化工机器及设备

1、XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）化工机器与设备课件化工机器与设备课件检修车间课件创建日期 2008年10月11日XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）目目 录录绪论绪论第二篇化工设备第二篇化工设备第一章薄壁容器基础知识第一章薄壁容器基础知识第一章基础知识第一章基础知识第二章容器附件第二章容器附件第二章泵第二章泵第三章高压容器第三章高压容器第三章活塞式压缩机第三章活塞式压缩机第一篇化工机器第一篇化工机器检修车间课件创建日期 2008年10月11日第四章离心式压缩机第四章离心式压缩机第五章离心

2、机第五章离心机第五章塔设备第五章塔设备第四章换热器第四章换热器第六章化工机械的防腐第六章化工机械的防腐XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）前前 言言 按照技术理论课要为生产实习教学服务，并满足生产实习教学需要的观点，将化工机器维修专业的化工原理与化工机器与设备合并。 2008年10月11日检修车间课件创建日期 2008年10月11日 1986年劳动人事部、国家教委联合颁发的技工学校工作条例明确指出：“技工学校的教学，必须着重操作技能的训练；并紧密围绕培训目标，安排必要的文化与技术理论基础课程”。 该教材是本着改革的精神，按照化工部颁发的教学大

3、纲和1988年审定的化工机器与设备教材编写提纲组织编写的，在内容上力求紧紧围绕培养中级化机维修钳工的应知应会知识，力求做到理论与实际密切结合。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）绪论绪论 在化工生产装置中，凡主要部件是运动的，我们称为化工机器，如压缩机、离心机、风机、泵等。凡主要部件是静止的，则称为化工设备，如塔器、换热器、反应器等等。以上二者通称为化工机械，即化工机械是由机器和设备两部分组成的。检修车间课件创建日期 2008年10月11日XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）第一篇化工机器第

4、一篇化工机器XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日第一章基础知识第一章基础知识第一节单位制和单位换算一、基本量和导出量 我们选定少数几个物理量为基本量，如力学中的长度、质量和时间就是三个基本量。基本量的单位如m（米）、kg（千克）和s（秒）等称为基本单位。由基本量根据物理定律导出的其它物理量称为导出量。导出量的单位称为导出单位。如速度就是导出量，其单位m/s（米/秒）为导出单位。二、常用单位制XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期

5、2008年10月11日第二节流体输送的基础知第二节流体输送的基础知识识 我们将气体和液体统称为流体。流体具有流动性，气体是可以压缩的，液体则由于压缩性很小，工程上近似地认为是不可压缩的。本节向大家介绍流体的一些主要物理性质及流体流动的基础知识。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日一、流体的主要物理量一、流体的主要物理量（一）密度1.密度：单位体积流体所具有的质量，称为密度。用符号表示。即=m/V，kg/m32.相对密度：在一定温度下，流体的密度与 277K时纯水的密度之比，称为相对密度。XXXX车间

6、（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日（二）压力流体压力及其单位：流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压力强度，简称压力或压强。用符号p表示。即p=F/A，N/ m2 在SI制中，压力单位为N/ m2，称为帕斯卡，符号为Pa。2.绝对压力、表压和真空度XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日3.把比大气压力低760 m mHg的压力称为绝对零压。凡是以绝对零压为起点计算的压力称为绝对压力。绝对压力=大气压力表压为了表示

7、实际压力比大气压力低的状态，我们把比大气压力低的部分称为真空度。真空度=大气压力绝对压力以大气压线为零点的上侧为表压，下侧为真空度，所以真空度又称负表压，或称负压。必须说明，大气压力的数值不是固定不变的，它随海拔高度的增加而降低。因此，大气压力应以当时、当地气压计上的读数为准。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日二、流体流动的基本概念（一）流量和流速流量：流体流动过程中，单位时间内通过任一截面的流体量，称为流量。在生产中流量通常指的是体积流量。单位时间内通过导管任一截面的流体体积，称为体积流量，用符

8、号qv表示。qv=V/t，m3/s2.流速：单位时间内流体在流动方向上流过的距离，称为流速。用符号u表示，其单位为m/s。流体在导管截面上各点的流速并不相同，管中心流速最快，离中心越远，流速越慢，管壁处流速为零。因此，通常所说的流速是指流体在同一截面上的平均流速。流速与流量间的关系为：u=qv/A，m/sXXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日（二）稳定流动的连续性 流体在管道中流动时，任一截面处的流速、流量和压力等物理量，均不随时间而变化，称为稳定流动。相反则属于部稳定流动。XXXX车间（12号宋体，

9、白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日（三）稳定流动下的能量关系位能：流体在重力作用下，因质量中心高于某一基准而具有的能量，称为位能。单位重量流体的位能称为位压头。2.动能：流体以一定的速度流动而具有的能量，称为动能。单位重量流体的动能称为动压头。3.静压能：静压力推动流体运动所做的功，称为静压能。单位重量流体的静压能称为静压头。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日（四）流体阻力 内摩擦是产生流体阻力的根本原因。流体流动状态是产生流

