第二章-泵与风机的性能解析PPT教学课件
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第5讲泵与风机第2章性能11-35页PPT文档资料
机械损失与机械效率
机械损失：
与叶轮转动相关，机械运动过程中克服摩擦所 造成的能量损失。
机械损失功率
机械效率：
mPPPm
Ph P
输入流动功率
轴功率去掉机械损失功率的剩余功率， 用于对通过叶轮的流体做功
1. 功率、损失与效率
机械损失功率
机械损失功率：
PmPPdf
（1）轴与轴承及轴与轴端密封的摩擦损失∆P
1. 功率、损失与效率
流动损失与流动效率
流动损失:
流体在泵与风机主流道（包括入口、叶轮、导叶、出 口）中流动时，由于流动阻力而产生的机械能损失。
流动损失的分类：
（1）流体和各部分流道壁面摩擦所产生的摩擦阻力损失； （2）流道断面变化、转弯等会使边界层分离、产生漩涡二
次流和尾迹等而引起的涡流损失； （3）由于工况改变，流量偏离设计流量时，叶轮入口流动
三角皮带传动（滚 动轴承）
0.95
1. 功率、损失与效率
功率
原 g tm g
P te m g 1p 0V g H t0 m q g0Pgi,n10q0 Vp0 tmg
原动机效率 g
电动机 功率kW
K
0.5以下 1.5
HT KHT
HhHT
H T
HT
H
H H d H V H S T h
谢谢各位！
欢迎同学讨论！
谢谢！
Pv3 Pv1; Pv3 Pv2
1. 功率、损失与效率
容积损失与容积效率
方式4：多级泵级间间隙中的泄露（圆盘摩擦损失）
1. 功率、损失与效率
容积损失与容积效率
总容积损失：
P v P v 1 P v 2 P v3
机械损失：
与叶轮转动相关，机械运动过程中克服摩擦所 造成的能量损失。
机械损失功率
机械效率：
mPPPm
Ph P
输入流动功率
轴功率去掉机械损失功率的剩余功率， 用于对通过叶轮的流体做功
1. 功率、损失与效率
机械损失功率
机械损失功率：
PmPPdf
（1）轴与轴承及轴与轴端密封的摩擦损失∆P
1. 功率、损失与效率
流动损失与流动效率
流动损失:
流体在泵与风机主流道（包括入口、叶轮、导叶、出 口）中流动时，由于流动阻力而产生的机械能损失。
流动损失的分类：
（1）流体和各部分流道壁面摩擦所产生的摩擦阻力损失； （2）流道断面变化、转弯等会使边界层分离、产生漩涡二
次流和尾迹等而引起的涡流损失； （3）由于工况改变，流量偏离设计流量时，叶轮入口流动
三角皮带传动（滚 动轴承）
0.95
1. 功率、损失与效率
功率
原 g tm g
P te m g 1p 0V g H t0 m q g0Pgi,n10q0 Vp0 tmg
原动机效率 g
电动机 功率kW
K
0.5以下 1.5
HT KHT
HhHT
H T
HT
H
H H d H V H S T h
谢谢各位！
欢迎同学讨论！
谢谢！
Pv3 Pv1; Pv3 Pv2
1. 功率、损失与效率
容积损失与容积效率
方式4：多级泵级间间隙中的泄露（圆盘摩擦损失）
1. 功率、损失与效率
容积损失与容积效率
总容积损失：
P v P v 1 P v 2 P v3
泵与风机2泵与风机叶轮理论PPT课件
§1 泵与风机的叶轮理论
本章要点
叶轮理论 速度三角形 能量方程
第1页/共67页
§1-1 离心式泵与风机的叶轮理论
一、离心式泵与风机的工作原理 二、流体叶轮中的运动及速度三角形 三、能量方程及其分析 四、离心式叶轮叶片型式的分析 五、有限叶片叶轮中流体的运动 六、滑移系数和环流系数
第2页/共67页
§1 泵与风机的叶轮理论
A=πDb-Zσb Ψ=1-Zσ/πD
第16页/共67页
二、流体在叶轮中的运动及速度三角形
3．速度三角形的计算
（3）2及 1角： 当叶片无限多时，2=2a ；而2a 在设计时可根据经验选取。 同样1 也可根据经验、吸入条件和设计要求取定。
第17页/共67页
§1-1 离心式泵与风机的叶轮理论
一、离心式泵与风机的工作原理 二、流体叶轮中的运动及速度三角形 三、能量方程及其分析 四、离心式叶轮叶片型式的分析 五、有限叶片叶轮中流体的运动 六、滑移系数和环流系数
表1-1
一些叶片形式和出口安装角的大致范围
叶片形式
出口安装角范围
叶片形式
出口安装角范围
强后向叶片（水泵型） 后向圆弧叶片 后向直叶片 后向翼型叶片
20~30 30~60 40~60 40~60
径向出口叶片 径向直叶片 前向叶片 强前向叶片（多翼叶）
90 90 118~150 150~175
第39页/共67页
K2=qVT2l2=qVT2r2cos2，K1=qVT1l1=qVT1r1cos1
