【正文】 ，上述公式中的l 吸、d 吸、f吸為各相應(yīng)管段的長度、直徑及截面，h阻為各段阻力損失之和。第二，忽略了液缸內(nèi)液體阻力與慣性水頭。在吸入過程中，在液缸內(nèi)也同樣有阻力損失及慣性水頭，但它們比吸入管中的要小很多，一般計算中均忽略不計。第三，上述有關(guān)公式中包括有正負(fù)號，對單作用泵只有正號，對雙作用泵，活塞向右運動時取正號，向左運動時取負(fù)號，但是在實際計算中只考慮最大的能量損失。因此，只取正號進(jìn)行計算。為了進(jìn)一步說明各有關(guān)因素對液缸內(nèi)吸入壓頭的影響，公式(317)變換，導(dǎo)出與位移x的近似關(guān)系。因 （318）Sin2 + cos2 = 1 （319）將（318）與(319)代入式(317)則得 （320）以橫坐標(biāo)表示活塞位移x，以縱坐標(biāo)表示壓力水頭、位置水頭、各項水頭損失及慣性水頭，用圖解方法可以近似地表示出液缸內(nèi)吸入壓頭的變化情況()。下面按式(320)逐項分析。 液缸內(nèi)吸入壓頭的變化情況① 為不變值，圖中以水平細(xì)直線表示。② 泵的安裝既定，吸高Z0不變，圖中用水平線a表示。③ 泵閥的水頭損失K包括阻力損失K阻與慣性損失K慣， （321）如果不考慮彈簧力R的變化，則第一項為常數(shù)，在圖中應(yīng)為水平線，第二項是隨位移x而變的。但是由于實際計算中，閥的阻力損失比慣性損失的數(shù)值大得多，并且只有在x＝0時，慣性損失才最大，可以近似認(rèn)為吸入閥剛打開時需要消耗較高水頭，打開以后其損失不變。所以泵閥的水頭損失在圖中近似地以曲線b表示。④ 式（320）中一項，表示液缸內(nèi)液體速度水頭及管線中阻力水頭損失隨活塞位移X變化的情況，它是x2的函數(shù)，因此是一拋物線，圖中以線c表示。由圖可以看出，當(dāng)x＝0及x＝2r時，其值為0，即無速度水頭及阻力損失；當(dāng)x=r時，其值最大，即此時液體速度及阻力損失最大。式（320）中表示吸入過程中吸入管內(nèi)液體慣性水頭的變化情況，它隨位移x而變化，故是一直線，圖中以直線d表示。由圖看出，當(dāng)x＝0時，慣性水頭最大； x＝r時，其值為零；x＝2r時，負(fù)值達(dá)到最大，但絕對值與x＝0時的相同。這說明，在吸入過程中的前半段(x＝0r)，慣性水頭消耗液體能量，使泵缸內(nèi)吸入壓頭降低；而在吸入過程的后半段(x＝r2r)，慣性水頭供給液體能量，使泵缸內(nèi)吸入壓頭提高，而且提供與消耗的能量數(shù)值上相等。因此，就吸入的全過程而言，液體的慣性水頭并不減少液體總能量。但是，在吸入剛開始時，慣性水頭消耗能量，而且影響最大，為了保證正常吸入，應(yīng)把慣性水頭作為能量損失來進(jìn)行計算。吸入壓頭為以上各曲線疊加的結(jié)果，即從直線的下方分別減去曲線a、b、c、d的縱坐標(biāo)，就得到液缸內(nèi)的吸入壓頭隨活塞位移x而變化的曲線，該曲線用粗實線表示。由此可以看出，液缸內(nèi)的吸入壓頭(或吸入壓力)是變化的，在剛開始吸入(x＝0)時，吸入壓頭(或吸入壓力)為最小。在往復(fù)泵運轉(zhuǎn)過程中，假定吸水池液面是大氣壓力Pa，為了把液體吸入液缸，應(yīng)保證液缸的吸入壓力P吸＜Pa。但液缸內(nèi)的吸入壓力P吸不能無限降低，因為任何物質(zhì)只是在一定的（5）外界條件的影響外界條件(壓力、溫度)下，才具有一定的形態(tài)，隨著條件的改變，其形態(tài)可能轉(zhuǎn)化。比如水，在常壓(1個大氣壓)下，溫度達(dá)100℃時，就變成蒸汽；，溫度高于60℃就開始變成蒸汽。其它類型的液體也具有類似特點，只是化為蒸汽(汽化)時的壓力與溫度不向。一般來說，溫度越高，壓力越低，液體越容易汽化。往復(fù)泵在工作過程中，缸內(nèi)的吸入壓力不能太低，因為當(dāng)P吸小于或等于液體在該溫度下的汽化壓力Pt時，部分液體在缸內(nèi)就會開始汽化，其結(jié)果將使泵的吸入充滿度降低，甚至產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重的汽蝕將導(dǎo)致水擊，使泵的零部件損壞，縮短泵的使用壽命。為了避免上述情況的發(fā)生，應(yīng)使液缸內(nèi)的最小吸入壓力P吸min始終大于液體的汽化壓力Pt，即P吸min。液體的汽化壓力和其溫度有關(guān)。 液體的汽化壓力液體液體開始汽化的壓頭（m）0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃100℃水輕原油汽油泥漿注:不同的泥漿和不同的原油的性質(zhì)有所區(qū)別，表中數(shù)值僅供參考因此，在往復(fù)泵的吸入計算中，以作為保證正常吸入的充分條件，即 （322）只有滿足上式條件才能保證泵的正常工作。