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船用泵

发布日期：2009-09-28

篇船用泵
　　 MARINE PUMP
　　章船用泵基础知识
　　 BASIC KNOWLEDCE FOR MARINE PUMP
　　节船用泵应用与分类
　　 APPLICATION AND TYPE OF PUMPS
　　一、泵及其在船上的应用
　　在自然状态下液体总是从高处向低处流动。若要将液体从低处向高处输送，就得向液体提供能量。向液体提供机械能(包括位置能，速度能和压力能三种形式)并输送液体的机械称为泵。
　　船用泵在现代船舶上有着十分广泛的应用，根据其用途的不同，可分为：　　
　　 (1)船舶动力装置用泵。有燃油泵、润滑油泵、海水泵、淡水泵、舵机或其它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、舱底水泵用的通用泵。
　　 (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，例如油船的货油泵、挖泥船的泥浆泵、打捞船上的打捞泵、喷水推进船上的喷水推进泵、无网鱼船上的捕鱼泵等。
　　二、船用泵的分类
　　按工作原理分，常用的船用泵主要有三大类：
　　 1．容积式泵
　　如往复泵、齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、水环泵等，其工作原理的共同点是依靠工作部件的运动造成泵工作容积的周期性变化来向液体提供压力能并吸入和压出液体。

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　　2．叶轮式泵
　　如离心泵、轴流泵、旋涡泵等，其工作原理的共同点是依靠叶轮带动液体高速旋转来向液体提供速度能和压力能并吸人和排出液体。
　　 3．喷射式泵
　　其工作原理是依靠工作流体产生的高速射流引射需要排送的流体，通过动量交换向其提供能量并将其排出。
　　典型的容积泵、叶轮式泵、喷射泵如图1—1所示。

　　第二节船用泵的性能参数
　　 MARINE PUMP PERFORMANCE PARAME，IKR
　　泵装置的工作原理简图如图1-2所示。泵装置由泵、管路、阀件以及滤器等管路辅件所组成。
　　泵是泵装置中的核心，如何描述泵装置的工作性能呢，现分述如下：
　　一、流量
　　流量指泵在单位时间内所排送的液体量。即
　　流量：液体量／时间
　　积流量：Q=体积/时间m3/s(或1/min、m3/h)
　　两流量：G=质量/时间=kg/s(或kg/min、t/h)
　　排量是指泵在一定限定条件下排出的液体量。常见的有容积泵的每转排量，常用g表示，单位是m3／r、l／r、cm3／r泵铭牌上标注的流量是指泵的额定流量，而泵实际工作时的流量则与泵的工作条件有关，不一定等于额定流量。

　　二、压头(扬程)或排出压力
　　 1．压头(扬程)
　　泵的压头是指单位重量液体(单位：N，牛顿)通过泵所增加的机械能(单位：N，m，焦尔)，用H表示，单位为m(液柱)，可由N·m／N导出。
　　 2．压头方程式
　　根据流体力学知识，管路中稳定流动的液体如果在某一管路截面处的几何高度为z(m)，

第二章往复泵
　　 RECIPROCATING PUMPS
　　节往复泵工作原理、特点和性能曲线
　　 OPERATING PRINCIPLE，CHARACTERISTIC AND
　　 PERFORMANCE CURVES OF RECIPROCATING PUMPS
　　一、往复泵的工作原理
　　 1．基本结构
　　图2-1是单缸双作用往复泵的结构简图。它主要由活塞、泵缸、吸人阀和排出阀等部件组成。

　　 2．工作原理
　　往复泵是一种容积式泵。它利用活塞的往复运动，使泵缸内的容积大小发生周期性变化，通过阀箱中的吸入阀和排出阀控制液流方向，从而实现从吸人管吸人液体和向排出管排出液体。
　　 3．作用数
　　往复泵在活塞每一往复行程吸排液体的次数，称为往复泵的作用数。上述往复泵每一往复行程活塞上下两侧各吸排一次液体，是双作用泵。每一往复行程吸排一次液体，是单作用泵。由两个双作用泵缸或三个单

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　　2．流量——仅与泵的转速、泵缸尺寸和作用数有关，与工作压力无关。
　　流量与哪些因素有关可由往复泵的流量公式加以说明。
　　往复泵的理论流量(平均流量)为活塞在单位时间内所扫过的容积：
　　 Qt=60KAeSn　　　　m3/h　　(2-1)
式中：z———泵的作用数；
　　 S——活塞行程，m;
　　 n——泵的转速，r／min；
　　 Ae——泵缸截面积÷~rD2(0为泵缸直径)，m2，活塞两侧空间都工作的泵应取平均有效工
　　作面积(有杆侧应减去活塞杆截面积)。
　　由式(2-1)可知，往复泵的理论流量与工作压力无关。因此往复泵不能用改变排出阀开度的方法来调节流量，而应采用变速或回流(旁通)调节法。
　　 3．流量的均匀性—叫艮不均匀。
　　因为往复泵活塞的运动速度。不是均匀的，在上下止点位置时为零，在行程中间位置时速度(其速度大小为v=rwsinB，y为曲柄半径，o为曲柄角速度，卢为曲柄转角)，所以其瞬时流量(q=Av，A为活塞工作面积)在不同时刻是不相同的。
　　对于单作用泵，由于活塞在上下止点时的瞬时流量Q为零，上下止点中间时g为，故单作用泵的流量最不均匀。
　　对于多作用往复泵，由于其瞬时流量为各缸在同一时刻排出的瞬时流量的叠加。显然多作用往复泵瞬时流量的均匀程度要比单作用泵好。一般而言，增加作用数能够改善往复泵的流量均匀性，但也使结构趋于复杂，故在往复泵的作用数最多为四作用。其中三作用泵因曲柄间各差120°的缘故，其瞬时流量的均匀程度比单、双、四作用泵都好。在实用中也常用空气室来减轻往复泵吸排管中的流量脉动和相应的压力脉动。
　　泵的流量不均匀度可用脉动率6a=(qmax-qmin)/qm来表示。式中qmax、qmin、qm分别表示、最小和平均理论流量。