作用在控制体内流体上的外力有质量力和表面力。其对 转轴的力矩M由假设可知：该力矩只有转轴通过叶片传给流体 的力矩。则
M=qVT(2r2cos2-1r1cos1)
本章要点
叶轮理论 速度三角形 能量方程
第1页/共67页
§1-1 离心式泵与风机的叶轮理论
一、离心式泵与风机的工作原理 二、流体叶轮中的运动及速度三角形 三、能量方程及其分析 四、离心式叶轮叶片型式的分析 五、有限叶片叶轮中流体的运动 六、滑移系数和环流系数
第2页/共67页
§1 泵与风机的叶轮理论
A=πDb-Zσb Ψ=1-Zσ/πD
第16页/共67页
二、流体在叶轮中的运动及速度三角形
3．速度三角形的计算
（3）2及 1角： 当叶片无限多时，2=2a ；而2a 在设计时可根据经验选取。 同样1 也可根据经验、吸入条件和设计要求取定。
第17页/共67页
§1-1 离心式泵与风机的叶轮理论
一、离心式泵与风机的工作原理 二、流体叶轮中的运动及速度三角形 三、能量方程及其分析 四、离心式叶轮叶片型式的分析 五、有限叶片叶轮中流体的运动 六、滑移系数和环流系数
表1-1
一些叶片形式和出口安装角的大致范围
叶片形式
出口安装角范围
叶片形式
出口安装角范围
强后向叶片（水泵型） 后向圆弧叶片 后向直叶片 后向翼型叶片
20~30 30~60 40~60 40~60
径向出口叶片 径向直叶片 前向叶片 强前向叶片（多翼叶）
90 90 118~150 150~175
第39页/共67页
K2=qVT2l2=qVT2r2cos2，K1=qVT1l1=qVT1r1cos1
作用在控制体内流体上的外力有质量力和表面力。其对 转轴的力矩M由假设可知：该力矩只有转轴通过叶片传给流体 的力矩。则
M=qVT(2r2cos2-1r1cos1)
泵与风机完整PPT课件
03
泵与风机运行调节与维护
运行调节方法
01
02
03
变速调节
通过改变泵与风机的转速 来调节流量，适用于电动 机驱动的设备。
节流调节
通过改变管道中阀门的开 度来调节流量，简单易行 但效率较低。
汽蚀调节
通过改变泵入口压力或温 度来调节流量，适用于某 些特定类型的泵。
维护保养措施
定期检查
对泵与风机的运行状态进 行定期检查，包括振动、 噪音、温度等指标。
高效水力设计
01
通过优化水力模型，降低水力损失，提高泵与风机的运行效率。
高效电机设计
02
采用高效电机，提高电机效率，降低能源消耗。
高效控制系统设计
03
采用先进的控制系统，实现泵与风机的智能控制和优化运行，
提高整体运行效率。
系统节能改造方案
系统诊断与优化
通过对现有泵与风机系统进行全 面诊断，找出能源浪费的症结所
实验讨论
03
04
05
1. 分析实验结果与理论 2. 讨论实验操作过程中 3. 提出改进实验方案或
预测的差异及原因；
遇到的问题及解决方法； 方法的建议。
THANKS
感谢观看
发生。
04
泵与风机节能技术及应用
节能技术概述
节能技术定义
通过改进设备设计、提高运行效率、减少能源浪费等手段，实现 能源的有效利用和节约。
节能技术分类
包括设备节能技术、系统节能技术广泛应用于工业、建筑、交通等领域，是实现可持续发展的重要 手段。
高效节能产品设计
确定转速n和功率P
根据所选类型和性能参数确定 转速和功率。
选型原则
根据实际需求，综合考虑性能 参数、可靠性、经济性等因素 进行选型。
泵与风机课件(3) 第二章泵与风机的性能
四、泵与风机的总效率
泵与风机的总效率等于有效功率和轴功率之比。即：
Pe Ph P Pe mV h Psh Psh Ph P
泵与风机 Pumps and Fans
• 离心式泵与风机的总效率视其容量、型式 和结构而异。 • 离心式泵：0.6—0.9 • 离心式风机：0.7—0.9，高效风机0.9以上 • 轴流泵：0.7—0.89 • 大型轴流风机：0.9以上
泵与风机 Pumps and Fans 【例 1-2】 有一输送冷水的离心泵，当转速为1450r/min时， 流 量 为 qV=1.24m3/s ， 扬 程 H=70m ， 此 时 所 需 的 轴 功 率
Psh=1100kW ，容积效率 V=0.93 ， 机械效率 m=0.94 ，求流动 效率为多少?（已知水的密度ρ=1000kg/m3）。
泵与风机 Pumps and Fans
一、能头与流量性能曲线（H-qV ）
1）HT-qVT曲线
HT
由无限多叶片时的理论能头可得：
2 qVT u ctg 2a 1 u2 u2 u22u ( u2 ctg 2a ) 2 qVT A - BqVT g g D2b2 g gD2b2
（1）增加密封的轴向长度，加大沿程阻力 （2）在间隙入口和出口采取节流措施，增大局部阻力 （3）采用不同形式的密封环
