往復活塞泵
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
往復活塞泵的實例教程
新型軌/姿控發動機采用往復活塞泵對推進劑進行增壓輸送，可提高空間液體火箭推進系統性能，減輕發動機質量。通過AMESim 軟件建立軌/姿控發動機往復活塞泵模型，對該模型的建立過程進行了詳細的闡述，并且進行了動態仿真。結果表明，受氣體壓縮性的影響，活塞的往復運動存在停頓現象，適當調整液缸內彈簧的彈性系數和液缸、氣缸直徑可以在保持流量不變的前提下有效提高輸出流量的穩定性。
軌/姿控推進系統廣泛應用于各類航天器和導彈武器，其主要作用是為航天器飛行過程中變軌和姿態控制提供控制力和控制力矩?，F有的擠壓式推進劑輸送方式需要采用高壓貯箱和氣瓶，已無法滿足新型航天器安裝空間小、質量輕的要求。美國的勞倫斯·利弗莫爾實驗室，研究利用小型的往復活塞泵對推進劑進行增壓輸送，可獲得高于入口10～15倍的壓力，使得推進劑可低壓存儲，有效地減輕了系統質量。
針對通過反復的樣品試制和試驗來分析軌/姿控推進系統是否達到設計要求的方法，提出基于AMESim仿真平臺，建立軌/姿控推進系統用往復式活塞泵模型，并對往復泵工作過程進行數值仿真，得到往復泵出口流量特性及活塞運動過程對其性能的影響，可有效降低開發成本和縮短開發周期。
1、往復泵的工作原理與建模
1.1、往復活塞泵的原理
作為自增壓式軌/姿控推進系統的關鍵組件，往復式活塞泵的原理及結構如圖1所示。往復泵主要由A，B，C，D 4組對稱分布的增壓缸、換向閥、行程閥和管路組成，其中液缸內安裝有彈簧組件。當系統向往復泵持續供應燃氣時，若燃氣推動活塞A，C向里運動，進入排液沖程，輸出高壓推進劑，此時行程閥C向換向閥B，D輸入控制氣，使氣缸B，D排氣，在泵入口推進劑自身壓力下進行推進劑充填。
展開 參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例模擬了空氣由于活塞在矩形盒內的運動而受到絕熱壓縮，模型中上止點（TDC）對應于曲柄角為360°，活塞在到達TDC后向后移動。
計算域：10 m X 8 m
物質屬性：物質密度為理想氣體，粘度為1.7894e-5 kg/m-s
邊界條件：使用移動網格模擬活塞運動
網格劃分
采用三角形網格，網格數量為282
計算設置
本次計算為瞬態流動。
物質屬性
計算物質設置密度等參數
湍流模型
選擇為層流
動網格
（1）移動網格參數
激活In-Cylinder
（2）移動區域
設置活塞為剛性移動
設置氣缸壁為變形區域
邊界條件
各壁面為絕熱邊界
求解控制
（1）求解方法
（2）松弛因子
（3）時間步長設置
計算結果
計算域云圖展示
（1）壓力云圖
（2）溫度云圖
計算值與實驗值對比
（1）溫度隨時間變化數值對比
（2）壓力隨時間變化數值對比
參考文獻
L.D. Russell, G.A. Adebiyi, Classical Thermodynamics, Saunders College Publishing, Philadelphia, PA, 1993
展開 往復活塞式發動機的高周疲勞步奏
往復活塞式發動機的高周疲勞步奏.pdf
20世紀50年代，就有噴油螺桿式壓縮機應用在制冷裝置上，由于其結構簡單，易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下，排氣溫度低，對制冷劑中含有大量的潤滑油（常稱為濕行程）不敏感，有良好的輸氣量調節性，很快占據了大容量往復式壓縮機的使用范圍，而且不斷地向中等容量范圍延伸，廣泛地應用在冷凍、冷藏、空調和化工工藝等制冷裝置上。
以它為主機的螺桿式熱泵從20世紀70年代初便開始用于采暖空調方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。在工業方面，為了節能，亦采用螺桿式熱泵作熱回收。
2離心式壓縮機
離心式壓縮機是一種葉片旋轉式壓縮機（即透平式壓縮機）。在離心式壓縮機中，高速旋轉的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。
早期，由于這種壓縮機只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學工業的發展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產中各種氣體的關鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術關鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發展的一系列問題，使離心式壓縮機的應用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復壓縮機，而大大地擴大了應用范圍。
3往復活塞壓縮機
是各類壓縮機中發展最早的一種，公元前1500年中國發明的木風箱為往復活塞壓縮機的雛型。18世紀末，英國制成第一臺工業用往復活塞空氣壓縮機。20世紀30年代開始出現迷宮壓縮機，隨后又出現各種無油潤滑壓縮機和隔膜壓縮機。50年代出現的對動型結構使大型往復活塞壓縮機的尺寸大為減小，并且實現了單機多用。
活塞式壓縮機使用歷史悠久，是目前國內用得最多的制壓縮機。
展開 摘要：