第三章回转泵
　　 ROTARYPUMPS
　　节齿轮泵
　　 CEAR PUMPS
　　一、齿轮泵的常见类型
　　齿轮泵类型通常是根据其主要工作部件——齿轮的形状、相互啮合的方式以及可否逆转来划分的。分类如下：

　　二、齿轮泵的结构与工作原理
　　 1．结构
　　典型的齿轮泵结构如图3-1、图3—2、图3-3所示。

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　　2．基本工作原理
　　各种齿轮泵的基本工作原理是相同的，都是将一对啮合的齿轮装于同一泵壳中，同时从结构和加工精度上保证齿轮与泵壳的轴向间隙、径向间隙和齿间间隙足够小，以保证形成密封良好的工作容积。当主动齿轮和从动齿轮旋转时，齿轮轮齿退出啮合的一侧工作容积将增加，压力将降低，从而将液体吸入齿谷空间并随齿轮旋转被带到另一侧；齿轮轮齿进入啮合的一侧工作容积将减少，被齿谷带来的液体就被挤出泵壳上的出口，这样便形成了连续的吸入与排出。显然，齿轮轮齿退出啮合的一侧为吸人侧，进入啮合的一侧为排出侧。

　　
　　对于一般齿轮泵，吸排方向取决于转向。从这里我们也就知道了第二章所述CDW型往复泵为什么必须按规定方向运转，原因是该型往复泵采用了一般齿轮泵作为其润滑油泵。
　　外啮合齿轮泵的两个齿轮齿数相同，转速相等；内啮合齿轮泵的齿环(又称内齿轮，套在外齿轮的外周)的齿数比齿轮(又称外齿轮)的齿数多，故齿环转速比齿轮慢。
　　 3．齿轮泵实现可逆转的方法
　　在生产实践中，原动机有时需要逆向运转，此时用一般齿轮泵来做其自带滑油泵就不可以了。于是勤劳智慧的人民便设计制造出了允许转向改变而吸排方向不变的齿轮泵——可逆转齿轮泵。
　　目前，实现齿轮泵实现“可逆转”的方法通常有二种。一种方法是利用一组单向阀门与一般齿轮泵配合工作来控制吸排方向，当转向改变时，虽然轮齿的进入和退出啮合方向发生了改变，但吸排方向不变；另一种方法是使内齿轮泵的内齿轮与外齿轮的啮合点可随转向自动调节，当转向改变时，啮合点也随着改变到相反一侧，从而保持轮齿进入啮合和退出啮合的位置仍在原侧，即保持吸排方向不变。

　　 4．齿轮泵的轴封
　　在齿轮泵主动轴与泵壳端盖出轴处装有轴封装置，以防液体外漏。齿轮泵的轴封可采用填料轴封，也可采用机械轴封。填料轴封与往复泵轴封类似。机械密封结构如图3-4所示，机械密封主要由动环、静环、橡胶密封圈、O形密封圈、压紧弹簧等组成。机械密封有三个密封面，即动环与静环间的密封面A；动环与橡胶环间的密封面B；橡胶环与轴间的密封面c。其中密封面A属动密封，密封面B、C属静密封。与填料密封相比，机械密封性能好，工作寿命长，漏泄量少，转动阻力小。缺点是价格贵，制造和安装工艺复杂，对含颗粒的液体不宜使用，更换困难。
　　 5．高压齿轮泵实现轴向间隙补偿的方法
　　齿轮泵存在轴向、径向和齿间间隙，随着工作压力的提高，这些间隙处漏泄量会增多，其中

第四章叶轮式泵与喷射泵
　　 IMPELLER TYPEPUMPS&EJECTOR PUMPS
　　节离心泵的工作原理和性能特点
　　 WORKING PRINCIPLE AND CHARACTERISTICS
　　 OF CENTRIFUGAL PUMPS
　　一、离心泵工作原理
　　离心泵由叶轮1、叶片2、泵壳3，吸人接管4和扩压排出管5、泵轴6及轴封等所组成。如

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　　一般离心泵没有自吸能力，在起动前需设法使泵内充满水(称为引水)，否则离心泵就无法正常工作。为此，在泵壳的处装设有一个引水旋塞，在吸人管下端装设有一个单向阀(称为底阀)。
　　在泵壳内充满水的条件下，离心泵工作时，高速旋转的叶轮及其。1—片带动叶间的液体一起回转，在离心力的作用下，液体从叶轮中心向四周甩出，然后由具有渐扩截面的泵壳流道汇集，经扩压管降速，将其中的大部分速度能转化成压力能，从排出管排出。与此同时，在叶‘轮中心处形成一定的真空，液体在吸人液面和叶轮中心处之间的压力差作用下经吸人管4被吸人离心泵叶轮。因此只要叶轮能保持均匀的回转，离心泵就可连续不断地吸人和排出液体。
　　综上所述，离心泵最基本的工作原理是，通过叶轮带动液体高速旋转对液体传递机械能，并通过泵壳扩压段将其中大部分的速度能转换成压力能，以减少因高流速而造成的阻力损失。显然，这与容积式泵的工作原理大不相同。可以推断，离心泵的压头与流量等方面的性能也会大不相同。倒底有什幺不同，让我们通过研究液体在叶轮中的流运情况的方法来逐一加以分析。
　　二、离心泵的理论流量与压头
　　 1，液体在叶轮中的流动(参见图4-2)