泵与风机 Pumps and Fans
（三） 容积效率
容积损失的大小用容积效率V 来衡量。容积效率为考虑 容积损失后的功率与未考虑容积损失前的功率之比，
V
P Pm P gqV H T qV V P Pm g qV q H T qV q
q q1 q2 q3 P kW V — —容积损失功率， q — —泄露流量， m3 / s
泵与风机通用课件(课堂版)
泵与风机的常见故障及排除方法
风机不能启动
检查电源是否正常，检查风机的 电机是否正常，检查风机的机械
部分是否正常。
风机流量不足
检查风机的入口和出口管道是否堵 塞，检查风机的叶轮是否磨损或堵 塞，检查风机的转速是否正常。
风机振动过大
检查风机的安装基础是否牢固，检 查风机的机械部分是否正常，检查 风机的电机是否正常。
定期清洗泵的内部
长期使用会使泵内部积累杂质，影响泵的性能和使用寿命，应定期 清洗。
风机的维护与保养
定期检查风机的运行状态
01
包括风机的振动、声音、轴承温度等，确保风机处于正常工作
状态。
定期更换轴承润滑油
02
轴承润滑油能够减少轴承磨损，提高风机的工作效率和使用寿
命，应定期更换。
定期清理风机外壳
03
长期使用会使风机外壳积累灰尘和污垢，影响风机的性能和使
用寿命，应定期清理。
泵与风机的常见故障及排除方法
泵不能启动
检查电源是否正常，检查泵的电 机是否正常，检查泵的机械部分 是否正常。
泵流量不足
检查泵的入口和出口管道是否堵 塞，检查泵的叶轮是否磨损或堵 塞，检查泵的转速是否正常。
泵与风机的常见故障及排除方法
• 泵振动过大：检查泵的基础是否牢固，检查泵的机械部分 是否正常，检查泵的电机是否正常。
其他类型泵的工作原理与结构
螺杆泵
利用螺杆旋转来输送液体，具有 密封性好、压力稳定等特点。
齿轮泵
利用齿轮旋转来输送液体，具有 结构简单、维护方便等特点。
真空泵
利用负压来抽取气体或液体，具 有抽气速度快、密封性好等特点
。
03 风机的工作原理与结构
CHAPTER
《泵与风机》课件(第2章)
四．动点的选择原则： 一般选择主动件与从动件的连接点，它是对两个坐标系都有 运动的点。 五．动系的选择原则： 动点对动系有相对运动，且相对运动的轨迹是已知的， 或者能直接看出的。 下面举例说明以上各概念： 动点：AB杆上A点 动系：固结于凸轮Ｏ'上 静系：固结在地面上
绝对运动： 直线
相对运动： 曲线（圆弧）
在速度三角形中，绝对速度和圆周速度的夹角称 为进流角，用α 表示；相对速度和圆周速度的反方向的 夹角称为流动角，用β 表示；而把叶片切线与圆周速度 反方向的夹角称为叶片安装角，用 β y 表示。 当流体沿着叶片的型线流动时，流动角等于安装 角，即 β ＝ β y
为了计算方便，常将绝对速度分解成两个相互垂 直的速度分量：一个是在直径方向上的投影，用 vr 表 v 示，r v sin ，称为轴面分速度；一个是在圆周切线 方向上的投影，用 vu 表示， vu v cos ，称为圆周分速 度。
b
a
b1
多点要素（线、面） 旋转时，不能改变它们 之间的相互位置，旋转 要遵循“三同”原则： 同轴、同方向、同角度。
b′
o′
b1′
a′ x b o′
a1′ a1
e
保证线段AB绕铅垂线旋转时， 两端点相互位置不变的作图
e1
a
o
b1
例1 求AB的实长及对V面的倾角β 。
a′
分析：
1. 将线段AB绕正垂线 旋转到水平线位置。 2. 把B 点设在轴上，仅 转A点即可解题。
一、流体在离心式叶轮内的流动分析
1.叶轮流道投影图 离心式叶轮的形状用通常的机械制图方法在图纸上 是表示不清的。 设有一离心式叶轮，如图2-1所示，用通常的投影方 法能表示出叶轮前后盖板的形状，但不能表示出叶片曲 面的形状。
泵与风机的构造及工作原理解析ppt课件
叶片式
工作原理
容积式其他Fra bibliotek本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
第二部分 泵与风机
叶片式
主要是通过高速旋转的叶轮对流体做功，使流体获 得能量；
表2 通风机用途汉语拼音代号
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
第二部分 泵与风机
当前泵与风机的发展趋势和特点有以下几个方面：
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
