1、船舶辅机全册配套最完整船舶辅机全册配套最完整 精品课件精品课件1 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 课程简介课程简介 2 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 课件标识说明：课件标识说明： (1)(1)下划线红色粗体字表示必须牢固掌握的内容；下划线红色粗体字表示必须牢固掌握的内容； (2)(2)为增强视觉效果，带下划线蓝色粗体字与为增强视觉效果，带下划线蓝色粗体字与(1)(1)等同；等同； (3)(3)粉红色黑体字表示专门术语；粉红色黑体字表示专门术语； (5)表示重点内容； (6)黑色字表示一般叙述。 (4)(4)绿色英
2、语供参考；绿色英语供参考； 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 课程简介课程简介 3 概要：船舶辅机是轮机工程专业主要专业课(学位课、船员 考证课)。介绍船用泵、液压甲板机械、空气压缩机、制冷 和空调装置、船舶辅锅炉和海水淡化装置等主要辅助机械 的工作原理、典型结构、性能特点及系统的维护管理和故 障分析。 Abstract: Machinery Auxiliary Machinery is one of the most important courses of Marine Engineering (for Degree of bachelor, seam
3、an certificate examination ). The course introduces marine pump, hydraulic deck machinery, air compressor, refrigeration and air conditioning, boiler and fresh water generator. The working principle, typical structure, characteristics, maintenance and trouble-shooting of the above machineries are th
4、e main contents. 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 课程简介课程简介 4 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 绪言绪言 5 绪言 Preface 泵泵 (Pump)：用来提高液体机械能(位能、动能、压力能)并 输送液体的设备。(Potential energy, kinetic energy, pressure energy) 1.为主动力装置服务(Main Power Plant) 2.为辅助装置服务(Auxiliary Machinery) 3.为船舶安全及生活设施服务(Safety 2-截止止回阀;
5、3-气液分离柜;4-电动机;5-摩 擦离合器;6-水环真空泵;7-控制杆;8-液压缸;9-滤 器;10-弹簧;11-辅阀;12-锥阀;13-螺塞;14-阀杆;15-阀盖 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 130 离心泵自带水环引水泵离心泵自带水环引水泵 引水泵 泵壳 转阀 泵轴 叶轮 弹性联轴节 支架 水环泵固定在泵轴上，不能脱开。引水结引水结 束后水环泵应小流量工作。束后水环泵应小流量工作。( (考点二考点二) )因为 小流量耗能少，又能保证不发热。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第
6、四章 离心泵离心泵 131 空气喷射器工作原理空气喷射器工作原理 二、离心泵的空气喷射器自吸装置 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 132 1-电磁阀;2-空气喷射器;3-气动阀;4-压力继电器;5-控制箱;6-离心泵;Csa-起动按 钮;Csb-停止按钮;EMs-应急停止按钮;L1-电源指示灯;L2-电机工作指示灯;MC- 主接触器;OC-过电流继电器常闭触头; PS-压力继电器常闭触头;R-自保继电器; SV-电磁阀线圈; T-时间继电器; 靠压缩空气(0.50.7MPa) 抽气引水，离心 泵可延时起动，从而避免了干转。 Th
