《泵与风机》课件(第6章)
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第八章 泵与风机的选型
选型即用户根据使用要求，在泵与风机的已 有系列产品中选择一种合适的泵与风机。选 型的主要内容包括两部分：1选定泵与风机的 种类(即型式)；2决定它们的大小(即规 格)。此外还需确定其台数、转速以及与之配 套的原动机等。
对泵与风机进行选型，主要的原则是： (1)所选用的泵或风机设计参数应尽可能地靠近它的正常运行工况点，从 而使泵或风机能长期在高效率区运行，以提高设备长期运行的经济件。 (2)结构简单紧凑、体积小、重量轻的泵或风机。为此，应在尽可能的情 况下，尽量选择高转速。 (3)运行时安全可靠。对于水泵来说，首先应该考虑设备的抗汽蚀性能。 其次，为保证工作的稳定性尽量不选用具有驼峰形状性能曲线的泵与 风机。如果曲线具有驼峰时，其运行工况也必须处于驼峰的右边，而 且扬程(风压)应低于零流量下的扬程(风压)，以利于投入同类设备的 并联运行。 (4)风机噪声要低。 (5)对于有特殊要求的泵或风机，除上述要求外，还应尽可能满足其他的 要求，如安装位置受限时应考虑体积要小，进出口管路能配合等。 (6)采用的流量、扬程(风压)裕量满足《火力发电厂设计技术规程》的规 定。
二、风机的选型 1.利用风机性能表选择水泵 此方法是在上述程序(1)、(2)、(3)的基础上(即风机 类型已确定了的情况下)进行选择的，其步骤如下： (1)根据计算流量qv和计算全压p，在某一类型的风机 性能中，查找某一规格的风机，使其与性能表中列出的具 有代表性(一般为中间一行)的流量、全压相等或相近。如 果有两种以上规格的风机都能同时满足计算流量和全压， 则优先选用比转速高、结构尺寸小、重量轻的风机，若在 该类型的风机中查找不到合适的规格，则可考虑选定与计 算相近的规格。必要时还可通过变径或变速使之符合要求。 (2)在选定了风机的规格以后，要检查系在系统中的运 行情况，看它在流量、全压变化范围内，风机是否处在高 效区附近工作。如果运行工况点偏离最高效率区，则说明 此风机在系统中运行的经济性不佳，应当考虑重选。
2 2p
πD
3
ρm ×
πD22m πnm D2 m
4 × 60
3
又
Psh , p
u2 p =
πn p D2 p
60
, u2m =
πnm D2 m
60
因此
ρp ×
πD22p
4
=
3 × u2 p
Psh ,m Psh = = const 2 2 πD πD 3 3 ρ m × 2 m × u2 m ρ × 2 × u2 4 4
压力系数 p
p=
p 2 ρu2
（）
(3)功率系数 Psh 由功率相似定律
Psh , p Psh ,m
ρ p D2 p = D ρ m 2m
Psh , p
5
np n m
=
3
Psh ,m
可得：
πn D ρp × × p 2p 60 4
(3)利用流量系数和压力系数公式
qV 20 =
πD22
4
u 2 qV
2 p20 = ρ 20u2 p
可求得：
2 16 ρ 20 qV 20 p D2 = 4 π 2 p20 qV2
由此可从已生产的风机型号中选择一个与D2相等或相近 的外径D2′。
(4)由选用的D2′ ，按公式
n= 60 ′ πD2 p ρp
由2点和3点所在的性能曲线分 别查出其最高效率点时所选风机的 机号(叶轮直径D2)、转速和轴功率， 经密度换算，求出该机号在需要参 数状态下的轴功率，然后考虑一定 的裕量来选配电动机。电动机的安 全系数，通风机采用1.15，引风机 采用1.30，排粉风机采用1.20。 根据图8-17中的2，3两点可选 得两台风机，经过权衡分析，并核 查运行工况点是否处于高效区。一 般选取转速较高、叶轮直径较小、 运行经济(风机在流量减小时，可较 长时期保持高效率)的第3点为所决 定的风机。 (4)对于需要经常调节流量的大 型风机，根据负荷变化情况，通过 技术经济分析，合理地选择调节方 式。