图9.2 单级双吸卧式离心泵剖面图 1—泵体； 2—泵盖； 3—泵轴； 4—叶轮； 5—叶轮上减漏环； 6—泵壳上减漏 环；7—水封管；8—充水孔； 9—油孔； 10—双列滚珠轴承； 11—键； 12—填 料套； 13—填料环； 14—填料；15—压盖； 16—联轴器； 17—油杯指示管； 18—压水管法兰；19—泵座； 20—吸水管；21—泄水孔； 22—放油孔
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
9.1.1.2 泵壳
泵壳的主要作用是以最小的
图
损失汇集由叶轮流出的液体，
9.6
使其部分动能转变为压能，
工作原理
容积式其他Fra bibliotek本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
第二部分 泵与风机
叶片式
主要是通过高速旋转的叶轮对流体做功，使流体获 得能量；
表2 通风机用途汉语拼音代号
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
第二部分 泵与风机
当前泵与风机的发展趋势和特点有以下几个方面：
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
图9.2 单级双吸卧式离心泵剖面图 1—泵体； 2—泵盖； 3—泵轴； 4—叶轮； 5—叶轮上减漏环； 6—泵壳上减漏 环；7—水封管；8—充水孔； 9—油孔； 10—双列滚珠轴承； 11—键； 12—填 料套； 13—填料环； 14—填料；15—压盖； 16—联轴器； 17—油杯指示管； 18—压水管法兰；19—泵座； 20—吸水管；21—泄水孔； 22—放油孔
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
9.1.1.2 泵壳
泵壳的主要作用是以最小的
图
损失汇集由叶轮流出的液体，
9.6
使其部分动能转变为压能，
泵与风机的性能27页PPT
泵与风机的性能
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在Байду номын сангаас中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在Байду номын сангаас中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
泵与风机绪论教学课件PPT
叶轮
导叶
二、工作原理
（二）容积式泵与风机（又称定排量式）
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。
活塞泵原理图
1、往复式
活塞泵模型
二、工作原理
（二）容积式泵与风机（又称定排量式） 2、回转式
悬片式真空泵
二、工作原理
（二）容积式泵与风机（又称定排量式） 2、回转式
双螺杆泵
齿轮泵
二、工作原理
（二）容积式泵与风机（又称定排量式） 2、回转式
双螺杆泵
萝次风机
二、工作原理
（三）其它类型的泵与风机 无法归入前面两大类的泵 与风机。这类泵与风机主要 特点是利用具有较高能量的 工作流体来输送能量较低的 流体。
射流泵
液环泵
§1-3 泵与风机的基本结构
一、离心泵的基本构造及工作原理 二、离心风机的基本构造及工作原理 三、轴流泵与风机的基本构造及工作原理
叶片没有盖板的叶轮称为敞开式叶轮，如图3（b）所示。只有 后盖板没有前盖板的叶轮，称为半开式叶轮，如图3（c）所示
。在抽送含有悬浮物的污水时，为了避免堵塞，离心泵常采用 敞开式或半开式叶轮，这种叶轮叶片少，一般仅为2～5片，但 水泵效率较低。
图3 叶轮形式 (a) 半开式叶轮；(b) 开式叶轮；(c) 闭式叶轮
吸入室
叶轮
扩散管 压出室
离心泵示意图
叶轮
泵壳 导叶
叶轮
轴流泵示意图
导叶 混流泵示意图
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
叶片迫使流体随叶轮旋转,并对流 体沿其运动方向作功；
叶轮的旋转作用使流体在叶轮中 心形成低压区，在吸入端压强的作用 下，流体经吸入室从叶轮中心流入，并在叶轮中获得机械能 后进入压出室；
导叶
二、工作原理
（二）容积式泵与风机（又称定排量式）
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。
活塞泵原理图
1、往复式
活塞泵模型
二、工作原理
（二）容积式泵与风机（又称定排量式） 2、回转式
悬片式真空泵
二、工作原理
（二）容积式泵与风机（又称定排量式） 2、回转式
双螺杆泵
齿轮泵
二、工作原理
（二）容积式泵与风机（又称定排量式） 2、回转式
双螺杆泵
