热泵压缩机急冷罐的工作原理是什么

发动机的冷却系可分为水冷系和风冷系，现代汽车一般用水冷系。

1、水冷系：用冷却液吸收发动机产生的热量，然后再把热量散发到大气中。水冷系结检组成复杂但冷却效率高。冷却液通常为软水或防冻液。

2、风冷系：用空气直接带走发动机的热量，使发动机得到冷却。风冷系结构简单，常月于摩托车发动机上。风冷系利用车辆前进产生的气流或安装风扇给发动机冷却。

发动机冷却系的冷却方法可以分为水冷却和空气冷却两种,其中水冷却的方式按冷却水循环方式的不同,可分为蒸发式,热流式和强制循环式三种.这些形式各有什么不同?哪一种更可取? 蒸发式:气缸体与气缸盖水套和水箱直接相通,水箱口敞开通大气,冷却水吸收受热零部件的热量后变为蒸汽,并由水蒸气把热量散发到大气中去.这种冷却方式不太可靠,冷却效果差,水消耗大,需有较大水箱,工作中要经常加水.所以大,中型发动机不宜采用.

泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。

泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。

泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以画成曲线来表示，称为泵的特性曲线，每一台泵都有自己特定的特性曲线。

二、泵的定义与历史来源

输送液体或使液体增压的机械。广义上的泵是输送流体或使其增压的机械，包括某些输送气体的机械。泵把原动机的机械能或其他能源的能量传给液体，使液体的能量增加。

水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代已有各种提水器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔槔（前17世纪）、辘轳（前11世纪）、水车（公元1世纪） ，以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原始的活塞泵-灭火泵。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载， 以后陆续出现了其他各种回转泵 。1689年，法国的D.帕潘发明了4叶片叶轮的蜗壳离心泵。1818年 ，美国出现了具有径向直叶片 、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。1840～1850年，美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。随后，各种泵相继问世。随着各种先进技术的应用，泵的效率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。

三、泵的分类依据

（一）工作原理

1）工作原理可分为又分为叶片式、容积式和其它形式。

①叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。

②容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。

③其他类型的泵，以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。另外，泵也可按输送液体的性质、驱动方法、结构、用途等进行分类。

2)按工作叶轮数目来分类

① 单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。

② 多级泵：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。

3)按工作压力来分类

① 低压泵：压力低于100米水柱；

② 中压泵：压力在100～650米水柱之间；

③ 高压泵：压力高于650米水柱。（多级离心泵可达2800m）

4)按叶轮进水方式来分类

① 单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；

② 双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口。它流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。

5)按泵壳结合缝形式来分类

① 水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。（最常见的水平中开泵是双吸泵）

② 垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直。

6)按泵轴位置来分类

① 卧式泵：泵轴位于水平位置。

② 立式泵：泵轴位于垂直位置。

7)按叶轮出来的水引向压出室的方式分类

① 蜗壳泵：水从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状的泵壳。

② 导叶泵：水从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，之后进下一级或流入出口管。（常用于多级泵和轴流泵）

（二）、操作原理

由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通道的泵壳之内。叶轮紧固于泵轴上，泵轴与电机相连，可由电机带动旋转。吸入口位于泵壳中央与吸入管路相连，并在吸入管底部装一止逆阀。泵壳的侧边为排出口，与排出管路相连，装有调节阀。

离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转叶轮所产生的离心力，因此称为离心泵。

离心泵的工作过程：

    开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。

开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，压力增高，并以很高的速度流入泵壳。在泵壳中由于流道的不断扩大，液体的流速减慢，使大部分动能转化为压力能。最后液体以较高的静压强从排出口流入排出管道。泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形成了真空，在液面压强（大气压）与泵内压力（负压）的压差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，填补了被排除液体的位置。

    离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心处产生的低压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工作。为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底部装一止逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调节阀，用于开停车和调节流量。

四、泵在各个领域中的应用

从泵的性能范围看，巨型泵的流量每小时可达几十万立方米以上，而微型泵的流量每小时则在几十毫升以下；泵的压力可从常压到高达19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被输送液体的温度最低达-200摄氏度以下，最高可达800摄氏度以上。泵输送液体的种类繁多，诸如输送水（清水、污水等）、油液、酸碱液、悬浮液、和液态金属等。