10、体阻力的一个原因；此外，管壁的粗糙程度、导管的直径和长度，也对流体的阻力产生影响。 为节能和降低生产成本，应尽量减少阻力。可从以下方面着手： 1.尽可能使管路短些，不装不必要的管件和阀门；尽量使管路走直路，少转弯。 2.适当放大管径。 XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）第二节润滑基本知识检修车间课件创建日期 2008年10月11日一、摩擦与磨损 相互接触的物体，在接触面间产生阻止物体相对运动的现象，称为摩擦。由于摩擦而产生的阻力，称为摩擦力。产生摩擦的接触面，称为摩擦面。 物体在相互摩擦过程中，接触面损坏的现象，称为磨损。磨损的结果，使两接

11、触面有微粒脱落，表面性质、几何尺寸发生变化。凡能起到降低接触面间的摩擦阻力的物质都称为润滑剂。 综上所述，摩擦是现象，磨损是摩擦的结果，润滑是降低摩擦、减少磨损的重要措施，三者是密切关系的。常用的润滑剂有液体、半液体和固体三种。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日二、润滑油 液体状态的润滑剂称为润滑油或稀油。其主要功用是减摩、冷却和防腐。（一）主要质量指标1.粘度：液体内部分子间发生相对运动时所产生的摩擦阻力，称为粘度。粘度表示方法有：动力粘度、运动粘度和恩氏粘度。润滑油的粘度随温度而变，所以在表示

12、粘度时，必须注明是什么温度下测定的粘度。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月11日2.闪点：在一定条件下加热油品，当油蒸气与空气的混合气体同火焰接触时，发生闪火现象的最低温度，称为闪点。 3.凝固点：油品在一定条件下冷却到失去流动性的最高温度，称凝固点或凝点。4.水分：指润滑油中含水量占试油重量的百分数。5.机械杂质：油品中的悬浮物或沉淀物总称为机械杂质。6.水溶性酸碱：指油品中含有可溶于水的有机酸和碱。7.油性：油品能散布并牢固地吸附在摩擦表面而形成一层薄薄的油膜的性能，称为油品的油性。8.抗氧化安定性

13、：油品在使用和贮存过程中，抵抗（或阻止）氧化变质的能力，称为抗氧化安定性。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）(二)润滑油选择检修车间课件创建日期 2008年10月12日油品应根据机器的工作条件（负荷温度和转速等）进行选择。润滑油的一般选择原则如下：1.受冲击负荷（或交变负荷）和往复运动的摩擦零件应选用粘度较大的润滑油；2.工作温度较高，磨损较严重和加工较粗糙的摩擦表面应用粘度较大的润滑油；3.在高温下工作的蒸汽机汽缸和压缩机气缸应选用闪点高的润滑油；4.冷冻机应选用凝固点低的润滑油；5.在冬季工作的摩擦零件应选用粘度小和凝固点低的润滑油，而

14、在夏季工作的应选粘度大的润滑油。总之，在充分保证机器摩擦零件安全运转的条件下，为了减少能量的损耗，应优先选用粘度最小的润滑油。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）三、润滑脂（一）润滑脂的组成 润滑脂的基本组分为润滑油，稠化剂和添加剂。一般润滑油含量占7590，稠化剂含量占1020，其余为添加剂。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）（二）主要性能指标（二）主要性能指标检修车间课件创建日期 2008年10月12日1.针入度：用标准圆锥体放于25润滑脂试样表面，经5秒钟后所沉入的深度（单位为1/1

15、0mm），称为该润滑脂的针入度或穿入度。2.滴点：润滑脂试样装入滴点计中，以规定的加热条件加热，从脂杯中滴落下第一滴油时的温度，称为滴点。3.皂分：润滑脂中脂肪酸皂的含量称为皂分。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）（三）选择原则（三）选择原则润滑脂的一般选择原则如下： 1.重负荷的摩擦表面应选用针入度小的润滑脂。 2.高转速的摩擦表面应选用针入度大的润滑脂。检修车间课件创建日期 2008年10月12日3.冬季或在低温条件下工作的摩擦零件应选用由低凝固点和低粘度润滑油稠化而制成的润滑脂，而夏季或高温条件下工作的摩擦零件应选用滴点高的润滑脂 4

16、.在潮湿或水直接接触的条件下工作的摩擦零件应选用钙基润滑脂；而在高温条件下工作的摩擦零件应选用钠基润滑脂。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日一般有6种变质：（四）变质处理（四）变质处理1.颜色变黑，表示氧化变质。2.表面形成胶膜亦属氧化现象。3.析油表示胶体安定性已破坏。4.由于吸收水分或漏入雨水，油脂易产生表面乳化现象。5.润滑脂变稀可能是贮存温度过高造成的，须立即转移到凉爽的环境中存放，使其恢复原有的稠度。 6.润滑脂变硬可能是长期冷冻造成的。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XX