　　液体在叶轮中的实际流动情况非常复杂，为使研究简化，作如下假定：

第二篇液压甲板机械
　　 ULIC DECK MACHINERY
　　第五章液压甲板机械基础知识
　　 BASIC KNOWIKDCEFORHYDRAUUC DECKMACHINERY
　　节液压甲板机械概述
　　 GENERAL INTRODUCnON FOR HYDRAUUC DECK MACHINERY
　　一、液压甲板机械的种类
　　甲板机械是指凡装置在机舱以外，与主推进系统无关的动力传动机械。而液压甲板机械是指以液压能作为执行机构驱动能源的一类甲板机械。此外，还有蒸汽甲板机械和电动甲板机械。现代化船舶上液压甲板机械应用最为广泛，这也是本篇加以着重介绍的主要原因。液压甲板机械主要有以下几种：
　　 1．液压起货机
　　 2．液压绞缆机
　　 3．液压锚机
　　 4．液压舱口盖启闭装置
　　 5．液压舵机等
　　二、液压传动系统的基本工作原理
　　液压甲板机械的种类不同，功用不同其液压系统的种类和复杂程度也会有所不同，但它们都属于液压传动系统，所以它们的最核心的和最基本工作原理是相同的，都是液压传动原理，即流体力学中学过的巴斯噶原理：
　　 1．作用在密闭容器中的静止液体的一部分上的压力，以相等的强度(压力)传递到液体的所有部分。
　　 2．压力总是垂直作用于液体内的任意表面的。
　　 3．液体中各点的压力在所有的方向上都相等。

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　　例一，如图5-1所示，如小活塞的面积A1与大活塞的面积A2之比为1：10，在小活塞上施加lkN的力，则在大活塞上就有10kN的向上推力。至于速度和行程，小活塞要比大活塞分别高出10倍。

　　三、液压传动系统的基本组成
　　图5-2为运用液压传动原理制成的液压千斤顶的液压系统结构简图，由图可知，液压系统由四部分组成：
　　 1．执行元件部分其功用是将液体的压力能转换为机械能以驱动工作部件运动。如各类液压缸和液压马达。图5-2中为液压缸9。

　　 2．动力元件部分其功用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，如各类液压泵。图5-2中为手动活塞泵2。
　　 3．控制元件部分其功用是调节与控制液压系统中液流的压力、流量和流动方向，以满足工作机械所需的力(力矩)、速度(转速)和运动方向(运动循环)的要求。如各种压力阀、流量阀和换向阀。图5-2中为4、7、11。
　　 4．辅助元件部分其功用是协助组成液压系统，保证液压系统工作的可靠性和稳定性。上述三项组成部分之外的其他元件都称辅助元件，包括油箱、油管、管接头、滤油器、蓄能器、压力表、热交换器等。
　　工作介质通常是矿物油。其功用是传递能量、冷却、润滑、防锈、减振和净化。
　　四、液压系统的表示方法与注意事项
　　 1，结构简图法
　　图5-2所示的液压千斤顶液压系统结构简图直观性强，但绘制起来费事，特别是当液压系统中元件较多时，绘制更为不方便，况且没有统一标准，不同的人有不同的画法，易产生误会，故一般不用。
　　 2．图形符号法
　　用国家标准或国际标准规定的图形符号绘制的液压系统原理图的方法称为图形符号法。图5-3所示为用图形符号法绘制的液压千斤顶系统原理图，图中符号取自GB 786．1--93(详见本书附录一)。用图形符号绘制液压系统图方便、清晰、简洁、通用，是具有一定液压技术知识的人的方法。
　　 3．使用图形符号法时的注意事项
　　 (1)图形符号只表示元件的职能特征，不表示结构特征。若要表示其具体结构和参数，可在该元件的符号边加以说明。

第六章起货机、锚机、系缆机及舱口盖启闭装置
　　 CARCOWINCH、WINDIASS、M00RINC
　　 AND HATCH COVER EOUIPMENT
　　节船舶液压起货机
　　 MARINE HYDAUUC CARCO WINCHES
　　一、船用起货机的基本类型与基本组成
　　 1．基本类型
　　船用起货机的主要功用按照人的要求起升、移动和下降重物。
　　基本结构类型有多种，图6-1、6-2、6—3、64所示分别为单吊杆、双吊杆、双塔式克令吊(crane)和单塔式克令吊。前二种的动力源多为电动形式，在早期船舶上应用广泛；后二种的动力源均为液压形式，在现代船舶上广泛应用。本节主要介绍液压克令吊。
　　 2．基本组成
　　船用起货机的基本结构类型虽多，但其基本组成是类似的，都由吊臂(吊杆)、吊索、滑车和绞车等组成，其中核心装置是绞车。

