通用机械幻灯片

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1、通用机械,第一节 泵 第二节 气体压缩机第三节 阀门 学习提要 课后作业,第五章 通用机械,第五章 通用机械,1.概念：通用机械是指通用性强，用途较广泛的机械产品。 它一般指泵、气体压缩机、阀门、风机、制冷设备和空气分离设备等。 本章重点介绍泵、气体压缩机、阀门,第一节 泵,一、泵的用途、分类（一）泵的概念与用途 1.概念：泵是对液体进行抽吸、提升、输送和加压的机器，将原动机的机械能转换为液体的动能和压力能。 2.用途：主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。,矿山和冶金用泵,石化用泵,市政用泵,建筑用泵,泵的应用领域,（二）泵的

2、分类（按工作原理分）,1.动力式泵,（1）概念 是指依靠叶轮旋转将能量传给液体的一类泵，又称为叶轮泵或叶片泵。（2）分类：离心泵、轴流泵、混流泵和旋涡泵。（3）特点： 1）在一定转速下产生的扬程有一定限定值，扬程随流量而改变； 2）工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动； 3）一般无自吸能力，须先将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作。 4）使用性能范围广泛； 5）适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可以输送泥浆、污水等。,动力式泵,离心泵,轴流泵的特点是流量大、扬程低、效率高,轴流泵,（4）使用范围 主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。,2.容

3、积泵,（1）概念 容积泵式依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动，使工作容积交替地增大和缩小，以实现液体的吸入和排出的泵。 (2)分类：按结构不同可分为往复泵和回转泵。 1）往复泵：工作元件做往复运动的容积泵称为往复泵。 2）回转泵：做回转运动的泵称为回转泵。,往复泵柱塞泵,往复泵特点： 往复泵吸入和排除过程在同一泵缸内交替进行，并由吸入阀和排除阀加以控制。适用范围： 适用于输送清洁的液体或气体混合物的高压力和小流量、较高扬程，且应用更广泛。,回转泵的特点： 是通过齿轮、螺杆、叶形转子或滑片等工作元件的旋转作用，迫使液体从吸入侧转移到排除侧，适用于中小流量和较高压力 、更小扬程的场合，多用于输送

4、和加压油液，常是机械设备上的辅助泵。,齿轮泵,3.其他类型泵,（1）概念：是指以另外的方式传递能量的一类泵。（2）常见类型： 1）喷射泵 是依靠高速喷射出的工作流体，将需要的流体吸入泵内，并通过两种流体混合进行能量交换来传递能量。,2）水锤泵 是利用流动中的水突然制动时产生的能量，使其中的一部份水压升到一定高度。,3)电磁泵 是使通电的液态金属在电磁力的作用下，产生流动而实现输送。 在化工、印刷行业中用于输送一些有毒的重金属，如汞、铅等；在原子能动力工业中用于输送化学性质特别活泼的金属，如钠、钾、钠钾合金等。电磁泵的缺点是效率较低.,二、泵的基本性能参数,（一）流量Q 是指单位时间内通过泵出口

5、输出的液体量，一般采用体积流量，常用m3/h。 泵的铭牌上或说明书上标出的流量，是泵处于高效率工作态下的流量，叫额定流量。,（二）扬程H 指泵工作时，每千克质量液体通过泵后所增加的机械能。 一般下，扬程可以由泵所能提升的高度来表示。泵的扬程分为吸上扬程和压出扬程两部分。 吸上扬程：是指泵能吸上液体的铅垂高度；压出扬程是指泵能将液体排出去的铅垂高度。 铭牌上标出的扬程值，也是泵在高效工作状态下的扬程值，或叫额定扬程值。,（三）功率N,功率是指泵在单位时间内所作的功。 有输出功（有效功率）、轴功率（输入功率）、原动机功率（原动机匹配功率）。 原动机功率轴功率泵输出功率，一般原动机输入功率是泵的轴功

6、率的1.11.2倍。,（四）效率,指泵输出功率与轴功率的比值，它表示轴功率的利用程度，效率越高，泵的使用越经济。 一般铭牌上标出的效率为泵的最高效率。 一般离心泵的效率在60%90%；往复泵效率在75%95%。(五)转速n 指泵在单位时间内轴旋转或往复的次数。,（六）汽蚀余量r,泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生气体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力。 汽蚀余量是指在泵吸入口出单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用m标注。,（七）泵的特性曲线,表示泵主要参数之间关系的曲线称为泵的特性曲线。 每台泵

7、都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。通常泵制造厂所给定的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。,三、离心泵,（一）离心泵的概念和工作过程 1.概念： 靠叶轮旋转产生离心力输送液体的泵称为离心泵。,2.离心泵的工作原理,叶轮旋转,中心部位局部真空,液体吸入泵内,泵内的液体甩入泵体流道内,在大气压力作用下,在离心作用下,流道内液体减速增压流至排出口,（二）离心泵的分类,1.离心泵按具有的叶轮个数，可以分为单级泵（只有一个叶轮）和多级泵（具有多个叶轮）； 2.按吸入液体的方式，可分为单吸泵（液体从一侧吸入）和多吸泵（液体从泵的两侧同时吸入）； 3.按用途分为一般离心泵、锅炉给水泵、矿山排水泵、煤

