泵与风机1
泵与风机完整课件
目录
CONTENTS
• 泵与风机基本概念及分类 • 泵与风机选型与设计 • 泵与风机运行特性及调节方法 • 泵与风机性能测试与评估 • 泵与风机故障诊断与维护保养 • 泵与风机节能技术探讨
01 泵与风机基本概念及分 类
定义及工作原理
定义
泵与风机是流体机械中的两类重 要设备，用于输送气体或液体， 提升流体的压力或输送流体。
01
02
03
变速调节
通过改变泵的转速来调节 流量和扬程，适用于需要 大范围调节且对效率要求 较高的场合。
节流调节
通过改变管路中阀门的开 度来调节流量和扬程，适 用于小范围调节且对效率 要求不高的场合。
切割叶轮调节
通过切割叶轮直径来改变 泵的扬程和流量，适用于 需要降低扬程或流量的场 合。
实例分析：某泵站运行调节策略优化
。
确定流量和扬程
根据工艺要求确定所需流量和 扬程，并考虑一定余量。
选择泵或风机类型
根据流体性质、输送距离、安 装条件等选择适合的泵或风机
类型。
校核性能参数
对所选泵或风机的性能参数进 行校核，确保其满足工艺要求
。
设计计算方法
相似换算
利用相似原理，将模型试验结 果换算到实际泵或风机的性能
参数上。
系统阻力计算
采用标准化的测试程序，包括准备、 安装、调试、运行和数据分析等步骤 ，确保测试结果的准确性和可重复性 。
性能测试标准
测试参数与指标
关注流量、扬程、功率、效率等关键 性能参数，以及振动、噪音、温升等 辅助指标，全面评估泵与风机的性能 表现。
遵循国际或行业内的相关标准，如 ISO、API等，以及特定的设备制造商 标准，确保测试的公正性和客观性。
泵与风机
泵与风机属通用的流体机械。
它是将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能的机械。
泵与风机的流量、扬程、全压与转速有关。
转速越高，则输送的流量、扬程、全压亦越大。
叶轮级数减少，轴变粗短。
离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。
流体沿轴向流入叶轮并沿径向流出。
轴流式：利用旋转叶轮、叶片对流体作用的升力来输送流体，并提高其压力。
流体沿轴向流入叶轮并沿轴向流出。
假设（1）泵与风机内流动的流体为无黏性流体。
在推导方程时可不计能量损失。
（2）叶轮上叶片厚度无限薄，叶片数无穷多，所以流道的宽度无限小，那么流体完全沿着叶片的弯曲形状流动。
分析（1）当叶轮内流量减小到某一值时，即Wm 降低到某一值时，会出现叶片工作面上的相对速度W=0。
若流量再下降时，则在叶片的工作面上出现逆流。
所以，对于每个叶轮都有一个临界的工作流量。
泵与风机运转时，输送的流量低于这个临界流量时，会在叶片的工作面上产生逆流。
（2）如果流道内的流量不变，则轴向漩涡与叶片数Z （即流道宽度B ）有关，与泵与风机叶轮的旋转角速度W 有关。
目前，大容量的锅炉给水泵转速都较高，因此有可能在叶片的工作面上出现12m k B B R ωω⎛⎫>+⎪⎝⎭，产生逆流的速度区，造成扬程下降。
为此，需要改变流道宽度B ，或装置长短叶片。
黏性流体在泵与风机中流动时，存在沿程阻力，局部阻力及冲击阻力损失，使扬程或全压下降。
因为在推导公式时，曾作了两个假设，假设与实际情况并不相符，因而实际应用时，须进行修正。
离心式叶轮叶片的型式：后弯式叶片、前弯式叶片、径向式叶片采用后弯式叶片原因：（1）后弯式叶片流动效率高（2）后弯式叶片流道效率高（3）后弯式叶片性能稳定离心泵主要部件：叶轮、吸入室、压出室、轴向力和径向力平衡装置及轴端密封装置。
叶轮组成：前盖板、叶片、后盖板、轮毂。
单吸与双吸之分。
《泵与风机》-1
过程机械
流体机械
宏观物体：气态、液态、固态 （三态）
流体机械
械。
(Fluid Machinery)
以流体为工作介质而进行能量转化的机械为流体机
本课程: 气体、液体、固体
工质
作功
理论基础
三大物态，演绎出很多物种、变化和创造
流体机械种类： 水力机械： 水轮机、水斗、水波轮等。 汽轮机械： 蒸汽轮机、废气轮机、燃气轮机 等。 化工机器： 压缩机、泵、制冷机 等。 通风机械： 通风机、鼓风机、风扇 等。 透平机械： 涡轮机、透平压缩机、飞机发动机 等。 液压机械： 液压泵、液压马达、液压缸 等。 液力机械： 液力变矩器、液力偶合器、液力制动器。
二、工作原理
（一）叶片式泵与风机 1、离心式泵与风机的工作原理
风机叶轮
离心泵剖面图
离心泵模型
二、工作原理
（一）叶片式泵与风机 2、轴流式泵与风机的工作原理 流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转 时，旋转着的叶片给绕流流体一个轴向的推力，此叶片的推力 对流体作功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶轮连续旋转 即形成轴流式泵与风机的连续工作。
1
一、分类
2、按泵与风机工作原理分类： 叶片式 离心式 轴流式 混流式 往复式 回转式 真空泵 射流泵 水击泵 风机 离心式 叶片式 轴流式 混流式 往复式 容积式 回转式
二、工作原理
（一）叶片式泵与风机 流体流动特点: 流体的出流方向不同 离心式：沿径向 轴流式：沿轴向 混流式：沿斜向 工作原理：工作叶轮旋 转时叶轮上的叶片将能量连 续地传给流体，从而将流体 输送到高压、高位处或远 处。
三大力学:
过程控制 电工电子学 数字控制 计算机等 固体力学 热力学 流体力学
第一章泵与风机的分类及工作原理
Dk
22u
sl
2
（曲1（（.类线二同12，））型类）成风流型系离为压量风数心类系系机式型数数必特通有性风共曲同机P线特PP的QQQQ4p。pQ性sulpDp类Q222。2Qu4Q44型42p反pDsDulu系、22映r2222r22pcuu4uu442数2同222uD42QDb4Db2类2和2222ucDucDc型2uup2类2222r222r2u2通uDuD、型Q23常222且2风3uu数曲22机常k数线共 同k 特性的