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　　液压克令吊装有三部绞车，负责吊钩起降、吊臂俯仰和吊臂回转，分别称为起升绞车、变幅绞车和回转绞车。其中，起升绞车最为重要，其液压系统也最为复杂和典型，因此我们将作重点介绍。
　　二、对船舶起货机的基本要求
　　 1．功率足够即能以额定的起货速度吊起额定的负荷。
　　 2．起降灵敏即能依操作者的要求，方便灵敏地起、降货物。
　　 3．速度可调即能依据吊货轻重、空钩升降和货物着地等不同情况，在较广的范围内调节运行速度。
　　 4．制动可靠即能依操作者的要求，在起、降过程中随时停止，并握持货重。
　　 5．操作简便即能在保证高效安全的情况下减轻操作者的体力和脑力劳动。

第七章液压操舵装置
　　 HYDAUUC STEERINCCEAR
　　节液压操舵装置的组成和基本工作原理
　　 CENERAL OPERATION PRINCIPLE AND CONPONENTS
　　 OF HYDAUUC STEEING CEAR
　　一、舵机的功用与类型
　　 1．转舵变向原理与转舵力矩和转船力矩

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　　众所周知，转舵可以改变船舶航向，如图7-1所示。其原因是：当转舵角(舵叶与船舶中心线间的夹角)a=0(因此时舵叶在正中，故又称为正舵)时，舵叶两侧的水流对称，水流压力相等，对航向不产生影响；当a≠0时，舵叶两侧的水流压力不对称，其产生的水压力的合力为Fn，作用于舵叶的压力中心，如不考虑水流摩擦力等次要因素，尸N将船舶重心产生转船力矩Ms(由于尸FN与船舶重心不在同一水平面上，故FN还会对船舶产生横倾和纵倾力矩)，使船舶转向；对舵杆将产生水动力矩射o，使舵叶力图向正舵方向转动。

　　显然，要使船舶转向，就必须转舵；要转舵并保持舵角，就必须有人力或机械(舵机)来对舵柱施加一定的转舵力矩M，转舵力矩M大小等于舵的水动力矩Ma与转舵摩擦力矩材f之和，为简化分析，也常常约等于水动力矩射o。
　　通过计算和实验表明，转舵角。与转船力矩Ms、水动力矩材o(转舵力矩M)之间存在如下关系：如图7-2所示，对于海船，转舵力矩和转船力矩在0°～±35°舵角范围内，随舵角的增加而增大；而当舵角为‘35’时，转船力矩出现值，此后将逐渐减小，转舵力矩仍继续随转舵角增大而增大，所以通常规定出现转船力矩时的舵角为转舵角，海船为±35°，江船稍大。在舵角时舵机所能输出的力矩为转舵力矩M一。

　　图7-2中所涉及的平衡舵与不平衡舵是按舵杆轴线距舵叶导边(舶舶前进时舵叶的垂直方向的迎水边，另一边为随边)的距离来定的。舵杆轴线紧靠舵叶导边的舵称为不平衡舵；舵杆与导边有一段距离的舵称为平衡舵；仅在下半部做成平衡型式的舵称为半平衡舵，如图7-3所示。舵杆轴线之前的舵叶面积^，与整个舵叶面积A之比，称为平衡系数，用x表示。由图中可知，平衡系数越大，水动力矩越小，即舵机所需输出的转舵力矩越小。但平衡系数也不宜过大，否则在常用舵角(100-2酽)范围内回舵需克服的水动力矩就较大，反而会增加舵机功耗。商船舵叶的平衡系数一般取0．15-0．35。
　　 2．功用
　　舵机的功用是保证船舶按照人要求迅速可靠地将舵叶转到并保持在指定的舵角，以使船舶航行在给定的航线上，是确保船舶安全航行的重要设备。
　　 3．舵机的类型
　　船舶舵机按动力可分为液压舵机和电动舵机，目前海船上几乎全部采用液压舵机。

第三篇船舶制冷和空气调节装置
　　 MARINE REFRIGERATING AND AIR
　　 CONDITIONING INSTALLATION
　　第八章船舶制冷装置
　　 MARINE REFRICERATING INSTALIATI0N
　　节船舶冷库中食品贮藏的条件
　　 CONDITION POR STORINC FOOD IN MARINE REFRICERATORY
　　制冷是从某一物体或空间吸取热量，并将其转移给周围环境介质，使该物体或空间的温度低于环境的温度，并维持这一低温过程的技术。用于完成制冷过程的设备称为制冷机或制冷装置。制冷技术是从19世纪中叶开始发展的，距今仅有一百多年的历史。但是现在已广泛应用于工农业生产、国防科研、医疗卫生以及国民经济的各个领域，作为海—亡运输的船舶，其应用主要为三个方面：
　　 1．船舶伙食冷藏：船舶航程越远，所需携带的食品越多，储藏时间也越长。一般船舶为了储存易腐食品，几乎都设有伙食冷库。用于船员、旅客的伙食冷藏。
　　 2．船舶空气调节：船舶为了能向船员和旅客提供适宜的工作条件和生活环境，一般都设有空气调节装置，制冷装置为空气调节提供了必需的冷源。
　　 3．冷藏运输：如货物的冷藏运输、鱼类保鲜、天然气液化和贮运、冷藏集装箱、“冷藏链”运输以及舰艇的弹药贮存、隐藏潜航等。
　　食品冷藏是船舶冷库制冷装置的主要服务项目之一。因此有必要对食品冷藏的条件，有一个基本了解，食品冷藏的原理是：肉鱼等食品腐坏的原因主要是微生物(细菌、霉菌、醇母菌等)活动繁殖所分泌的物质，使食物中的有机物水解变质。而水果、蔬菜等在采摘后仍有新陈代谢的呼吸作用，吸收氧气，放出二氧化碳和热量。这种呼吸作用可防护水果、蔬菜不受微生物侵害，但又会使水果蔬菜继续成熟、消耗养分、以致腐烂。用冷库保存食品，主要是创造条件，尽量抑制微生物活动和适当减弱蔬菜水果的呼吸作用，它主要有以下几方面。
　　一、合适的温度条件
　　低温一般不能杀灭微生物，但可以使微生物活动受抑制，直至食品中的水分完全冻结，微