萝次风机
二、工作原理
（三）其它类型的泵与风机 无法归入前面两大类的泵 与风机。这类泵与风机主要 特点是利用具有较高能量的 工作流体来输送能量较低的 流体。
射流泵
液环泵
§1-3 泵与风机的基本结构
一、离心泵的基本构造及工作原理 二、离心风机的基本构造及工作原理 三、轴流泵与风机的基本构造及工作原理
叶片没有盖板的叶轮称为敞开式叶轮，如图3（b）所示。只有 后盖板没有前盖板的叶轮，称为半开式叶轮，如图3（c）所示
。在抽送含有悬浮物的污水时，为了避免堵塞，离心泵常采用 敞开式或半开式叶轮，这种叶轮叶片少，一般仅为2～5片，但 水泵效率较低。
图3 叶轮形式 (a) 半开式叶轮；(b) 开式叶轮；(c) 闭式叶轮
吸入室
叶轮
扩散管 压出室
离心泵示意图
叶轮
泵壳 导叶
叶轮
轴流泵示意图
导叶 混流泵示意图
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
叶片迫使流体随叶轮旋转,并对流 体沿其运动方向作功；
叶轮的旋转作用使流体在叶轮中 心形成低压区，在吸入端压强的作用 下，流体经吸入室从叶轮中心流入，并在叶轮中获得机械能 后进入压出室；
泵与风机-2_1性能曲线(课堂PPT)
1. qv—H曲线
1) qvT —HT曲线
HT
1 g
u2v2u
1 gu2(u2D qv2bT2cot2)ABvqT co2 t
在qvT — HT坐标上为一直线方程。
2>90时斜率为正， 2<90时斜率为负， 2 =90时斜率为0。
第二章 泵与风机的性能
Welcome
第二节 泵与风机的性能曲线
二、用理论的方法绘制性能 H T ABvq T co2 t
(1)先去下标
H、HT、HT
qvT ～HT
qvT～ HT
A
A
qv、qvT
第二章 泵与风机的性能
Welcome
(2)去H的下标T
因为H=hHT，而h和h1、 h2及h3有关。 h1+ h2 qvT2，又因为是损失，在坐标上应为负值。
H、HT、HT
qvT ～HT qvT～ HT
A
A
第二节 泵与风机的性能曲线
曲线
H T
2
2 90
u
2 2
2 90
g
2
2 90
A
q vT
B cot 2
第二章 泵与风机的性能
Welcome
第二节 泵与风机的性能曲线
二、用理论的方法绘制性能曲线
1. qv— H曲线
2) qv—H曲线(实际)
从理论上分析曲线的大体形状。以2 <90为例，取
其中的一部分进行放大。
(1)先去下标 HT KHT
Welcome
第二节 泵与风机的性能曲线
四、离心式泵与风机性能曲线的分析
1.工况 有一qv,就有一组、H、P,这一组数就是一个工
况，应为一曲线，曲线上有无限多个点，就有无限多
1) qvT —HT曲线
HT
1 g
u2v2u
1 gu2(u2D qv2bT2cot2)ABvqT co2 t
在qvT — HT坐标上为一直线方程。
2>90时斜率为正， 2<90时斜率为负， 2 =90时斜率为0。
第二章 泵与风机的性能
Welcome
第二节 泵与风机的性能曲线
二、用理论的方法绘制性能 H T ABvq T co2 t
(1)先去下标
H、HT、HT
qvT ～HT
qvT～ HT
A
A
qv、qvT
第二章 泵与风机的性能
Welcome
(2)去H的下标T
因为H=hHT，而h和h1、 h2及h3有关。 h1+ h2 qvT2，又因为是损失，在坐标上应为负值。
H、HT、HT
qvT ～HT qvT～ HT
A
A
第二节 泵与风机的性能曲线
曲线
H T
2
2 90
u
2 2
2 90
g
2
2 90
A
q vT
B cot 2
第二章 泵与风机的性能
Welcome
第二节 泵与风机的性能曲线
二、用理论的方法绘制性能曲线
1. qv— H曲线
2) qv—H曲线(实际)
从理论上分析曲线的大体形状。以2 <90为例，取
其中的一部分进行放大。
(1)先去下标 HT KHT
Welcome
第二节 泵与风机的性能曲线
四、离心式泵与风机性能曲线的分析
1.工况 有一qv,就有一组、H、P,这一组数就是一个工
况，应为一曲线，曲线上有无限多个点，就有无限多
最新泵与风机的性能课件.ppt
1000 st
原动机输出功率Pg： Pg
P
m
gqv H 1000c
kW
Pg
P
c
pqv
1000m
kW
原动机输入功率Pg,in：Pg,in Pg g
原动机选用功率： PM KPg
2
第一节 功率、损失与效率
二、损失与效率 根据泵与风机损失的性质可将其分为三种：机械损失、容 积损失、流动损失。 轴功率减去由这三项损失所消耗的功率等于有效功率。 泵与风机的总效率等于有效功率与轴功率之比 。