(二）几种常用轴流式通风机 1、2K60型通风机 （1）结构特点 （2）技术性能和性能曲线 （3）型号意义
2、2K56型轴流式通风机
三、矿用通风机的反风
（一）反风的意义及要求 1.意义 2.要求 《煤矿安全规程》规定：生产矿井主要通风机必须装 有反风设施，必须能在10min内改变巷道中的风流方向。 当风流方向改变后，主要通风机的供风量，不应小于 正常风量的40%。 反风设施由矿长组织有关部门每季度至少检查一次， 每年应进行1次反风演习。当矿井通风系统有较大变化时， 也应进行1次反风演习。
形状 外壳的截面呈螺旋状。 3.集流器（进风口）
集流器的作用是保证气流平稳地进入叶轮，使叶 轮得到良好的进气条件。常用的是锥弧形的
集流器与叶轮入口部分之间的间隙形式和大小， 对容积损失和流动损失有重要影响。4－72和G4－ 73模型机采用径向间隙
（二）几种常用离心式通风机
1.4－72－11型离心式通风机 （1）结构特点 （2）型号意义 □4—72—11—No.20 B 右90° □——一般用字母表示通风机的用途。“G”表示锅炉用通
（3）功率 单位kW。
①轴功率 N 原动机传给通风机轴上的功率。 ②有效功率 Na 单位时间内气体从通风机获得的能量。
第一章 泵与风机简介
课程名称热工与流体机械任课老师乔红编写日期授课日期授课班级基本课题泵与风机概述课程要求掌握泵与风机的分类、工作原理和主要性能参数，了解泵与风机在国民经济中，尤其是电厂的作用、发展趋势及新技术成就作业布置第一章泵与风机概述一、课程性质泵与风机是将原动机的机械能转换为被输送流体的压能和动能的一种动力设备。
输送液体的机械设备称为泵。
即：泵的主要作用是提高液体能量并输送液体。
输送气体的机械设备称为风机。
即：风机的主要作用是提高气体能量并输送气体。
二、泵与风机在国民经济建设和火电厂的地位给水泵：向锅炉输送水。
循环水泵：向汽轮机凝汽器输送冷却水。
凝结水泵：排送凝汽器中的凝结水。
疏水泵：排送热力系统中各处的疏水。
补给水泵：补充管路系统的汽水损失。
灰渣泵、冲灰水泵：排除锅炉燃烧后的灰渣等。
润滑油泵：供给汽轮机各轴承润滑油的泵。
炉膛燃烧需要空气和煤粉，设有排粉风机，送风机，排除锅炉燃烧后的烟气设有引风机。
三、电厂用泵与风机输送的介质泵输送的介质有给水、凝结水、冷却水、润滑油、水与灰渣的混合物等。
风机输送的介质有空气、烟气、煤粉和空气的混合物。
第二节泵与风机的分类及工作原理一、泵与风机的分类1、按工作原理来分类（1）泵分为：叶片式泵（依靠叶轮旋转，叶片对流体做功），容积式泵（工作室容积的周期性变化来输送流体），其他类型的泵叶片式泵又分为：离心泵（离心惯性力作用）轴流泵（叶轮对流体推力作用）混流泵容积式泵又分为：往复泵（工作部件往复间歇运动）齿轮泵（）螺杆泵其他类型的泵又分为：喷射泵、水击泵、真空泵（2）风机分为：叶片式风机 容积式风机叶片式风机又分为：离心风机、轴流风机、混流风机容积式风机又分为：往复风机、回转风机2、按产生的压强分类（1）泵： 低压泵 MP a 2p < 中压泵 MP a 6p MP a 2<< 高压泵 MP a 6p >（2）风机：通风机 KP a 15p < 鼓风机 kPa 340p kPa 15<< 压气机：MP a 6p > 通风机又可分为：离心通风机 轴流通风机离心通风机又可分为：低压离心通风机 KPa p 1<中压离心通风机 KPa 3p KPa 1<<高压离心通风机 KP a 15p KP a 3<<轴流通风机又可分为：低压轴流通风机 KPa p 5.0<高压轴流通风机 KPa 5p KPa 5.0<<3、按在生产中的用途分类给水泵 凝结水泵 循环水泵 疏水泵 灰渣泵 送风机 引风机 排粉风机等二、 泵与风机的工作原理（一） 叶片式泵与风机的工作原理叶片式泵与风机是依靠装在主轴上叶轮的旋转运动，通过叶轮的叶片对流体做功来提高流体能量，从而实现输送流体的。
泵与风机简答题
1 泵与风机常见损失有哪几种？用哪几个参数评价这些损失的大小？答：机械容积流动机械损失功率，容积损失功率，流动损失功率2.泵与风机的基本性能参数有哪些？试叙述其定义。
答：流量：泵与风机在单位时间内所输送的流体量扬程：单位重量的液体通过泵时所获得的能量增加值。
全压：单位体积气体通过风机时所获得的能量增加值。
功率：原动机功率：原动机传递给泵与风机转轴上的功率。
轴功率：单位时间内通过泵与风机获得的功率效率：有效功率比轴功率转速：泵与风机每分钟的转数汽蚀余量：有效汽蚀余量泵在吸入口处单位重量液体所获得的超过汽化压力的富裕能头。
必需汽蚀余量液体在泵吸入口处的能头对压力最低点处静压能头的富裕能头。
3.在推导泵与风机基本方程式之前有那些假设? 推导泵与风机基本方程式的理论依据是什么?写出离心泵的基本方程式。
答：a 叶轮叶片数为无限多且无限薄，流体完全沿着叶片形状流动b叶轮中流体为无粘性流体，即理想流体c不可压缩流体无能量损失d稳定流动动量矩定理：在定常流动中，在单位时间内流体质量的动量矩变化等于作用在该流体上的外力矩。
4.简述离心泵的工作原理。
答：利用旋转叶轮产生离心力，借离心力输送流体，并提高其压力，流体沿轴向进入叶轮转90度后沿径向流出，流体排出后在叶轮进口形成真空，流体则由吸入室吸入。
叶轮连续旋转，流体则不断被吸入和输出。
5.简述轴流泵的工作原理。
答：利用旋转叶轮叶片作用在流体上的升力来输送流体，并提高其压力，流体沿轴向并沿轴向流出，流体流出后在进口形成真空，流体由吸入喇叭管吸入。
叶轮连续旋转，流体则不断被吸入和输出。
6.何谓轴流式风机的动叶可调？有什么优点？答：动叶可调即改变动叶安装角，可以改变性能曲线的形状，从而使性能参数随之改变，因此随工况变化来调整动叶安装角调节方便经济，流量变化大而扬程变化不大，最大效率点变化也不大，可在较大流量范围内保持较高效率。