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生物活动完全停止。低温还可以使菜果的呼吸作用减弱。对不同的食品，需要创造不同的冷藏条件，通常有“冷却”、“冷冻”、“速冻”的处理方法。
　　所谓“冷却”，是把食品温度保持在0～5℃之间，食品的细胞膜没有冻结，食品仍能保持原有的风味和营养价值。但微生物在这样的温度下，还具有一定的繁殖能力，食品不能储存过久。
　　所谓“冷冻”，是把食品温度降到OC以下，微生物几乎完全停止繁殖，保藏时间较长，但冻结的速度慢，会使食品的细胞膜大部分水分冻结形成冰晶，当水结成冰时，体积增大9％—10％，使细胞膜内层破裂，使食品丧失原有的风味和营养。
　　 “速冻”能在短时间内使食品冻结，在食品内部形成的冰晶细小、均匀，保持食品原有的风味品质。
　　远洋船舶鱼肉库一般保持—18℃-—20℃，因—60℃下食品水分完全冻结，而—20℃时，食品仅剩约10％的水分，保存期可达半年以上。近海船库藏时间短，保存期不超过2～3个月，常取—10℃左右，蛋库、菜库以保鲜为主，库温一般为—1～+1℃和3～5℃。
　　二、适宜的湿度条件
　　相对湿度过低，会使食品表面干缩和失水减重，品质变差，相对湿度过高，库温在ot以上的冷藏食品表面发潮，微生物更易繁殖，但对冷冻食品影响不大。
　　适宜的相对湿度条件是：鲜肉蛋类70％—80％，蔬菜70％、90％，水果90％左右，冻鱼、冻肉70％—100％。
　　三、二氧化碳和氮气浓度
　　菜果食品的呼吸作用是不断吸氧，排出二氧化碳、水蒸气和热的新陈代谢活动，如果在冷冻贮藏的同时，控制库内空气成分，适当减小氧的浓度，而增大二氧化碳的浓度或氮的浓度，会更有效的延缓代谢过程，有利提高贮藏质量和延长贮藏时间。通常，二氧化碳浓度控制在2％—8％之间，氧气浓度控制在2％—5％之间，气调库的储藏期可比普通库延长0．5-1倍。
　　四、臭氧浓度
　　臭氧是一种极易自行分解为普通氧气和单原子氧的一种气体，单原子氧有杀灭微生物的作用，消毒去异味，臭氧还可抑制菜果的呼吸作用，防止其成熟过快。水果、蔬菜、肉类舱，臭氧连续供给浓度应控制在0．3-0．4rog／m3，供臭氧时间为15min，鱼和其它有气味货物舱，臭氧连续供给浓度应控制在O．4—0．8mg／m3，供氧时间为20min。
　　船舶冷藏舱中臭氧是通过臭氧发生器得到，臭氧发生器是利用其两个金属电极间的高压放电使空气中的氧气变为臭氧，这和自然界的臭氧产生原理是一样的。当臭氧浓度超过2mg／m3，会刺激人呼吸道粘膜，使人头痛，人在进入冷库前2—3h，应停止臭氧发生器工作。
　　在上述条件中，温度条件是最主要的，其它条件并不是所有冷库都具有的。

(5)机座螺栓松动，滑油泵磨损等。
　　第九章船舶空气调节装置
　　 MARINE AIR CONDITl0NING PLANT
　　节船舶空调的基本知识
　　 GENEPtAL KiNOWLEDGE OF MARINE AIR CONDITIONINC PLANT
　　空气调节是一种能够改善人们生活、工作环境的专门技术，它是把经过一定处理后的空气，以一定方式送人室内，使室内空气的温度、湿度、气流速度和空气清新程度控制在适当范围内。对空气处理的装置，称为空气调节装置。
　　船舶航行于各海域，气象条件复杂，气候多变，为了使船员、旅客有一个舒适的生活、工作环境，空调技术能够在舱室内创造一个适宜的人工气候，因此，现代船舶大都设有空气调节装置。
　　一、对船舶空调的要求
　　从人体生理学可知：温度是影响人类身体健康和舒适的首要因素。在过热、过冷的环境下，人体热平衡不能维持，中暑、冻伤都是气候过热、过冷造成的疾病，严重时甚至生命死亡。空气的相对湿度对人的舒适感也有影响，春夏之交的梅雨季节，空气温度不太高，但因潮湿，人体通过皮肤散热困难，人感到闷热，极不舒服，冬季点火取暖，温度条件满足，因空气相对湿度降低，人感到口干舌燥，情绪烦躁。盛夏，暑热难当，人们喜欢找个风口歇歇或打开风扇吹吹，这说明风速对人体热平衡有影响，风扇只能加强空气流速，不能降温，但能加剧人体皮肤的散热。人们在房间里呆久了，会感到闷气，“头脑发胀”，到大自然去走走，一下子郁闷尽扫，神清气爽，这是空气中新鲜氧含量的作用。噪音会使人感到不适，一般限制标准为60—65dB(A)。
　　船舶空调仅用于满足卫生和舒适的需要，为船员创造良好的工作和休息环境，称为舒适性空调，它对空气条件不十分严格。设计时舱外条件我国定为：冬季—18~(2-_20~C，相对湿度80％～100％，夏季+35℃，相对湿度70％，在此条件下，舱内空气应满足以下几方面。
　　 1．空气温度：冬季19～22~C，夏季24-28q(2，室内外温差不超过6—10℃，室内垂向温差不超过3-5℃。夏季室内外温差不超过6—10℃。
　　 2．空气湿度：冬季相对湿度甲‘30％-40％，夏季相对湿度Q=40％-50％。
　　 3．空气清新程度：包括空气清洁(少含粉尘和有害气体)和新鲜(足够的含氧量)两项要求，满足人呼吸对氧气的需要，新鲜空气供给量每人2．4m3／h即可，要使二氧化碳、烟气等有害气体降到允许值以下，新风量要求每人30—50m3/h。
　　 4．空气流速：舱室内，空气有轻微的流动，使人感到不气闷，要求气流速度以0．15—0．2m／h为宜，不超过0．35m／h，否则人也会感到不舒服。
　　 5．噪声：距室内空调出风口处，测试的噪声应不大于55～60dB(A)。