在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵来调节温度。

在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国农村幅原广阔，每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。

在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。矿井需要用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中，需用泵来供水先等。

在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。

在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。高压和有放射性的液体，有的还要求泵无任何泄漏等。

在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以上，其类型也是各式各样的。其它如城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等，都需要有大量的泵。

总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类生要产品。

五、泵的基本参数

表征泵主要性能的基本参数有以下几个：

1、流量Q

流量是泵在单位时间内输送出去的液体量（体积或质量）。

体积流量用Q表示，单位是：m3/s，m3/h，l/s等。

质量流量用Qm表示，单位是：t/h，kg/s等。

质量流量和体积流量的关系为：

Qm=ρQ

式中　ρ——液体的密度（kg/m3，t/m3），常温清水ρ=1000kg/m3。

2、扬程H

扬程是泵所抽送的单位重量液体从泵进口处（泵进口法兰）到泵出口处（泵出口法兰）能量的增值。也就是一牛顿液体通过泵获得的有效能量。其单位是N·m/N=m，即泵抽送液体的液柱高度，习惯简称为米。

3、转速n

转速是泵轴单位时间的转数，用符号n表示，单位是r/min。

4、汽蚀余量NPSH

汽蚀余量又叫净正吸头，是表示汽蚀性能的主要参数。汽蚀余量国内曾用Δh表示。

5、功率和效率

泵的功率通常是指输入功率，即原动机传支泵轴上的功率，故又称为轴功率，用P表示；

泵的有效功率又称输出功率，用Pe表示。它是单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。

因为扬程是指泵输出的单位重液体从泵中所获得的有效能量，所以，扬程和质量流量及重力加速度的乘积，就是单位时间内从泵中输出的液体所获得的有效能量——即泵的有效功率：

Pe=ρgQH(W)=γQH(W)

式中　ρ——泵输送液体的密度（kg/m3）；

γ——泵输送液体的重度（N/m3）；

Q——泵的流量（m3/s）；

H——泵的扬程（m）；

g——重力加速度(m/s2)。

轴功率P和有效功率Pe之差为泵内的损失功率，其大小用泵的效率来计量。泵的效率为有效功率和轴功率之比，用η表示。

举例：

流量 200 l/s,扬程37.5m ,选用水泵型号ASP200B ,叶轮直径360mm 转速 1450RPM,效率87% 工况点轴功率 84.5kW.

如果转速变为1000RPM，根据相似定律此时流量和扬程及功率为多少？

N1 = 1450RPM,  N2 = 1000RPM

Q1= 200l/s Q2 = Q1 x N2/N1 = 200×1000/1450= 138l/s

H1 = 37.5m H2 = H1 x (N2/N1)2 =37.5 ×(1000/1450)2 = 17.8m

P1 = 84.5kW P2 = P1 x (N2/N1)3= 84.5×(1000/1450)3 = 27.7kW

六、什么叫流量？用什么字母表示？如何换算？

单位时间内泵排出液体的体积叫流量，流量用Q表示，计量单位：立方米/小时（m3/h）,升/秒（l/s）, L/s=3.6 m3/h=0.06 m3/min=60L/min

G=Qρ G为重量 ρ为液体比重

例:某台泵流量50 m3/h，求抽水时每小时重量？水的比重ρ为1000公斤/立方米。

解：G=Qρ=50×1000(m3/h·kg/ m3)=50000kg / h=50t/h

七、什么叫扬程？用什么字母表示？用什么计量单位？和压力的换算及公式？

单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。扬程用H表示，单位为米（m）。泵的压力用P表示，单位为Mpa（兆帕），H=P/ρ.如P为1kg/cm2，则H=（lkg/ cm2)/(1000kg/ m3) H=(1kg/ cm2)/(1000公斤/m3)=(10000公斤/m2)/1000公斤/m3=10m

1Mpa=10kg/c m2,H=(P2-P1)/ρ (P2=出口压力 P1=进口压力)

八、什么叫汽蚀余量？什么叫吸程？各自计量单位表示字母？

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汽体，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处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位用米标注，用（NPSH）r。吸程即为必需汽蚀余量Δh：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许的安装高度，单位用米。