7.试述风机入口导流器调节的工作原理。
答：通过调节入口导流器，叶片安装角，来使其后级叶轮的入口速度三角形发生改变，从而改善性能曲线。
泵与风机思考题1
绪论思考题5离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？ 答：离心泵叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。
吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。
压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。
导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。
密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。
轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的间隙泄漏到泵外。
离心风机叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能蜗壳：汇集从叶轮流出的气体并引向风机的出口，同时将气体的部分动能转化为压力能。
集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。
进气箱：改善气流的进气条件，减少气流分布不均而引起的阻力损失。
6轴流式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？答：叶轮：把原动机的机械能转化为流体的压力能和动能的主要部件。
导叶：使通过叶轮的前后的流体具有一定的流动方向，并使其阻力损失最小。
吸入室（泵）：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。
集流器（风机）：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。
扩压筒：将后导叶流出气流的动能转化为压力能。
7 轴端密封的方式有几种？各有何特点？用在哪种场合？答：填料密封：结构简单，工作可靠，但使用寿命短，广泛应用于中低压水泵上。
机械密封：使用寿命长，密封效果好，摩擦耗功小，但其结构复杂，制造精度与安装技术要求高，造价贵。
适用于高温高压泵。
浮动环密封：相对与机械密封结构较简单，运行可靠，密封效果好，多用于高温高压锅炉给水泵上。
第一章思考题1． 试简述离心式与轴流式泵与风机的工作原理。
答：离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。
《泵与风机》课件(第1章)
污水处理厂
7.动力工程
除了汽轮机、水轮机和燃气轮机属于现代最重要的动 力装置以外，在动力工程中还广泛地使用压缩机和液力传 动装置。 燃气轮机压缩机 压缩机是燃气轮机的重要组成部分之一，压缩机将空 气压入燃烧室，使燃料得以燃烧，产生高温高压的燃气， 燃气推动燃气轮机的叶轮转动。
涡轮增压器 涡轮增压器利用内燃机气缸排出的废气驱动涡轮机， 涡轮机则驱动一个压缩机压缩空气以提高进入气缸的空 气压力，从而增加进入气缸中的空气量。这样在相同的 气缸容积下，可以相应增加燃油量，也就提高了发动机 功率。
离心式水泵
轴流泵
混流泵
（2）容积式泵与风机
通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风 机。根据机械运动方式的不同还可分为往复式和回转式。
（3）其他类型的泵与风机 无法归入前面两大类的泵与风机。这类泵与风机的主要 特点是利用具有较高能量工作流体来输送能量较低的流体。 例如：液环泵、射流泵等。
8.制冷与低温工程 压缩机是制冷装置中最重要的设备。制冷装置不仅在许 多工业和科学领域中有着重要的应用，而且在生活领域中亦 日益普及。在小型制冷装置中都使用容积式压缩机，而在大 型装置中则使用离心式压缩机。 9.采矿工业 矿井的排水和通风是保证矿井正常工作的重要条件，为 此需配备相应的泵与风机。 10.航天技术 燃料输送泵是火箭发动机的重要组成部分。火箭的液体燃料 是易燃、易挥发的，有时温度极低(液氢、液氧燃料)，而且 泵的尺寸和重量受到严格的限制。 在火箭和飞船的控制与导航系统中，常采用液压装置作为执 行元件，而用特殊的离心泵作为整个液压系统的动力源。
第二节 泵与风机的分类及工作原理 一、泵与风机的分类
按压力分类 泵：低压泵、中压泵、高压泵； 风机：通风机、鼓风机、压气机。 按工作原理分类
电厂泵与风机【2024版】
2. 压出室
作用：收集末级叶轮流出的高速水流引向出 口，同时将部分动能转换为压力能。
结构形式：螺旋形、环形。
3. 导叶
作用：汇集前一级叶轮甩出的高速液体，并引入 次级叶轮的进口或压出室，并在导叶内把部分的动 能转变成压力能。 分类：径向式导叶和流道式导叶。
径向式导叶
流道式导叶
三、密封装置
结构图
NL型凝结水泵示意图
(四)循环水泵
作用：是向凝汽器输送大量的冷却水，以保证冷却 汽轮机排出的乏汽，使之凝结成水。
工作特点：流量大，扬程低。一般一台汽轮机配两 台循环水泵，不设备用泵。
循环泵型式：离心式，轴流式和混流泵。 1.离心式：中小容量机组一般采用水平中开式单级双
叶轮为闭式单吸入结构，首级叶轮入口直径大于以后各级； 轴向力由平衡盘与平衡鼓联合装置进行平衡；轴封采用机 械密封，产生的磨檫热由强制循环水带走。
目前，这种双壳体结构的离心泵已成为大容量、高参数给 水泵的主体。
优点
示意图
圆筒型多级离心泵主要优点
1.由于内外壳体之间充满由泵末级叶轮引入的高压 水，该高压水在两层壳体之间流动，因而使壳体 上下受热均匀。