7、e end of section 4 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 133 第四节 离心泵的管理 Section 4 Maintenance of centrifugal pump 一、离心泵的汽蚀 1.汽蚀现象及危害 b p (1)引起频率60025000HZ噪 声和振动；(2)泵的流量、扬程和效率降 低；(3)气穴破灭区的金属因受高 频高压的液击而发生疲劳破坏； (4)液体中逸出的氧气等借助 汽泡凝结时的放热，对金属产 生化学腐蚀； 危害：危害： 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章
8、第四章 离心泵离心泵 134 2.汽蚀余量 汽蚀余量汽蚀余量 h h (NPSH)：泵吸口处液体所具有的 总水头与它的饱和蒸汽压力头pv/g之差。 有效汽蚀余量有效汽蚀余量 h ha a (Available NPSH)：泵工作 时实际的汽蚀余量，即液体在泵进口处水头超 过汽化压力头的富裕能量。它取决于泵的吸入 条件和液体的饱和压力pv，而与泵无关。 g p z g v g p h vss a 2 2 z-泵吸口位置头， m p s-泵吸口的绝对压力， Pavs-泵吸口的流速， m/s m b p 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵
9、 135 必需汽蚀余量必需汽蚀余量 h hr r (Required NPSH)：泵为避 免汽蚀所需的汽蚀余量。它取决于液体进泵后 压力进一步降低的程度，与泵进口部分的几何 形状及泵的转速和流量有关，而与泵的吸入条 件及所吸液体的pv值无关。 叶轮式泵的产品说明书按规定必须给 出hr值。 hr随Q的增大而增大，因为流量增 大则液体进泵后的压降增加。 hr的数值用汽蚀试验来确定。逐步 增大吸入真空度，当泵扬程或效率下 降(2K/2)时的汽蚀余量称为临界临界 汽蚀余量汽蚀余量 h hc c(Critical NPSH) 。而以 hc加上0.3m的余量为必需汽蚀余 量hr。 船舶辅机船舶辅机 Mar
10、ine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 136 3.汽蚀特性曲线 zs3 zs2 zs1 ha3ha2ha1 潜伏汽蚀潜伏汽蚀 不稳定汽蚀不稳定汽蚀 稳定汽蚀稳定汽蚀 吸高zs越大，断 裂工况就越向小 流量方向移动， 泵不发生汽蚀的 流量范围就越小。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 137 4.防止汽蚀的措施 泵在使用时要求ha110hr(两者差值 0.5m)。(1)提高装置的有效汽蚀余量提高装置的有效汽蚀余量hha a-减小吸入管 路的阻力(开足吸入管路的阀，及时清洗吸入 滤器，防止流量超过额
11、定值)，减小吸上高度 或增大流注高度，避免液体温度过高。 (2)减小泵的必需汽蚀余量减小泵的必需汽蚀余量hhr r-改进叶轮入口 几何形状：加大叶轮进口直径和叶片进口边的 宽度，增大叶轮前盖板转弯处的曲率半径，采 用扭曲叶片或双吸叶轮，在泵进口设诱导轮。 (3)提高叶轮抗汽蚀性能提高叶轮抗汽蚀性能-采用强度和硬度高、 韧性和化学稳定性好的抗汽蚀材料制造叶轮， 提高通流表面的光洁度。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 138 工作中出现汽蚀现象采取的措施： (1)降低吸入液体温度； (2)减小吸上高度或增加流注高度； (3)减小吸入
12、管路阻力； (4)关小排出阀或降低转速以降低流量。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 139 五、离心泵的工况调节 1.节流调节法 关小排出阀： 工况点：AA1 流量：QAQ1 轴功率： hr hr： H1-H1:节流节流 损失损失 扬程：HAH1 若泵特性曲线较平(ns小)， 管路特性曲线较平(阻力小)， 节流损失小。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 140 2.回流调节法 开旁通阀： 工况点：A1A 泵流量：Q1QA 轴功率： 经济性差 扬程：H1HA 主管路流
13、量：Q1 Q3旁通管流量：0 Q4 = QA- Q3 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 141 3.变速调节法 n n Q Q 2 n n H H 3 n n p p 若将泵在不同转速下的特性曲线画在 同一坐标图上，并将各等效率点连成 曲线，即得到通用特性曲线。 H H Q Q 2 K Q H Q H 22 2 KQH 降速调节效率高、不引 起汽蚀。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 142 4.叶轮切割法 低ns：等外径切削 高ns：倾斜切削 船舶辅机船舶辅机 Ma