吸程=标准大气压（10.33米）-汽蚀余量-安全量（0.5米）

标准大气压能压管路真空高度10.33米。

例如：某泵必需汽蚀余量为4.0米，求吸程Δh？

解：Δh=10.33-4.0-0.5=5.83米

九、什么是水泵的汽蚀现象以及其产生原因

1、汽蚀

液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

2、汽蚀溃灭

汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。

3、产生汽蚀的原因及危害

泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。

4、汽蚀过程

在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。

十、什么是泵的特性曲线？

通常把表示主要性能参数之间关系的曲线称为离心泵的性能曲线或特性曲线，实质上，离心泵性能曲线是液体在泵内运动规律的外部表现形式，通过实测求得。特性曲线包括：流量-扬程曲线（Q-H），流量-效率曲线（Q-η），流量-功率曲线（Q-N），流量-汽蚀余量曲线（Q-（NPSH）r），性能曲线作用是泵的任意的流量点，都可以在曲线上找出一组与其相对的扬程，功率，效率和汽蚀余量值，这一组参数称为工作状态，简称工况或工况点，离心泵最高效率点的工况称为最佳工况点，最佳工况点一般为设计工况点。一般离心泵的额定参数即设计工况点和最佳工况点相重合或很接近。在实践选效率区间运行，即节能，又能保证泵正常工作，因此了解泵的性能参数相当重要。

十一、什么叫泵的效率？公式如何？

指泵的有效功率和轴功率之比。η=Pe/P

泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。

有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。

Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）

ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）

γ：泵输送液体的重度 γ=ρg （N/ m3）

g：重力加速度（m/s）

质量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s)

十二、什么是泵的全性能测试台？

能通过精密仪器准确测试出泵的全部性能参数的设备为全性能测试台。国家标准精度为B级。流量用精密蜗轮流量计测定，扬程用精密压力表测定。吸程用精密真空表测定。功率用精密轴功率机测定。转速用转速表测定。效率根据实测值：n=rQ102计算。

十三、泵的选型

选型依据：我们要选择什么样的泵，需要哪些条件依据 ?

1、介质的特性：介质名称、密度、粘度、腐蚀性、毒性等。

a. 介质名称：清水、污水、石油等。当介质含气量>75%时，最好选用齿轮泵或者螺杆泵。

b. 密度：

离心泵的流量与密度无关；

离心泵的扬程与密度无关；

离心泵的效率不随密度改变；

当密度≠1000Kg/m3时，电机的功率应该为一般功率与介质相对清水密度比的乘积，以防电机过载超流。

c. 粘度：

  介质的粘度对泵的性能影响很大，粘度过大时，泵的压头（扬程）减小，流量减小，效率下降，泵的轴功率增大。

  当粘度增加时，泵的扬程曲线下降，最佳工况的扬程和流量均随之下降，而功率则随之上升，因而效率降低。一般样本上的参数均为输送清水时的性能，当输送粘性介质时应进行换算。

d. 腐蚀性：介质有腐蚀时，采用抗腐蚀性能好的材料。

e. 毒性：考虑密封方式，可采用干气密封等。

2、介质中所含固体的颗粒直径、含量多少。

    根据颗粒直径、含量多少，可选择采用单流道、双流道、多流道形式的叶轮。颗粒含量>60%时，考虑采用渣浆泵。

3、介质温度：（℃）

    高温介质需考虑密封材料的选择及材料的热膨胀系数。介质温度偏低时，考虑采用低温润滑油和低温电机。

4、所需要的流量（Q）

a、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑。

b、如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。

c、如果基本数据只给质量流量，应换算成体积流量。

5、扬程：

  水泵的扬程大约为提水高度的1.15～1.2倍（使用于补水泵只给出系统图需要计算扬程的状况） 。

  如遇到只给出最小流量、最大流量及相对应的扬程，应尽可能按大流量选择。

因为：

  a、高扬程的泵用于低扬程，便会出现流量过大，导致电机超载，若长时间运行，电机温度升高，甚至烧毁电机。

  b、小流量泵在大流量下运行时，会产生汽蚀，泵长时间汽蚀，影响水泵过流部件的寿命。

十四、泵的汽蚀

1、汽蚀形成

泵在运转中，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的该液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，形成气泡，当含有大量气泡的液体流进叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁击穿。

