泵与压缩机课程教学(自学)基本要求

1、泵与压缩机课程教学（自学）基本要求适用层次所有层次适应专业油气储运工程等使用学期2008秋自学学时96面授学时32实验学时使用教材教材名称泵与压缩机（第二版）编 者钱锡俊、陈弘出 版 社中国石油大学参考教材过程流体机械，姜培正主编，北京：化学工业出版社，2001.8石油化工流体机械，张湘亚、陈弘主编，山东：石油大学出版社，1996.8化工机器，高慎琴主编，北京：化学工业出版社，1992.5课程简介本课程是油气储运工程专业的专业技术基础课。学习本课程使学生掌握泵和压缩机的结构形式、工作原理、性能特点和应用技术，培养学生对泵和压缩机合理选型、使用维护、调节控制和技术改造的能力。学习建议学习本门课程

2、应注意理论学习与实验、现场实践相结合，注意培养灵活运用理论知识分析和解决实际问题的能力；学习本课程前应先学习工程力学、机械设计基础、工程流体力学和工程热力学等技术基础课程，并通过现场实习了解泵与压缩机的结构形式和技术特点。各章节主要学习内容及要求（上交作业电子文档附后）第一章 离心泵学时要求（总共36学时，面授14学时,自学24学时，实验4学时）主要内容1基本结构和工作原理2基本方程式3液体所获能头的分析4有限叶片数对理论扬程的影响5汽蚀6性能曲线及其应用7相似原理及其应用8输送粘液时性能换算9装置特性与工况调节10主要零部件11离心泵的系列及选用一、核心知识点1、离心泵的工作原理；2、流体力

3、学三个基本方程；3、扬程计算；4、叶片参数对离心泵扬程的影响；5、离心泵的性能曲线及其应用；6、离心泵的汽蚀判断及解决措施；7、比例定律和切割定律；8、介质粘度对离心泵性能的影响；9、离心泵的工况调节；10、离心泵的轴向力产生原因及解决措施；11、离心泵的轴封； 12、离心泵的选型二、教学基本要求【了解】1、了解离心泵的典型结构和技术特点；2、了解离心泵的工程应用技术和发展现状；3、了解离心泵的选型方法。【掌握】1、离心泵工作原理和基本方程；2、掌握离心泵的性能曲线和主要性能参数的计算方法；3、掌握离心泵装置特性及工况调节方法；4、掌握离心泵汽蚀和离心压缩机喘振等特殊工况的机理和预防措施，【重

4、点掌握】1、离心泵扬程功率的计算； 2、汽蚀工况的判断及解决措施；3、比例定律与切割定律； 4、离心泵性能曲线的应用；5、离心泵的工况调节三、思考与练习【思考】1、离心泵理论能头的组成、影响因素、欧拉方程的理解；2、速度式泵与容积式泵的主要区别及操作方法的不同；3、如何作出离心泵内液体质点流动的速度三角形；4、叶片数有限对离心泵能头的影响、轴向涡流的产生机理；5、反作用度大小对离心泵性能的影响及其使用范围确定；6、离心泵汽蚀机理、判断方法、解决措施7、离心泵内的各种损失、四条基本性能曲线的特定应用；8、离心泵的主要部件、故障现象及解决措施；9、离心泵工况调节的基本原则及理论依据；10、离心泵内

5、的相似定律；11、离心泵选型的基本原则和步骤；12、离心泵的串并联特性。【练习】1-1、1-3、1-4、1-12、1-14、1-17、1-20、1-21、1-22、1-24、1-27、1-29、1-31四、实验内容1、离心泵性能实验2、离心泵汽独实验上交作业习题1-1、1-3、1-4、1-14、1-17、1-21、1-29备 注第二章 离心压缩机学时要求（总共24学时，面授8学时,自学16学时）主要内容1主要构件及工作原理2气体在级中流动的概念及基本方程3级中能量损失4级的性能曲线5多级离心压缩机的性能曲线6相似原理在离心压缩机中的应用7离心压缩机和管路的联合工作及工况调节8离心压缩机的主要零

6、部件一、核心知识点1、气体在级中流动的基本方程；2、级中的能量损失；3、级的性能曲线；4、级数及转速对离心压缩机性能曲线的影响；5、离心压缩机中的相似原理；6、装置特性及工况调节二、教学基本要求【了解】1、了解离心压缩机的典型结构和特点；2、了解气体在级中的流动过程及热力学方程的基本推导；3、了解相似原理的分析推导过程；4、了解离心压缩机汇交、分枝管路的特性分析；5、离心压缩机的主要零部件【掌握】1、基本构成及工作原理2、掌握离心压缩机的性能曲线以及级数、转速对离心压缩机性能的影响；3、掌握离心压缩机内的各种损失；4、吸入条件对离心压缩机性能的影响；5、离心压缩机的相似条件；5、装置特性、工况