14、rine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 143 三、离心泵的并联和串联(In parallel, in series) () 扬程相等，流量扬程相等，流量 相加相加并联工作时的总流 量QA=QA1+QA2比 每台泵单独工作时 的流量QA1或QA2大， 但却小于两泵单独 工作时的流量之和， 即QAQA1QA2。 1.并联工作 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 144 三、离心泵的并联和串联(In parallel, in series) () 流量相等，扬程流量相等，扬程 相加相加串联工作时的总扬
15、 程比每台泵单独工 作时的扬程大。但 HAHA1+HA2 。流 量QA比各泵单独工 作时的流量QA1、 QA2小 2.串联工作 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 145 四、离心泵输送粘性液体 说明书的性能参数、性能曲线：20C清水。 所输送液体粘度增大：流量、扬程、效 率 轴功率、必需气蚀余量 低粘度液体 高粘度液体 管路特性曲线 排送含有0.05mm 的固体颗粒的液 体，泵的性能可 参照粘性液体。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 146 五、离心泵的使用和检修
16、1.使用注意事项 (1)盘车：阻力、噪声 (2)润滑：油环浸没15mm，润滑脂1/2-1/3 (3)冷却：填料函水封管、水冷轴承、水冷机 械轴封、平衡管、平衡盘，水路畅通。 (4)封闭起停：关派出阀起停，小泵可开排出 阀起动。封闭运转不超过2-3min。 (5)检查转向：反转则调换电机2根接线。 (6)避免干转：密封环、级间衬套、平衡盘、 轴封。自吸式离心泵起动前灌水。 (7)防冻防锈：冬季停用放空液体，长期停用 涂防锈油(泵轴、轴承、填料压盖、联轴节) 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 147 2.主要部件的检修 (1)叶轮 换
17、新：裂纹、无法补焊； 腐蚀、汽蚀产生孔眼； 盖板、叶片变薄，强度不足； 密封环处严重偏磨。 黄铜补焊：加热600C挂锡黄铜气焊 缓慢冷却回火空空空空空空机械加工静 平衡试验。 (2)泵轴：校直、换新(裂纹、严重磨损强度 不足、严重弯曲) (3)泵体： 裂纹的判断：敲击-声音；放大镜；煤 油白粉法。 裂纹的修复：止裂孔、补焊。 水压试验：设计压力1.5倍，不大于(设 计压力空空空空空空空空+7MPa)，时间 10min 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 148 (4)轴承 滚动轴承拆装：油浴加热(150C)、套 筒、拉马。 止推轴承
18、：背靠背安装，承受轴向力。 滑动轴承：检查间隙。 水润滑轴承：功率损失小、温度低， 承载力低。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 149 六、常见故障原因 1.起动后不能供液 (1)真空度不足，不能吸入。 (2)真空度大于允许吸上真空度，液体汽化。 (3)封闭排出压力太低，不能排出。 (4)管路背压太高，无法排液。 自吸失灵； 吸入管、轴封漏气； 吸入管露出液面； 吸高过大； 吸入管流阻过大； 吸入管不通； 吸入液体温度高； 叶轮松脱、淤塞、严重损坏，转速低、转 向反； 管路静压大、排出阀未开、并联泵扬程过 高。 船舶辅机船舶辅机
19、 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 150 2.流量不足 (1)管路原因 静压过高(排出高度、排出液面压力)； 阻力过大； (2)泵的原因 转速不足； 密封环磨损； 叶轮破损、淤塞； 吸入管或轴封漏气； 发生汽蚀； 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 151 3.电机过载 (1)电压、频率 电压，电流，功率不变表面过载； 频率，转速，功率过载； (2)阻力增大 填料盖过紧； 机械轴封安装不当； 泵轴弯曲、对中不良； 叶轮擦碰； 轴承严重磨损； (3)液体粘度、密度增加。 (4)双吸叶轮装