2.汽蚀的危害

  a、叶轮上留下打击状的坑；影响叶轮的使用寿命。

  b、设备产生振动。

  c、增加噪音。

  d、轻微的汽蚀只会造成水泵效率或扬程的降低。低比转速泵随汽蚀性能下降明显，高比转速泵，当汽蚀达到一定程度时，性能开始下降。

  e、 严重的汽蚀会产生很强的噪音，并缩短水泵的使用寿。

  f、 估算来讲，损失最大占设计扬程的3%。

  g、 对于多级水泵, 汽蚀只会对第一级叶轮产生影响。

3、泵汽蚀的基本关系式为：

NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHa

式中：

NPSHa—装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，是指在现场条件下的汽蚀余量。它可也根据系统的设计图纸计算出来，越大越不易汽蚀；

NPSHr—泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量，是指水泵的一个特性数据，它是由水泵制造厂商提供的。该数值在水泵的性能图表中已经被标示出来，越小泵抗汽蚀性能越好；

NPSHc—临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀量；

[NPSH]—许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量。

为保证系统的安全运行：实际汽蚀余量值（NPSHa）必须要 高于 设计汽蚀余量值(NPSHr)。即：NPSHa >NPSHr。

4.实际汽蚀余量（NPSHa)的计算公式 ：NPSHa = (Hz-Hf) +(Hp–Hvp)

其中：

Hp = 水泵入口处液体表面的绝对压力 (m)

Hz = 液体距离水泵中心线的静态高差 (m)

注: 对于立式水泵 以第一级叶轮的中心线为准。

Hf = 管路系统入口处摩擦和入口损失包括动压头。(m)

Hvp = 在水泵工作温度下的液体蒸汽压力。(m)

如果NPSHA数值很小，建议选择：

更大一些型号的水泵或转速更慢一些的水泵。

5、防止汽蚀的措施

  防止泵发生汽蚀从两方面考虑，即增大NPSHa和减小NPSHr，常用的以下几种方法。

a、减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度）；

h=10m- NPSH-∑h

∑h：管路阻力，也叫安全系数，取：0.5～1.0m水柱

h：吸程

b、增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等；

c、尽量调小流量，防止泵长时间在大流量下运行；

d、在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速、泵不易发生汽蚀；

e、加诱导轮或增加叶轮进口处的光洁度。

f、对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料。

十五、常见及需要注意的问题

1、电机的选择

  电机的选择要留有一定的安全余量。国内厂家经验做法：

轴功率

余量

0.12-0.55kw

1.3-1.5倍

0.75-2.2kw

1.2-1.4倍

3.0-7.5kW

1.15-1.25倍

11kW以上

1.1-1.15倍

2、离心泵启动时要关闭出口阀，轴流泵启动时要打开出口阀。

  因离心泵启动时，泵的出口管路内还没水，因此还不存在管路阻力和提升高度阻力，在泵启动后，泵扬程很低，流量很大，此时泵电机（轴功率）输出很大（据泵性能曲线），很容易超载，就会使泵的电机及线路损坏，因此启动时要关闭出口阀，才能使泵正常运行。

离心泵在零流量时，轴功率为额定工况下轴功率的30％～90％。

轴流泵在零流量时，轴功率为额定工况下轴功率的140％～200％。

所以轴流泵要开阀启动。

3、泵启动前要检查泵轴运动是否正常，是否有卡死想象。点动电机，看运转方向是否正确。

4、泵安装时，泵进出口管路上不能承重。泵轴对中要在注满水的

条件下进行。

5、潜水排污泵长期不用时，应清洗并吊起置于通风干燥处，注意防冻。若置于水中，每15天至少运转30min（不能干磨），以检查其功能和适应性。

决定机械密封寿命长短的关键点

水泵设计 (轴是否偏移, 轴承负载和轴承座的同心度…)

安装  (轴对中是否保持… )

工作点 (是否在高效区, 如在可延长机械密封寿命)

表面材料 (适合介质，碳化硅、碳化钨）

密封润滑 (润滑不好可缩短密封寿命)

应用场合 (如果在高温、高压场合, 密封寿命缩短)

轴承

轴承寿命与其承受负荷有关。

通常情况下轴承寿命为 50,000 hrs (大约6年 24 x 7)

高负荷轴承设计寿命可达10万小时

决定轴承寿命长短的关键点

轴承荷载在设计点

水泵是否在高效区工作 （在高效区工作可延长轴承寿命).