10
第二节 泵与风机的性能曲线
一、离心式泵与风机的性能 曲线
（１）最佳工况点及经济工作 区 （２）离心泵在空载情况下防 止空化。 （３）空载条件下启动。 （线４的）三后种弯基式 本叶 形轮 状qV~H性能曲 （５）前后弯叶轮的某些特点。
11
第二节 泵与风机的性能曲线
二、轴流式泵与风机的性能曲线
12
Pv
P Pm Pv P Pm
P Pm P
hvm
3
二、损失与效率
（一）机械损失和机械效率 机械损失主要包括轴端密封与轴承的摩擦损失及叶轮前后 盖板外表面与流体之间的圆盘摩擦损失两部组成。
（二）容积损失和容积效率 容积损失主要发生在叶轮入口与外 壳密封环之间的间隙；平衡轴向力装置 与外壳间的间隙和轴封处的间隙等。
qv 1.4AK
pd
（二）风机性能试验
23
2．性能参数的测量及计算
（２）风机压力的测量及计算
0
1
2
3
风 机
0
1
2
3
p ( pst2 pd 2 ) ( pst1 pd1)
原动机输出功率Pg： Pg
P
m
gqv H 1000c
kW
Pg
P
c
pqv
1000m
kW
原动机输入功率Pg,in：Pg,in Pg g
原动机选用功率： PM KPg
2
第一节 功率、损失与效率
二、损失与效率 根据泵与风机损失的性质可将其分为三种：机械损失、容 积损失、流动损失。 轴功率减去由这三项损失所消耗的功率等于有效功率。 泵与风机的总效率等于有效功率与轴功率之比 。
10
第二节 泵与风机的性能曲线
一、离心式泵与风机的性能 曲线
（１）最佳工况点及经济工作 区 （２）离心泵在空载情况下防 止空化。 （３）空载条件下启动。 （线４的）三后种弯基式 本叶 形轮 状qV~H性能曲 （５）前后弯叶轮的某些特点。
11
第二节 泵与风机的性能曲线
二、轴流式泵与风机的性能曲线
12
Pv
P Pm Pv P Pm
P Pm P
hvm
3
二、损失与效率
（一）机械损失和机械效率 机械损失主要包括轴端密封与轴承的摩擦损失及叶轮前后 盖板外表面与流体之间的圆盘摩擦损失两部组成。
（二）容积损失和容积效率 容积损失主要发生在叶轮入口与外 壳密封环之间的间隙；平衡轴向力装置 与外壳间的间隙和轴封处的间隙等。
qv 1.4AK
pd
（二）风机性能试验
23
2．性能参数的测量及计算
（２）风机压力的测量及计算
0
1
2
3
风 机
0
1
2
3
p ( pst2 pd 2 ) ( pst1 pd1)
《泵与风机讲义》PPT课件
联立上述两式并消去
n0/n得：
H A H B H const.
qV2A
qV2B
qV2
图4-26 转速不同时的性能换算
可见：当转速改变时，工况相似的一系列点其扬程与流 量的平方之比为一常数。上式还可改写为：
即相似抛物线方程： H KqV2 （4－35）
上式表明：当转速改变时，工况相似的一系列点是按二次抛 物线规律变化的，且抛物线的顶点位于坐标原点。我们称此
b1p b2 p D2 p b1 b2 D2
Dp D
Z p vZ1p w1p v2 p
v1
w1
v2
u2 p Dp np u2 D n
可推导出：
qvp qv
Dp D
3
np n
Vp V
可变形：
qV D32nV
q VP D32Pn PVP
Dp
D
np n
2 hp
h
D n
（4－26）
（4－27）
H
D22 n 2 h
const.
或
p
D22 n 2 h
const.
描述：几何相似泵（或风机），在相似的工况下，其扬程 （或全压）与叶轮直径及转速的二次方、以及流动效率 （或流体密度）的一次方成正比。
3、功率相似定律
m
k1 k3 k1
k2 k1n2 D4
a
b n2 D4
（假定线性尺寸D2不变）
结论：对于小模型、降转速，↓↓（m↓）。
三、相似定律的特例
实际应用相似定律时，会遇到以下特殊情况：
n0/n得：
H A H B H const.
qV2A
qV2B
qV2
图4-26 转速不同时的性能换算
可见：当转速改变时，工况相似的一系列点其扬程与流 量的平方之比为一常数。上式还可改写为：
即相似抛物线方程： H KqV2 （4－35）
上式表明：当转速改变时，工况相似的一系列点是按二次抛 物线规律变化的，且抛物线的顶点位于坐标原点。我们称此
b1p b2 p D2 p b1 b2 D2
Dp D
Z p vZ1p w1p v2 p
v1
w1
v2
u2 p Dp np u2 D n
可推导出：
qvp qv
Dp D
3
np n
Vp V
可变形：
qV D32nV
q VP D32Pn PVP
Dp
D
np n
2 hp
h
D n
（4－26）
（4－27）
H
D22 n 2 h
const.
