往復(fù)泵的壓頭功率和效率課件

§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭二、往復(fù)泵的功率三、往復(fù)泵的效率§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭1一、往復(fù)泵的有效壓頭位置水頭、壓力水頭和速度水頭：分別表示單位重量液體所具有的位能、壓能及動能的大小。以上3項水頭之和是液體的總水頭或總比能，即單位重量液體所具有的總能量，以J/N（或m液柱）表示。一、往復(fù)泵的有效壓頭位置水頭、壓力水頭和速度水頭：分別表示單2泵的有效壓頭或揚程：由于泵對液體作功，把機(jī)械能傳給液體，液體本身的能量將增加。單位重量液體由泵獲得的能量，稱作泵的有效壓頭或揚程H，單位為J/N（重量單位N，能量單位N.m（J））泵的有效壓頭或揚程：由于泵對液體作功，把機(jī)械能傳給液體，液體3泵的有效壓頭或揚程H：－泵的有效壓頭，J/N－吸入池與排出池液面的總高度差，m－吸入管2－2斷面處至吸入池液面的高度差，m－排出管3－3斷面處至排出池液面的高度差，m－斷面2－2與3－3的高度差，即真空表與壓力表安裝位置的高度差，m。泵的有效壓頭或揚程H：－泵的有效壓頭，J/N4泵的有效壓頭或揚程H：

－吸入池、排出池液面上的壓力，MPa； －吸入池、排出池液面上液體的流速，m/s； －吸入管和排出管段內(nèi)總的水頭損失（J/N）泵的有效壓頭或揚程H：5泵的有效壓頭或揚程H：上式表明：泵的有效壓頭H等于排出池液面與吸入池液面的總比能差，加上吸入與排出管路中的水頭損失。即泵供給單位重量液體的能量，被用于提高液體的總比能和克服全部管線中的液體流動損失。泵的有效壓頭或揚程H：上式表明：6泵的有效壓頭或揚程H：往復(fù)泵用于鉆井時，吸入池與排出池往往是公用的，即因而泵的有效壓頭為：即，這時泵供給液體的能量全部用于克服管路中的阻力。泵的有效壓頭或揚程H：往復(fù)泵用于鉆井時，吸入池與排出池往往7由上式可知：要想求得泵的有效壓頭，即液體在泵前與泵后能量的變化，必須先求出全部管路中的阻力損失。但是，管路系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，計算繁瑣、也不準(zhǔn)確。由上式可知：8確定泵有效壓頭的直接、簡便的方法：pg－表壓力，泵排出口處壓力表的讀數(shù)；pv－真空度，泵吸入口處真空表的讀數(shù)；H0－泵的排出口所裝壓力表與吸入口所裝真空表的高度差。確定泵有效壓頭的直接、簡便的方法：pg－表壓力，泵排出口處壓9實際計算中，考慮到泵的排出壓力一般較高，表壓力高達(dá)數(shù)十MPa，而真空度及高度差相對較小因此，通常用表壓力代表泵的有效壓頭，即實際計算中，考慮到泵的排出壓力一般較高，表壓力高達(dá)數(shù)十MPa10§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭二、往復(fù)泵的功率三、往復(fù)泵的效率§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭11二、往復(fù)泵的功率泵的輸出功率N：即單位時間內(nèi)液體由泵所獲得的總能量。表明泵的實際工作效果，因此又稱作泵的水力功率或有效功率。泵的輸入功率Na：柴油機(jī)、電動機(jī)等動力機(jī)輸送到泵主動軸上的功率，又稱為泵的傳動軸功率。由于泵內(nèi)存在功率損失，所以，N<Na。二、往復(fù)泵的功率泵的輸出功率N：即單位時間內(nèi)液體由泵所獲得的12泵輸出功率的計算：因此，泵的輸出功率可以寫為：H －泵的有效壓頭，J/N；QG －重量流量，N/s；ρ －被輸送液體的密度，kg/m3；Q －泵的實際平均流量，m3/s泵輸出功率的計算：因此，泵的輸出功率可以寫為：13§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭二、往復(fù)泵的功率三、往復(fù)泵的效率§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭14三、往復(fù)泵的效率泵的輸出功率N與泵的輸入功率Na的比值稱作泵的總效率，即：泵內(nèi)存在的功率損失：機(jī)械損失；容積損失；水力損失。三、往復(fù)泵的效率泵的輸出功率N與泵的輸入功率Na的比值稱作泵15機(jī)械損失和效率機(jī)械損失是克服泵內(nèi)齒輪傳動、軸承、活塞、密封和十字頭等機(jī)械方面摩擦所消耗的功率。泵的輸入功率減去這部分損失后所剩下的功率，稱作轉(zhuǎn)化功率，是指單位時間內(nèi)由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體能的那部分功率，全部用于對液體作功，即提高液體的能量，以Ni表示：機(jī)械損失和效率機(jī)械損失是克服泵內(nèi)齒輪傳動、軸承、活塞、密封和16單位時間內(nèi)獲得能量的液體稱作轉(zhuǎn)化流量Qi，單位重量液體所得到的能量稱作轉(zhuǎn)化壓頭Hi，則轉(zhuǎn)化功率為：