安装/水泵轴对中/泵室

由汽蚀或其他系统原因引起水泵振动将缩短轴承寿命

十六、空调水泵的变频控制原理

(1) 定压差控制：控制供、 回水干管压差保持恒定的控制方法称为定压差控制。供、 回水干管压差不变时水泵提供的扬程保持恒定，故定压差控制又称为定扬程控制。此做法是：根据冷热水循环泵前后的集水器和分水器的静压差，控制冷热水循环泵的转速，使此静压差始终稳定在设定值附近。

(2) 定末端压差控制：控制末端(最不利)环路压差保持恒定的控制方法称为末端压差控制。此做法是：根据空调水系统中处于最不利环路中空调设备前后的静压差，控制冷热水循环泵的转速，使此静压差始终稳定在设定值附近。

(3) 最小阻力控制：最小阻力控制是根据空调冷热水循环系统中各空调设备的调节阀开度，控制冷热水循环泵的转速，使这些调解阀中至少有一个处于全开状态的控制方法。

(4) 温差控制：控制供、回水干管水温差保持恒定的控制方法，称为温差控制。当负荷下降时，如流量保持不变，则回水温度下降，温差相应变小，要保持温差不变，可通过控制温差控制器、变频器来降低水泵转速，减少水流量，此时水泵能耗以转速三次方的关系递减。

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汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。 在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。

一、 冷却发动机的主循环

主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度。随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80℃后)，冷却循环开始了“正常循环”。这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。

二、 车内取暖的循环

这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷却循环。冷却液经过车内的采暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。

编辑本段冷却系统部件分析

在整个冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、采暖装置(类似散热器)。

1)冷却液

冷却液又称防冻液，是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。它需要具有防冻性，防蚀性，热传导性和不变质的性能。现在经常使用乙二醇为主要成分，加有防腐蚀添加及水的防冻液。

2)节温器

从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。节温器在80℃后开启，95℃时开度最大。节温器不能关闭，会使循环从开始就进入“正常循环”，这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开启或开启不灵活，会使冷却液无法经过散热器循环，造成温度过高，或时高时正常。如果因节温器不能开启而引起过热时，散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。

3)水泵

水泵的作用是对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动。水泵的故障通常为水封的损坏造成漏液，轴承毛病使转动不正常或出声。在出现发动机过热现象时，最先应该注意的是水泵皮带，检查皮带是否断裂或松动。

4)散热器

发动机工作时，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过，热的冷却液由于向空气散热而变冷。散热器上还有一个重要的小零件，就是散热器盖，这小零件很容易被忽略。随着温度变化，冷却液会“热胀冷缩”，散热器器因冷却液的膨胀而内压增大，内压到一定时，散热器盖开启，冷却液流到蓄液罐；当温度降低，冷却液回流入散热器。如果蓄液罐中的冷却液不见减少，散热器液面却有降低，那么，散热器盖就没有工作！

5)散热风扇

正常行驶中，高速气流已足以散热，风扇一般不会在这时候工作；但在慢速和原地运行时，风扇就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制。

6)水温感应器

水温感应器其实是一个温度开关，当发动机进水温度超出90℃以上，水温感应器将接通风扇电路。如果循环正常，而温度升高时，风扇不转，水温感应器和风扇本身就需要检查。

7)蓄液罐

蓄液罐的作用是补充冷却液和缓冲“热胀冷缩”的变化，所以不要加液过满。如果蓄液罐完全用空，就不能仅仅在罐中加液，需要开启散热器盖检查液面并添加冷却液，不然蓄液罐就失去功用。

8)采暖装置

采暖装置在车内，一般不太出问题。从循环介绍可以看出，此循环不受节温器控制，所以冷车时打开暖气，这个循环是会对发动机的升温有稍延后的影响，但影响实在不大，不用为了让发动机升温而使人冻着。也正因为这循环的特点，在发动机出现过热的紧急情况下，打开车窗，暖气开大最大，对发动机的降温会有一定的帮助。