20、反，后弯前弯叶片。 (5)电机本身故障：转子擦碰、缺相。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 152 4.振动过大和异常声响 (1)机械方面的原因 转动部件不平衡-叶轮腐蚀、磨损、淤塞； 动、静部件擦碰-泵轴弯曲、轴承磨损，轴 向力未被平衡； 底座不良-地脚螺栓松动、底座刚度不足， 共振； 泵轴对中不良-联轴节、管路，底座下沉； 电机本身振动； (2)液体方面的原因 汽蚀现象-频率600-25000Hz，吸入真空 度过大； 喘振现象-驼峰形扬程曲线的泵，向静压头 大且周期性变化的容器供液，或向流动阻力大 而某处有气体的管路供液。频率
21、0.1-10Hz The end of chapter 4 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 153 三、离心泵的并联和串联(In parallel, in series) () 扬程相等，流量扬程相等，流量 相加相加并联工作时的总流 量QA=QA1+QA2比 每台泵单独工作时 的流量QA1或QA2大， 但却小于两泵单独 工作时的流量之和， 即QAQA1QA2。 1.并联工作 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第四章第四章 离心泵离心泵 154 三、离心泵的并联和串联(In parallel,
22、in series) () 流量相等，扬程流量相等，扬程 相加相加串联工作时的总扬 程比每台泵单独工 作时的扬程大。但 HAHA1+HA2 。流 量QA比各泵单独工 作时的流量QA1、 QA2小 2.串联工作 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 155 第五章 漩涡泵 Chapter 5 Regenerative pump 第一节 结构和工作原理 Section 1 Principle and structure 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 156 船舶辅机船舶辅
23、机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 157 一、闭式漩涡泵 闭式叶轮：闭式叶轮：叶片部分设中间 隔板。 开式流道：开式流道：两端/一端直通吸 排口。 闭式漩涡泵：闭式漩涡泵： (2)液体从叶轮外缘进入，液体从叶轮外缘进入， 抗汽蚀性能差，必需汽抗汽蚀性能差，必需汽 蚀余量大。蚀余量大。 (3)气体聚集在叶根，不气体聚集在叶根，不 能排出，能排出，没有自吸能力没有自吸能力。 (1)闭式叶轮、开式流道。闭式叶轮、开式流道。 纵向漩涡：纵向漩涡： 叶间 流道 纵向漩涡相纵向漩涡相 对于对于叶轮叶轮： 后退螺旋线。后退螺旋线。 闭式旋涡泵采用闭式叶轮，闭
24、式旋涡泵采用闭式叶轮， 开式流道。开式流道。 纵向漩涡相纵向漩涡相 对于对于泵壳泵壳： 前进螺旋线。前进螺旋线。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 158 二、开式漩涡泵 开式叶轮：开式叶轮：叶片不带中间隔板或端 盖板。 采用闭式流道：有自吸能力，漩涡泵中效采用闭式流道：有自吸能力，漩涡泵中效 率最低。率最低。 闭式流道：闭式流道：流道两端不直接通吸排口，吸排 口开在侧盖靠叶片根部处。 开式旋涡泵采用开式叶轮，开式旋涡泵采用开式叶轮， 闭式流道。闭式流道。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五
25、章第五章 漩涡泵漩涡泵 159 第二节 漩涡泵的性能和特点 Section 2 Performance and characteristics of Regenerative pump 一、漩涡泵的性能一、漩涡泵的性能 1.流量和扬程流量和扬程 Q=cA=KQuA m3/h c-液体在流道中的平均圆周速度， 5-6 m/s； KQ-流量系数，闭式泵0.45-0.56，开式泵 0.44-0.58； u-叶轮在流道轴截面重心处的圆周速度， m/s； A-流道轴截面积，m2； H=KHu2/2g m KH-扬程系数； 旋涡泵的扬程与叶轮直径和转速的平方成旋涡泵的扬程与叶轮直径和转速的平方成 正比。正
