船舶辅助机械 marine Auxiliary Machinery 王 军 2007年9月

绪 论 一、课程的内容 船舶辅助机械：船舶上除去主机、主锅炉以外所有机械设备的统称。这些辅助机械的特点是范围广泛、类型多、规格品种多和数量多。 通常将船舶辅助机械分为:甲板机械和机舱辅机两类。 甲板机械（deck machinery）：装置在甲板上，为船舶航行、系、装卸及拖等服务的机械。如：舵机、锚机、起货机、起艇机 等。 机舱辅机（engine — room auxiliary machinery）：装设于船舱内，除甲板机械以外为主机及其他系统服务的机械。

本门课程主要内容： 1.船用泵（Marine Pump） 定义：泵是一种液体输送机械，它能将原动机的机械能转变为液体的机械能。 （液体的机械能包括位能、动能和压力能，它们之间可以相互转换。） 目的:用来提高液体的机械能，达到运送液体的目的。 用途： （1）船舶动力装置用泵。有燃油泵、润滑油泵、海水泵、淡水泵、舵机或其他液压甲板机械的液压泵、锅炉给水泵、制冷装置的冷却水泵、海水淡化装置的海水泵和凝水泵等。 （2）船舶生活设施及通用泵。有舱底水泵、压载水泵、消防水泵、日用淡水泵、日用海水泵、热水循环泵 ；还有兼作压载、消防、舱底水泵用的总用泵。 （3）特殊船舶专用泵。某些特殊用途的船舶，还设有为其特殊营运要求而设置的专用泵，例如油轮的货油泵、挖泥船的泥浆泵、打捞泵、喷水推进船上的喷水推进泵、无网渔船上的捕鱼泵等。

对于一般船舶，船用泵占全部机械设备总量的20～30%。费用占全部机械设备总量4～8%。总能耗占5～15%。 全国水泵约1300万台，耗电量占全国发电量的10%。 2.气体输送机械：风机和压缩机 风机（Fan、 Blower）：用于输送气体的机械设备。它将原动机的机械能转变为气体的动能。 各类机舱（油气、温度约50～60℃）、货舱和燃料舱需要通风机通风；锅炉需要送风机和引风机输送烟气；空调系统和通风系统也需要风机。 全国风机约2000多万台，耗电量占全国发电量的10%。 压缩机（Compressor）：用于提高气体的机械设备。它将原动机的机械能转变为气体的压力能。 船舶上在许多地方需要使用压缩空气，如：启动柴油机、清洗设备、风动工具的使用、潜艇的上浮和火炮的转动以及制冷装置等场合。

3.船舶辅锅炉（Marine Auxiliary Boiler）：将燃料燃烧产生的热能转换为其他介质（水或油）的换热设备。 以上设备在国民经济其他领域有着广泛的应用（工业、农业、采矿、医疗、国防和日常生活等方面），也属于通用机械。 船舶辅助机械朝着小型化、系列化、标准化和自动化的方向发展。 4．海水淡化装置 利用舷外海水制造淡水，供给蒸汽动力装置补水和舰员的生活用水，是保证舰艇远航提高舰艇生命力的重要设备之一。 5．液压传动装置 以液体作为工作介质，通过液体的压力能进行能量和信息传递的机械装置。 分类：舵机，锚机，减摇鳍。

6．冷藏装置与空气调节装置 冷藏装置：低温保存食品。 空调装置：制造适宜人工气候。 7．净油机及防污染装置 净油机主要用于清除滑油中的水分和杂质，保证滑油质量良好，保证轴承和传动齿轮润滑良好。 防污染装置用于防止海洋、港口及环境的污染。分为油污水处理装置、生活污水及粪便处理装置。

本课程主要讲解内容： 船用泵 气体输送机械 船舶辅助锅炉和 海水淡化装置

二、课程特点、要求和安排 1.特点 1、包括面广； 2、是一门包含多学科的专业课； ３、各章内容相互独立，缺乏连贯性； ４、实用性强。 2.要求 内容重点：主要基本理论、工作原理、重要参数计算、主要结构、特点和性能。 分3个层次要求，掌握（红色）、理解（兰色）和了解。

◆学习方法 思路：某一机械结构→工作原理→性能特点→使用管理。 方法： １、掌握装置的工作原理，理论联系实际； ２、课文与图示相结合； ３、课后复习、按时完成作业。

2 .安排 绪论（3）船用泵（27）气体输送机械（8） 船舶辅锅炉和海水淡化装置（8）机动（2） 评分标准：出勤5％；作业15%；期末考试80%。 注意： 1）作业每少交一次，扣一次分，不得补交；