3.现场条件。包括泵的安装位置、环境温度、湿度、 大气腐蚀状况、危险区域划分等级等。 泵的选型
先由泵或者风机的使用范围，初步确定其类型。 然后选出满足要求的几种型式进行比较，最后确定 一种型式。（优先选用叶片泵或者风机）
确定型号（规格） 1.利用泵性能表选择水泵 (1)根据计算流量qv和计算扬程H，在某一类型的水泵 性能中，查找某一规格的泵，使其与性能表中列出的具有 代表性(一般为中间一行)的流量、扬程相等或相近。如果 有两种以上规格的泵都能同时满足计算流量和扬程，则优 先选用比转速高、结构尺寸小、重量轻的泵，若在该类型 的泵中查找不到合适的规格，则可考虑选定与计算相近的 规格。必要时还可通过变径或变速使之符合要求。 (2)在选定了泵的规格以后，要检查泵在系统中的运行 情况，看它在流量、扬程变化范围内，泵是否处在高效区 附近工作。如果运行工况点偏离最高效率区，则说明此泵 在系统中运行的经济性不佳，应当考虑重选。
2.利用通风机的性能曲线选择风机
具体步骤如下： (1)首先决定风机的计算流量qv和计算 全压p，由于性能选择曲线是在风机 制造厂的正常状态下得到的，因此， 使用选择曲线时，必须将上述计算 值换算为风机制造厂的正常状态下 的值。 (2)根据计算流量和计算全压，从安全、 经济角度确定合理的运行方式和设 备台数。 (3)由已定的选择参数，在风机的性能 选择曲线上做相应坐标轴的垂线， 其交点即可知道所选风机的机号、 转速和轴功率。当交点不是刚好落 在风机的性能曲线上时，如图8-17 中的1点，通常是在满足风量的条件 下由垂直线往上找，找出最接近的 一条性能曲线上的2点和3点。
3.利用风机无因次性能曲线选择风机 相似定律表明，凡是相似的泵或风机必然保持性能 参数间的相似关系。因此．性能参数问的变化规律是相 同的，即性能曲线的几何形状也应该是相同的：于是， 可汇集各类相似曲线组成一系列相似的泵或风机的性能 曲线。于是就提出了无因次性能曲线的概念。 无因次性能曲线的优点在于只需要一条曲线，就可 以代表某一整个系列的全部机器在各种转速下的性能曲 线，从而大大简化了性能曲线图或性能表。
pp
pp πn D ρp × p 2p 60
2
2
np n m
2
可得：
=
pm πn D ρm × m 2m 60
2
又 因此
u2 p =
πn p D2 p
60
pp =
, u2m =
πnm D2 m
60
2 ρ p u2 p
pm p = 2 = const 2 ρ mu 2 m ρu 2
2.利用泵的系列型谱图选择水泵 将许多同类结构、规格不同的泵的工作范围绘在同一坐 标图中，称为型谱。
利用泵的系列型谱可以很方便地选取所需要的水泵，这 是泵选择中常用的一种方法，其步骤如下： (1)确定计算流量qv和计算扬程H。 (2)选定转速n，计算比转速。 (3)根据比转速的大小，决定所选泵的类型(包括级数)。 (4)根据所选的类型，在该泵的系列型谱中选取合适的规 格。 (5)根据所选的规格，从“泵类产品样本”中可找到相应 的泵性能曲线，然后，根据泵在系统中的运行方式以及系统 的管路性能，检查泵在系统中的运行情况。如果泵的效率处 在高效区，则泵的规格即可确定，否则，重复上述过程直至 满意为止。 (6)对于在运行中需要经常进行流量调节的大型泵，在泵 的规格确定之后，为了提高运行经济性，要通过经济性比较， 选定合适的调节方式。