17、XX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日四、固体润滑剂1.与摩擦表面的粘着力强； 在相互接触的摩擦表面间加入具有润滑作用的固体粉末或薄膜，以达到减少表面间摩擦和磨损的目的，称为固体润滑。（一）固体润滑剂的特点2.具有各向异性的晶体强度性质，即抗压强度大，抗剪强度小；3.若为非各向异性的晶体，则其抗剪强度必须低于摩擦材料的抗剪强度；4.在较宽的温度范围内，能保持性能稳定而不起化学反应。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）（二）固体润滑剂的使用方法（二）固体润滑剂的使用方法检修车间课件创建日期 2008年

18、10月12日1.直接使用粉末 2.添加在润滑油脂中3.将固体润滑剂制成糊状或油膏状 4.粘结固体润滑膜5.自润滑复合材料XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日第一节概述用来输送液体并提高液体压力的机器，我们称为泵。根据工作原理，大致分为以下三类：容积式泵：利用泵内工作室的容积周期性变化来输送液体。2.叶片式泵：利用泵内工作叶轮的高速旋转运动来输送液体。3.其它类型泵：利用另一种流体在运动过程中的能量变化来输送液体。离心泵主要应用在大流量，扬程不十分大的场合。一般容积式泵应用在小流量，高扬程的场合。转子

19、泵则应用在小流量，中等扬程的场合。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）课件创建日期 2008年10月12日检修车间第二节离心泵的分类及工作原理第二节离心泵的分类及工作原理一、离心泵的分类 离心泵结构：如图1-2-2。由叶轮、泵体、泵轴、吸液室、填料函、密封环和托架等零件组成。 离心泵具有结构简单、使用范围广和运转可靠等优点。图1-2-2XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日（一）按叶轮数目分单级泵：泵中只有一个叶轮。单级泵所产生的压力不高，一般不超过

20、1.5MPa。2.多级泵：泵中有两个或两个以上叶轮。一个叶轮便是一级，级数越多压力越高。目前我国生产的多级泵最高压力可达28MPa。（二）按叶轮吸入方式分单吸泵：液体从叶轮的一侧流入轮内。2.双吸泵：液体从叶轮的两侧同时流入轮内。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日二、离心泵的装置及工作原理二、离心泵的装置及工作原理 离心泵装置是由离心泵和管路输送系统组成的。一般离心泵入口都有滤网，出口有止逆阀。（二）离心泵工作原理（一）离心泵装置 泵在启动前，使泵体和整个吸入管路充满液体。当叶轮高速旋转时，叶片间

21、的液体也跟着旋转起来，液体在离心力的作用下，沿着叶片流道从叶轮的中心往外运动，然后从叶片的端部被甩出，进入螺旋形的泵壳内，由于流道断面积逐渐扩大，被甩出的流体流速减慢，将部分动能转化为静压能，使压力上升，最后从排出管排出。与此同时，在叶轮中心，由于液体被甩出，产生了局部真空，因此，吸液池液体在液面压力的作用下就从吸入管源源不断地被吸入泵内。叶轮不停地旋转，液体就连续不断地吸入和排出。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日 综上所述，离心泵的工作原理是叶轮在充满液体的泵内高速旋转，使液体受到离心力作用，

22、依靠离心力来吸入和排出液体。离心泵运转时，如果泵内没有充满液体或者在运转中漏入了空气，由于空气的密度比液体的密度小得多，产生的离心力小，在吸入口处所形成的真空度较低，不足以将液体吸入泵内，这时，虽然叶轮转动，却不能输送液体，这种现象称为“气缚”。为消除”气缚“现象，通常在泵启动前要灌泵，使泵内和吸入管道充满液体。对于大功率的泵，为减少阻力损失，常不装底阀，不灌泵，而采用真空泵抽吸气体然后启动。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）第三节离心泵的性能参数第三节离心泵的性能参数一、流量：泵在单位时间内所输出的液体量，称为流量或排量。 用Q表示。检修

23、车间课件创建日期 2008年10月12日离心泵的主要性能参数有流量、扬程、转速、功率和效率等。二、扬程：泵给1N重液体的外加能量，称为扬程或离心泵的压头。用H表示。 铭牌上的扬程是指全扬程。一般以泵轴线为界，泵一侧把液体从水池吸入的高度称吸水扬程，用H吸表示；泵另一侧把液体送入高位槽的高度称压水扬程，用H压表示。H=H吸H压 因管路阻力损失，该泵实际上只把液体从水池液面送入高位槽上液面。两液面的高差称为液体的升扬高度（Z），即Z=H实吸H实压XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）三、转速：泵叶轮每分钟的转数，称为转速。用n表示。四、功率和效率

