第一篇 船用泵和空气压缩机.pptx
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1、2008-1-3010.辅机辅机概述概述集装箱轮 满足运输国际标准集装箱需要,在各种船舶中具有最快的航行船速。模块船为了运输各种设备的专用船舶,船上没有货舱,事先将设备组合成若干模块,直接装在甲板上。第1页/共69页2008-1-3020.辅机辅机概述概述散装货船运输谷物等散装货物的专用船舶,为防止航行过程中散装货物的流动,货舱上部设有倾斜状的三角形平衡罐储。煤炭铁矿石兼容运输船由于煤炭的比重小于铁矿石,因此货舱容积大于铁矿石专用船。运送煤炭时全舱装载,运输铁矿石则采用跳跃装载。第2页/共69页2008-1-3030.辅机辅机概述概述v主机和辅机主机驱动船舶推进器的动力装置。(船舶主推进装置)
2、MAN-B&W6S42MC低速机第3页/共69页2008-1-3040.辅机辅机概述概述v主机和辅机辅机船舶上除主机以外的动力机械。(船舶辅助机械)空调装置船用锅炉船用水泵第4页/共69页2008-1-3050.辅机辅机概述概述v辅机分类按用途分1.为船舶推进装置服务:(为主机服务)燃油输送泵、滑油泵、海水、淡水泵、空气压缩机、分油机等。2.为船舶航行与安全服务:舵机、系泊设备、吊艇机、消防泵、舱底水泵、压载泵等。3.为货运服务:起货机、通风机、制冷装置、货油泵、洗舱泵等。4.用于改善劳动和生活条件:制冷及空调装置、海水淡化装置、饮水及卫生水泵、热水循环泵、通风机、减摇装置、船用锅炉等。5.用
3、于防污染:油水分离器、生活污水处理装置、焚烧炉、污油、污水泵等。第5页/共69页2008-1-3060.辅机辅机概述概述v辅机分类按种类分1.船用泵2.气体压送机械3.甲板机械4.辅助锅炉5.油净化装置6.防污染装置7.海水淡化装置8.制冷和空调装置第6页/共69页2008-1-3070.辅机辅机概述概述v船舶辅机第一篇 船用泵和空气压缩机第二篇 甲板机械第三篇 船舶制冷装置和空气调节装置第四篇 船舶锅炉、海水淡化和防污染装置第7页/共69页第一篇第一篇 船用泵和空气压缩机船用泵和空气压缩机船用泵总述第一章 往复泵第二章 回转泵第三章 离心泵第四章 漩涡泵第五章 喷射泵第六章 活塞式压缩机第8
4、页/共69页2008-1-3091.往复泵往复泵-工作原理和特点工作原理和特点往复泵属于容积式泵(由泵内容积的变化进行吸排)基本组成 活塞、活塞杆、泵缸、泵 阀、曲柄连杆机构工作原理单作用往复泵活塞往复一次,吸排液体一次;仅活塞的一端腔室工作,吸排阀各一个。第9页/共69页2008-1-30101.往复泵往复泵-工作原理和特点工作原理和特点工作原理(续)双作用往复泵 活塞往复一次,吸排液体两次;活塞的两端腔室均工作,吸排阀各两个。作用数K泵在一个360度的曲柄回转角度内,吸(排)液体的次数。K1单作用泵K2双作用泵K3三作用泵K与泵的工作腔室数、泵缸数目有关第10页/共69页2008-1-30
5、111.往复泵往复泵-工作原理和特点工作原理和特点自吸能力 具有能将泵的吸入管和泵内的空气排除的能力往复泵的流量理论流量:活塞的有效工作面在单位时间内所扫过的容积。Qt=60 K AeS n m3/hK 泵的作用数;S 活塞行程,m;N 泵的转速,rmin;Ae 活塞平均有效工作面积,m2。第11页/共69页2008-1-30121.往复泵往复泵-工作原理和特点工作原理和特点往复泵的流量双作用泵的平均有效工作面积:m2D 泵缸直径,m;d 活塞杆直径,m。一般d(0.120.5)D,低压泵取下限。往复泵的实际流量Q理论流量Qt的原因1.泵吸入的液体可能含有气泡;2.泵阀关闭的迟滞可造成液体流失
6、;3.活塞环、活塞杆填料等处存在的间隙以及泵阀关闭不严等产生漏泄。4.效率:清水泵 ;化工泵第12页/共69页2008-1-30131.往复泵往复泵-工作原理和特点工作原理和特点往复泵的流量(续)瞬时流量q:任一时刻泵的理论流量。q=A v m3/s A-工作面积m2;v-活塞的速度m/s且r-曲柄长度m;角速度1/s脉动率Q表示泵供液的不均匀程度,式中qmax、qmin、qm分别为表示最大、最小和平均理论流量。Q它与曲柄连杆长度比有关第13页/共69页2008-1-30141.往复泵往复泵-工作原理和特点工作原理和特点往复泵的流量(续)脉动率Q1.多作用泵流量的均匀度比单作用泵强;2.作用数