编辑本段冷却系统的设计

冷却系统的作用是在所有工况下，保证发动机在最适宜的温度下工作，冷却系统匹配的是否合适将直接影响到发动机的使用寿命和燃油经济性，所以在冷却系统的设计及计算中，散热器的选型以及风扇的匹配对冷却系统起着至关重要的作用。 为便于组织气流，散热器布置在整车的前面，但由于受到整车布置空间的限制，在其前面还布置了空调冷凝器，这会增加风阻，影响散热器的进风量，从而影响冷却系统的冷却能力。风扇布置在散热器后面，靠风扇电机带动。

强腐蚀性 盐酸、铬酸、硫酸、 醋酸等 密封件经受化学腐蚀，尤其在密封面上的腐蚀速率通常为无摩擦作用的表面腐蚀速率的10～50倍 要求摩擦副材料既耐蚀有耐磨 要求辅助密封圈材料弹性好、耐腐蚀及耐温 要求弹簧使用可靠 ⑴参考表1-18内容选择与介质接触的材料 ⑵采用外装式机械密封，加强冷却，防止温度升高 ⑶采用内装式密封时，弹簧加保护层 ①大弹簧外套塑料软管，二端封住 ②弹簧表面喷涂防腐层，如聚三氟氯乙烯，聚四氟乙烯，氯化聚醚等。应采用大弹簧，因丝径大，涂层不易剥落 ⑷泄漏液隔离，图1-8表示外装式机械密封，带波纹管的动环采用填充聚四氟乙烯，静环是氧化铝陶瓷，腐蚀性介质被波纹管隔离，弹簧可用普通材料

易汽化 乙醛、异丁烯、异丁烷、异丙烯、液化石油气、轻石脑油 易使密封端面间液膜汽化，造成摩擦副干摩擦 要求摩擦系数低，导热性好的摩擦副材料 密封腔，尤其是密封端面要有充分冷却，防止泄漏引起密封面结冰（靠大气侧） ⑴采用平衡型密封或双端面密封、低端面比压 ⑵摩擦副材料建议采用碳化钨－石墨或碳化硅－石墨 ⑶加强冷却、冲洗和相应急冷 ⑷通常需使密封端面间的液体温度比相应压力下的液体温度低约14℃

含盐及易结晶 硫铵、磷铵、苛性钠（钾）、氢氧化钙、导生油、氯化钾（钠） 由于温度变化而使溶质析出，沉淀在密封端面上，造成强烈摩擦或阻塞。另外，介质还具有一定的腐蚀性 要求摩擦副耐磨。耐腐。加强保温，防止结晶。加强冲洗，防止结晶颗粒粘在密封端面上 ⑴含颗粒较少时，采用双端面密封，靠近介质一侧的摩擦副材料为硬对硬材料组合，如碳化钨－碳化钨 ⑵含颗粒较多时： ①靠近介质侧的密封应选择静止内流式（图1-9），颗粒不易进入摩擦副内，动环和静环的密封圈得到了保护 ②加强外冲洗（图1-10） ③用冲洗液进行”封堵”，阻止颗粒进入密封端面，选择硬对硬摩擦副，如硬质合金对硬质合金、陶瓷对陶瓷。若硬质合金热装在座环上，其材料必须匹配，以防电解腐蚀 ④配置急冷装置 图1-11用于含10％H2SO4的过饱和硫酸铵溶液，介质温度90℃，靠近物料侧摩擦副材料为陶瓷环和硬石墨，用水阻封并循环使用 图1-12用于氢氧化钠溶液，采用碳化钨对碳化钨，使用效果好 ⑶选择单端面机械密封（大弹簧结构）

易凝固 石蜡、腊油、渣油、尿素、熔融硫磺、煤焦油、醇醛树脂、苯酐、对苯二甲酸二甲脂（DMT） 介质凝固温度高而又不可能冷却。因介质温度降低，会使介质凝固，防碍动环转动，密封面会引起磨损 注意保温或加热，使介质温度高于凝固温度 摩擦副及密封辅助件需要耐一定温度 ⑴加强保温，采用蒸汽背冷（温度＞150℃） ⑵采用硬对硬摩擦副材料 ⑶采用双端面密封。图1-13为用于尿素溶液的内冲洗双端面密封。封液从入口1进来，到分配孔2进行冲洗，在轴套和非补偿静环之间就不会存在沉淀物。节流环3形成一道狭窄迷宫密封 ⑷采用大弹簧单端面密封（用于DMT，凝固点温度140℃），如图1-14所示，从泵出口引出高温流体来冲洗机械密封