2. 螺杆泵
原理：螺杆泵乃是一种利用螺杆相互啮合来吸入和排出 液体的回转式泵。螺杆泵的转子由主动螺杆(可以是一 根，也可有两根或三根)和从动螺杆组成。主动螺杆与 从动螺杆做相反方向转动，螺纹相互啮合，流体从吸入 口进入，被螺旋轴向前推进增压至排出口。此泵适用于 高压力、小流量。制冷系统中常用作输送轴承润滑油及 调速器用油的油泵。
3.水环式真空泵
原理：水环式真空泵叶片的 叶轮偏心地装在圆柱形泵壳 内。泵内注入一定量的水。 叶轮旋转时，将水甩至泵壳 形成一个水环，环的内表面 与叶轮轮毂相切。由于泵壳 与叶轮不同心，右半轮毂与 水环间的进气空间4逐渐 大，从而形成真空，使气体 经进气管进入泵内进气空 间。随后气体进入左半部， 由于毂环之间容积被逐渐压 缩而增高了压强，于是气体 经排气空间及排气管被排至 泵外。
1第一章 泵与风机概述
h2 h1
2 v12 v2 2g
g
h2 h1
2 v2 v12 2g
p2g、p1g—出口及入口压力表读数， pm—入口真空表读数， h1、h2—表的零点（表面中心）到叶轮中心线的垂直距离， 当表计位于中心线下方时取负值。
风机运行的全风压
第四节 泵与风机工 5. 齿轮泵 • 容积式泵与风机 • 泵壳与齿轮 • 齿轮转动，局部真空 •特点：体积小，结构简单，成本低； 工作可靠且能自吸；维修方便；输出 液体的流量和压头较往复泵稳定；效 率低，轴承负荷大；运行有噪音；齿 轮磨损会会泄漏； •应用
3
2015/12/20
第三节 泵与风机的分类及工作原理
*反映泵与风机工作状态的物理参数 3. 功率 有效功率：Pe 轴功率：P 原动机输出、输入功率： Pg 、P‘g 原动机的选配：Po
第二节 泵与风机的性能参数及其发展趋势
*反映泵与风机工作状态的物理参数 4. 效率：输出功率与输入功率之比
5. 转速：叶轮每分钟的转动次数（单位：r/min） 例题1-1
H p2 g pm
第四节 泵与风机工作扬程或全压的计算
风机运行的全风压，根据 p gH 来确定； 计算中忽略了Z1 Z2项； 2 计算公式： (v 2 v12 ) p p g pm 2 等式右边各项，一般情况下用皮托管测量求得。
H
p 2 g p1g
螺杆泵示意图 1、主动螺杆 2 、从动螺杆 3 、泵壳
•缺点：磨损严重、噪声大
第三节 泵与风机的分类及工作原理
二、泵与风机的工作原理
8. 水环式真空泵
第三节 泵与风机的分类及工作原理
二、泵与风机的工作原理
泵与风机完整通用课件
检查电源连接、电机和泵的机械部件 是否正常，如有问题及时维修或更换 。
流量不足
检查泵的入口和出口管道是否堵塞、 叶轮是否磨损或堵塞，根据情况进行 清理或更换。
噪音过大
检查泵的机械部件是否松动或损坏、 润滑是否良好，根据情况进行紧固或 更换。
温度过高
检查泵的运行环境是否良好、润滑是 否良好、泵的机械部件是否正常，如 有问题及时处理。
风机的常见故障及处理方法
风机振动过大
流量不足
检查风机的安装基础是否牢固、机械部件 是否松动或损坏，根据情况进行加固或更 换。
检查风机的入口和出口管道是否堵塞、叶 片是否磨损或松动，根据情况进行清理或 更换。
噪音过大
温度过高
检查风机的机械部件是否正常、润滑是否 良好，根据情况进行维修或更换。
检查风机的运行环境是否良好、润滑是否 良好、机械部件是否正常，如有问题及时 处理。
泵的选型与设计
详细描述 根据工艺流程和介质特性选择泵的类型，如离心泵、往复泵、齿轮泵等。
根据流量和扬程等参数选择合适的泵型号，确保满足工艺要求。
泵的选型与设计
• 考虑泵的效率、可靠性、维修性等因素，选择质 量可靠、性能稳定的泵产品。
泵的选型与设计
风机的选型与设计
总结词：根据风量、风压、介质特性等参数选择合适的风机类型，考虑风机的能 效、噪音、振动等因素。
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高效的风机能够降低能源消耗 和运行成本，未来风机将通过 优化设计、改进制造工艺等方 式提高效率，降低能耗。
智能化技术将在风机领域得到 广泛应用，实现远程监控、故 障预警、自动调节等功能，提 高风机的运行效率和可靠性。
未来风机将更加注重环保性能 ，采用环保材料和工艺，降低 噪音和振动，提高能效，减少 对环境的影响。同时，开发可 再生能源的风机将成为行业的 重要发展方向。
泵与风机答案何川[1]
![泵与风机答案何川[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/0ecd6c28eff9aef8951e062d.png)
扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。
流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。
全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。
轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。
影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。
使出口圆周速度减小。
叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。
（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。
泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。
（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。