（由压力系数公式得到）
由n去查找已生产电机的转速n′，认中选用一个与n 值相等或相近的转速n′即可。
(5)由D2′ 和n′，根据公式
p 2 ρu2 qV qV = πD22 ×u 2 4 可以计算得到 u′、p′ 和 qV′ 。 p=
(6)由 qV′ , p′ 查所选类型的无因次性能曲线图，如果由 qV′ , p′ 确定的点是在 p − qV 曲线下面，而且紧靠曲线，即认为合适。 否则应加大叶轮直径或转速 进行重选。
b.利用无因次性能曲线选择风机 前面已经指出，无因次性能曲线代表了相似的同类 风机的性能，因此，利用无因次性能曲线选择风机。 (1)根据对所需风机的要求和工作作特点，选择几种 可用的风机类型，然后查出所选类型最高效率点所对应 的流量系数 qV 和压力系数 p ，选择时可把几种类型进 行列表计算，以便于比较。 (2)确定计算流量qv和计算全压力p。将计算参数qv、 p换算到标准状态的性能参数qv20、p20 。
πn p D2 p
60 =
, u2m = qVm ×u 2 m
πnm D2 m
60 = qV = const 2 πD2 ×u 2 4
πD22p
4
× u2 p
πD22m
4
流量系数
qV
qV =
qV πD22 ×u 2 4
（1）
(2)压力系数 p 由压力相似定律
ρ p D2 p = D pm ρ m 2 m
(7)根据 qV′ , p′ 在 η − qV 曲线上得η，利用公式：
Psh = pqV 1000η
算出Psh，也可查 Psh − qV 曲线查出 Psh ，经换算求得Psh后， 再考虑安全系数，最后选配电动机。 (8)将各类风机进行比较，选定最符合要求且运行经济性高 的风机。 (9)根据负荷情况，确定合理的调节方式。
选型条件： 1、输送流体的物理化学性能
输送流体的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结 构。是选型时需要考虑的重要因素。流体的物理化学性能 包括：流体名称、流体特性(如腐蚀性、磨蚀件、毒性等)、 固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压强等。 2、选型参数
（1）确定管路系统需要泵或者风机提供的实 际运行参数（流量，全压，扬程等）
(2)根据实际要求，确定最大流量qVmax和最大扬程Hmax 或最大全压pmax。然后视用途不同分别加上适当的安全裕 量，作为选用泵与风机的依据。 (3)进出口压强。影响壳体的耐压以及轴封的要求。 （4） 装置的气蚀余量 （5）被输送流体的温度，包括正常温度，最高最低温度。 被输送流体的密度以及当地气压。
功率系数 Psh
Psh =
Psh = const πD22 3 ρ× × u2 4
（3）
(4)效率 η
η=
pqV Psh
凡几何相似的泵或风机，在相似工况下运行时，其无 因次系数相同。用无因次系数，可以绘出无因次性能曲线。 (5) 无因次性能曲线绘制 用无因次性能参数 qV、p、Psh、η 绘制无因次性能曲线时， 首先要通过试验求得某一几何形状叶轮在固定转速下不同 工况时的qv、p、Psh及η值，然后由式(1)、式(2)、式(3)计 qV 、p、Psh、η 算出相应工况时的 ，并绘制出以流量系数 qV 为横坐标，以压力系数 、功率系数 及效率η为纵坐 q qV − η q Psh 标的一组 、V − p 及V − Pshp 曲线。
a.无因次性能曲线 (1)流量系数 qV 由流量相似定律
D2 p = D qVm 2 m qVp qVp
3