7、K越大,流量越均匀;3.奇数K的往复泵比偶数K的往复泵的流量均匀。K123403.141.570.140.320.23.201.600.250.32第14页/共69页2008-1-30151.往复泵往复泵-工作原理和特点工作原理和特点往复泵的特点有较强的自吸能力理论流量与工作压力无关,只取决于转速、泵缸尺寸和作用数。额定排出压力与泵的尺寸和转速无关,主要取决于泵原动机的功率、轴承的承载能力、泵的强度和密封性能等。流量不均匀,会导致排出压力波动。转速不宜太快。运送含固体杂质的液体时,泵阀容易磨损和泄漏。结构较复杂,易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多第15页/共69页2008-1-30161.往复
8、泵往复泵-空气室和泵阀空气室和泵阀往复泵的空气室 一个充有空气的容器,处于泵的吸入口或排出口附近,称为吸入或排出空气室。空气室的作用1.当瞬时流量q大于平均流量qm时,泵的排出压力pd升高,超排液体压缩空气室内气体暂存;2.当瞬时流量q小于平均流量qm 时,排出压力pd 降低,空气室内的气体膨胀,将暂存液体压向排出管。3.通常装设排出空气室,4.例,船用双缸四作用 电动往复泵排出空气 室应大于液缸行程容 积(D2S/4)的4 4倍倍。第16页/共69页2008-1-30171.往复泵往复泵-空气室和泵阀空气室和泵阀往复泵的泵阀泵阀的种类1.作用:吸入阀和排出阀;2.形式:有盘阀、环阀、锥阀、球
9、阀等盘阀环阀锥阀球阀第17页/共69页2008-1-30181.往复泵往复泵-空气室和泵阀空气室和泵阀往复泵的泵阀(续)泵阀的特点1.盘阀和环阀适用于常温清水、低粘度或粘度不大的介质;易于加工、耐磨,应用广泛;环阀的阀隙过流周长大,适合于大流量的场合;但刚性较差,不宜在高压下使用。2.锥阀刚性好、阻力小;适于输送粘度较大的液体及P较高的场合。3.球阀能够旋转、阻力较小、磨损均匀;密封面窄、密封性能较好;适于输送粘度较高的液体;尺寸不宜过大,多用于流量、转速较小的场合。第18页/共69页2008-1-30191.往复泵往复泵-空气室和泵阀空气室和泵阀往复泵的泵阀(续)泵阀阻力1.按泵阀开启受力的
10、平衡关系得:式中:p1,p2 阀盘上下的液体压力、As 阀座孔截面积、Gvs阀和弹簧在液体中的重力、Rs阀的弹簧力、Av阀盘面积、jv阀盘作不等速运动的惯性力第19页/共69页2008-1-30201.往复泵往复泵-空气室和泵阀空气室和泵阀往复泵的泵阀(续)泵阀阻力(续)2.阀的比载荷3.阀的阻力为(p2-p1)/g 主要取决比载荷,即:阀重量阀弹簧弹力阀的盘面积第20页/共69页2008-1-30211.往复泵往复泵-空气室和泵阀空气室和泵阀往复泵的泵阀(续)泵阀的运动规律1.阀的流量 根据连续流动方程和孔口出流公式:其中:且:Cv、lv、Av为阀隙的流速、周长、通流面积 为断面收缩系数、为
11、流速系数第21页/共69页2008-1-30221.往复泵往复泵-空气室和泵阀空气室和泵阀往复泵的泵阀(续)泵阀的运动规律1.阀的升程h公式 图中:计算的泵阀升程;容积瞬时变化时升程的修正量;升程变化理论曲线,I和II的代数和;实际泵阀升程曲线2.结论:曲柄转速越高,则qv越大,hmax越大;阀隙的周长lv、比载荷Hv越大,则hmax 越小;流量系数大,阀的升程h小;最大升程hmax 越大,则关闭滞后角越大。第22页/共69页2008-1-30231.往复泵往复泵-空气室和泵阀空气室和泵阀往复泵的泵阀(续)对泵阀的要求(严、轻、快、小)除足够的强度、刚度,结构简单、工艺性好和检修方便外,1.关
12、闭严密;2.关闭时撞击要轻,工作平稳无声;3.启闭迅速及时;4.阻力小,要求阀的质量和比载荷小,可提高水力效率、增大泵的允许吸上真空度。第23页/共69页2008-1-30241.往复泵往复泵-习题习题1.往复泵为何要设空气室?对空气室的使用管理上应特别注意什么问题?2.往复泵打不上水的原因有哪些?3.对往复泵水阀的要求有哪些?4.影响往复泵容积效率的主要因素是什么?5.往复泵的转速对泵的吸入性能有何影响?6.名词解释:往复泵无声工作条件;往复泵泵阀的比载荷;脉动率 。第24页/共69页第二章 回转泵 rotary pump第一节 齿轮泵 gear pump 第二节 螺杆泵 screw pum
13、p第三节 叶片泵 vane pump第四节 水环泵 water ring pump复习思考题第25页/共69页2008-1-30262.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵结构组成1.一对啮合的齿轮及泵体、端盖、转轴;2.主动齿轮由原动机驱动,齿顶和端面被泵体和前后端盖包围,齿轮齿型有直齿、斜齿、人字齿;3.相啮合的齿将吸入腔和排出腔隔开第26页/共69页2008-1-30272.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵工作原理吸入和排出1.在吸入口,退出啮合的齿继续回转,将入口的液体带向壳壁,入口压力随即下降,在入口压力作用下,液体经入口流入;2.随着齿轮回转,吸满液体的齿沿壳壁转到排出腔;3.当再次啮合时,齿间压