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　　二、湿空气的基本知识
　　完全不含水蒸气的空气称为干空气。实际上，空气中总有少量的水蒸气，含有水蒸气的空气称为湿空气。空气中水蒸气的分压力如果达到空气温度所对应的水蒸气饱和压力，水分即不再向空气中蒸发，称为饱和空气。水蒸气分压力尚未达到该气温对应的饱和压力的湿空气称为未饱和空气，它可以允许水分继续向其中蒸发。下面介绍湿空气的常用状态参数：
　　 1．压力
　　 (1)大气压力：地球表面的空气层在单位面积上的重量称为大气压力。通常以纬度45*处海平面上常年平均气压作为一个“标准大气压”或“物理大气压”，等于760mmHg。
　　 (1)水蒸气分压力：湿空气是干空气和水蒸气的混合气体，按照物理学中道尔顿定律，混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和，则湿空气的压力户等于干空气的分压Pe加水蒸气分压Pc，即
　　 P=Pg+Pc　　(9—1)
　　水蒸气分压力的大小反映空气中水蒸气的含量多少，反映空气的潮湿程度，它是空气湿度的一个指标。
　　 2．温度
　　温度是表示空气冷热程度的参数，常用‘来表示摄氏温度℃。用厂表示空气温度K，它的高低对人的舒适和健康影响很大，是空调中一个重要参数。
　　 3．湿度
　　湿度是用来表示空气干湿程度的物理量，它有下面几种表示方式：
　　 (1)湿度：1m3湿空气中含有的水蒸气质量，称为空气的“湿度”，单位是kg／m3，用Z表示，则
　　 Z=Gc／V　　(9—2)
式中：C。——水蒸气质量，ke；
　　 V——体积，m3。
　　 (2)含湿量：每千克干空气所含水蒸气的克数称为含湿量，单位为s／ks干空气，常用J表示
　　 d=1000Gc／Gg　　(9—3)
式中：Gg--干空气质量，Ls。
　　含湿量与大气压力和水蒸气分压力之间的关系为
　　 d=622Pc／Pr=622Pc/B—Pc　　(9-4)
式中：B——大气压力。
　　含湿量d几乎同水蒸气分压力成正比，而同大气压力月成反比。它表达了空气中实际含有的水蒸气量。对某一地区讲，大气压力B基本上是定值，那么空气含湿量d仅同水蒸气压力有关。
　　含湿量是空调技术中的一个重要状态参数，对空气去湿或加湿处理时，干空气的质量是保持不变的，仅是水蒸气含量发生变化，因此，空调工程计算中，常用含湿量的变化来表达加湿和去湿程度。
　　 (3)饱和湿度：大气压力下，具有一定温度的一定量的空气中，实际所能容纳之水蒸气量达到值，这时的湿度称为“饱和湿度”，以ZB表示，单位为kg／m3。饱和空气的

第四篇机舱其它辅机
　　 OTHER AUXILIARY MAC
　　 HINES INENGINE ROOM
　　第十章船舶辅助锅炉
　　 MARINE AUXILIARY BOILER
　　节船舶辅助锅炉的基本知识
　　 BOILER BASIC KNOWLEDGE
　　一、锅炉在船舶中的应用
　　锅炉是将水加热，使之产生蒸汽的装置。作为船舶动力装置的重要组成部分，锅炉在船舶中有着十分广泛的应用。锅炉的作用也随着船舶主机的型式和种类的不同而有所变化。在蒸汽动力装置船舶中，产生过热蒸汽用以推进船舶前进的锅炉称为主锅炉。而在现代柴油机船舶动力装置中，锅炉产生的饱和蒸汽用于加热燃油、滑油、主机暖缸和满足日常生活取暖、蒸饭、加热水等，有些用来制造淡水，这样用途的锅炉称为辅锅炉。一般柴油机干货船装一台压力为0．5—1，0MPa、蒸发量不超过2．5t／h的小型燃油辅锅炉。在油船和客船上，特别是大型油轮，因用汽量较大，通常装两台压力不超过2MPa、蒸发量较大(20t／h以上)的燃油辅锅炉。
　　二、锅炉的分类
　　船舶辅锅炉的型式很多，按其结构、水循环、工作压力的不同可分类如下：
　　 1．烟管、水管和水、烟管联合锅炉
　　烟管锅炉受热面管内流动的是高温烟气，管外是水；水管锅炉受热面管内流动的则是水或者是汽水混合物，而烟气在管外流过；此外，尚有一种锅炉，它的一部分受热面管子按水管锅炉方式产生蒸汽，而其余受热面管子则按烟管锅炉方式工作，称之为水、烟管联合锅炉。目前，水管锅炉正被广泛应用。
　　 2．自然循环、强制循环锅炉
　　对水管锅炉而言，管内的水必须沿着一定的方向流动，以保证受热面管子不被高温烧坏。