為保證正常吸入條件得到滿足，從式（321）來看，可采取下列措施：1．降低泵的安裝高度Z0。當(dāng)輸送易汽化液體(如熱油等)，往往把泵裝在吸入罐下面，即Z0變?yōu)樨?fù)值，此時液體自流地充滿液缸，造成自然灌注。2．盡量縮短吸入管線，或在吸入管靠近吸入閥處裝吸入空氣包，以降低吸入管內(nèi)液體的慣性水頭。選擇離心泵時，應(yīng)該使離心泵壓力或者揚程有富余，一般取P=（～）Pa三 灌注泵需最小排出壓力計算假設(shè)是20攝氏度（20℃）的環(huán)境下，海拔高度為海平面位置，即海拔0m。選取 。其中——理論上所需的灌注壓頭；——離心泵葉輪中心到往復(fù)泵吸入口位置高度0；——速度壓頭；——往復(fù)泵最小吸入壓力；——當(dāng)時條件下的汽化壓力，385pa；——管路慣性壓頭損失；——泵閥慣性壓頭損失；——管路局部阻力損失壓頭；——泵閥阻力損失壓頭；G——閥盤重量，；——曲柄角速度，26rad/s；r——曲柄半徑，；F——柱塞面積，103m2；g——重力加速度，；——泥漿比重，1000；——閥盤面積，103m2；——閥座孔面積，103m2；L吸——吸入管長度，3m；D吸——吸入管直徑，；f吸——吸入管截面積，103m2；u——吸入管內(nèi)液流速度，；——摩阻系數(shù)，～，；——局部阻力系數(shù)，6；K——彈簧最大彈力，173+137=310N；四 吸入口處所需最小壓力計算吸入口處的壓頭計算，主要是不計吸入管的損失壓頭。不計吸入管內(nèi)的速度壓頭、管路內(nèi)局部損失壓頭、管路內(nèi)介質(zhì)慣性壓頭損失，則。 五缸泵的瞬時排量與理論排量第一個單缸的瞬時排量為 （323）式中。 五缸泵的理論排量五個單缸的排量曲線是完全相同的，則第二至第五缸的排量分別為 實際上， Q(t)在、和的五個區(qū)間里的波形是相同的。因此，只需研究區(qū)間的波形，即式可了解五缸泵瞬時排量的特點。方程可以化簡表達(dá)為： （324），可知式(324)中兩式分別對應(yīng)的曲線段是以左右對稱的。對其中一式積分并乘以10，便能得到一沖程內(nèi)泵的10個缸累積排量，再乘以n／60便是泵每秒鐘的排量，即泵的最大平均理論排量Q： （325）式中—，；d柱—；n—最大曲軸轉(zhuǎn)速為330r/min。則單缸最大平均理論排量為。此排量為最大轉(zhuǎn)速為330r/min是的最大理論排量。（缸內(nèi)）內(nèi)壓力變化規(guī)律分析泵閥的工作原理非常簡單，根據(jù)泵閥的簡單運動規(guī)律，各泵閥開啟、關(guān)閉時刻點的泵頭體內(nèi)壓力變化可以相應(yīng)的求得。， MPa～， MPa，泵閥彈簧預(yù)緊力F=173N，彈簧剛度C=。柱塞直徑d柱 = ，柱塞面積A柱=103m3，閥板最大直徑 = 。 a液力端平面圖 b液力端示意圖 液力端 a吸入閥平面圖 b吸入閥開啟時刻示意圖 吸入閥由于液缸內(nèi)余隙容積的存在，排出閥關(guān)閉以后，缸內(nèi)壓力仍較大，吸入閥不能及時打開。柱塞自左向右移動，容積增大，液缸內(nèi)壓力逐漸降低，至t1時刻柱塞所在位置時，灌注泵排出壓力P1與缸內(nèi)壓力Pt1的壓力差ΔP產(chǎn)生的作用力ΔPA，剛好與彈簧預(yù)緊力F以及閥重mg平衡，泵閥打開，即ΔPA=F+mg。 ΔPA閥=F+G （326）得 ΔP= P1–Pt1=ΔP （327）得缸內(nèi)壓力 Pt1=式中：A閥——泵閥有效面積； （328）F——閥上彈簧預(yù)緊力，173N；m——閥的質(zhì)量，2kg；P——排出壓力，；P1——灌注壓力，；ΔP——缸內(nèi)外壓差；Pt1——柱塞到t1時刻缸內(nèi)壓力；P隙——余隙容積內(nèi)壓力。當(dāng)泵吸入閥打開后，隨著柱塞移動， MPa。假設(shè)以排出閥關(guān)閉時刻為起始點，即為零點時刻，曲柄轉(zhuǎn)角為0度。轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速330 r/min， r/s， S。 S。同時不考慮介質(zhì)由于高壓而造成的壓縮量，能夠得到此時曲柄轉(zhuǎn)角為零，t1時刻為0時刻。若吸入和排出閥開啟關(guān)閉滯后角相同，均為12度。 吸入閥關(guān)閉時刻示意圖柱塞運行到最左端時，液體產(chǎn)生的慣性力，泵閥不能及時關(guān)閉。柱塞右移，至t2時刻柱塞所在位置時，泵閥剛好關(guān)閉，此時灌注泵排出壓力P1和缸內(nèi)壓力Pt2的壓力差產(chǎn)生的力正好與彈簧預(yù)緊力及閥的重力mg平衡。t2時刻泵閥受力平衡方程ΔPA閥=F+mg得 ΔP=P1–Pt2=ΔP