26、比。 漩涡泵：小流量、高漩涡泵：小流量、高 扬程扬程 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 160 2.特性曲线特性曲线 H-Q：陡降型，Q=0时 H=MAXP-Q：下降型，Q=0时 P=MAX -Q：升降型，低。 开排出阀起动开排出阀起动 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 161 3.径向力和轴向力径向力和轴向力 径向力：径向力：从吸口至排口液体压力沿圆周近似呈 线性增加，产生不平衡径向力，其作用方向大 致垂直于通过隔舌中间位置的轴截面，指向低 压侧。径向力由轴承承受。
27、 轴向力：轴向力：流道截面左右对称的旋涡泵理论上不 产生轴向力，但若叶轮两端面间隙不等，就会 引起压力不等，产生轴向力。可在叶轮上开平 衡孔来平衡轴向力。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 162 二、漩涡泵的特点二、漩涡泵的特点 叶轮式泵共同特点：转速高；流量连续、均匀， 工作平稳；结构简单，重量轻，体积小，易损 件少，制造和维修方便；流量随工作扬程而变； 所能产生的扬程和叶轮直径与转速的平方成正 比，一般不用设安全阀。 (1)流量小，扬程较高流量小，扬程较高，适用的比转数小。 (2)具有陡降的扬程曲线和下降的功率曲线，故 应开
28、排出阀起动应开排出阀起动；且不宜进行节流调节流量， 当无法变速调节时，用回流调节用回流调节较为经济。 (3)效率(水力效率)较低，适用功率小。 (4)可以自吸。开式旋涡泵有自吸能力，能用于 气液混合输送，适合于排送含气体的和易挥发 的液体以及容易汽化的高温液体；闭式旋涡泵 出口设气液分离室也可实现自吸。泵初次起动泵初次起动 前泵内都必须灌满液体。前泵内都必须灌满液体。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 163 (5)抗汽蚀性能较差。 (6)不宜输送带固体颗粒或黏度过大的液体。 总之：旋涡泵适用于小流量、高扬程、功率较 小和需要自吸
29、的场合，适宜输送黏度较低、不 含固体杂质的液体，也很适合气液混输。常用常用 作辅助锅炉或压力水柜的给水泵、中小型柴油作辅助锅炉或压力水柜的给水泵、中小型柴油 机的冷却水泵、汽油驳运泵。也可以用作小船机的冷却水泵、汽油驳运泵。也可以用作小船 的消防泵的消防泵。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 164 The end of chapter 5 旋涡泵可以和离心泵串联组成离心旋涡泵。第第 一级采用离心叶轮，第二级采用旋涡叶轮。一级采用离心叶轮，第二级采用旋涡叶轮。 离心叶轮必需汽蚀余离心叶轮必需汽蚀余 量小，弥补旋涡泵汽量小，弥补旋涡
30、泵汽 蚀性能差的缺点。蚀性能差的缺点。 旋涡叶轮扬程相对较旋涡叶轮扬程相对较 高、便于自吸。高、便于自吸。 特性曲线较陡，在扬程变化时流量波动较小， 特别适合于向供水量不大的压力容器供水，在在 船上可用作日用海、淡水泵船上可用作日用海、淡水泵。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 165 第六章 喷射泵 Chapter 6 Jet pump/Ejector 喷射泵喷射泵(Jet pump/Ejector)：高压的工作流体流 经喷嘴后产生的高速射流来引射被吸流体，与 之进行动量交换，使被引射流体能量增加而被 排送。喷射泵常用的工作流体
31、有水、蒸汽、空 气，被引射流体可以是气体、液体和有流动性 的固液混合物。工作流体或被引射流体至少有 一种是气体的称为喷射器喷射器(Inducer)。 喷射泵喷射泵(射流泵射流泵)：工作流体和被引射流体都为：工作流体和被引射流体都为 非弹性介质。非弹性介质。喷射器：两种流体至少有一种为喷射器：两种流体至少有一种为 弹性介质弹性介质(蒸汽、空气蒸汽、空气)。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 166 第一节 水喷射泵 Section 1 Water jet pump 一、结构和工作原理一、结构和工作原理 Primary liquid
32、Secondary liquid Bernoulli equation: Constant 2 2 g u g p z 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 167 二、特性曲线二、特性曲线 喷射泵的特性通常用无因次特性曲线表示。 流量比流量比 (Flow ratio)： 被引射流体流量/工作流 体流量体积流量比=Qs/Qp 质量流量比m=Gs/Gp 扬程比扬程比h(Head ratio)：h=H/Hp sp sd sp sd pp pp g pp g pp h / 若工作流体和被引射流 体相同 效率效率 (Efficiency)：有