往復活塞式壓縮機在許多生產領域中應用廣泛，屬于高耗能的關鍵設備。余隙無級調節氣量節能技術的研究與應用對于提高往復壓縮機的能源利用效率，對于國家降低二氧化碳排放目標具有重要意義。作者總結了余隙無級調節氣量節能技術在國內近十余年的應用現狀，闡述了該項技術的發展歷史，分析了在多型號、多臺套往復式壓縮機上進行技術改造的應用情況，根據實際改造經驗，總結了余隙無級調節氣量節能技術的所實現的特性指標。該項技術除了能夠實現節能目標外，還具有安全可靠性高，性價比高，優化壓縮機的運行環境，提高壓縮機一次性運行周期和工作效率等優點。
關鍵詞：
往復活塞式壓縮機；余隙；無級調節；氣量調節；節能
壓縮機是一種通過壓縮氣體提高氣體壓力的機械設備，產品和技術廣泛應用于石油、天然氣、化工、冶金、電力、交通、電子、船舶、紡織、食品、醫藥、城市基礎設施建設、國防等很多領域，在國民經濟的發展中發揮著重要作用[1],其中，往復活塞式壓縮機在多領域生產中應用較為廣泛，屬于高耗能的關鍵設備；這主要是由于生產工藝的波動導致與初始設計參數不符，造成很多往復活塞式壓縮機存在能源利用效率低、無用功耗大等問題?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中要求“十四五”期間“生產生活方式綠色轉型成效顯著，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，單位國內生產總值能源消耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%，主要污染物排放總量持續減少”，并在“持續改善環境質量”方面“堅持節能優先方針，深化工業、建筑、交通等領域和公共機構節能”[2]。因此，對往復活塞式壓縮機進行節能改造，降低或消除無用功耗，提高能源利用效率、降低二氧化碳排放，已是我國在“十四五”期間急需深化解決的問題之一。
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往復活塞泵的最新內容
往復式真空泵的噪聲主要可以分為兩種[8]，一種是活塞在汽缸內往復運動，引起的泵體的劇烈振動產生的噪聲；另一種是真空泵出氣口因活塞往復運動產生的“嘟嘟”聲。國內外學者針對其NVH（Noise, Vibration, Harshness）性能進行大量研究。
摘要：
往復活塞式壓縮機在許多生產領域中應用廣泛，屬于高耗能的關鍵設備。余隙無級調節氣量節能技術的研究與應用對于提高往復壓縮機的能源利用效率，對于國家降低二氧化碳排放目標具有重要意義。作者總結了余隙無級調節氣量節能技術在國內近十余年的應用現狀，闡述了該項技術的發展歷史，分析了在多型號、多臺套往復式壓縮機上進行技術改造的應用情況，根據實際改造經驗，總結了余隙無級調節氣量節能技術的所實現的特性指標
流體機械專欄
考慮簧 片閥耦合的往復活塞壓縮機三維瞬態CFD分析
1、往復泵的工作原理與建模
1.1、往復活塞泵的原理
作為自增壓式軌/姿控推進系統的關鍵組件，往復式活塞泵的原理及結構如圖1所示。往復泵主要由A，B，C，D 4組對稱分布的增壓缸、換向閥、行程閥和管路組成，其中液缸內安裝有彈簧組件。
泵
泵是輸送流體或使流體增壓的機械，主要用來輸送水、油、礦漿、酸堿液、乳化液、懸乳液、氣混合物和液態金屬等，是礦業、化工和冶金等行業常見的輸送設備，下面為大家整理了19種泵（齒輪泵、離心泵、螺桿泵、往復泵、活塞泵、液壓柱塞泵、泥漿泵、氣動隔膜泵、軸流管道泵、自吸泵、旋渦泵、水環式真空泵
小編的話：
泵是輸送流體或使流體增壓的機械，主要用來輸送水、油、礦漿、酸堿液、乳化液、懸乳液、氣混合物和液態金屬等，是礦業、化工和冶金等行業常見的輸送設備，下面為大家整理了19種泵（齒輪泵、離心泵、螺桿泵、往復泵、活塞泵、液壓柱塞泵、泥漿泵、氣動隔膜泵、軸流管道泵、自吸泵、旋渦泵、水環式真空泵、羅茨真空泵、旋片式真空泵、氣氣增壓泵、氣液增壓泵、蒸汽噴射泵
積層填料密封性良好，可用于120℃以下的低壓蒸汽、水和氨液，主要用作往復運動的軸封和閥桿的密封，無接口的圈裝積層填料還可以用作往復泵活塞環。由于積層填料中所含潤滑劑不足，使用過程中需添加潤滑劑。
如何選擇填料？
樹脂泵是一組活塞式往復泵，最上端是一個空氣動力泵。當壓縮空氣驅動空氣泵活塞上下運動時，樹脂泵將桶中樹脂經過流量控制器、過濾器定量地抽入樹脂貯存器，側向杠桿使催化劑泵運動，將催化劑定量地抽至貯存器。壓縮空氣充入兩個貯存器，產生與泵壓力相反的緩沖力，保證樹脂和催化劑能穩定的流向注射槍頭。
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例模擬了空氣由于活塞在矩形盒內的運動而受到絕熱壓縮，模型中上止點（TDC）對應于曲柄角為360°，活塞在到達TDC后向后移動。
計算域：10 m X 8 m
物質屬性：物質密度為理想氣體，粘度為1.7894e-5 kg/m-s
邊界條件：使用移動網格模擬活塞運動
離心泵
（2） 往復泵
往復泵是依靠活塞、柱塞或隔膜在泵缸內往復運動使缸內工作容積交替增大和縮小來輸送液體或使之增壓的容積式泵。往復泵按往復元件不同分為活塞泵、柱塞泵和隔膜泵3種類型。
往復泵
（3）電磁泵
電磁泵是指處在磁場中的通電流體在電磁力作用下向一定方向流動的泵。利用磁場和導電流體中電流的相互作用，使流體受電磁力作用而產生壓力梯度，從而推動流體運動的一種裝置。