或
p
D22 n 2 h
const.
描述：几何相似泵（或风机），在相似的工况下，其扬程 （或全压）与叶轮直径及转速的二次方、以及流动效率 （或流体密度）的一次方成正比。
3、功率相似定律
m
k1 k3 k1
k2 k1n2 D4
a
b n2 D4
（假定线性尺寸D2不变）
结论：对于小模型、降转速，↓↓（m↓）。
三、相似定律的特例
实际应用相似定律时，会遇到以下特殊情况：
泵和风机PPT课件
5、离心泵的分类：（1）按叶轮吸入方式分类：单吸 式、双吸式；（2）按级数分类：单级离心泵、多级 离心泵；（3）按扬程分类：低压离心泵、中压离心 泵、高压离心泵。 6、转子是指离心泵的转动部分，它包括叶轮、泵轴 、轴套、轴承等零件。 7、叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高速旋转对液 体做功而实现液体的输送。 8、按结构形式，叶轮可分为：闭式叶轮、开式叶轮 、半开式叶轮。 9、当叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反时，称为后 弯式叶片，反之称为前弯式叶片（后弯式叶片具有较 高的效率）。 10、离心泵的泵轴的主要作用是传递动力，支承叶轮 保持在工作位置正常运转。
根据流体的流动情况，可将它们再分为下 列数种：
分类 离心式 轴流式 混流式 贯流式
叶轮高
速旋转
基本原 理
时产生 的离心 力使流
体获得
能量
旋转叶 片的挤 压推进 力使流 体获得 能量， 升高其 压能和 动能
离心式 和轴流 式的混 合体
原理同 离心式
混流送 水泵
家用空 调室内
风机Βιβλιοθήκη 做功部件 整体结构 做功部件 整体结构
结构 演示
产品 例证
中央空调用离心风机
中央空调或冷库用 轴流式送水泵
第二节 泵与风机的工作原理
一、 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。叶轮装在一个螺旋形 工作原理 的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向 流入，然后转90度进入叶轮流道并径 向流出。叶轮连续旋转，在叶轮入口 处不断形成真空，从而使流体连续不 断地被泵吸入和排出。
11、常用的轴封装置有填料密封和机械密封。 12、填料密封是通过填料压盖压紧填料，使填料 发生变形，并和轴的外圆表面接触，防止液体外 流和空气吸入泵内。填料密封的密封性可用调节 填料压盖的松紧度加以控制。合理的松紧度应该 使液体从填料函中滴状漏出，每分钟控制在15到 20滴左右。低压离心泵输送温度小于40℃时，常 用石墨填料或黄油渗透的棉织填料；输送温度小 于250℃、压力小于1.8MPa的液体时，用石墨浸 透的石棉填料；输送温度小于400℃、允许工作压 力为2.5MPa的石油产品时，用金属箔包石棉心子 填料。 13、机械密封结构及工作原理：依靠静环与动环 的端面相互贴合，并作相对转动而构成的密封装 置，称为机械密封，又称端面密封。
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泵与风机
由于结构、工艺及流体粘性的影响，流体流经泵与风机时 不可避免地要产生各种能量损失。
哪些损失？在哪些部位？与那些因素有关？措施。
P
Ph
P
Pe
qVT
qV
qV
HT
HT
H
Pm
机械损失功率
Ph PV 流动损失功率
容积损失功率
Henan Unjversity of Science and Technology
• 容积损失主要发生在：叶轮入口与 外壳密封环之间的间隙；平衡轴向力 装置与外壳间的间隙和轴封处的间隙； 多级泵的级间间隙处；
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减小泵容积损失的措施
泵与风机
为了减小叶轮入口处的容积损失q1，一般在入口处都装 有密封环（承磨环或口环），如图下所示。
泵多采用机械密封、浮动密封等结构，轴端密封的摩擦损失就更小。 • 圆盘摩擦损失 是因为叶轮在壳体内的流体中旋转，叶轮两侧的流体，
由于受离心力的作用，形成回流运动，此时流体和旋转的叶轮
发生摩擦而产生能量损失，约占轴功率的2%~10%， 是机械损失的主要部分。
mPPPm
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（三）流动损失和流动效率
泵与风机
• 流道断面变化、转弯等会使产生涡流而引起涡流（扩散）损失；流体 和各部分流道壁面摩擦会产生摩擦损失；由于工况改变，偏离设计流 量时，入口流动角与叶片安装角不一致，会引起冲击损失。流动损失 发生在吸入室、叶轮流道、导叶和壳体中。
1. 摩擦损失和涡流损失与流量的平方成正比，可定性地用 下式表示：