8、水泵、杂质泵、污水泵、砂泵等。,多吸泵,单吸泵,（三）离心泵的特性曲线,1.离心泵的特性曲线：当离心泵以某以恒定转数工作运转时，其流量与扬程、效率、功率之间的关系曲线。 离心泵的性能曲线对正确、经济、合理地选择和使用泵十分重要。,（四）离心泵的性能特点,1.优点： （1）流量和压力稳定，流量范围大，一般常用的流量范围在5m3/h2000m3/h之间； （2）转数较高，泵轴可直接与电动机、内燃机、汽轮机相连，传动结构简单紧凑； （3）操作方便可靠，调节容易，易实现自动化控制和远程操纵； （4）体积小、造价低，维修费用低。2.缺点： （1）工作运转启动时要灌溉或抽真空，比较费事； （2）当液体粘度

9、大时，泵的流量、扬程和效率显著降低； （3）离心泵不适合于小流量高扬程下工作。,（五）离心泵的基本结构,离心泵的结构形式很多，但基本结构大同小异，一般由泵体（泵壳）、泵盖、叶轮、泵轴、平衡装置、机架、附属装置等组成。,第二节 气体压缩机,一、气体压缩机的用途、分类、性能参数 （一）气体压缩机的概念与用途 1.概念：气体压缩机是一种将原动机的机械能转变为气体能和压力能的机器。 2.功能：是提高气体的动能，用来输送和压缩气体。,（二）气体压缩机的分类,1.按工作原理分类 可分为容积式压缩机和动力式压缩机。 （1）容积式压缩机：通过运动件的位移，使一定容积的的气体顺序地吸入和排出封闭空间以提高静压力

10、的压缩机。 （2）动力式压缩机：指随着气体连续地由入口流向出口，将其动能转换为势能来提高气体压力的一种压缩机。,容积式压缩机,往复式压缩机,回转式压缩机,2.按压缩气体的种类分类,（1）空气压缩机：用于压缩空气； （2）氧气压缩机：用来压缩氧气； （3）压缩氮氢压缩机：压缩氮氢混合气体，制造氮肥用； （4）煤气石油气压缩机：用于石油化工； （5）稀有气体压缩机：压缩稀有气体。,3.按用途分类,可以分为：动力用压缩机、化学工艺用压缩机、制冷用压缩机、气体分离用压缩机、气体输送用压缩机。4.按排气压力大小分类 按机械所能达到的最大排气压力分为：低压压缩机（210）105Pa；中压压缩机（10100

11、）105Pa ；高压压缩机（1001000）105Pa；超高压压缩机（大于1000）105Pa。,5.按排气量大小分类,（1）大型：排气量大于100m3/min; （2） 中型：排气量10100m3/min; （3）小型：排气量110m3/min; （4）微型：排气量1m3/min;,（三）气体压缩机的主要性能参数,1.排气压力 指压缩机最终排出的压缩气体的表压力，单位是105Pa。2.排气量 指压缩机最终排出的压缩气体容积，换算到压缩机进气条件（压力、温度、湿度）下的数值。单位：m3/min。 它反映压缩机的生产能力。,3.轴功率和比功率 轴功率是正常工作状态下，驱动压缩机曲轴（转子）所需的

12、功。是评价压缩机好坏的重要指标。 比功率指把常压的1 m3的气体压缩到一定压力时所需要的功率，它反映耗能的大小，比功率低，较理想。4.比重量 指在一定排气压力的情况下，排气量为1m3/min的压缩机的重量。 反映压缩机经济效益。减少比重量，可以减少能源消耗。,二、往复活塞气体压缩机,（一）往复活塞压缩机的工作过程 1.工作过程 （1）组成：一般由机轴、曲柄、连杆、活塞、气缸、全体过滤器、进气阀、排气阀等零件组成。,（2）往复活塞压缩机的工作过程,2.往复活塞压缩机的工作过程,优点： （1）适用压力范围广； （2）热效率高，单位耗电量少； （3）适应性强； （4）可维修性强； （5）对材料要求低

13、，造价低廉；（6）技术上较成熟； （7）装置系统比较简单。缺点： （1）转速不高，机器大而重；（2）结构简单，易损件多，维修量大； （3）排气不连续，造成气流脉动；（4）运转时有较大的震动。,往复式压缩机的适用范围： 适用各种用途，特别是在中小制冷范围内，成为制冷机中应用最广，生产批量最大的一种机型。,（二）往复活赛压缩机的工作过程与内燃机工作过程的特点分析,1.相同点： 两者的工作过程基本相同，都有吸气、压缩、排气和膨胀4个工作循环。,2.不同点,（1 ）能量转换方式不同 内燃机是由化学能经过热能转换为机械能；而压缩机是将机械能转换为气体的压力能。,（2）工作循环顺序不同 内燃机的工作顺序是吸气、压缩、膨胀、排气，而压缩机是吸气、压缩、排气和膨胀。,（3）动力与运动的传递方向不同 内燃机是活塞到连杆带动曲轴的转动；而压缩机是曲柄带动连杆使活塞运动。,（三）气体压缩机的基本组成,1.驱动部分与传动部分2.基础部件3.工作装置 （1）气缸（2）活塞（3）气阀4.辅助装置 （1）中间冷却器 （2）油水分离器 （3）安全阀 （4）负荷调节装置,