24、泵的有效功率和轴功率的比值，称泵的效率。用表示。=(Ne/N)100%检修车间课件创建日期 2008年10月12日 离心泵的功率指轴功率，即原动机传给泵叶轮轴的功率。用N表示。 泵每秒钟对排出液体所做的净功，称有效功率。用Ne表示。Ne=gHQ 由于泵在运行时，可能出现超负荷情况，因此，制造厂配的电动机功率为轴功率的（1.11.2）倍，即（1.11.2）N。 系数的选取由轴功率大小而定，轴功率小取大值，轴功率大则取小值。 铭牌上的转速是额定转速，泵在此转速下，铭牌上的各性能参数才能达到。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期

25、 2008年6月18日五、允许吸上真空度和允许汽蚀余量检修车间课件创建日期 2008年10月12日XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日 从泵的工作原理中已知道，泵的吸液过程只有在泵内产生真空度（相对吸液池液面压力）才能进行，而真空度是有一定限度的，真空度升高，标志着绝对压力降低，当真空度升到一定程度时，绝对压力降到一定程度，泵运转中就出现一种“汽蚀”现象。当叶轮入口偶偶处的压力等于或低于工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压时，液体就会沸腾汽化，产生大量的汽泡。同时，原来溶于液体中的气体也将析出。这些汽泡

26、随液体流到叶轮内压力较高处时重新凝结。在凝结过程中，由于体积急剧缩小，四周的液体以极大的速度冲向这个凝结空间。由于液体质点互相冲击，造成很高的瞬间局部冲击压力，这个极大的冲击力可使材料表面逐渐形成斑点、小裂缝，甚至成海绵状或金属粒子整块脱落，我们把汽泡的形成和破裂以致材料受到破坏的全过程，称为汽蚀现象。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日 汽蚀发生时，材料在冲击力作用下发生破坏，同时泵体因受冲击而振动，并发出噪音，泵的性能下降，严重时甚至无法工作。 实验证明，离心泵汽蚀现象的发生与吸液高度有关。泵在

27、低于允许吸液高度下操作，可以保证整个装置安全可靠运行。 允许吸上真空高度是由制造厂从泵进口试验中测出的最大真空度Hsmax，再减去0.3m的安全量之后的值。用Hs表示。 泵刚刚发生汽蚀时的汽蚀余量为泵的最小汽蚀余量hmin，再加上0.3m的安全量之后的值，称为允许汽蚀余量。用h表示。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）第四节离心泵的性能曲线检修车间课件创建日期 2008年10月12日一、性能曲线（一）Q-H曲线1.平坦性能曲线：这种性能曲线的离心泵，扬程随流量的变化缓慢，适用于压头变动不大而流量有较宽变动范围的场合。2.陡降性能曲线：这种性能

28、曲线的离心泵，在流量改变时，扬程发生较大的改变，适用于流量变化不大而压头变化较大的系统中，或在压头有波动时，要求流量变化不大的系统中。3.驼峰性能曲线：这种性能曲线随流量的增加而上升，流量达到一定值时，扬程有一对应的最大值，然后曲线逐渐下降。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）（二）Q-N曲线检修车间课件创建日期 2008年10月12日 流量为零时轴功率最小，故离心泵在启动时都将排出阀关闭，此时流量Q为零，启动功率最小，可以防止电动机因过载而损坏。待电机达到额定转速后再逐渐打开泵的排出阀。（三）Q-曲线 通常情况下，离心泵应在最高效率点附近的

29、区域内工作。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日二、影响性能曲线的因素 泵的性能曲线是在叶轮直径和转速一定时，以清水作为介质，经试验测定、绘制而成的。（一）转速改变时 若将离心泵的转速从n改变到n，它的流量、扬程、功率将发生变化，并遵循着一定的比例关系，即：Q/Q=n/n H/H=(n/n)2 N/N=(n/n)3 可以看出，泵通提高转速后，功率增加很多。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日（二）叶轮直径

30、改变时 若将离心泵叶轮直径减小，则在同一转速下泵的性能曲线将有所改变。在转速不变和效率几乎不变的情况下，其流量、扬程、功率与叶轮的外径遵循一定的切割关系，又称切割定律，即： Q/Q=D2/D2 H/H=( D2/D2)2 N/N=( D2/D2)3 叶轮直径减小后，虽然流量、扬程有所降低，但轴功率降低幅度更大，因此，相对地提高了机械效率，节省了动力费用，故生产上常常用改变叶轮直径的办法来扩大离心泵的使用范围。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日 叶轮经车削后，泵的效率都要降低。如比转速ns为6012