含固体颗粒 塔底残油、油浆、原油 固体颗粒进入摩擦副端面，会引起剧烈磨损。介质颗粒沉积在动环处，动环会失去浮动，颗粒沉积在弹簧上会影响弹簧弹性 要求摩擦副耐磨。结构上要能排除杂质或防止杂质沉淀 ⑴采用双端面密封，靠近介质侧摩擦副采用碳化钨对碳化钨材料组合，外供冲洗液冲洗 ⑵采用单端面密封，从泵出口引出液体经泵配备的旋流分离器将固体分离后进行冲洗，如图1-15所示（常用于固液重度差较大场合） ⑶采用大弹簧结构 ⑷固体颗粒含量较多时，宜采用图1-9结构

易聚合 糠醛、甲醛、苯乙烯、氯乙烯单体。苯烯醛、醋酸乙烯、甲醛水 因摩擦和搅拌使介质温度升高，而引起聚合 注意介质温度不超过聚合温度 标准充分冷却，摩擦副材料需要耐磨 ⑴采用双端面密封 ⑵采用单端面密封，提高封液量 ⑶加强冷却 ⑷摩擦副采用硬对硬材料

易融解 异丙醇（对水）、磺化油（对水）、戊烷（对水）、明矾（对水）、硫酸铜、硫酸钾（对水）、甘油（对乙醇） 溶剂会使密封圈溶解，破坏石墨中的填充材料 密封材料需要耐水。耐油和乙醇等溶剂 ⑴密封圈材料可采用耐油橡胶（丁腈橡胶、聚硫橡胶）或聚四氟乙烯 ⑵摩擦副采用硬对硬材料 ⑶苯、氨、氨水不能用氟橡胶

高粘度 硫酸、润滑脂、齿轮油、渣油、汽缸油、硅油、苯乙烯等 介质粘度高，会影响动环的浮动性，弹簧易受阻塞 密封材料易损坏 摩擦副材料要求耐磨，弹簧要能克服阻力 要求保温或加热 ⑴采用静止型双端面密封 ⑵采用硬对硬摩擦副材料组合 ⑶考虑保温结构

高温 塔底热油、热载体、油浆、苯酐、对苯二甲酸二甲脂（DMT）、熔盐、熔融硫 随着温度增高，加快密封磨损和腐蚀，材料强度降低。介质易汽化，密封环易变形，橡胶碳化，组合环配合松脱 要求材料耐高温 为了防止摩擦副产生干摩，需对机械密封进行冷却冲洗，以保证密封面间隙中温度保持在汽化温度以下 要求密封各零件膨胀系数相近 ⑴密封材料需进行稳定性热处理，消除残余应力，且膨胀系数相近 ⑵采用单端面密封，端面宽度尽量小，且充分冷却和冲洗（图1-16） ⑶温度超过250℃时，采用金属波纹管式密封（图1-17） ⑷采用双端面密封，外供循环液。为了防止辅助密封圈寿命短，在与介质接触侧的密封设置冷却夹套（图1-18） 图1-17用于输送氯乙烯、二氯乙烷介质（含颗粒）高温型双端面密封及循环 ⑸辅助密封材料使用温度范围见表1-14

