低时从液体 中逸出的，也可能是液体 本身汽化产生，另外还可能从填料箱 等处漏人。
三、性能曲线 往复泵的特性曲线： 往复泵的特性曲线是指流量Q、功率 P、效率η等特性参数与压头H之间的关系 曲线。如左图所示。 从图中看出 1、当泵轴转速一定时，理论流量是一 条与压头无关的直线。但实际上压头H增 高时， 由于漏泄的增加，实际流量略有 减少。 2、功率曲线是一条随压力增高而上升的 近似直线。 3、效率曲线是一条上拱曲线，且在一个 相当宽的压头范围内，保持较高值，最高 效率点对应的压头即为泵的额定工作压头。
第二章往复泵
曲轴为整体锻造，由三个滚子轴承支承，
阀箱 滑油泵 安全阀 泵体轴封 试验
用40号机油。滑油压力应保持0.08—0.12MPa， 泵出口的安全阀16安装在阀箱上，用以限制 则经十字头9与活塞杆相连。 复 上层是排出室，与排出管相通；中层通泵缸 油温不应超过70°C。 泵的最大排出压力。调整安全阀弹簧张力即 泵 上下空间，通过泵阀(共8个)与吸入室和排出 泵缸、缸盖、安全阀阀体、阀箱等受 可改变其开启压力。其开启压力应为泵额定 C 室相通。下层是吸入室，与吸入管相通，吸 压零件在工厂应进行水压试验，试验 排出压力的1.1—1.15倍。当泵排出管路阀门 D 排阀皆为盘阀。 压力为前述安全阀排放压力的1.5倍。 全闭时，安全阀的排放压力(全流压力)一般应 W 不大于额定排出压力加0.25MPa。安全阀在 25 试验时间不少于5min，且无渗漏现 泵出厂时即经试验合格并加以铅封。 -
四、填料函与填料
填料函的构造由内 套、填料和压盖组成。 填料一般用浸油棉 纱、麻丝或石棉等材 料制成，叫软填料。
压盖螺栓 压盖 填料(盘根) 活塞杆 活塞杆 填料(盘根)
作用： 填料函与填料的作用是防止泵缸中液体沿活塞杆孔处漏出，或外部 空气从杆孔处漏入，以保证泵的正常吸、排工作。 更换： 1)更换填料时，新填料的宽度应按活塞杆与填料函的径向间隙选取， 稍宽可适当锤扁；2)长度应根据活塞杆直径周长截取填料，切口最好成 45°；3)填料要逐圈安装，相邻填料的切口要错开；4)填料圈数不要随 意增减；5）填料装满后其松紧可借压盖螺帽进行调整；6）上螺帽时要 注意用力平均，防止单边用力，使压盖倾斜，碰到活塞杆；7）填料的 松紧以填料箱不发热，并能有少许液体渗出以满足活塞杆的润滑和冷却 为宜（约每分钟60滴）。
往复泵
其它化工用泵
J 系列计量泵 JJM 系列计量泵 JKM 系列计量泵 （液压驱动）
其它化工用泵
隔膜泵：用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活柱 与被输送液体隔开，与活柱相通的一侧则充满油或水。 当活柱往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将液体吸入 和排出。
3
2 4
1 5
QBY 型气动隔膜泵
隔膜泵因其独特的结构，适宜输送腐蚀性液体或悬浮液。
1.2 pT 1600 1846 Pa 1.04
风量按风机进口状态计
14500 3 Q 13940 m /h 1.04
根据风量Q=13940m3/h和风压pT=1846Pa 从附录中查得4－72－11NO.6C型离心通风机可满足要求。 该机性能如下： 风压 1941.8Pa=198mmH2O 风量 14100 m3/h 效率 91%
气体输送机械
