6.6.2 气体对泵工作的影响在线视频

同学们好

本节中我们学习气体对泵工作的影响

首先我们先看一个概念 什么是防冲距

防冲距是驴头处于下死点的时候

柱塞与固定阀之间的距离

这个是什么意思呢

就是将驴头下放到下死点

杆柱下行到最下

柱塞也在最下的位置

这个时候如果柱塞落在了

泵筒固定阀这个位置上

也就是到了最低点

上提杆柱在悬点上固定住杆柱

上提的这段距离我们就称为防冲距

为什么要有这一段防冲距呢

道理就是在抽机上下运动的过程中

因为惯性载荷的作用或者是杆柱的振动

使得柱塞有可能会碰到泵筒的下端

也就是碰到固定阀的这个位置

为了防止这种碰撞

就使得柱塞在下死点的时候上提一段距离

是出于安全的考虑

这就是防冲距的概念

那么下面我们重点的去研究

泵的充满程度是如何确定的

在这样的一个示意图里面表达了

由柱塞下死点的位置到上死点的位置之间

泵筒之内发生了什么样的变化

为什么要强调上冲程的过程呢

我们知道在上冲程的过程中柱塞上行

泵腔里面吸入液体

也就是说如果在上冲程中

整个柱塞让出的容积都被液体占据了

使得这个泵的工作达到了最佳的一种状态

而在上冲程中让出了柱塞的容积之后

没有完全被液体占据

泵的效率就打了折扣

所以我们研究在上冲程的过程中

泵内充满的程度是什么样

这个充满程度指的就是

柱塞让开了一段容积之后

所谓的柱塞让出的容积

也就是由这个位置到这个位置

Vp让出了这样的一些容积

真正的进入到泵筒之内的液体

我们称为Vl’

而上部就是被气体占据了

我们称为Vg

这一段Vl’和整个柱塞让出的容积

之间的一个比例

我们就称为泵的充满程度

在这里面我们就重点地研究

这个充满程度跟哪些因素有关

是如何计算的

我们来先看一下两个重要的概念

一个是泵内的气液比

泵内的气液比指的就是

进泵的这段气体和进泵的液体

之间的这样一个比例

而气体它的比例是怎么产生的呢

这个地方这个公式里面

Rp表达的是生产气液比

Rs表达的是溶解气液比

这两个之间的差值表达的就是

在上冲程进泵的这个状态之下

气体的量的多少

那么这种气体的量的多少

显然跟压力是有关系的

这里面就用到了一个压力的就地化的问题

也就是将地面条件之下的气体的比例

折算到了进泵的这个条件之下

这里面p0表达的是地面条件之下的压力

p表达的是在上冲程进泵的

这个条件之下的压力

温度T和T0相对应的

也是不同的这样一种状态

这个就是泵内气液比的计算

第二个概念叫做余隙比

余隙比表达的意思是什么呢

指的就是在下死点对应的柱塞这个位置

到泵筒的下端固定阀这个位置有一段液体

这一段液体跟整个的柱塞行程

让出来的容积之间的这个比例

就称为余隙比

这段余隙比其实相当于

前面我们讲的防冲距拉开的这段距离

它里面充填的液体在下死点到上死点

整个柱塞行程过程中这段液体

一直存在于泵筒里面

这个比例就称为余隙比

好了 了解这样两个概念之后

我们来看一下泵的充满程度是怎么计算的

这是一个推导的过程

我们首先从泵的充满程度的定义开始

充满程度等于液相比上柱塞让出来的容积

也就是Vl’比上Vp

那么Vl’是用Vp减掉Vg

也就是说让出来的容积

其中减掉气体的这一部分

也就等于1减去Vg比上Vp

我们重点就来看一下这个Vg和Vp

之间是个什么关系

通过这样的两个示意图我们发现

Vp加上Vs是整个的泵的全部的容积

可以用这个式子来表达

另外的一种表达方式是Vg加上Vl

也就是气相的量加上全部的液相的量Vl

继续的把它展开我们来看Vs

我们可以用K乘以Vp来表达

K就是刚才所说的余隙比

而这里面的Vl我们可以用

Vg比上R来表达

R就是泵内的气液比

将这个式子整理我们就可以得到了

Vg和Vp之间的关系

就是这个式子表达出来的

这两个变量之间的关系

这个关系带入到

我们这个充满程度的定义式里面

我们就可以得到了一个重要的公式

就是泵的充满程度的计算公式

1减KR比上1加上R

有了这样一个公式我们就来看一下

有哪些因素影响了泵的充满程度

首先我们可以看到R越小的时候β是越大的

也就是说泵内的气液比越小

泵的充满程度就越高

如何获得比较小的泵内的气液比呢

我们讲通过增加泵的沉没度

也就是增加泵的沉没压力

或者是使用气锚分气

可以得到比较小的气液比

另外就是K值越小β呢就越大

那么K值表达的是一个余隙比

也就是尽量的减小防冲距

就可以减少余隙

然后可以获得比较高的泵的充满程度

当然这一条是在安全的前提之下

才可以这样做的

这就是本节我们介绍的主要内容

同学们再见