多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。
如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。
2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。
3、适当选取叶轮和壳体的间隙。
轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。
泵与风机（课后习题答案）第一章1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：=35mm, =19mm, =178mm, =381mm, =18°，=20°。
设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min，试画出出口速度三角形，并计算理论流量和在该流量时的无限多叶片的理论扬程。
解：由题知：流体径向流入叶轮∴=90° 则：= = =13.51 （m/s）===13.5118°=4.39 （m/s）∵==0.1784.390.035=0.086 （/s）∴===3.78 （m/s）===28.91 （m/s）=-ctg=28.91-3.78ctg20°=18.52 （m/s）===54.63 （m）1-2有一离心式水泵，其叶轮外径=220mm,转速n=2980r/min，叶片出口安装角=45°，出口处的轴面速度=3.6m/s。
泵与风机第一章-2
（二）、速度三角形
与离心式叶轮比较，相同点有：
1．流体在叶轮内的运动仍是一种复合运动，即：
uw
Dn u 60
２．圆周速度u 仍为：
与离心式叶轮比较，不同点有：
１．在同一半径上， u1= u2=u，且 w1a=w2a=wa=1a=2a=a
2．绝对速度轴向分量的计算式：
四、轴流式泵与风机的升力理论 （一）孤立翼型的空气动力特性
对翼展为L的翼型，升力为 作用于翼型上的阻力为
v 2 Fy1 c y1 bl 2
2
v Fx1 cx1 bl 2
（二）、孤立翼型及叶栅的空气动力特性 1.孤立翼型的空气动力特性
a. 升力：作用在单位翼展上的升力为（理想流体）
对轴流式泵与风机描述比较正 确的是（ ）。
A．由于流体轴向流入、轴向流出叶轮， 所以轴流式泵与风机的运行稳定性较好 B．由于流体轴向流入、轴向流出叶轮， 所以轴流式叶轮提高流体的动能较小 C．由于流体轴向流入、轴向流出叶轮， 所以流体得到的能量没有离心力作用项 D．由于流体轴向流入、轴向流出叶轮， 所以轴流式叶轮的流动损失较小
三、能量方程
轴流泵
u HT va (cot 1 cot 2 ) g
v2 2 v12 w12 w2 2 HT 2g 2g
能量方程的分析：
1.因为u1=u2=u，所以轴流式的泵与风机的扬程远低于 离心式。
2.当β 1=β 2时，流体不能从叶轮中获得能量，只有当 β1>β2时，流体才能获得能量，二者差值越大，获得的 能量越多。
——与叶栅的相对栅距t/b、翼型安放角β a有关。
根据t/ba、β a查得L的值。
《泵与风机》课程教学大纲
《泵与风机》Pump&fan一、课程基本信息学时:32学分：2考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30%）中文简介：《泵与泵站》是给水排水工程专业的一门专业必修课。
主要讲述离心泵的工作原理、基本性能、水泵机组配置、运行工况的图解法和数解法原理、泵站对土建的要求和特点、泵站噪声消除及其维护管理方法；介绍其它泵与风机的基本性能及其应用；学会给水泵站和排水泵站设计的原理和方法。
是《环境工程学》、《建筑给水排水工程》和《给水排水管网工程》等专业课的基础课程。
二、教学目的与要求第一章绪论1.掌握水泵的定义；2.了解合理设计泵站具有重要的经济意义；3.按工作原理对水泵进行分类；4.了解不同种类水泵的使用范围及发展趋势。
第二章叶片式水泵1.识读水泵构造图，能准确说出离心泵各部件的构造特点和作用；2.理解水泵的工作原理，水泵铭牌意义，叶片泵基本方程式的意义；3.学会计算水泵配套电机的耗电量和电费；4.掌握闭闸启动、比例律、相似工况抛物线（也称等效率曲线）、比转数（ns）、切削律、切削抛物线、横加法原理、允许吸上真空高度HS等重要概念；5.掌握推导水泵扬程公式及公式应用方法，掌握绘制水头损失特性曲线、水泵装置的管道系统特性曲线和图解法求水泵工况点的方法，掌握水泵串联、并联、调速及换轮运行的特性曲线绘制方法，掌握准确计算水泵安装高度的方法；6.了解叶片泵常用的几种调节方法，了解水泵并联后流量、杨程及轴功率变化规律，了解水泵调速和换轮运行的优点，了解水泵启动前的准备工作、水泵的启动程序和停车程序，水泵性能曲线型谱图及其应用，了解轴流泵、混流泵的适应范围及使用条件，了解给排水工程中常用叶片泵的使用和安装特点；7.简述水泵的型号意义并归纳总结水泵运行中应注意的问题。
第三章其它水泵1.了解射流泵构造、工作原理及应用；2.了解往复泵的构造、工作原理及应用；3.了解螺旋泵的构造、工作原理及应用；4.了解真空泵的构造、工作原理及应用；5.了解离心式风机和轴流式风机的构造、性能参数及应用。
泵与风机第一章-1
u r
二、流体在叶轮中的运动及速度三角形
（一）流体在叶轮中的运动及速度三角形 1、叶轮的轴面投影及平面投影
叶片出口宽度
叶片进口宽度
轴面投影图
叶片进口直径
叶片出口直径
平面投影图
轴面（子午面）：通过叶轮上的一点和叶轮轴线构 成平面或经过轴心线所作的平面（一个叶轮有无数个轴 面，但是每个轴面相同） 轴面投影：它是将叶片上每一点绕轴线旋转一定角 度投影到同一轴面上的投影，叫轴面投影。
叶片出口安装角对静扬程及动扬程的影响。
结论：
(1, 1/2), 后向式叶轮， 2y (2ymin,90) ① τ
1/2,