共性：气体和液体同为流体，输送机械工作原理基 本相似。 特性：气体密度远较液体小且可压缩。 (1) 一定质量流量下气体体积流量大，输送机械的体 积较大； (2) 气体输送管路的常用流速要比液体大得多(一般 约10倍)。而通常流体流动阻力正比于流速的平方 ，因此输送相同的质量流量，气体输送要求提供 的压头相应也更高； (3) 由于气体的可压缩性，在输送机械内部气体压强 变化时，其体积和温度随之而变。气体输送机械 结构设计更为复杂，选用上必须考虑的影响因素 也更多。
1－机壳 2－叶轮 3－吸入口 4－排出口
离心通风机 （Centrifugal Fan ）
离心通风机的特性曲线 主要性能参数： 风量V ： 气体通过体积流量（按 通风机进口状态计）。 风压HT （也称全风压）：单位 体积气体所获得的能量(N/m2) 。 轴功率和效率： N、
往复泵的工作原理
往复泵的工作原理复泵是一种用于输送液体的设备，其工作原理是利用两个或多个泵相互协作，通过一定的控制方式实现流体的连续输送。
复泵通常由主泵和辅助泵组成，主泵负责产生流体的压力，而辅助泵则用于辅助主泵完成输送任务。
复泵的工作原理主要包括以下几个方面：1. 主泵和辅助泵的配合。
复泵中的主泵通常负责产生流体的压力，而辅助泵则用于辅助主泵完成输送任务。
在工作过程中，主泵和辅助泵之间需要进行合理的配合，以确保流体能够顺利地被输送出去。
通常情况下，主泵和辅助泵之间会通过一定的控制方式进行同步工作，以实现流体的连续输送。
2. 控制系统的作用。
复泵通常配备有一套完善的控制系统，用于监控和调节主泵和辅助泵的工作状态。
控制系统可以根据实际需要对泵的工作参数进行调整，以确保流体能够被准确地输送到指定的位置。
同时，控制系统还可以对泵的工作状态进行实时监测，一旦出现异常情况，可以及时进行报警并采取相应的措施。
3. 流体的输送过程。
在复泵工作过程中，流体通常会先被主泵吸入，然后通过主泵产生的压力被输送出去。
在这个过程中，辅助泵通常会起到辅助作用，例如在需要提高流体压力时，辅助泵可以提供额外的压力支持。
通过主泵和辅助泵的协作，流体可以被顺利地输送到需要的位置。
4. 安全保护措施。
复泵通常会配备有多种安全保护措施，以确保泵的安全稳定运行。
例如，泵的过载保护装置可以在泵工作过载时自动停机，以避免损坏设备。
同时，泵还会配备有温度、压力等传感器，用于监测泵的工作状态，一旦出现异常情况可以及时采取措施。
总的来说，复泵的工作原理是通过主泵和辅助泵的配合，配备有完善的控制系统，实现流体的连续输送。
在工作过程中，泵会根据实际需要对流体进行吸入和压送，并配备有多种安全保护措施，以确保泵的安全稳定运行。
复泵在化工、石油、冶金等领域有着广泛的应用，其工作原理的理解对于提高设备的运行效率和安全性具有重要意义。
往复泵原理
往复泵原理
往复泵是一种常见的工业设备，它通过往复运动来实现液体的输送。
往复泵的
原理非常简单，主要由泵体、活塞、阀门和驱动装置等部件组成。
在工作过程中，往复泵会产生很高的压力，因此在使用时需要特别注意安全。
往复泵的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 吸入阶段，当活塞向后运动时，泵腔内的压力降低，此时进口阀门打开，液
体被吸入泵腔；
2. 推出阶段，当活塞向前运动时，进口阀门关闭，出口阀门打开，液体被推出
泵腔；
3. 压缩阶段，在活塞向前运动的过程中，泵腔内的液体被压缩，压力逐渐增大；
4. 推送阶段，当活塞运动到最前端时，出口阀门关闭，此时泵腔内的液体被推
送出泵体。