通风机的容积损失发生在以下部位：
气体通过通风机的轴或轴套与 机壳之间的间隙Δ向外泄漏。由于 轴或轴套的直径较小，由此产生的 外泄漏可忽略不计。
气体通过叶轮进口与进气口之
间的间隙δ流回到叶轮进口的低压区。
和泵的情况类似，容积损失q 的大小
和间隙形式有关。
通风机容积损失示意图
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泵与风机
• 一、功率 • 1.有效功率Pe
Pe1g0qVH 00kW Pe1q0Vp0k0W
• 2.轴功率P
PP e 1g0q VH 00 kW
P qVp kW
1000
• 3.原动机功率Pg
Pg10g0qV0H kW tm
Pg10qV 0p0tmkW
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损失与效率
泵与风机
P
Ph qVT HT
P
qV HT
Pe qV H
PV Pm 容积损失功率 机械损失功率
Ph 流动损失功率
泵或风机内部的能量平衡图
流动损失:由于液体具有粘性，在 泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生 碰撞、导致旋涡等引起的摩擦阻 力、局部阻力和冲击能量损失。 水力损失用水力效率ηh表示。
h实 理际 论 1扬 扬 0 % 0 H H 程 程 T 1％ 00
泵与风机
减小机械损失的一些措施 （1）合理地压紧填料压盖，对于泵采用机械密封。
（2）对给定的扬程，增加转速，相应减小叶轮直径。
（3）试验表明，将铸铁壳腔内表面涂 漆后，效率可以提高2%～3%，叶轮盖板 和壳腔粗糙面用砂轮磨光后，效率可提高 2%～4% 。一般来说，风机的盖板和壳 腔较泵光滑，风机的效率要比水泵高。
（4）适当选取叶轮和壳体的间隙，可以降低圆盘摩擦损失， 一般取B/D2=2%～5%。
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（二）容积损失和容积效率
泵与风机
• 泵与风机由于转动部件与静止部件之间存在间隙，当叶轮转 动时，在间隙两侧产生压力差，因而使部分由叶轮获得能量 的流体从高压侧通过间隙向低压侧泄漏，称为容积损失或泄 漏损失。
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（一）机械损失和机械效率
泵与风机
• 机械损失主要包括轴端密封与轴承的摩擦损失及圆盘摩擦损失两部分。 • 轴端密封与轴承的摩擦损失 与轴承、轴封的结构形式、填料种类、轴
颈的加工工艺以及流体的密度有关，约占轴功率P的1%～3%，大中型
平面式密封环
中间带一小室 的密封环
曲径式密封环
曲径式密封环
直角式密封环
锐角式密封环
曲径式密封环
检修中应将密封间隙严格控制在规定的范围内，密封间 隙过大→q1↑；密封间隙过小→ Pm1↑；
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（二）通风机的容积损失
泵与风机
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第二章 泵与风机的性能
泵与风机
• 第一节 功率、损失与效率 • 第二节 泵与风机的性能曲线 • 第三节 性能曲线的测试方法
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第一节 功率与效率
泵与风机的总效率：
泵与风机
由上述分析可知，泵与风机的总效率等于流 动效率、容积效率和机械效率三者的乘积。
m vh
Pe
P
mPPPm
有效功率Pe
h实 理际 论 1扬 扬 0 % 0 H H 程 程 T 1％ 00
V实 理际 论 1流 流 % 0 0 q q v v T 量 量 1％ 00
•机械损失：由于泵轴与轴承间、泵轴 与填料间、叶轮表面与液体间的摩擦 等机械原因引起的能量损失。机械损 失用机械效率ηm表示。
mPPPm
容积损失：由于泵的泄漏、液体 的倒流等所造成，使得部分获得 能量的高压液体返回去被重新作 功而使排出量减少浪费的能量。 容积损失用容积效率ηv表示。
V实 理际 论 1流 流 % 0 0 q q v v T 量 量 1％ 00
hf4lR2vg2 K1qV 2
hjK2qV2
hfhjK3qV 2
Henan Unjversity of Science Байду номын сангаасnd Technology
2.冲击损失
泵与风机
当流量偏离设计流量时，流体速度的大小和方向要发生变化，在叶 片入口和从叶轮出来进入压出室时，流动角不等于叶片的安装角。
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