径向式叶轮， 2y =90
(1/2 ,0), 前向式叶轮，
2y(90,2ymax)
几种叶片形式的比较 （1）从流体所获得的扬程看，前向叶片最大，径 向叶片稍次，后向叶片最小。 （2）从效率观点看，后向叶片最高，径向叶片居 中，前向叶片最低。 （3）从结构尺寸看，在流量和转速一定时，达到 相同的压力前提下，前向叶轮直径最小，而径向 叶轮直径稍次，后向叶轮直径最大。 （4）从工艺观点看，直叶片制造最简单。 因此，大功率的泵与风机一般用后向叶片较多。如 果对泵与风机的压力要求较高，而转速或圆周速 度又受到一定限制时，则往往选用前向叶片。从 摩擦和积垢角度看，选用径向直叶片较为有利。
1、β2a<90°（后弯式叶片）
HT 0
叶片出口安装角，对理论扬程的影响
当流体以 1 90 进入叶轮时，其理论扬程为 H T
H T
u2 (u2 v2 m cot 2 a ) g
cot 2a 0
u2v2u g
2 u2 g
2、β2a=90°（径向式叶片）
泵与风机的并联,串联工作原理探讨
泵与风机的并联,串联工作原理探讨泵与风机的并联，串联工作原理探讨泵和风机是工程中最常用的推动机械设备，作为重要组成部分，它们能够将其他设备中多余的热量转换成动能，有效地驱动设备运行。
一般来说，泵和风机可以以单独方式一起使用，也可以通过并联和串联的方式联合使用，从而提高效率并降低成本。
那么，泵与风机的并联串联工作原理是什么？首先，需要了解的是，泵和风机的主要功能是把热能转换成动能，以给设备提供运行动能。
泵和风机可以彼此独立运行，但也可以通过串联和并联的方式联合起来使用，以增加效率，减少成本。
一、泵和风机并联工作原理并联泵和风机的结构是将两个设备安装在一起，让它们共同驱动一个设备。
泵和风机的运行有较大的差别，泵的工作速度是不可调节的，而风机的工作速度可以由控制器调节。
因此，当设备的负荷发生变化时，风机的工作速度可以调节，使泵和风机的输出能量协调，以满足负荷的变化。
并联泵和风机的优点是能够降低设备的额定负荷，从而减少设备的电力损耗。
同时，可以更精确地控制设备的负荷，降低传动设备的振动，缩短设备的停机时间，减少维修和检修的次数，并有助于提高工作效率。
二、泵和风机串联工作原理串联泵和风机的结构是将两个设备以串联的方式安装在一起，以驱动某一设备。
其中，泵的压力是固定的，而风机的压力可以由控制器调节，以适应设备的变化。
串联泵和风机的优点是泵的效率高，而风机的效率低，可以有效地提高设备的效率，节约能源，并有助于降低总体系统的损耗，缩短设备的停机时间，减少维修和检修次数。
综上所述，泵和风机的并联串联工作原理是将两个设备以一定方式安装，以满足不同设备的不同工作要求。
这种结构可以降低负荷，提高效率，减少损耗，并有助于提高设备的运行效率。
泵与风机
五、混流泵的主要部件
其结构和性能介于离心泵与轴流泵之间。 其结构和性能介于离心泵与轴流泵之间。
§1.3 泵与风机的主要性能参数
一、流量
单位时间内输送的流体数量。 单位时间内输送的流体数量。
二、扬程和全压
流体通过泵或风机获得的能量，泵扬程，风机全压。 流体通过泵或风机获得的能量，泵扬程，风机全压。
三、功率与效率
一、按压力分
泵：低压，<2MPa；中压，2-6MPa；低压，>6MPa。 低压，<2MPa；中压， 6MPa；低压，>6MPa。 风机：通风机，<15kPa，又分低中高压离心、 风机：通风机，<15kPa，又分低中高压离心、轴流通 风机；鼓风机，15-340kPa；压气机， 风机；鼓风机，15-340kPa；压气机，>340kPa 。
二、按工作原理分
泵，1、叶片式：离心、轴流、混流；2、容积式：往 叶片式：离心、轴流、混流； 容积式： 复式（活塞、柱塞、隔膜）、回转式（齿轮、螺杆、 ）、回转式 复式（活塞、柱塞、隔膜）、回转式（齿轮、螺杆、 滑片）；其它（真空、射流、水锤）。 ）；其它 滑片）；其它（真空、射流、水锤）。 风机， 叶片式：离心、轴流、混流；容积式： 风机，1、叶片式：离心、轴流、混流；容积式：往 回转（叶式、罗茨；螺杆）。 复、回转（叶式、罗茨；螺杆）。
三、能量方程
利用离心式的公式得式（13.8、 利用离心式的公式得式（13.8、9）。
§2.2 轴流泵与风机的叶轮理论
四、翼型及叶栅的空气动力学特性
单翼型的空气动力学特性：指翼型升力和阻力特性， 单翼型的空气动力学特性：指翼型升力和阻力特性， 即升力和阻力与翼型的几何形状、气流参数的关系。 即升力和阻力与翼型的几何形状、气流参数的关系。 升力角：合力与升力之间的夹角，夹角越小， 升力角：合力与升力之间的夹角，夹角越小，说明升 力越大而阻力越小，翼型的空气动力特性越好。 力越大而阻力越小，翼型的空气动力特性越好。 失速现象：冲角较大时，后缘点前发生边界层分离， 失速现象：冲角较大时，后缘点前发生边界层分离， 在翼型后形成旋涡区使翼型凹凸面的压差减小，升力 在翼型后形成旋涡区使翼型凹凸面的压差减小， 系数和升力随之减小， 系数和升力随之减小，升力系数和升力减小的点称失 速点。冲角增大到失速点后， 速点。冲角增大到失速点后，空气动力特性就大为恶 这种现象称为失速现象。 化，这种现象称为失速现象。
泵与风机-1-1轴流
医学领域中的病毒学研究作为医学领域中的重要分支，病毒学一直是医学界的热门话题。
在疾病爆发、流行和危机期间，病毒学研究显得尤为关键，因为它对新疾病的传播和治疗提供了有力的理论和实践依据。
那么，病毒学研究的最新进展和未来前景何如呢？病毒，是一类极小且不具备细胞结构的生物物质。
因为这种微生物只能在宿主细胞内复制和繁殖，所以它们很容易对人类造成伤害。
从古至今，病毒一直都是人类不断战斗的对象。
随着现代生物学技术和医疗水平的不断提升，病毒学研究已经渐渐成为医学界的一项重要领域。
自从2020年新冠疫情暴发以来，人们对病毒学的热情再次高涨，在这个互联网时代，病毒学研究变得更加广泛和深入，不断为人类的健康保健和临床治疗提供有力保障。