往复泵的工作原理非常简单，但其应用却非常广泛。
它可以用于输送各种液体，如水、油、化工液体等。
往复泵的结构设计也非常灵活，可以根据不同的工作条件进行调整，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
除了在工业领域，往复泵也在其他领域有着重要的应用。
比如，在农业生产中，往复泵可以用来灌溉农田；在建筑工地，往复泵可以用来输送混凝土；在船舶领域，往复泵可以用来排水。
可以说，往复泵已经成为了现代生产生活中不可或缺的设备之一。
总的来说，往复泵作为一种常见的液体输送设备，其工作原理非常简单，但应
用却非常广泛。
它在工业生产、农业生产、建筑工地、船舶等领域都有着重要的作用，可以说是现代生产生活中不可或缺的设备之一。
希望本文所述的往复泵原理能够对大家有所帮助。
往复泵的工作原理
往复泵的工作原理
往复泵是一种常用的工业泵，它通过往复运动将液体吸入和排出，实现对液体的输送。
往复泵主要由泵体、活塞、阀门、曲柄连杆机构等部件组成，下面我们来详细介绍一下往复泵的工作原理。
首先，当活塞向上运动时，泵腔内的压力降低，此时进气阀门打开，液体被吸入泵腔。
随着活塞继续向上运动，泵腔内的液体容积不断增加，压力不断下降。
接着，当活塞开始向下运动时，进气阀门关闭，同时排出阀门打开，泵腔内的液体被排出。
随着活塞继续向下运动，泵腔内的压力不断增加，液体被推出泵腔。
往复泵的工作原理可以简单概括为，通过活塞的往复运动，实现对液体的吸入和排出。
这种工作原理使得往复泵具有输送液体稳定、流量可调节、压力可控制等优点，因此在化工、石油、制药等行业得到广泛应用。
此外，往复泵的工作原理还与泵的结构、材料、密封等因素密切相关。
不同的泵结构和材料会影响泵的耐腐蚀性、耐磨性、密封性能等，进而影响往复泵的工作效率和使用寿命。
总的来说，往复泵的工作原理是基于活塞的往复运动实现液体的吸入和排出，通过合理的泵结构和材料选择，可以实现对不同液体的有效输送，满足工业生产的需要。
往复泵在实际应用中需要注意维护保养，定期清洗、润滑，确保泵的正常运行，延长泵的使用寿命。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§6-4
往复泵的工作特性曲线
一,往复泵的特性曲线 二,往复泵的工况 三,钻井泵的临界特性 四,往复泵的流量调节
三,钻井泵的临界特性
泵的冲次及压力限制 1. 泵的冲次n不能超过额定值 在泵的冲程长度,活塞及活塞杆截面积一定的情 况下,泵的流量Q与冲次n成正比. 对钻井泵来说,冲次过高,不仅会加速活塞和缸 套的磨损,使吸入条件恶化,降低使用效率,还 会使泵阀产生严重的冲击,大大缩短泵阀寿命.
§6-4
往复泵的工作特性曲线
一,往复泵的特性曲线 二,往复泵的工况 三,钻井泵的临界特性 四,往复泵的流量调节
二,往复泵的工况
泵装置工作时,都必须和管路组成一定的输送系统, 才能输送液体. 在输送过程中,液体遵守质量守恒和能量守恒定律. 质量守恒:指的是单位时间内泵所输送的液体量Q 等于流过管线的液体量Q',即Q=Q'. 能量守恒:指的是泵所提供给液体的能量H,全部 消耗在克服管路的阻力损失及提高静压头上.设管 路系统消耗及具有的总能量为H',则有H=H'.
复习题
1. 往复泵在单位时间内排出的液体体积是否与压力 有关?为什么? 2. 为什么往复泵的实际流量随着泵压的增高而略有 减小? 3. 简述如何作出不同井深下的管路特性曲线. 4. 简述常用的钻井泵流量调节方法.