14、力上升,液体即被排出。结构特点1.驱动轮轴如果反转,吸排方向相反2.由于啮合紧密,齿顶和端面间隙都小,液体不会大量漏回吸入腔3.磨擦面较多,只用来排送有润滑性的油液。第27页/共69页2008-1-30282.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵齿轮泵的困油现象成因1.为转运平稳,要求齿轮的重迭系数大于12.在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮合状态,形成一个封闭空间V,使一部分油液困在其中,3.而这封闭的容积V又将随着齿轮的转动而变化(大小大,呈正抛物线形),从而产生困油现象。进入啮合退出啮合第28页/共69页2008-1-30292.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵齿轮泵的困油现象(续)危害(当封闭V减小时
15、,液体受挤压,被迫由缝隙中挤出)1.产生噪音和振动2.使轴承受到很大的径向力3.功率损失增加。4.容积效率降低(封闭V增大时,部分液体析出气泡5.对泵的工作性能和使用寿命都有害排除(使封闭V缩小时和排出腔沟通,增大时和吸入腔沟通)1.开卸荷槽;2.结构简单,容易加工,且对称布置,泵正、反转时都适用,因此被广泛采用。3.对称卸荷槽还不十分完善(还有噪音和振动)第29页/共69页2008-1-30302.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵齿轮泵的径向力特点:1.液体压力从排出腔到吸入腔沿外周逐级降低;2.其合力通过齿轮中心指向吸入端;3.工作压力越高,径向力越大。影响:1.增加轴承的负荷;2.影响泵的寿命
16、。第30页/共69页2008-1-30312.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵齿轮泵的流量每转的理论排量Qt应为两个齿轮全部齿间工作容积之和;假设齿间工作容积与齿的有效体积相等;理论流量近似值可用齿的有效部分所扫过的一个径向高度为2m的环形体积计算第31页/共69页2008-1-30322.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵齿轮泵的流量(续)计算公式:式中:D 分度圆直径,mm;m 模数(m=Dz,z为齿数),mm;B 齿宽,mm;n 转速,rmin;K 修正系数,一般为1.051.15。中、低压齿轮泵流量公式Qt6.66zm2Bn 10-6Lmin高压齿轮泵的流量公式:Qt7zm2Bn 10-6Lmin第
17、32页/共69页2008-1-30332.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵齿轮泵的流量(续)影响齿轮泵容积效率v的主要因素:齿轮泵的实际流量跟容积效率v有关1.密封间隙;约占总漏泄的7080,2.排出和吸入压力;漏泄量与间隙两端的压差成正比。吸入真空度增加时,气体析出量增加,v亦将降低。4.油液的温度和粘度油温上升,粘度下降,漏泄就越大油温过低则粘度太大,吸入条件变差,吸入真空度变大,析出气体增多,也会使v下降。5.转速转速低Qt就小,使v降低,在转速低于200300rmin,v将降到不能容许的地步转速过高又会造成吸入困难,也使v降低。第33页/共69页2008-1-30342.回转泵回转泵-齿轮泵
18、齿轮泵齿轮泵的特点有一定的自吸能力1.能形成一定的真空度,位置可高于滑油液面;2.排送气体时密封性差,自吸能力不如往复泵理论流量由工作部件的尺寸和转速决定,与排出压力无关。额定排出压力与工作部件尺寸、转速无关?1.Pd取决于泵的密封性能和轴承承载能力2.为防泵过载,一般应设安全阀。流量连续,有脉动结构简单,无泵阀、与电动机直联、价格低廉。磨擦面较多,用于排送不含固体颗粒的油类液体。第34页/共69页2008-1-30352.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵齿轮泵的典型结构外啮合齿轮泵第35页/共69页2008-1-30363.回转泵回转泵-齿轮泵齿轮泵齿轮泵的典型结构(续)外啮合齿轮泵(续)结构特点
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