31、0的离心泵，叶轮外径每车削10%，效率则下降1%；比转速为200300的离心泵，叶轮外径每车削4%，效率也降低1%。为使效率不致降低过多，对叶轮的车削量需要加以限制，叶轮直径的允许车削量与比转速有关。见表所示： 离心泵叶轮的允许车削量 ns60120200300350（D2D2）/ D20.20.150.110.090.07 实践证明，ns200的泵，按表车削叶轮外径时，泵的效率基本上不变或降低很少。 XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日（三）输送液体粘度改变时 当离心泵输送介质的粘度大于清水时，离

32、心泵的性能曲线将发生变化。 在操作温度下，输送液体的运动粘度V0.210-4 m2/s时，如汽油、煤油、轻柴油等，泵的性能曲线可不必换算。如果液体的运动粘度V0.210-4 m2/s时，泵的性能曲线必须进行换算。 若已知离心泵输送清水时的性能，它们各对应参数间的关系是：Q=KQQ H=KHH =KXXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日第五节离心泵的运转一、泵的工作点（一）管路特性曲线 将液体由池面压力为Pa的蓄液池输送到高度为HAB、压力为Pa的B出口处，如图1-2-13所示。 由伯努利方程式和管路阻

33、力计算式，可推导出对于一定管路系统，将一定流量的液体输送至出口处的外加扬程计算式。即： Hc= HAB（PbPa）/gKQ2，m 图1-2-13XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日(二) 离心泵的工作点 在离心泵装置中，当离心泵在一定转速下运转时，某一流量对应一定扬程，即泵的工作点在该泵的Q-H曲线上。另外，由于泵的管路串联，这样管路流量应与泵流量一样。从管路来看，当管路一定时，输送一定流量的液体所需外加压头应是Q-Hc曲线上的对应值，即泵在管路中工作时，工作点也应在Q-Hc曲线上。离心泵的工作点既

34、在Q-H曲线上，又在Q-Hc曲线上，因此，工作点一定在Q-H曲线与Q-Hc曲线的交点上，如图1-2-15所示。在M点的流量下，泵所具有的扬程H与管路上所需的外加压力Hc正好相等。如果设想泵不是在M点而是在B点工作，那么在B点的流量下，图1-2-15XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日 泵的扬程Hb大于管路所需要的压头Hcb，多余的压头必使管路的流量增加，泵的工作点就要右移，使得Q=Qm时才趋于稳定；当泵在A点工作时，则HaHca，管路中的流量不能维持在Qa而会自动减少，一直减少到Q=Qm时，流量才不

35、再减少而趋于稳定。 由此看来，在一定的管路系统中，当其泵的尺寸及转速一定时，它只有一个稳定的工作点M。该点由泵的Q-H曲线与该管路系统的Q-Hc曲线的交点决定。图1-2-16XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日（三）流量调节 在生产过程中，根据工艺要求改变管路系统的流量是经常的。由于离心泵的工作流量和扬程决定于管路特性曲线与泵的性能曲线的交点，所以流量调节实质上是如何改变两曲线的交点，即改变两曲线的位置。 改变排出管路上排出阀的开度来进行流量调节，是最简便的方法。图1-2-16中，当阀逐渐关小时，阻

36、力系数增加，管路特性曲线向左移。调节阀全开时，管路中的流量Q1，随着调节阀逐渐关小，泵的工作点由M1移至M2，流量逐渐减少到Q2。 关小调节阀使泵的流量由Q1减到Q2时，泵的工作效率相应地由1降到2，虽然泵的扬程能达到Ha，可是用于输送液体的压头只是Ha，其余的压头即HaHa=h，则完全消耗在克服阀门阻力上。用关小调节阀的方法来调节流量不很经济，但由于其装置简单，调节方便，故常采用。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日 改变泵的性能曲线，使工作点移动进行流量调节，也是常用的调节方法，在改变泵的转速或

37、改变叶轮的直径等。二、泵的串并联工作（一）串联工作 泵的串联是指把一台泵的出口接到下一台泵的吸入口上。离心泵串联使用的目的是为了增加扬程。 离心泵串联工作可提高扬程，但要注意多台泵串联时后面泵的泵体强度。（二）并联工作 泵的并联是指将每台泵的进出口分别接在同一个吸入和排出管路系统中。其目的在于增加流量。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日第六节离心泵的主要零件一、转子 离心泵转子由转动的叶轮、转轴、轴套和轴承等零件组成。因随轴转动，故称转子。 （一）叶轮 叶轮是离心泵作功的部件，依靠它高速旋转对液体

38、作功二实现又听的输送。叶轮一般由轮毂、叶片和盖板三部分组成。按结构形式可分为三种：XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日闭式叶轮：如图1-2-19（a）所示。 当叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反时，称后弯式叶片，图1-2-22所示即为后弯叶片。一般离心泵多采用后弯叶片。这种闭式叶轮效率较高，应用最广，适用于输送清洁液体。闭式叶轮有单吸和双吸（如图1-2-20）两种类型。双吸叶轮比单吸叶轮输送量大。(a)(b)(c)图1-2-19图1-2-20XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月