�
p = ρgH ' = ρgα 'Q 2 = α i Q 2
式中 α i 为某一井深时的压力降系数,即
α i = ρ gα ' =
p Q2
管路特性曲线:
以流量Q为横坐标,压力降 为 纵坐标,可以作出不同井深 Ldi下的管路特性曲线. 对于一定的井深Ldi,只要测 量出某流量Q下的压力降 p , 就可以求得该井深时的压力降 p α = ρgα = 系数 Q 再根据压力降系数就可以求得 该井深不同流量时的压力降, 从而很方便地作出某井深下的 管路特性曲线.
对于同一台钻井泵,冲程长度和活塞杆截面积通 常是不变的, 因此,对于不同的活塞面积Fi,即不同的缸套 面积,都具有一个相应的最大流量, 即在某i级缸套下工作时,泵的流量不允许超过 Qi,否则,泵的冲次就可能超过允许值.
2. 泵的压力受限制(存在一个最大工作压力和极限 泵压) 因为泵的活塞杆和曲柄连杆机构等的机械强度是 有限的,为了满足强度方面的要求,每一级缸套 的最大活塞力应该不超过某一常数:
由图可以看出: 在排出管长度即井深一定的情 况下,泵的流量不同,管路消 耗的压力不同. 降低泵的流量可以使压力消耗 减小,即压降减小. 同样,在流量一定的情况下, 井深增加,泵压升高. 这说明,泵实际给出的工作压 力总是与负载(此处指管路压 力)直接相关的,负载增大, 泵压就升高,反之,泵压就下 降.
p1 F1 = p 2 F2 = = pi Fi = = p n Fn = 常数
即,每一级缸套都受到一个最大工作压力或极限 泵压的限制.
泵的临界工作特性曲线:
钻井泵的临界特性曲线正 是根据泵的冲次和压力的 限制条件作出的. 如图,以Q为横坐标,p为 纵坐标的直角坐标上,分 别作出了每一级缸套(共5 级)下的泵特性曲线,并 在其上标定各级缸套极限 工作压力点1,2,…,5 则折线1-1"-2-2" -3 -3 " -4-4" -5为该泵 的临界工作特性曲线.
为了提高工作效率 应根据井深和钻井工艺的 要求合理地选用钻井泵, 并按照井深变化的情况, 合理地选用和适时地更换 缸套直径. 还可以采用除纯机械传动 以外的传动型式,使泵的 工况点尽可能接近等功率 曲线.
§6-4
往复泵的工作特性曲线
一,往复泵的特性曲线 二,往复泵的工况 三,钻井泵的临界特性 四,往复泵的流量调节
四,往复泵的流量调节
往复泵与一定的管路系统组成统一的装置后,其 工况点一般也是确定的.有时,为了某些需要, 希望人为地调节泵的流量,以改变工况. 由于泵的流量与泵的缸数i,活塞面积F,冲次n 及冲程S成正比关系,改变其中任一个参数,都 可以改变泵的流量.
常用的钻井泵流量调节方法:
更换不同直径的缸套: 设计钻井泵时,通常把缸套分为数级,各级缸套 的流量大体上按等比级数分布,即前一级直径较 大的缸套的流量与相邻下一级直径较小缸套的流 量的比值近似为常数. 根据需要,选用不同直径的缸套就可以得到不同 的流量.
临界工作特性曲线上通常 还根据井身结构及钻具组 成绘制各种井深时的管路 特性曲线.
从临界工作特性曲线,可 以看出: 1. 在机械传动的条件下,随 着井深的增加,往复泵每 级缸套的泵压近似地按垂 直线变化. 当钻至某井深使泵压达该 级缸套的极限值时,必须 更换较小直径的缸套,从 较低的压力开始继续工作.