33、效功率(被引射流体单位 时间得到的能量) 与输入功率(工作流体单位时 间失去的能量)之比。 h h pppp pp Q Q g pp gQ g pp gQ sdsp sd p s sp p sd s 1 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 168 喉嘴面积比喉嘴面积比m (Nozzle-to-throat area ratio)：混合 室圆柱段截面积f3与喷嘴出口截面积f1之比。是 影响喷射泵性能的最重要的尺寸参数。水喷射 泵m在1.5-25范围内。 m较小时，引射系数 (流量比)较小，但达到 的压差较高，故曲线较 陡峭。 m较大时
34、，引射系数 (流量比)较大，但达到 的压差较小，故曲线较 平坦。 m3：高扬程水喷射 泵 3m7：中扬程水喷 射泵 7m：低扬程水喷射 泵 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 169 cr hcr h则。h降低到一定程 度后，不再增加，因而 效率也急剧下降。(cr、 hcr)上述现象表明尺寸既定 的喷射泵存在极限过流能 力。水喷射泵即使长期在 临界扬程比以下工作仍很 平稳，并无汽蚀破坏产生。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 170 三、特点三、特点 (1)效率低。水力
35、损失：喷嘴损失、混合室进 口损失、混合室摩擦损失和混合损失、扩压室 损失。 (2)结构简单，体积小，价格低廉。 (3)无运动部件，工作可靠，噪声小，寿命长， 很少维修。 (4)可造成较高的真空度，自吸能力最强。自吸能力最强。 (5)可输送含固体杂质的污浊液体。 水喷射泵适合于用作应急舱底水泵或偶尔短时 间工作的货舱排水泵，也常用作各种真空泵。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 171 四、管理要点四、管理要点 (1)保持工作流体的压力pp在适宜范围。pP， 引射流量；pp则。 (2)防止排出压力pd增大。相对压差，引 射流量。 (
36、3)防止吸入压力ps不必要的降低。ps，相对 压差，引射流量。 (4)工作液体或引射液体温度不宜过高，否则 可能产生气穴。 (5)喉嘴距喉嘴距（喷嘴出口截面距混合室进口截面 的距离，lc）不宜随便变动。lc太大则被引射 进入混合室的流量太多，以致无法使这么多的 液体的压力全都升高到要求的排出压力，混合 室中靠外周部分会出现倒流；lc过小则引射流 量不足，或混合室有效长度缩短，使能量损失 增加。 (6)保证喷嘴、混合室和扩压管的同心度，否 则能量损失。 (7)喷嘴磨损，m，工作流体耗量，应 换新。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵
37、172 第二节 其它喷射泵 Section 2 Inducer and Injector 一、水射抽气器一、水射抽气器 (Water inducer) 工作流体：水 被引射流体：空气、空气水蒸 气混合物 m越小，相对压差越大，真空 度越高；而较小。 m越大，相对压差越小，真空 度越低；但较大。 水射抽气器可作为船用离心泵 的自吸装置，也可用作蒸汽冷 凝器的抽气器。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery第五章第五章 漩涡泵漩涡泵 173 二、蒸汽喷射器和空气喷射器二、蒸汽喷射器和空气喷射器(Steam injector, air injector) 工作流体：蒸
38、汽 被引射流体：水 工作蒸汽(10-20过热度的过 热蒸汽)与被抽吸的水应具有 足够的温差，以使从喷嘴流出 的高速蒸汽能在进入喉管前就 全部凝结在所吸入的水中，从 而使吸水的流量增大。 蒸汽射水器蒸汽射水器 空气喷射器空气喷射器常作离心水泵的 自吸装置。喷嘴是缩放形的拉 伐尔喷嘴，在较大的压降下使 喷嘴出口的工作气流速度达到 超音速。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 174 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 空气压缩机，简称空压机，空气压缩机，简称空压机，是产生压缩空气的 机械。压缩空气的用途：压缩空气的用途： (1)供主机起动与换向； (