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　　所谓自然循环锅炉，即其管内水的流动是由于工质的密度差而引起的。相反，强制循环锅炉的管内水流动是借助泵来实现的。
　　 3．低、中、高压锅炉
　　这种分类依据的蒸汽工作压力是随着生产水平的发展而变化的。目前一般蒸汽工作压力在2．0MPa以下者为低压锅炉；2．0～4，OMPa为中压锅炉；4．0～6．0MPa为中高压锅炉；超过6．0MPa为高压锅炉。船用辅助锅炉主要是低压锅炉。
　　三、锅炉主要性能指标
　　锅炉的主要性能指标有：蒸发量、蒸汽参数、锅炉效率、蒸发受热面积及蒸发率、炉膛容积热负荷等。
　　 1．蒸发量
　　蒸发量是指锅炉在设计状态下每小时生产的蒸汽量，用D表示，单位是t／h或kg／h。
　　 2．蒸汽参数
　　蒸汽参数是指锅炉产生的蒸汽质量。当锅炉供应饱和蒸汽时，蒸汽参数用蒸汽的工作压力表示，单位是MPa，锅炉一般标注名义工作压力，使用的工作压力范围上限可稍超过它，但不应超过锅炉许用工作压力(设计压力)。当锅炉供应过热蒸汽时，还应同时标注蒸汽温度。
　　 3．锅炉效率
　　锅炉效率是指锅炉内有效利用热量与投入炉内之燃料完全燃烧时所发出的热量之比。用符号n表示。
　　 4，受热面积
　　受热面积包括蒸发受热面积(炉水被加热产生饱和蒸汽的受热面积)和附加受热面积(过热器、空气预热器和加热给水的经济器等附加设备的受热面积)，单位是m2。辅锅炉通常没有上述附加设备，故受热面积即为蒸发受热面积。
　　 5．蒸发率(产汽率)
　　蒸发率是指单位蒸发受热面积的蒸发量，单位是kg／m2·h，用来评价锅炉蒸发受热面和平均传热强度。蒸发率越高，锅炉结构越紧凑。
　　 6．炉膛容积热负荷
　　炉膛容积热负荷是指每单位炉膛容积在单位时间内燃料燃烧放出的热量，用符号Qv表示。燃油锅炉在燃油耗量和热值一定的条件下，Qv值越大则炉膛的相对容积越小，燃油在炉膛内燃烧停留时间越短，炉膛内的烟气平均温度也越高。Qv是影响燃烧质量、锅炉效率、工作可靠性以及锅炉尺寸和重量的一个重要参数。
　　第二节船舶辅助锅炉的基本结构与附件
　　 BOILER CONETRUCTION & FITTINGS
　　一、锅炉的基本结构和性能
　　锅炉按结构形式可分为水管锅炉(Water—TubeBoiler)和烟管锅炉(Fire—TubeBoiler)两大类。在柴油机动力装置的干货船上，辅锅炉应以结构简单、维护操作方便为选型的主要原则，当然也要考虑重量和尺寸应尽可能小些。D形水管锅炉、立式直水管锅炉、立式横烟管锅炉是

第十一章船用海水淡化装置
　　 MARINE FRESH WATER GENERATOR
　　船舶在大海中航行，每天需要消耗大量淡水，远洋船舶的航线长，淡水完全靠携带，势必要减少船舶的装载能力。因此，远洋船舶一般都设有海水淡化装置(俗称造水机)，以提高船舶续