39、XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月12日2.开式叶轮：如图1-2-19（b）所示。这种叶轮效率低，适用于输送污水、含泥砂及纤维的液体。3.半开式叶轮：如图1-2-19（c）所示。 这种叶轮的效率比开式叶轮高，比闭式叶轮低，适用于输送粘稠及含有固体颗粒的液体。 按叶片的形状及液体在叶轮内流动方向的不同，叶轮可分为径流式、轴流式和混流式，如图1-2-21 所示。图1-2-21XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日 径流式叶轮应用在离心泵中，液体沿轴向进入叶轮，沿径向从叶轮流出

40、，液体获得的能量主要来源于叶轮旋转时产生的离心力。轴流式叶轮应用在轴流泵中，液体沿轴向通过叶轮，液体获得的能量主要来源于叶轮旋转时产生的升力（或推力）。混流式叶轮应用在混流泵中，液体沿轴向进入叶轮，而沿轴向与径向之间的某方向流出，依靠离心力和轴向推力的混合作用输送液体。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日（二）转轴和轴套 转轴是一个传递动力的零件，并把叶轮、轴套、轴承和联轴器等连成转子。 轴套装在轴上，可防止转轴磨损和腐蚀，延长转轴的使用寿命。轴套与转轴一般采用过盈配合。（三）轴承 轴承起支承转子重

41、量和受力的作用。离心泵上多使用滚动轴承，其外圈与轴承座孔采用基轴制，内圈与转轴采用基孔制。轴承一般用润滑脂和润滑油润滑。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日二、壳体 壳体是离心泵的换能装置。从叶轮流出的液体具有很大的动能，为了减少能量损失，必需降低液体流速，把一部分动能转变为静压能。换能装置有两种结构。（一）蜗壳 蜗壳又称泵壳，如图1-2-22所示。蜗壳呈螺旋形，其流道逐渐扩大，出口为扩散状。液体从叶轮流出后其流速可平缓地降低，使很大一部分动能转变为静压能。因出口为扩散管状，蜗壳还能把从叶轮流出来的

42、液体收集起来送往排出管。图1-2-22XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日 蜗壳制造比较方便，泵性能曲线的高效率区域比较宽。改变叶轮直径，泵的效率变化比较小。但蜗壳形状不对称，在使用单蜗壳时作用在转子径向的压力不均匀，易使轴弯曲，所以在多级泵中只是首段（吸入段）尾段（排出段）采用蜗壳，而在中段采用导轮装置。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日（二）导轮：如图1-2-23所示。 液体从叶轮甩出后，平缓地进入

43、导轮，沿正向导叶继续向外流动，速度逐渐降低，静压能不断提高。液体经导轮背面反向导叶被引向下一级叶轮。 导轮与蜗壳相比，其外形尺寸小，但效率也较低。由于导轮中有多个叶片，当泵的实际工况与设计工况偏离时，液体流出叶轮时的运动轨迹与导轮叶片形状不一致，使其产生较大的冲击损失而造成效率的降低，故使用导轮装置的离心泵，扬程和效率曲线均比蜗壳泵的陡。图1-2-23XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日（三）密封环 从叶轮流出的高压液体通过旋转的叶轮与固定的泵壳之间的间隙又回到叶轮的吸入口，称为内泄漏，如图1-2-

44、24所示。为了减少内泄漏，保护泵壳，在泵壳和叶轮入口外缘装有可拆换的密封环。 密封环的磨损会使泵的排液量减少，效率降低，当密封间隙超过规定值时应及时更换。图1-2-24XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日第七节离心泵的轴封装置 从叶轮流出的高压液体，经过叶轮背面，沿着泵轴和泵壳的间隙流向泵外，称为外泄漏。 在旋转的泵轴和静止的泵壳之间的密封装置称为轴封装置。它可以防止和减少外泄漏，提高泵的效率，同时还可以防止空气吸入泵内，保证泵的正常运行。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。XXXX车间（12号

45、宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日一、填料密封 密封原理是通过填料压盖压紧填料，使填料发生变形，并和轴（或轴套）的外圆表面接触，防止液体外流和空气吸入泵内。 填料密封的密封性可用调节填料压盖的松紧程度加以控制。填料压盖过紧，密封性好，但使轴和填料间的摩擦增大，加快了轴的磨损，增加了功率消耗，严重时造成发热、冒烟、甚至将填料烧毁。填料压盖过松，密封性差，泄漏量增加，这是不允许的。合理的松紧程度应该使液体从填料函中滴状漏出，每分钟控制在1520滴左右。对有毒、易燃、腐蚀及贵重液体，由于要求泄漏量较小或不准泄漏，可以通过另