39、2)起动发电柴油机； (3)为气动辅机(如舷梯升降机、救生艇起落装 置等)或其他需要气源的设备，如压力水柜、 气笛、离心泵自吸装置、气动控制系统、气动 工具等供气； (4)检修工作中用来吹扫零部件、滤器等。 综述 Introduction 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 175 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 应急空压机 辅(应急) 空 气瓶(1) 发电柴油机 发电机 电 站 电动机主空压机主空气瓶(2) 主柴油机 一种压缩空气系统布置方案示意图一种压缩空气系统布置方案示意图 减压站 自控 压力水柜 杂用 船舶辅机船舶辅机 Marine
40、Auxiliary Machinery 176 空压机分类：空压机分类： (1)按工作原理：按工作原理： 容积式 活塞式 螺杆式 离心式 轴流式 旋涡式 动力式 (5)按额定排气压力：按额定排气压力： 低压：0.2-1.0MPa 中压：中压：1.0- 10MPa(3.0MPa) 高压：10-100MPa (3)活塞式按气缸布置活塞式按气缸布置 形式：形式： 直列 V型 W型 (2)按容积流量：按容积流量： 微型：微型：100m3/min (4)按冷却方式：按冷却方式： 风冷 水冷 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machine
41、ry 177 几个重要概念：几个重要概念： 容积流量，也称排气量，容积流量，也称排气量，是指在额定转速和额 定排气压力工况下，单位时间所排送的相当于 第第1级级吸气口前的吸气状态吸气状态的空气体积。 标准容积流量，标准容积流量，是指换算到标准吸气状态和名 义转速下的容积流量。在设计空压机和比较空 压机的性能时使用。 标准吸气状态，标准吸气状态，指压缩机吸气口前吸气温度为 20，压力为0.101MPa，相对湿度为零，冷却 水进口温度为15。 名义转速，名义转速，是由额定转速圆整出来的理想转速 (按国标规定按国标规定)。 公称排气量，公称排气量，额定压力时的排气量。额定压力时的排气量。 第七章第七
42、章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 178 第一节 活塞式空压机的工作原理 Section 1 Principle of Reciprocating Air Compressor 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 一、理论工作循环一、理论工作循环 气缸无余隙容 积； 吸排气无压力损失和 脉动； 吸气过程气体与缸 壁无热交换； 无气体漏泄； 气体是理想气 体。 假设无能量、容积损失：假设无能量、容积损失： 活塞式压缩机的理论工作循环活塞式压缩机的理论工作循环 1-2：绝热压缩； 1-2：多变压缩； 1-2：等
43、温压缩，压缩等温压缩，压缩 功最小。功最小。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 179 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 二、实际工作循环二、实际工作循环 气缸无余隙容 积； 吸排气有压力损失和 脉动； 吸气过程气体与 缸壁有热交换； 有气体漏泄； 实际气体。 活塞式空压机的实际工作循环活塞式空压机的实际工作循环 1.余隙容积余隙容积(Clearance volume) 余隙容积：余隙容积：活塞在上止点时，气缸内第一道活 塞环以上包括气阀通道的残留容积。 余隙容积可以防止：余隙容积可以防止：活塞热膨胀或连杆轴承 间隙增大等引起活塞撞击缸盖；缸
44、内有少量 液体引起液击。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 180 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 1.余隙容积余隙容积(Clearance volume) 余隙容积：Vc 吸气时，余隙容积中已已 被压缩的空气要膨胀被压缩的空气要膨胀(3 4)，吸气行程由41 缩短到41，吸气容积 由Vp减小到V，使容积 流量降低了V。 活塞式空压机的实际工作循环活塞式空压机的实际工作循环 余隙容积的影响用容积系数容积系数 v衡量： )/ (1/ ) (/ ppppv VVVVVVV v=0.65-0.9； 余隙容积余隙容积Vc越大，越大， v越小；越小；