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航能力，增加货运量，满足船舶航行中的多变性。
　　对海水淡化装置提出主要要求有：
　　 1．要满足船舶的日耗水量，乘员每人每天250L淡水，船舶动力装置每日耗淡水0．2—0．3L／kW。
　　 2．要利用余热，节能增效。
　　 3．装置的自重要轻，工作可靠性高，便于维护管理。
　　 4．淡水质量要满足锅炉用水的要求。
　　根据用途不同，船舶对淡水质量的要求也不同，其中对锅炉补给水含盐量要求最为严格(火管锅炉《60rog／ICl—，水管锅炉《30rog／LCl—)。饮用水要求清洁无菌，无异味，无有害物质，含盐量不大于500-1000rog／LCl—，并可加入一些矿物质。洗漱水必须清洁无污染、无恶臭、盐度不大于750rog／LCl—，硬度不大于7mg当量几。
　　现在的海水淡化方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗析法和冷冻法，除某些缺少热能的作业船和潜艇采用电渗析海水淡化装置外，一般船舶几乎都采用蒸馏式海水淡化装置。
　　节船用海水淡化装置的工作原理
　　 OPERATINC PRINCIPLE
　　 OF MARINE FIlESH WATER GENERATOR
　　一、真空蒸馏海水淡化装置类型及工作原理
　　蒸馏法淡化海水，是利用盐分几乎不容于低压水蒸气的特性，使海水受热汽化，然后将海水产生的水蒸气冷凝获得含盐量很少的淡水，即蒸馏水。所以海水淡化装置又称为蒸馏装置。
　　船用海水蒸馏装置一般都采用真空式，其目的是便于利用温度不太高的柴油机缸套冷却水作热源，提高经济性。例如到真空度为93％时，对应的海水沸点为38．6~C，而一般柴油机缸套冷却水为60—65<，足够用作真空式蒸馏装置的热源。、第二是保持较低的加热温度能使蒸发器换热面上结垢明显减少，便于清洗。第三是有利于蒸汽净化，提高淡水品质。装置真空度越高，蒸汽密度越小，蒸汽与水滴的密度差越大，越有利于水滴的分离。
　　 1．真空沸腾式海水蒸馏装置
　　图11-1所示为真空沸腾式海水蒸馏装置原理图。当装置工作时，海水泵2所供海水的一部分经阀—3流伺蒸馏器1下部的竖管式蒸发器，在其竖管内向上流动。缸套冷却水作为加热工质进入蒸发器在竖管外流动，对竖管内的海水加热，海水受热沸腾汽化，产生不含溶解物的蒸汽(称为二次蒸汽)。蒸汽经汽水分离器(在冷凝器两侧，图中未示出)除去带有微量盐分小水滴后从冷凝器上部的开口进入，供冷却用的海水在冷凝器管内流动，管外的蒸汽被冷凝成淡水，由凝水泵4送至淡水舱。真空泵6不断从冷凝器中抽除气体，以保持蒸发器和冷凝器所适合的真空度，排盐泵5将蒸发器内浓缩的海水(盐水)排出舷外。
　　如图所示，在蒸发器稳定工作，水位保持稳定时，装置的给水量wo应等于装置的产水量W和排盐量WB之和，而给水量wo与产水量W之比称为给水倍率s
　　 E=Wo／W
　　排盐量WB与产水量W之比称为排污率，给水倍串=排污率+1。
　　目前在柴油机船上，海水淡化装置一般都使用主机缸套冷却水作为加热工质，只有在主机

第十二章船用活塞式空压机
　　 MARINE PIST0N一TYPE AIR COMPRESSOR
　　在商船上，压缩空气主要用于主柴油机的起动、换向和发电柴油机的起动；同时也为其它

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需要压缩空气的辅助机械设备(如压力水柜、汽笛、离心泵自吸装置等)和气动工具供气。一般船舶设有两个以上有足够容积的压缩空气瓶。向气瓶供气的空压机是重要的船舶辅机。
　　按工作原理来分，空压机类型有活塞式、离心式和回转式。活塞式空压机虽供气时气流压力脉动大，但因其效率较高，仍在船舶上得到较广的应用。
　　按额定排气压力分有低压式(O．1-1．0MPa)、中压式(1～10MPa)和高压式(，O-100MPa)；按排气量则可分为微型(小于lm3／min)、小型(1～10m3／min)、中型(10—100m3／min)和大型(大于100m3／min)。
　　大中型柴油机船一般设有2-3台微型或小型、中压、水冷双级活塞式空压机，最近有些船舶采用风冷三级活塞式空压机。主空气瓶工作压力多为3MPa左右(柴油机起动空气压力一般不应低于1．5MPa)，而其它需要较低压力空气的场所则由主气瓶经减压阀供气。此外，通常还设有一台柴油机驱动的微型应急空压机。
　　节活塞式空压机工作原理
　　 OPERAnNGPRINCIPLE
　　 OF PISTON-TYPE AIR COMPRESSOR
　　一、空压机的理想工作循环
　　所谓理想工作循环，即假定空压机工作过程无能量损失和容积损失。对空压机来讲：(1)气缸没有余隙容积；(2)吸排气过程没有压力损失；(3)气缸与缸壁无热交换；(4)工作过程无气体泄露。
　　图12-1为单级空压机的理论示功图。当活塞在气缸中从左死点向右移动，活塞左侧的气缸容积增大，压力为Fl的空气压开吸气阀等压进入气缸，直至右死点为止。这是等压吸气过程，以直线4--1表示。活塞从右向左移动，吸气阀关闭，活塞左边容积减小，压力升高，直至2点，压力为F：，这是绝热压缩过程，用曲线1--2表示。如果压缩过程冷却良好，缸内气体温度不变，用等温压缩线1--2"表示。通常缸壁有一定的冷却，实际压缩过程介于等温压缩与绝热压缩之间，称为多变过程用1--2，表示。活塞由2点继续左移，排气阀开启，缸内空气等压排出，直至左死点为止。这是等压排气过程，以直线2--3表示。即理想循环由等压吸气、压缩、等压排气三个过程组成。根据热力学知识，P—y图上循环过程线4—1—2—3—4所包围的面积代表空压机的一个理想工作循环所消耗的压缩功。

　　二、空压机的实际工作循环
　　在实际工作循环中，上述四点假设不成立，它存在着以下损失：
　　 1．余隙容积损失
　　所谓余隙容积是指活塞在上死点时，气缸活塞第—道密封环以上的残余容积。它包括三部分：
　　 (1)活塞顶到道活塞环的环行空间；

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