46、一台泵将清水或其它无害液体打到水封环中进行密封，以保证有害液体不漏出泵外。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日二、机械密封 填料密封的密封性能差，不适用于高温、高压、高转速、强腐蚀等恶劣的工作环境。机械密封装置具有密封性能好，尺寸紧凑，使用寿命长，功率消耗小等优点。（一）结构及工作原理 依靠动环与静环的端面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装置，称为机械密封，又称端面密封。 机械密封装置中有四个泄漏点，即图1-2-28中的A、B、C和D四点。图1-2-28XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期

47、：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日 A是动环和静环端面间的密封，是径向动密封；B是静环和压盖间的密封，是静密封；C是动环和轴（或轴套）几周内的密封，是相对静止密封，当密封端面磨损时，动环密封圈允许其进行补偿磨损的轴向移动，使动静环端面接触；D是压盖与泵体间的垫圈，仍是一个静密封，可用各种形状具有弹性的辅助密封圈来防止流体从泵体与压盖之间间隙泄漏。 动环和静环组成摩擦副。有一对摩擦副的称为单端面机械密封，如图1-2-28所示；有两个摩擦副的称为双端面机械密封，如图1-2-29所示。图1-2-29XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：X

48、XXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日（二）零件材料 正确合理地选择机械密封装置中的各零件材料，是保证密封效果，延长使用寿命的重要条件。 材料必须满足设备运转中的工作条件，具有较高的强度、刚度、耐蚀性、耐磨性和良好的加工性。 在一对摩擦副中，不用同一材料制造动环和静环，以免运转时发生咬合现象。通常是动环材质硬，静环材质软，即硬-软配对。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日（三）冷却冲洗 由于机械密封本身的 工作特点，动静环的端面在工作中相互摩擦，不断产生

49、摩擦热，使端面温度升高，严重时会使摩擦副间的液膜汽化，造成干摩擦，使摩擦副严重磨损；温度升高还使辅助密封圈老化，失去弹性，动静环产生变形。为了消除这些不良影响，保证机械密封的正常工作，延长使用寿命，故要求对不同工作条件采取适当的冷却措施，以将摩擦热及时带走。常用的冷却措施有冲洗法和冷却法。（四）泄漏原因及处理措施，见表表1-2-3XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日第八节离心泵的轴向力及平衡装置一、轴向力及危害性 液体以低压p1进入叶轮，而在高压p2下流出叶轮，且叶轮前后盖板形状的不对称，使得叶轮两

50、侧所受到的液体压力不相等，因而产生了轴向力。叶轮两侧液体压力的分布情况如图1-2-33所示。 由于叶轮两侧受力不均匀，使得离心泵在运转时，有一个沿轴并指向叶轮入口并作用在转子上的力，使泵的整个转子发生向叶轮吸入口窜动，引起泵的振动，轴承发热，甚至损坏机件，使泵不能正常工作。尤其是多级泵，轴向力的影响更为严重。图1-2-33XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日二、平衡装置（一）单级泵的平衡方法叶轮上开平衡孔：其目的是使叶轮两侧的压力相等，从而使轴向力平衡。如图1-2-34。2.泵体上装平衡管：如图1-

51、2-35，在泵体上装一根平衡管，使叶轮背面B空间与泵的吸入口接通，并在叶轮后盖上装密封环A，使叶轮两侧压力基本平衡。图1-2-34图1-2-35XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日3.采用双吸叶轮：如图1-2-20，由于双吸叶轮的两侧对称，故两侧受力相等，基本不存在轴向力的问题。但考虑到制造质量的因素，不可能使轴向力完全平衡，因此，在双吸泵中仍须装止推轴承。图1-2-20图1-2-20XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 200

52、8年10月13日（二）多级泵平衡方法叶轮对称布置：使串联在同一轴上的几个叶轮左右两侧所受的轴向力相等，来解决轴向力平衡问题。2.平衡盘装置：因分段式多级离心泵叶轮沿一个方向装在轴上，其总的轴向力很大，常在末级叶轮后面装平衡盘来平衡轴向力。平衡盘装置由装在轴上的平衡盘和固定在泵壳上的平衡环组成，如图1-2-37。平衡盘直径D与叶轮密封环直径Dw大小有关，一般关系是D=1.05Dw。图1-2-37XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日 在平衡盘（5）与平衡环（4）之间有一轴向间隙b，在平衡盘（5）与平衡套

53、（3）之间有一径向间隙b0，平衡盘（5）后面的平衡室与泵的吸入口用管子连通，这样径向间隙前的压力是末级叶轮背面的压力p2，平衡盘害后的压力是接近吸入口的压力p1。泵启动后由多级泵末级叶轮流出来的高压液体流过径向间隙b0，压力下降到P，由于pp1，就有压力（pp1）作用在平衡盘（5）上，这个力就是平衡力，方向与作用在叶轮上的轴向力相反。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日 离心泵工作时，当叶轮上的轴向力大于平衡盘（5）上的平衡力时，泵的转子就会向吸入方向窜动，使平衡盘（5）的轴向间隙b减小，增加液体的