低温 液氨、液氧、液氯、液态烃 低温时材料脆化，需要慎重选择材料 密封圈易老化而失去弹性，影响密封性能 介质温度低，大气中的水分会冻结在密封面上，加速摩擦副的磨损 密封面摩擦发热，会造成密封介质汽化，使摩擦副形成干摩擦，烧损密封表面 要考虑材料膨胀和收缩，选择膨胀系数相近的材料 要求密封材料耐低温，要考虑材料低温，要考虑材料强度，疲劳强度和冲击韧性，要注意石墨环在低温下的滑动性 辅助密封件要耐低温老化，要有一定的弹性 要求密封面有良好的润滑，防止密封端面液膜汽化 要求保冷或与大气隔离，防止结冰进行急冷 ⑴介质温度高于-45℃时，除液氯等介质漏出有危险外，可用单端面密封（图1-19），但需要注意大气中的水分冻结，导致密封失效 ⑵介质温度高于-100℃时，可用波纹管密封。单端面密封（图1-20）在外面向密封面吹干燥氮气，使密封面与大气隔绝，防止水分冻结。图1-21用于液化气密封 ⑶介质温度低于-100℃时，采用静止式波纹管结构，防止波纹管疲劳破坏。图1-22为液氧泵密封，图中右侧的迷宫密封及机械密封用来隔绝大气及防止轴承润滑油漏入 ⑷选择适当摩擦副材料。如QSn6.5-0.1青铜－填充聚四氟乙烯 ⑸液态烃（如戊烷、丁烷、乙烯等）建议采用双端面密封，用乙醇、乙而醇做封液，丙醇可用于-120℃ ⑹采用低端面比压、低Pcδ值的密封，加强急冷与冲洗，防止液膜汽化（图1-24） ⑺辅助密封材料使用温度范围见表1-14

高压 合成氨水洗塔溶液，乙烯装置脱甲烷塔回流液，环氧乙烷解析塔釜液及二氧化碳吸收液加氢裂化原料、加氢精制原料 由于压力高，回引起端面比压和Pcδ值增高，端面发热、导致液膜破坏，磨损加剧 压力高，要注意材料强度，防止密封件变形和压碎、使密封失效 摩擦副要求油足够强度和刚度，结构上要考虑防变形 摩擦副材料要有较低的摩擦系数，良好的材料组合，使之具有较高的Pcδ值 密封面要保证良好润滑 ⑴在保证允许的最小端面比压条件下，选择较大平衡系数β，但不大于0.5 ⑵介质压力P＞15MPa，宜采用串联密封逐步降低每级密封压力 ⑶摩擦副材料宜用碳化钨－浸渍金属石墨或硬对硬材料，如硬质合金、陶瓷、喷涂陶瓷等 ⑷采用流体静压密封或液体动压密封，[Pcδ]值可达270（MPa·m）/s ⑸加强冷却和润滑 ⑹推荐O形圈，消氏硬度最小为80度，用隔离支承圈以防止被挤出

真空 减压塔釜液 主要是防止外界空气的漏入，漏入空气后，使密封面形成干摩擦，破坏系统的真空度 与正常密封的不同点在于密封对象的方向性差异 避免密封面分开，尤其在泵不运转时足以密封住大气压力，保证负压工作 ⑴一般真空，可采用内装式单端面密封 ⑵高真空采用双端面密封、注入封液有助于提高密封性能和改算润滑条件 ⑶为了减少辅助密封件泄漏，采用与动环焊在一起的波纹管密封 ⑷石墨在真空条件下耐磨性差，高真空时不宜采用

高速 尿素、丙稀。氯乙烯溶液的输送 由于离心力作用，严重影响机械密封中弹簧或波纹管的弹性，甚至失效 由于转动惯量增大会造成周围介质激烈搅动，从而增加阻力、发热，同时不易达到动平衡 要求摩擦副材料允许的Pcδ值高 要考虑离心力和搅拌的影响，零件需经过动平衡校正，防止振动 要求良好冷却和润滑 ⑴滑动速度δ＞25m/s时，采用静止式密封（图1-24），动环与轴直接配合，利用轴套及叶轮夹紧，传递力矩 ⑵转动零件几何形状对称，传动方式不推荐用销子。键等，以减少不平衡力的影响 ⑶要采用较小的密封端面摩擦系数，如陶瓷－浸铜石墨，端面宽度应尽量减小 ⑷加强冷却与润滑 ⑸采用平衡型、流体动压型或流体静压型密封 ⑹选择较高的Pcδ摩擦副材料组合

正反转向开停频繁和正反转对弹簧旋向有影响，密封件易受冲击，密封件摩擦条件恶劣 要求零件耐磨性高，注意强度设计和加强防转机构，要注意弹簧旋向 ⑴动环驱动间隙要小，静环用防转零件 ⑵采用金属波纹管密封或小弹簧密封