7、调节方法及其原理【重点掌握】1、离心压缩机的相似条件； 2、离心压缩机的性能曲线；3、离心压缩机内的各种损失； 4、离心压缩机的工况调节方法三、思考与练习【思考】1、关于离心压缩机的几个效率概念的定义及其意义；2、离心压缩机的工作特点及其控制；3、操作条件对离心压缩机性能的影响及对于喘振、堵塞工况的分析；4、气体在级中的流动过程；5、离心压缩机采用多级压缩得原因；6、离心压缩机的常用轴封型式及其原理；7、离心压缩机的常见故障、原因及其解决方法【练习】2-1、2-2、2-4、2-6、2-7上交作业习题2-1、2-2、2-4、2-6、2-7备 注第三章 往复压缩机学时要求（总共30学时，面授10学

8、时,自学20学时，实验2学时）主要内容1基本结构和工作原理。2工作循环3排气量4功率和效率5排气温度及排气压力6多级压缩7实际气体的压缩8压缩机变工况工作及排气量调节9往复活塞式压缩机的类型及其选择一、核心知识点1、基本结构；2、工作原理；3、理论工作循环和实际工作循环；4、排气量定义及其计算；5、排气温度的影响因素；6、排气压力的影响因素及确定；7、多级压缩的优点及其分析；8、排气量的调节方法；9、填料密封的主要型式及密封原理二、教学基本要求【了解】1、了解往复压缩机的典型结构型式和技术特点；2、了解往复压缩机中有关力的分析；3、了解石油化工用压缩机的特点及选用原则；4、了解实际气体压缩过程

9、中实际气体的状态方程及其变化【掌握】1、掌握往复压缩机工作原理、工作循环；2、掌握往复压缩机的排气量定义、计算及调节方法；3、掌握往复压缩机的指示功图及其分析应用；4、掌握往复压缩机排气温度、排气压力的影响因素及解决措施。5、掌握活塞杆的密封型式及原理；6、掌握关于往复压缩机各种效率的定义及其相互关系。【重点掌握】1、工作原理及工作循环； 2、排气量的计算及调节方法；3、排气温度及压力的影响因素。三、思考与练习【思考】1、往复压缩机的理论循环与实际工作循环的主要区别；2、往复压缩机与离心压缩机的技术特点对比；3、吸入条件（温度、压力、介质等）对往复压缩机性能的影响；4、余隙容积的组成；5、极限

10、压力比的确定；6、多级压缩机级数确定的原则及主要考虑因素；7、进行往复压缩机类型选择时所主要考虑的内容8、气体在往复压缩机内流动的热力学过程及其状态方程；9、排气量的主要影响因素；10、关于往复压缩机几个效率的定义及其相互关系。【练习】3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-7、3-8、3-9、3-10、3-11四、实验内容1、往复压缩机性能实验上交作业习题3-1、3-3、3-4、3-8、3-9、3-11备 注第四章 其它型式的泵学时要求（总共6学时，面授2学时，自学4学时）主要内容1自吸式离心泵。2旋涡泵3射流泵4螺杆泵5往复泵6齿轮泵7滑片泵8液环泵一、核心知识点1、各种泵的基本工作原

11、理；3、各种泵性能特点；4、各种泵的适用范围。二、教学基本要求【了解】1、了解各种泵（机）的基本结构特征；2、了解各种泵技术特点及应用范围；【掌握】1、掌握各种泵（压缩机）的工作原理；2、掌握各种泵（压缩机）的性能特点；【重点掌握】1、各种泵（压缩机）的工作原理三、思考与练习【思考】1、各种泵（压缩机）的技术特点及应用范围；2、各种机泵的结构特征、基本工作原理；3、各种泵（压缩机）的主要故障现象及处置措施；4、不同泵（压缩机）的具体操作方式的异同；【练习】无上交作业备 注编者：王振波作 业第一章作业题1-1一台离心泵从开口水池内吸水，其装置如题1图所示，Hg1=4.4m，吸入管直径d1=0.1

12、m。设泵的流量为34m3/h，吸入管内摩擦阻力系数为=0.02，吸入管总当量长度为18m。试计算输水时，泵入口处真空表的读数为多少mmHg(1mmHg=133.322Pa)？其绝对压力为多少mmH2O(1mmH2O=9.80665Pa)？题1图1-3设某离心水泵流量Q=0.025m3/s，排出管压力表读数为323730Pa，吸入管真空表读数为39240Pa，表为差为0.8m。吸入管直径为100mm，排出管直径为75mm。电动机功率表读数为12.5kW，电动机效率为0.93。泵与电动机采用直联。试计算离心泵的轴动率、有效功率和泵的总效率。1-4某输送油品德离心泵装置如题4图所示，试计算泵需要提供

13、的实际扬程。已知：油品密度为850kg/m3；罐内压力p1=196133Pa(绝)；罐内压力p2=176479.7Pa(绝)；H1=8m，H2=14m，H3=4m；吸入管内损失hs=1m，排出管损失hd=25m，经过加热炉时的压降p=1372930Pa；吸入管与排出管管径相同。题4图1-14有一离心水泵，当转速n=2900r/min时，流量Q=9.5m3/min，扬程H=120m。另有一台与此泵相似的离心水泵，流量Q=38 m3/min，扬程H=80m，问叶轮的转速应为多少？1-17已知离心水泵的性能参数如同题13，试分别计算：（1）转速n不变(2900r/min)，将叶轮外径D2切割到208