45、 压力比压力比pd/ps越大，越大， v越小；越小； Vc/Vp称为相对余隙容积，或余隙容积比。相对余隙容积，或余隙容积比。 11 s d p c v p p V V 低压级：0.07- 0.12; 中压级：0.09- 0.14; 高压级：0.11- 0.16; 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 181 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 1.余隙容积余隙容积(Clearance volume) 余隙高度余隙高度hc：活塞上止 点时与缸盖间的距离。 活塞式空压机的实际工作循环活塞式空压机的实际工作循环 连杆小端轴承 磨损 hc 连杆大端轴承 磨
46、损 缸盖与缸体垫片加 厚 缸体与曲轴箱垫片 加厚余隙高度的测量方法：余隙高度的测量方法：压铅丝法压铅丝法(Press lead wire)。 以下情况，以下情况，hc or ？ 1 2 3 4 5 6 7 8 1-缸盖 2-垫片 3-缸体 4-活 塞 5-活塞销 6-连杆 7-曲 轴 8-曲轴箱 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 182 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 2.吸、排气阻力吸、排气阻力(Resistance) 空气流经滤器、气阀及 相应通道的阻力损失。 活塞式空压机的实际工作循环活塞式空压机的实际工作循环 缸内吸气压力要比吸气口
47、 压力ps低。吸气过程终了由 于气流惯性影响，缸内压 力p1会比吸入之初高些， 活塞回行时，只有走过一 段行程后，缸内压力才能 够达到吸气口的压力ps，相 当于有效排气容积又减少 了V。 阻力损失使容积流量减少的程度用压力系数压力系数 p 衡量： V VV V V p 由于吸、排气阻力的影响，压缩机每转耗功将由于吸、排气阻力的影响，压缩机每转耗功将 增加。增加。 第II级弹簧张力相对气体压力小， pI pII。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 183 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 3.吸气预热吸气预热(Preheat) 压缩机工作一段时
48、间后 气阀、缸体及活塞温度 升高，气体在吸入过气体在吸入过 程被加热，比容增大，程被加热，比容增大， 使实际容积流量进一步 减少，这部分损失是 预热损失。预热损失。预热损失 在示功图上看不出来， 它使压缩机容积流量减 少的程度可用温度系温度系 数数 t衡量。一般 t=0.900.95，随压力，随压力 比的增高而减小。比的增高而减小。 活塞式空压机的实际工作循环活塞式空压机的实际工作循环 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 184 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 4.泄漏泄漏(Leakage) 泄漏损失是因吸排气阀、 活塞环等密封不严而造 成的
49、容积流量损失，它 可用气密系数气密系数 l衡量。 一般 l=0.90.98。漏。漏 泄也造成功率损失。泄也造成功率损失。 活塞式空压机的实际工作循环活塞式空压机的实际工作循环 三、容积流量和输气系数三、容积流量和输气系数 活塞式空压机的理论容积流量理论容积流量是由第一级的气 缸工作容积、缸数和转速所决定的，即： 240/ 2Szn DVt m3/s D-第一级气缸直径，m； S-活塞行程，m； n-转速，r/min； z-缸数。 船舶辅机船舶辅机 Marine Auxiliary Machinery 185 第七章第七章 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 三、容积流量和输气系数三、容积流量和输
50、气系数 由于余隙容积、吸排气阻力、吸气预热和漏泄 的影响，实际容积流量Vs比理论容积流量Vt小， 两者的比值用输气系数输气系数 表示： ltpv t s V V 压力比压力比pd/ps增加增加 减小。减小。因为压力比升高则余隙 容积损失和漏泄损失增加；而且机体温度也升 高，引起预热损失加大。为维护输气系数不致降低：为维护输气系数不致降低： 减少气阀、活塞环等引起的漏泄减少气阀、活塞环等引起的漏泄 损失；损失； 及时清洗吸气滤器，减少吸气阻及时清洗吸气滤器，减少吸气阻 力损失；力损失； 保持气缸冷却良好；保持气缸冷却良好； 压铅丝，检查余隙高度是否合乎压铅丝，检查余隙高度是否合乎 设计要求。设计