实际上，病毒学在其初始阶段时，还很粗略、简陋和不成熟。
以流行性感冒病毒为例，这种病毒最初被发现只是几十年前的事情。
直 until到了病毒学研究水平不断提高以及新技术的出现，人们才开始真正了解这种病毒的构造和传播方式，才能够进行相应的预防和治疗。
在目前的病毒学研究领域中，新冠病毒是最为重要的话题。
新冠病毒的突然出现给世界带来巨大的危机感，引起了科学家和医护人员的高度关注和紧迫行动。
为了深入了解新冠病毒的结构和传播规律，病毒学研究人员采用了现代的生物学方法，启动了大规模的研究计划。
通过对新冠病毒的基础生物学、病毒感染以及临床表现的深入了解，病毒学研究人员不仅发现了新冠病毒的传播方式和影响机理，还为 z母方对症治疗和康复提供了科学依据。
尽管世界各地的病毒学研究者和医护人员仍然在为新冠病毒的治疗和疫苗研发而不断努力，但他们的努力已经填补了人类对新冠病毒认知和处理的巨大空白。
除了新冠病毒之外，其他常见病毒和病毒-like有机体也成为医学界的研究重点，例如乙肝病毒、艾滋病毒、流感病毒、EB病毒等。
鉴于这些病毒都极其难得的治愈，研究人员不断探索新的治疗手段和预防措施，以期帮助更多的患者彻底战胜疾病的阴影。
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第一章泵与风机概述李火银（教授）郑州大学能源管理研究中心2011-10-32学习对象13学习对象24泵与风机在火力发电厂中的地位5例：混凝土输送泵6泵与风机发展概况7¡X-43A 验证机：在空气中飞行速度最快的飞行器速度达到了9.8倍音速—11265千米/小时¡长江三峡工程：防洪、发电、航运¡世界上迄今为止最大的水利工程———南水北调工程，惠及中国长江、黄河、淮河和海河四大流域8一、有关“泵与风机”的几个问题1本课程的性质专业课。
“泵与风机”是火力发电厂的重要辅助设备。
什么是辅助设备？保证主机设备（锅炉、汽轮机、发电机）正常安全运行的设备。
2 本课程的任务掌握“泵与风机”的基本原理、性能、运行、调节等方面的知识。
具有独立测试“泵与风机”的能力和计算分析能力。
为今后的工作打下坚实的基础。
93 基本要求（1）掌握“泵与风机”的基本原理、性能、运行、调节等方面的知识。
（2）熟悉电厂内主要的“泵与风机”的结构，调节结构的原理和调节方法。
（3）能够测定分析“泵与风机”的性能，提供改进运行工作的技术资料。
（4）根据电厂热力设备的要求，能够正确选择“泵与风机”，以达到安全经济运行的要求。
104 本课程与相关课程的联系《工程流体力学》是学好本课程的基础。
在原理分析中经常用到。
5 重点内容离心式“泵与风机”的基本理论、性能、运行条件等，是重点内容。
教材中的轴流式等“泵与风机”的原理、性能等，不作为主要内容，简单介绍。
二、 主要内容1 何为“泵与风机”？何为“泵”？何为“风机”？2 泵与风机在国民经济中及在火力发电厂中的 作用与地位。
3 泵与风机的主要性能参数。
4 泵与风机的分类、结构和工作原理。
5 举例和作业11PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 1.1 何为“泵与风机”？何为“泵”？何为“风机”？ 1“泵与风机”是将原动机的能量传递给流 体，其作用是输送流体的机械。
2 “泵”是将原动机的能量传递给液体，其作 用是输送液体的机械。
如：水泵、油泵 等，统称为泵。
3 “风机”是将原动机的能量传递给气体，其 作用是输送气体的机械。
如：通风机、压 缩机等，统称为风机。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 1.2 泵与风机在国民经济中的应用(1)¡¡泵与风机是国民经济各个部门都广泛应用的 工作介质和通用机械。
广泛应用在石油、化 工、造船、水利、轻工、电力等国民经济的 各个领域中。
1、泵与风机属通用机械的范畴：它们在国民 经济的各个部门中应用十分广泛。
l l l l农业方面：排涝、灌溉； 采矿工业：坑道的通风及排水； 冶金工业：各种冶炼炉的鼓风以及气体和液体 的输送； 石油工业：输油和注水；13PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 泵与风机在国民经济中的应用(2)l l化学工业：高温、腐蚀性气体的排送； 一般工业：厂房、车间空调以及原子防护设备 的通风等。
¡2、定量分析：据统计，泵与风机耗电约占全 国总用电量的百分比逐步从原30%向40%过渡。
可见其：l l l数量之多 应用之广 地位之重14PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 1.3 泵与风机在火力发电厂中的地位17 引风机15PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 1.3 泵与风机在火力发电厂中的地位16PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 17PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 1.4泵与风机现状及其发展趋势¡现状：l l l设备陈旧； 一般：余量过大；环保：余量过小； 调节方式相对落后。
大容量； 高效率； 自动化。
¡发展趋势：l l l18PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 流体力学泵与风机发展概况¡古代l人类为了生存，在向洪水作斗争、向自然要动 力的过程中，积累了丰富的实用水力学和简单 流体机械的知识。
欧拉、伯努利、拉格朗日，拉普拉斯等科学家 建立 《 古典理论流体力学 》 由于蒸汽机的发明和采矿、钢铁工业的需要， 出现了一种比较完善的以蒸汽机为动力的往复 式泵与风机。