np n m
= qVm πD22m πnm D2 m × 4 60
可得：
πD22p πn p D2 p
4 × 60
又 因此
u2 p = qVp
选型即用户根据使用要求，在泵与风机的已 有系列产品中选择一种合适的泵与风机。选 型的主要内容包括两部分：1选定泵与风机的 种类(即型式)；2决定它们的大小(即规 格)。此外还需确定其台数、转速以及与之配 套的原动机等。
对泵与风机进行选型，主要的原则是： (1)所选用的泵或风机设计参数应尽可能地靠近它的正常运行工况点，从 而使泵或风机能长期在高效率区运行，以提高设备长期运行的经济件。 (2)结构简单紧凑、体积小、重量轻的泵或风机。为此，应在尽可能的情 况下，尽量选择高转速。 (3)运行时安全可靠。对于水泵来说，首先应该考虑设备的抗汽蚀性能。 其次，为保证工作的稳定性尽量不选用具有驼峰形状性能曲线的泵与 风机。如果曲线具有驼峰时，其运行工况也必须处于驼峰的右边，而 且扬程(风压)应低于零流量下的扬程(风压)，以利于投入同类设备的 并联运行。 (4)风机噪声要低。 (5)对于有特殊要求的泵或风机，除上述要求外，还应尽可能满足其他的 要求，如安装位置受限时应考虑体积要小，进出口管路能配合等。 (6)采用的流量、扬程(风压)裕量满足《火力发电厂设计技术规程》的规 定。
二、风机的选型 1.利用风机性能表选择水泵 此方法是在上述程序(1)、(2)、(3)的基础上(即风机 类型已确定了的情况下)进行选择的，其步骤如下： (1)根据计算流量qv和计算全压p，在某一类型的风机 性能中，查找某一规格的风机，使其与性能表中列出的具 有代表性(一般为中间一行)的流量、全压相等或相近。如 果有两种以上规格的风机都能同时满足计算流量和全压， 则优先选用比转速高、结构尺寸小、重量轻的风机，若在 该类型的风机中查找不到合适的规格，则可考虑选定与计 算相近的规格。必要时还可通过变径或变速使之符合要求。 (2)在选定了风机的规格以后，要检查系在系统中的运 行情况，看它在流量、全压变化范围内，风机是否处在高 效区附近工作。如果运行工况点偏离最高效率区，则说明 此风机在系统中运行的经济性不佳，应当考虑重选。
2 2p
πD
3
ρm ×
πD22m πnm D2 m
4 × 60
3
又
Psh , p
u2 p =
πn p D2 p
60
, u2m =
πnm D2 m
60
因此
ρp ×
πD22p
4
=
3 × u2 p
Psh ,m Psh = = const 2 2 πD πD 3 3 ρ m × 2 m × u2 m ρ × 2 × u2 4 4
压力系数 p
p=
p 2 ρu2
（）
(3)功率系数 Psh 由功率相似定律
Psh , p Psh ,m
ρ p D2 p = D ρ m 2m
Psh , p
5
np n m
=
3
Psh ,m
可得：
πn D ρp × × p 2p 60 4
(3)利用流量系数和压力系数公式
qV 20 =
πD22
4
u 2 qV
2 p20 = ρ 20u2 p
可求得：
2 16 ρ 20 qV 20 p D2 = 4 π 2 p20 qV2
由此可从已生产的风机型号中选择一个与D2相等或相近 的外径D2′。
(4)由选用的D2′ ，按公式
n= 60 ′ πD2 p ρp
由2点和3点所在的性能曲线分 别查出其最高效率点时所选风机的 机号(叶轮直径D2)、转速和轴功率， 经密度换算，求出该机号在需要参 数状态下的轴功率，然后考虑一定 的裕量来选配电动机。电动机的安 全系数，通风机采用1.15，引风机 采用1.30，排粉风机采用1.20。 根据图8-17中的2，3两点可选 得两台风机，经过权衡分析，并核 查运行工况点是否处于高效区。一 般选取转速较高、叶轮直径较小、 运行经济(风机在流量减小时，可较 长时期保持高效率)的第3点为所决 定的风机。 (4)对于需要经常调节流量的大 型风机，根据负荷变化情况，通过 技术经济分析，合理地选择调节方 式。