+ ∑ h 可 从泵的有效压头公式 H = Z + 知,对于一定的管路系统,其中右端前三项为定 值,称作固定压头,以Hst表示.
k a
p
p ρg
u
2 4
u 12 + 2g
又,从吸入和排出的全过程来看,管路中液体的 惯性水头并不造成能量损失,因此 ∑ h 只是吸入 及排出管中的阻力损失:
h = ∑ hs + ∑ hd = α 'Q 2 ∑
例如,泵在第一级缸套下 以流量Q1工作时,井深由 L0增至L1,压力由pa增 至p1; 更换第二级缸套后,流量 为Q2,在井深为L1时,泵 压为pb′,随着井深的增 加,泵压不断升高,一直 到工作压力升到速是否可调节,任 何一级缸套下的流量Q (或冲次n)和压力p都 限制在一定的范围内. 例如,用第一级缸套时, 泵压和流量只能在矩形面 积Q11p10范围内; 用第二级缸套时,泵压和 流量则限制在Q22p20范 围内.
减少泵的工作室: 在深井段钻进时,往往井径较小,为了尽量减少 循环损失,一般希望泵的流量较小. 在其它调节方法不能满足要求时,现场有时采用 减少泵工作室的方法. 例如,打开阀箱,取出几个排出阀或吸入阀,使 有的工作室不参加工作,从而减小流量.但加剧 了流量和压力的脉动.
旁路调节: 在泵的排出管线上并联一根旁通管路,打开并调 节旁路阀门,就可以调节泵的流量. 旁路调节还是常用的钻井泵紧急降压手段.
调节泵的冲次: 动力机与钻井泵之间通常不加变速机构,在机械 传动的条件下,适当改变动力机的转速即可调节 泵的冲次. 例如,用柴油机驱动泵,可在额定转速nr与最小 转速nmin之间调节柴油机转速,使泵在额定冲次 与最小冲次之间变化,达到调节流量的目的. 注意:在调节转速的过程中,必须使泵压不超过 该级缸套的极限压力.
实际上,随着泵压的升高,泵的 密封处(如活塞-缸套,柱塞- 密封,活塞杆-密封之间)的漏 失量将增加,所以,实际流量随 着泵压的增高而略有减小. 流量不同, Q-p曲线的位置也 不同.
对于钻井泵,其压力是随着井深 增加而加大的, 因此,井的深度较大时,即使缸 套与冲次不变,泵的流量也将稍 有减小.
α ' 为常数. 对于固定的管路系统,
对于钻井泵来说,由于井深是不断变化的,所以 排出管路的长度Ld也是变化的,故 α ' 随井深不同 而不同,即 = H st + α ' Q 2 H 通常钻井泵的吸入池和排出池是共用的,因此, 固定压头 H st = 0 所以,管路系统所消耗的压力(压力降)为:
§6-4
往复泵的工作特性曲线
一,往复泵的特性曲线 二,往复泵的工况 三,钻井泵的临界特性 四,往复泵的流量调节
一,往复泵的特性曲线
往复泵的特性曲线主要表示泵的流量,输入功率 及效率等与压力间的关系.
往复泵的流量与压力间的关系:
由公式 Qth = iFSn 可知,往复 泵在单位时间内排出的液体体积 取决于柱塞的截面面积F,冲程 长度S,冲次n以及泵缸数i,而 与压力无关. 因此,若以横坐标表示泵的排出 压力,纵坐标表示流量,在保持 泵的冲次不变的条件下,泵的理 论Q-p曲线应是垂直于纵坐标 的直线.
3. 在泵的最大冲次保持不变 的条件下,各级缸套下泵 的最大流量Q1,Q2,…与 活塞有效面积成正比,泵 输出的最大水力功率(有 效功率)为:
N = p1Q1 = p2Q2 = = 常数
显然,点1,2,…,5的 连线是一条等功率曲线. 往复泵工作时,所有的工 况点都应控制在等功率曲 线的下方,即泵实际输出 的水力功率总是小于有效 功率.
' i 2
泵与管路联合特性曲线:
将泵的理论或实际Q-p特性曲 线按同样的比例绘在管路特性 曲线图上,即得到泵与管路联 合特性曲线. 由图可知,当泵的流量为Q1时, 两种曲线分别交于A1,B1等各 点. 显然,只有在这些交点处,才 能满足质量守恒和能量守恒条 件,泵才能正常工作. 这些交点称为泵的工况点.