14、mm，求各对应点的参数并绘出性能曲线。（2）若要求工作点为Q=40m3/h，H=50m，问此时泵的叶轮应切割到多少？是否在允许切割范围内？1-21某离心油泵装置如题21图所示。已知罐内油面压力pA与油品饱和蒸汽压力pv相等，该泵转速n=1450r/min，最小汽蚀余量hr=k0Q2，吸入管内流动阻力损失hf=k1Q2，试求：（1）当Hg1=8m，Q=0.5m3/min时，泵的h=4.4m，吸入管路阻力损失hf=2m，此时泵能否正常吸入?（2）保持Q=0.5m3/min时，液面下降到什么位置泵开始发生汽蚀？（3）当Hg1=4m时，若保证泵安全运转，泵的最大流量为多少？(设此时k0，k1不变)（4

15、）若将泵的转速提高到n=2900r/min，还能否正常吸入？题21图1-29某水泵运行时的参数为：扬程H=35m，流量Q=10m3/h，转速n=1440r/min。现要求把流量调节为6.6m3/h（这时泵的扬程约为44m），试比较采用节流调节和变速调节各自所消耗的功率。假设水泵效率=0.6。第二章作业题2-1已知某离心式空气压缩机第一级叶轮直径D2=380mm，D1=202mm；叶轮出口叶片角2A=40，出口叶片数z=16；设流量系数2r=0.233，叶轮转数n=13800r/min，1 =90°。求叶轮对单位质量气体的理论能头HT及叶片无限多的叶轮理论能头HT，并加以比较。2-2已

16、知某离心式空气压缩机某级叶轮的有效流量m=6.95kg/s，漏气损失系数为1=0.013，轮阻损失系数为df=0.03。叶轮对单位质量气体做功HT=45895J/kg。试计算叶轮做功消耗的理论功率、漏气损失功率、轮阻损失功率，以及叶轮对气体做功消耗的总功率和叶轮对单位质量有效气体的总耗功。2-4题3中的鼓风机压缩过程若分别为等温压缩、绝热压缩和多变压缩（n=1.59）时，试计算单位质量气体的压缩功各为多少？附2-3题：已知单位离心式鼓风机的性能要求：进口压力ps=98066.5Pa，出口压力pd=147099.7Pa，进气温度ts=20，进口容积流量Qs=200m3/min，气体常数R=288

17、.4J/(kg·K)，绝热指数k=1.4。多变频率pol一般为0.70.84，多变能头系数pol=0.60.7。此处选取pol=0.77，pol=0.65。试确定叶轮的圆周速度u2。2-6有一个四级离心压缩机，已知参数为：介质为空气，k=1.4，R=291.5J/(kg·K)，流量Qs=41400m3/h（进气状态），吸入压力ps1=89760Pa，吸入温度ts1=30，多变效率pol=0.82，转速n=7714r/min，级后冷却器阻力损失p=1471Pa。试用级效率法核算第一级的压力比、功率及关键截面处的气流参数。第一级的几何参数列于题6表中。 题6表2-7已知离心压缩

18、机的性能曲线如图2-28所示。现机器工作转速n=3000r/min，吸入气体，吸入压力ps与图上标注的相同，但吸入温度变为Ts=330.7K。如工作气量Qs=2400m3/h，则其对应的压力比及多变效率pol各为多少?图2-28第三章作业题3-1用一台往复活塞式压缩机压缩油田气。进口压力为1×105Pa（绝），出口压力为3×105Pa（绝），进口温度为20。若将油田气看作理想气体，求当压缩过程分别为等温过程、多变过程（m=1.15）、绝热过程（k=1.25）时，压缩1m3进口状态油田气所消耗的功及其温升。3-3某单级空气压缩机的相对余隙容积=0.05，在某地区使用时该地区大

19、气压力为1×105Pa，气温为20。设多变膨胀过程指数m=1.2，压缩机排气压力p2=4×105Pa（表），其质量排气量m=200kg/h。现该机欲用另一地区，该地区大气压力为0.94×105Pa，气温为28，排气压力p2同前一地区。若两地区使用中压力系数p、温度系数T及泄露系数1不变。试求在两地区使用时该机的容积排量和质量排量各为多少？3-42Z-1.5/7型空压机为双缸、立式、单作用、单级压缩机，结构如题4图所示。已知热力参数为：名义吸气压力p1=1×105Pa（绝），名义排气压力p2=8×105Pa（绝），吸气温度25。结构尺寸和参数为：活塞行程S=128mm，缸径D=125mm，缸数2，转速n=620r/min，活塞外止点与缸盖的间隙为1.5mm，气缸镜面倒角为6×30°。每个缸的气阀总余隙容积为78cm3（充液法测得）。试计算：（1）每个缸的相对余隙容积是多少？其中哪部分余隙占的比例最大？（2）计算容积系数V。（3）若实际使用