3.现场条件。包括泵的安装位置、环境温度、湿度、 大气腐蚀状况、危险区域划分等级等。 泵的选型
先由泵或者风机的使用范围，初步确定其类型。 然后选出满足要求的几种型式进行比较，最后确定 一种型式。（优先选用叶片泵或者风机）
确定型号（规格） 1.利用泵性能表选择水泵 (1)根据计算流量qv和计算扬程H，在某一类型的水泵 性能中，查找某一规格的泵，使其与性能表中列出的具有 代表性(一般为中间一行)的流量、扬程相等或相近。如果 有两种以上规格的泵都能同时满足计算流量和扬程，则优 先选用比转速高、结构尺寸小、重量轻的泵，若在该类型 的泵中查找不到合适的规格，则可考虑选定与计算相近的 规格。必要时还可通过变径或变速使之符合要求。 (2)在选定了泵的规格以后，要检查泵在系统中的运行 情况，看它在流量、扬程变化范围内，泵是否处在高效区 附近工作。如果运行工况点偏离最高效率区，则说明此泵 在系统中运行的经济性不佳，应当考虑重选。
2.利用通风机的性能曲线选择风机
具体步骤如下： (1)首先决定风机的计算流量qv和计算 全压p，由于性能选择曲线是在风机 制造厂的正常状态下得到的，因此， 使用选择曲线时，必须将上述计算 值换算为风机制造厂的正常状态下 的值。 (2)根据计算流量和计算全压，从安全、 经济角度确定合理的运行方式和设 备台数。 (3)由已定的选择参数，在风机的性能 选择曲线上做相应坐标轴的垂线， 其交点即可知道所选风机的机号、 转速和轴功率。当交点不是刚好落 在风机的性能曲线上时，如图8-17 中的1点，通常是在满足风量的条件 下由垂直线往上找，找出最接近的 一条性能曲线上的2点和3点。
3.利用风机无因次性能曲线选择风机 相似定律表明，凡是相似的泵或风机必然保持性能 参数间的相似关系。因此．性能参数问的变化规律是相 同的，即性能曲线的几何形状也应该是相同的：于是， 可汇集各类相似曲线组成一系列相似的泵或风机的性能 曲线。于是就提出了无因次性能曲线的概念。 无因次性能曲线的优点在于只需要一条曲线，就可 以代表某一整个系列的全部机器在各种转速下的性能曲 线，从而大大简化了性能曲线图或性能表。
pp
pp πn D ρp × p 2p 60
2
2
np n m
2
可得：
=
pm πn D ρm × m 2m 60
2
又 因此
u2 p =
πn p D2 p
60
pp =
, u2m =
πnm D2 m
60
2 ρ p u2 p
pm p = 2 = const 2 ρ mu 2 m ρu 2
2.利用泵的系列型谱图选择水泵 将许多同类结构、规格不同的泵的工作范围绘在同一坐 标图中，称为型谱。
利用泵的系列型谱可以很方便地选取所需要的水泵，这 是泵选择中常用的一种方法，其步骤如下： (1)确定计算流量qv和计算扬程H。 (2)选定转速n，计算比转速。 (3)根据比转速的大小，决定所选泵的类型(包括级数)。 (4)根据所选的类型，在该泵的系列型谱中选取合适的规 格。 (5)根据所选的规格，从“泵类产品样本”中可找到相应 的泵性能曲线，然后，根据泵在系统中的运行方式以及系统 的管路性能，检查泵在系统中的运行情况。如果泵的效率处 在高效区，则泵的规格即可确定，否则，重复上述过程直至 满意为止。 (6)对于在运行中需要经常进行流量调节的大型泵，在泵 的规格确定之后，为了提高运行经济性，要通过经济性比较， 选定合适的调节方式。