54、流体阻力，因而减少了泄漏量。即增加了平衡盘上的平衡力。随着平衡盘向左移动，平衡力逐渐增加，当平衡盘移动到某一个位置时，平衡力与轴向力相等，达到平衡。同样，当轴向力小于平衡力时，转子将向右移动，移动一定距离后轴向力与平衡力将达到新的平衡。由于惯性，运动着的转子不会立刻停止在新的平衡位置上，而是继续移动促使平衡破坏，造成转子向相反方向移动的条件。泵在工作时，转子永远也不会停止在某一位置，而是在某一平衡位置左右轴向窜动。当泵的工作点改变时，转子会自动地移到另一平衡位置做轴向窜动。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年1

55、0月13日第九节离心泵的结构一、离心泵的命名 我国泵类产品型号的编制由四个部分组成。其组成方式如下：第一部分代表泵的吸入口直径，是用mm为单位的阿拉伯数字表示第二部分代表泵的基本结构、特征、用途及材料等。用汉语拼音字母的字首标注，如B表示单级单吸悬壁式离心泵；S表示单级双吸离心水泵；D表示分段式多级离心水泵；F表示耐腐蚀泵；Y表示单级离心式油泵等。第三部分代表泵的扬程及级数，是以mH2O为单位的阿拉伯数字表示。第四部分代表泵的变型产品，用大写汉语拼音字母A、B、C三个字母表示。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008

56、年10月13日第十节其它类型泵一、往复泵 往复泵属于容积式泵，它是依靠泵缸内的活塞或柱塞作往复运动，来改变工作室的容积，从而进行液体输送的。 往复泵的工作原理与离心泵完全不同，可分为吸入和排出两个过程。 吸入过程：当活塞从泵缸左端向右端移动时，泵缸内工作室的容积逐渐增大，同时压力降低，排出阀紧闭，贮液槽的液体在大气压力作用下，沿吸入管并顶开吸入阀进入工作室，直到活塞移动到最右端，泵缸内充满液体。 排出过程：当活塞往左移动时，工作室内液体受到挤压，压力逐渐增高并顶开排出阀，使液体从排出管排出，直到活塞移动到最左端，泵缸内液体被全部排出。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX

57、月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日 活塞往返运动一次，完成吸入和排出过程各一次，称为一个工作循环。当活塞不断地作往复运动，泵就能不断地输送液体。活塞由一端移至另一端的距离，称为活塞的行程或冲程，左、右两端点称为止点。往复泵与离心泵相比较，具有以下特点：排出压力可无限高2.流量与排出叶轮无关。3.具有自吸能力。4.流量不均匀。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日二、回转泵（一）齿轮泵（二）螺杆泵：主螺杆是阳螺杆，从动螺杆是阴螺杆。三、真空泵：用来获得低于一个大气压

58、（小于105Pa）的机器。四、喷射泵五、特殊用途离心泵（一）液下泵（二）管道泵XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日第三章 活塞式压缩机 第一节 概述 压缩机是一种提高气体压力并输送气体的机器。压缩机的种类很多，按工作原理分为容积式压缩机和速度式压缩机两类。容积式压缩机的特征是工作过程具有周期性。气体压力的提高是压缩机中气体容积被缩小，气体分子彼此接近，单位体积内气体分子密度增加的结果。一、活塞式压缩机的基本结构和工作原理 （一）基本结构主要零件有机身、曲轴、连杆、活塞、气缸和进排气阀等。还有十字头、

59、滑道、活塞杆和填料函等。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日（二）工作原理吸入过程：当活塞向右移动时，气缸内体积逐渐增大而压力逐渐降低。当压力降至稍低于进气管中压力时，进气管中气体便顶开进气阀进入气缸，直到活塞移动到右边末端（又称右止点）为止。2.压缩过程：当活塞向左移动时，气缸内体积逐渐减小，而压力逐渐增大。由于进气阀有止逆作用，故气缸内的气体不能倒回到进气管中。同时，因排气管中的气体压力又高于气缸内部的压力，气缸内的气体无法从排气阀流出，而排气管中的气体因排气阀的止逆作用，也不能进入气缸内。此时

60、，气缸内的气体量保持一定，随着活塞的继续向左移动，气体所占容积继续缩小，气体分子浓度不断增高，使气体的压力升高。3.排气过程：由于活塞继续向左移动，气体压力进一步提高，当气缸内气体压力升到稍高于排气管中气体压力时，气缸内气体便顶开排气阀进入排气管中，直至活塞移动左边末端（又称左止点）为止。然后活塞又开始子昂右移动，重复上述动作。XXXX车间（12号宋体，白色）课件创建日期：XXXX年XX月XX日（12号宋体，白色）检修车间课件创建日期 2008年10月13日第二节 活塞式压缩机的热力过程基础 我们常用气体的T（温度）、P（压力）和V（比容）三个物理量来表示气体的状态。 过程指数m取决于过程变化