三、流体机械的分类 1.根据工作原理分 叶片式：依靠高速旋转的叶轮对流体的作用，将原动机的机械能传给流体。 容积式：依靠工作容积的变化来吸排液体，提高流体的能量。 其他类型：不能归入以上两类的流体机械。 不同工作原理的流体机械有着不同的工作性能和特点。 2.根据工作压力分 叶片式泵总扬程分为: 低扬程泵 <200mH2O 、中扬程泵 200～600mH2O 、高扬程泵 >600mH2O

.根据工作原理分: 离心泵 离心式 叶片式泵 混流泵 （风机压缩机） （叶轮式) 轴流泵 气体 叶片式 轴流式 旋涡泵 输送 （风机压缩机） 活塞泵 机械 往复式 活塞式 往复式泵 柱塞泵 容积式 （压缩机） 泵 隔膜泵 罗茨式 容积式泵 齿轮泵 回转式 （鼓风机、压缩机） 回转式泵 螺杆泵 螺杆式 叶片泵 （鼓风机、压缩机） 真空泵 其他类型 喷射泵 水击泵

容积式泵排出压力分为: 低压泵 25<bar、中压泵 25～63bar、 高压泵 >63bar 输送气体的全压分为： 通风机 < 1500mmH2O (不考虑气体的压缩性) 鼓风机 1500mmH2O ～3bar (过度阶段) 压缩机 > 3bar (必须考虑气体的压缩性)、风扇 < 10mmH2O 3.根据原动机分 电动机 汽轮机 蒸汽机 内燃机 手动 4.根据流量（排量）分 变量泵和定量泵 变量风机和定量风机 5.根据输送介质分 海水泵、油泵、凝水泵、烟气风机、排气风机、 空压机、制冷压缩机、氢气压缩机等。

四、主要性能参数 表示其基本特征的物理量。（选用、使用和运行的基本依据） 1.流量 ( Capacity )：单位时间内输送流体的数量。 体积流量Q：m3/s m3/h l/min l/s 重量流量G：N/s kN/h （t/h kgf/s） G = γQ γ= ρg 对于容积式泵，常采用排量。回转式油泵来说，排量为每转一周，由其几何体积计算排出液体的数量。单位为ml/r。 2.压头（ Pressure Head）：单位重量流体经过泵或风机所增加的能量。 （1）叶片式泵— 扬程H ( Head ) 已知：p0 、p1、HB：几何吸入高度、 HD：几何排出高度,以2-2面为基准面，根据泵吸入口截面2-2面和泵排出口截面3-3截面列Bernoulli方程： 泵铭牌上标注的流量是其额定流量，而泵实际工作时的流量与其工作条件有关，不一定等于额定流量。

1 P1 1 h3 3 3 Ht HD pV pM 4 5 4 5 HB p0 h2 2 2

(0 – 1) 式中: HD---- 几何排出高度 HB---- 几何吸入高度 或 HP--- 压力水头 Ht--- 位置水头 Hv---- 速度水头 Hst= Hp + Ht Hst--- 静水头 从以上公式(0 --- 1)可知： 1）总扬程H（total　head)为单位重量流体所具有的能量。他与流体的重量无关，其单位为m。与Hp、Ht、Hv和∑hw有关。该四项之和为泵的负载，即泵的扬程取决于其负载的大小。 2）由于水泵的速度水头大大的小于静水头，在工程上常常可以忽略不计，则H=Hp+Ht+∑hw 在选用泵时需要确定H。 根据泵入口截面4-4面和泵出口截面5-5截面列Bernoulli方程：

（0 --- 2） （2）风机---- 全压（风压或全风压）p：气体通过风机以后所增加的能量。单位为mmH 2O 或N/m2或 Pa 。 　　　风机与水泵不同，因气体密度随温度的变化而变化较大，当Ｈ一定时，风机的压力随着温度而变化。风机的动压在全压中占有较大的比例（可达５０％），不能略去。 　　　ｐ（全压）＝ｐｄ（动压）＋ｐｓｔ（静压）　( 0 --- 3 ) 　3．功率 ( power )　　　 有效功率（输出功率）Ne：流体通过泵或风机后所获得的功率（即流体所增加的功率）。 Ne = γQH ( pQ ) ( 0 --- 4 ) 轴功率 （输出功率）Nb ：原动机传给泵或风机的功率。　　　

原动机功率N：原动机输出的功率。 N > Nb > Ne 4．效率（总效率）（efficiency )η：泵或风机在实际工作中能量损失的多少（主要经济性指标）。 （0 --- 5 ） 5. 转速ｎ ( Rotative speed )：泵或风机的转轴单位时间内的转数。rpm ( r / min ) 以上５个主要性能参数是随着工况的变化而变化的，铭牌上标明的数值是在其额定工况下的数值。

定义：泵是一种液体输送机械，它能将原动机的机械能转变为液体的机械能。 目的:用来提高液体的机械能，达到运送液体的目的。