（由压力系数公式得到）
由n去查找已生产电机的转速n′，认中选用一个与n 值相等或相近的转速n′即可。
(5)由D2′ 和n′，根据公式
p 2 ρu2 qV qV = πD22 ×u 2 4 可以计算得到 u′、p′ 和 qV′ 。 p=
(6)由 qV′ , p′ 查所选类型的无因次性能曲线图，如果由 qV′ , p′ 确定的点是在 p − qV 曲线下面，而且紧靠曲线，即认为合适。 否则应加大叶轮直径或转速 进行重选。
b.利用无因次性能曲线选择风机 前面已经指出，无因次性能曲线代表了相似的同类 风机的性能，因此，利用无因次性能曲线选择风机。 (1)根据对所需风机的要求和工作作特点，选择几种 可用的风机类型，然后查出所选类型最高效率点所对应 的流量系数 qV 和压力系数 p ，选择时可把几种类型进 行列表计算，以便于比较。 (2)确定计算流量qv和计算全压力p。将计算参数qv、 p换算到标准状态的性能参数qv20、p20 。
πn p D2 p
60 =
, u2m = qVm ×u 2 m
πnm D2 m
60 = qV = const 2 πD2 ×u 2 4
πD22p
4
× u2 p
πD22m
4
流量系数
qV
qV =
qV πD22 ×u 2 4
（1）
(2)压力系数 p 由压力相似定律
ρ p D2 p = D pm ρ m 2 m
(7)根据 qV′ , p′ 在 η − qV 曲线上得η，利用公式：
Psh = pqV 1000η
算出Psh，也可查 Psh − qV 曲线查出 Psh ，经换算求得Psh后， 再考虑安全系数，最后选配电动机。 (8)将各类风机进行比较，选定最符合要求且运行经济性高 的风机。 (9)根据负荷情况，确定合理的调节方式。
选型条件： 1、输送流体的物理化学性能
输送流体的物理化学性能直接影响泵的性能、材料和结 构。是选型时需要考虑的重要因素。流体的物理化学性能 包括：流体名称、流体特性(如腐蚀性、磨蚀件、毒性等)、 固体颗粒含量及颗粒大小、密度、黏度、汽化压强等。 2、选型参数
（1）确定管路系统需要泵或者风机提供的实 际运行参数（流量，全压，扬程等）
(2)根据实际要求，确定最大流量qVmax和最大扬程Hmax 或最大全压pmax。然后视用途不同分别加上适当的安全裕 量，作为选用泵与风机的依据。 (3)进出口压强。影响壳体的耐压以及轴封的要求。 （4） 装置的气蚀余量 （5）被输送流体的温度，包括正常温度，最高最低温度。 被输送流体的密度以及当地气压。
功率系数 Psh
Psh =
Psh = const πD22 3 ρ× × u2 4
（3）
(4)效率 η
η=
pqV Psh
凡几何相似的泵或风机，在相似工况下运行时，其无 因次系数相同。用无因次系数，可以绘出无因次性能曲线。 (5) 无因次性能曲线绘制 用无因次性能参数 qV、p、Psh、η 绘制无因次性能曲线时， 首先要通过试验求得某一几何形状叶轮在固定转速下不同 工况时的qv、p、Psh及η值，然后由式(1)、式(2)、式(3)计 qV 、p、Psh、η 算出相应工况时的 ，并绘制出以流量系数 qV 为横坐标，以压力系数 、功率系数 及效率η为纵坐 q qV − η q Psh 标的一组 、V − p 及V − Pshp 曲线。
a.无因次性能曲线 (1)流量系数 qV 由流量相似定律
D2 p = D qVm 2 m qVp qVp
3
np n m
= qVm πD22m πnm D2 m × 4 60
可得：
πD22p πn p D2 p
4 × 60
又 因此
u2 p = qVp