泵的轉(zhuǎn)化功率Ni與輸入功率Na的比值稱作機(jī)械效率：單位時間內(nèi)獲得能量的液體稱作轉(zhuǎn)化流量Qi，單位重量液體所得17容積損失和效率泵實際輸送的液體體積總要比理論輸出體積小，因為有一部分獲得能量的高壓液體會從活塞與缸套間的間隙、缸套密封、閥蓋密封及拉桿密封（對雙作用泵）等處漏失，造成一定的能量損失。容積損失和效率泵實際輸送的液體體積總要比理論輸出體積小，18實際流量Q與接受能量的轉(zhuǎn)化流量Qi之比值，為容積效率 ：其中， 為單位時間內(nèi)漏失的液體體積。實際流量Q與接受能量的轉(zhuǎn)化流量Qi之比值，為容積效率 ：19說明：容積效率反映因密封不嚴(yán)造成高能液體漏失對流量的影響，屬于能量損失。泵內(nèi)接受能量的轉(zhuǎn)化流量Qi往往低于泵的理論平均流量Qth，因為有時液缸內(nèi)存在少量氣體或泵閥遲關(guān)造成液體回流，可能減少吸入的液體量。而由這兩個原因所減少的流量，幾乎不造成能量損失。說明：容積效率反映因密封不嚴(yán)造成高能液體漏失對流量的影響，屬20水力損失和效率液體在泵內(nèi)流動時，為克服沿程和局部（包括泵閥在內(nèi)）阻力所消耗的各項水力損失之和為hh，則有效壓頭H小于轉(zhuǎn)化壓頭Hi，二者之比稱為水力效率：水力損失和效率液體在泵內(nèi)流動時，為克服沿程和局部（包括泵閥在21泵的有效功率與泵通過活塞傳給液體的轉(zhuǎn)化功率之比，稱為泵的轉(zhuǎn)化效率。泵的總效率為：泵的有效功率與泵通過活塞傳給液體的轉(zhuǎn)化功率之比，稱為泵的轉(zhuǎn)化22往復(fù)泵轉(zhuǎn)化效率的大小表示液力部分的完善程度；而機(jī)械效率的大小則表示其機(jī)械傳動部分的完善程度。往復(fù)泵轉(zhuǎn)化效率的大小表示液力部分的完善程度；23復(fù)習(xí)題泵的有效壓頭或揚程H包括哪些內(nèi)容？何謂泵的輸出功率？何謂泵的輸入功率？為什么泵的輸出功率小于輸入功率？泵內(nèi)存在哪些功率損失？復(fù)習(xí)題泵的有效壓頭或揚程H包括哪些內(nèi)容？24§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭二、往復(fù)泵的功率三、往復(fù)泵的效率§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭25一、往復(fù)泵的有效壓頭位置水頭、壓力水頭和速度水頭：分別表示單位重量液體所具有的位能、壓能及動能的大小。以上3項水頭之和是液體的總水頭或總比能，即單位重量液體所具有的總能量，以J/N（或m液柱）表示。一、往復(fù)泵的有效壓頭位置水頭、壓力水頭和速度水頭：分別表示單26泵的有效壓頭或揚程：由于泵對液體作功，把機(jī)械能傳給液體，液體本身的能量將增加。單位重量液體由泵獲得的能量，稱作泵的有效壓頭或揚程H，單位為J/N（重量單位N，能量單位N.m（J））泵的有效壓頭或揚程：由于泵對液體作功，把機(jī)械能傳給液體，液體27泵的有效壓頭或揚程H：－泵的有效壓頭，J/N－吸入池與排出池液面的總高度差，m－吸入管2－2斷面處至吸入池液面的高度差，m－排出管3－3斷面處至排出池液面的高度差，m－斷面2－2與3－3的高度差，即真空表與壓力表安裝位置的高度差，m。泵的有效壓頭或揚程H：－泵的有效壓頭，J/N28泵的有效壓頭或揚程H：