欧拉和儒可夫斯基分别研究出叶 片式泵与风机的基本方程式和升力公式。
19¡18 世纪llPDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 流体力学泵与风机发展概况¡19 世纪l儒可夫斯基研究的机翼理论、普朗特提出的附 面层理论以及我国著名工程热物理学家吴仲华 教授发表的“轴流、离心及混流透平机械内亚 声速与超声速三元流体一般理论”等，使理论 流体力学与实用水力学走向结合，使流体机械 的设计理论上升到一个新的高度。
20PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 21流体力学泵与风机发展概况¡现代l 我国公元前两千多年前的大禹治水，春秋战国和秦朝时修建的都江堰、郑国堰和灵渠三大古老水利工程，隋朝时开通的闻名中外、全长为 1782km 的京杭大运河，在生产和生活中使用的序斗、吊杆、辘护、水车、风箱等简单流体机械都是古人在流体力学、泵与风机学科中留下的宝贵历史遗产。
流体力学泵与风机发展概况2223泵与风机发展概况24¡X-43A 验证机：在空气中飞行速度最快的飞行器速度达到了9.8倍音速—11265千米/小时¡长江三峡工程：防洪、发电、航运¡世界上迄今为止最大的水利工程———南水北调工程，惠及中国长江、黄河、淮河和海河四大流域252 泵与风机的主要性能参数¡泵与风机的基本性能参数主要有：¡流量q V¡能头（扬程H 或全压p ）、¡轴功率P sh 、有效功率P e 、效率η¡转速n¡其他性能参数26流量27二、扬程（全压）---能头单位重力作用下的液体通过泵后所获得的能量增加值，称为扬程。
用H 表示，单位为 m(习惯上称为米液柱高）单位体积的气体通过风机后所获得的能量增加值，称为全压。
用p 表示，单位为 Pa.H 和p 的关系：p=ρg H28三、轴功率、有效功率和效率及转速1 泵与风机在一定工况下运行时原动机传递到泵或风机转轴上的功率，称为轴功率。
用P 表示，单位为kW 。
2 单位时间内通过泵或风机的流体所获得的功率称为有效功率。
用Pe 表示，单位也为kW 。
Pe=ρgq v H/10003 泵或风机的效率为有效功率与轴功率之比 η=Pe/P4 泵与风机轴每分钟的转数称为转速。
用n 表示，单位为r/min 。
29四、汽蚀余量泵的汽蚀余量是指单位重量的液体从泵吸入口流至叶轮进口最低处的压力降落量。
用NPSH 表示。
---第四章详细介绍以上这些性能参数反映了泵与风机的整体性能，在铭牌上标有额定工况下的各种参数。
30¡1、某台IR125-100-315型热水离心泵的流量为240 m ³/h ，扬程为120m ，泵效率为77％，热水温度为80℃，密度为970kg/m ³，试计算该泵有效功率和轴功率的大小。
¡解： （m 3/s ）¡该泵有效功率为： kW ¡该泵轴功率为： kW 06667.03600240==V q 1.76100012006667.081.99701000=×××=H gq P V e ρ＝9.9877.01.76===ηe P P31¡2、某锅炉给水泵进口压力表读数为0.7MPa ，该压力表的安装高度为1m ；出口压力表读数为17.7MPa ，该压力表的安装高度为9m ，给水的密度取950kg/m ³。
试计算给水泵的扬程。
¡提示：本题可以忽略泵进、出口的高度差、给水密度差和速度差，但应考虑进出口压力表的表位差。
¡解：该给水泵的扬程为：()())m (...'18321981995010707176=−+××−=∆+−=z g pp H g g ρ3 泵与风机的分类及工作原理32333 泵与风机的分类及工作原理343.1叶片式泵与风机的分类及工作原理¡叶片式泵与风机的叶轮旋转时，叶轮上的叶片将能量连续地传给流体，从而将流体输送到高压、高位处或远处。
¡按叶片对流体作功的原理不同，又可分为离心式、轴流式和混流式三种。
35离心式泵与风机离心式泵与风机的工作原理：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。
36离心式泵与风机离心泵37离心式风机39¡离心式风机的结构及工作原理 ：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，从而被输送到高处或远处。
离心风机主要结构分解示意图1－吸入口 2－叶轮前盘 3－叶片 4－后盘 5－支架 6－机壳 7－截流板，即风舌 8－出口40轴流式泵与风机工作原理¡轴流式泵与风机的工作原理：流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，旋转着的叶片给绕流流体一个轴向的推力，此叶片的推力对流体作功，使流体的能量增加并沿轴向排出。
叶轮连续旋转即形成轴流式泵与风机的连续工作。
41轴流式泵与风机工作原理图1-5 轴流风机示意图1-整流罩 2-前导叶 3-叶轮 4-扩散筒 5-整流体42¡叶轮 ：将原动机的机械能转变为流体的压力能和动能。
¡轴和轴承：对于大容量和叶片可调节的轴流泵，其轴均用优质碳素钢做成空心，表面镀铬，既减轻轴的质量又便于装调节机构。
¡导叶：轴流泵的导叶一般装在叶轮出口侧。
导叶的作用是将流出叶轮的水流的旋转运动转变为轴向运动，同时将部分动能转变为压能。
¡吸入管：吸入管与离心泵吸入室的作用相同。
轴流泵的主要部件43深井潜水泵1－上推轴承 2－电机电子 3－电机转子4－防砂器 5－叶轮 6－中壳 7－泵轴 8－上壳 9－扬水管 10－弯管 11－泵座44叶轮：实现能量转换的主要部件。
集风器：集风器的作用是使气流获得加速，在压力损失最小的情况下保证进气速度均匀、平稳。
整流罩和导流体：为了获得良好的平稳进气条件，在叶轮或进口导叶前装置与集风器相适应的整流罩，以构成轴流风机进口气流通道。