－吸入池、排出池液面上的壓力，MPa； －吸入池、排出池液面上液體的流速，m/s； －吸入管和排出管段內(nèi)總的水頭損失（J/N）泵的有效壓頭或揚程H：29泵的有效壓頭或揚程H：上式表明：泵的有效壓頭H等于排出池液面與吸入池液面的總比能差，加上吸入與排出管路中的水頭損失。即泵供給單位重量液體的能量，被用于提高液體的總比能和克服全部管線中的液體流動損失。泵的有效壓頭或揚程H：上式表明：30泵的有效壓頭或揚程H：往復(fù)泵用于鉆井時，吸入池與排出池往往是公用的，即因而泵的有效壓頭為：即，這時泵供給液體的能量全部用于克服管路中的阻力。泵的有效壓頭或揚程H：往復(fù)泵用于鉆井時，吸入池與排出池往往31由上式可知：要想求得泵的有效壓頭，即液體在泵前與泵后能量的變化，必須先求出全部管路中的阻力損失。但是，管路系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，計算繁瑣、也不準(zhǔn)確。由上式可知：32確定泵有效壓頭的直接、簡便的方法：pg－表壓力，泵排出口處壓力表的讀數(shù)；pv－真空度，泵吸入口處真空表的讀數(shù)；H0－泵的排出口所裝壓力表與吸入口所裝真空表的高度差。確定泵有效壓頭的直接、簡便的方法：pg－表壓力，泵排出口處壓33實際計算中，考慮到泵的排出壓力一般較高，表壓力高達(dá)數(shù)十MPa，而真空度及高度差相對較小因此，通常用表壓力代表泵的有效壓頭，即實際計算中，考慮到泵的排出壓力一般較高，表壓力高達(dá)數(shù)十MPa34§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭二、往復(fù)泵的功率三、往復(fù)泵的效率§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭35二、往復(fù)泵的功率泵的輸出功率N：即單位時間內(nèi)液體由泵所獲得的總能量。表明泵的實際工作效果，因此又稱作泵的水力功率或有效功率。泵的輸入功率Na：柴油機(jī)、電動機(jī)等動力機(jī)輸送到泵主動軸上的功率，又稱為泵的傳動軸功率。由于泵內(nèi)存在功率損失，所以，N<Na。二、往復(fù)泵的功率泵的輸出功率N：即單位時間內(nèi)液體由泵所獲得的36泵輸出功率的計算：因此，泵的輸出功率可以寫為：H －泵的有效壓頭，J/N；QG －重量流量，N/s；ρ －被輸送液體的密度，kg/m3；Q －泵的實際平均流量，m3/s泵輸出功率的計算：因此，泵的輸出功率可以寫為：37§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭二、往復(fù)泵的功率三、往復(fù)泵的效率§6-3往復(fù)泵的壓頭、功率和效率一、往復(fù)泵的有效壓頭38三、往復(fù)泵的效率泵的輸出功率N與泵的輸入功率Na的比值稱作泵的總效率，即：泵內(nèi)存在的功率損失：機(jī)械損失；容積損失；水力損失。三、往復(fù)泵的效率泵的輸出功率N與泵的輸入功率Na的比值稱作泵39機(jī)械損失和效率機(jī)械損失是克服泵內(nèi)齒輪傳動、軸承、活塞、密封和十字頭等機(jī)械方面摩擦所消耗的功率。泵的輸入功率減去這部分損失后所剩下的功率，稱作轉(zhuǎn)化功率，是指單位時間內(nèi)由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體能的那部分功率，全部用于對液體作功，即提高液體的能量，以Ni表示：機(jī)械損失和效率機(jī)械損失是克服泵內(nèi)齒輪傳動、軸承、活塞、密封和40單位時間內(nèi)獲得能量的液體稱作轉(zhuǎn)化流量Qi，單位重量液體所得到的能量稱作轉(zhuǎn)化壓頭Hi，則轉(zhuǎn)化功率為：

泵的轉(zhuǎn)化功率Ni與輸入功率Na的比值稱作機(jī)械效率：單位時間內(nèi)獲得能量的液體稱作轉(zhuǎn)化流量Qi，單位重量液體所得41容積損失和效率泵實際輸送的液體體積總要比理論輸出體積小，因為有一部分獲得能量的高壓液體會從活塞與缸套間的間隙、缸套密封、閥蓋密封及拉桿密封（對雙作用泵）等處漏失，造成一定的能量損失。容積損失和效率泵實際輸送的液體體積總要比理論輸出體積小，42實際流量Q與接受能量的轉(zhuǎn)化流量Qi之比值，為容積效率 ：其中， 為單位時間內(nèi)漏失的液體體積。實際流量Q與接受能量的轉(zhuǎn)化流量Qi之比值，為容積效率 ：43說明：容積效率反映因密封不嚴(yán)造成高能液體漏失對流量的影響，屬于能量損失。泵內(nèi)接受能量的轉(zhuǎn)化流量Qi往往低于泵的理論平均流量Qth，因為有時液缸內(nèi)存在少量氣體或泵閥遲關(guān)造成液體回流，可能減少吸入的液體量。而由這兩個原因所減少的流量，幾乎不造成能量損失。說明：容積效率反映因密封不嚴(yán)造成高能液體漏失對流量的影響，屬44水力損失和效率液體在泵內(nèi)流動時，為克服沿程和局部（包括泵閥在內(nèi)）阻力所消耗的各項水力損失之和為hh，則有效壓頭H小于轉(zhuǎn)化壓頭Hi，二者之比