泵与风机课堂版

分类：封闭叶轮
半开叶轮 全开叶轮
（前后盖板、轮毂、叶片）
（吸入口个数：单吸、双吸）
特点：效率高
效率低
适用场合：输送清水
输送含杂质流体
离心泵，根据轴上叶轮个数分为： 单级泵、多级泵
2、轴
作用：传递扭矩 分类： 水平、 阶梯
轴套；保护轴
3、吸入室
定义：泵入口法兰到叶轮入口的流动空间。 作用：以最小阻力损失，将流体
起来并引出。 类型：
环形：结构简单，轴向尺寸小；流动损失大。 节段多级泵。
螺旋形：流动损失小。 单级、多级泵。
5、导叶（导向叶轮）
多级泵必须有பைடு நூலகம்叶 作用：
汇集叶轮出口流体，在最小损失下， 将流体引入下级叶轮或压出室；同时并将 部分动能变为压能。 分为：
径向式 轴向尺寸大，加工简单 流道式 损失小，结构复杂
轴功率
输入功率
Pe 100%
P
五、转速 轴每分钟的转数 n r/min
六、汽蚀余量
第五节 泵与风机发展趋势
一、大容量，高参数 二、高转速 三、高效率 四、高可靠性 五、低噪音
第一章 泵与风机的叶轮理论
第一节 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
原动机带动叶轮旋转——叶片对流体 做功—— 流体能量增加——离心力作用 下流体流出叶轮—— 叶轮中心形成真空
泵与风机耗电量约占全国发电量的1/3。 安全、高效运行具有重要意义
电力行业 锅炉给水泵，心脏 送引风机，呼吸系统
消耗大部分的厂用电
第二节 泵与风机的分类
分类
一、按产生能头大小
低压泵（<2MPa） 通风机（<15KPa） 中压泵 (2〜6MPa) 鼓风机 (15〜340KPa) 高压泵 (>6MPa) 压气机 (>340KPa)
（三）任意点速度 三角形绘制
7个元素u w v vm vu α β,中任意3个，唯 一决定速度三角形
二、按工作原理分类
叶片式
容积式
其它
叶片对流体做功 工作室容积周期改变
1、叶片式 根据力的作用方式不同： 离心、混流、轴流
离心
轴流
斜流
旋涡
叶轮
斜流
轴流
离心
旋涡
2、容积式 工作元件运动方式： 回转、 往复
回转
往复
回转式（齿轮泵）
回转式 （ 螺杆泵）
单螺杆、双螺杆、三螺杆
往复式 （活塞泵）
3、其它
减小进气损失。 （若有，在集流器前）
二、轴流式泵与风机主要部件
主要部件： 叶轮、轴、吸入室（集流器）、扩压筒、
导叶 导叶：改变流体流动方向、减小损失、部
分动能转变为压能
第四节 泵与风机主要性能参数
主要参数： 流量、扬程（全压）、功率、效率
一、流量 流量：单位时间内泵与风机输送的流体数量。
qv
m3 / s
qm kg / s
qm qv
二、扬程（全压）
扬程：单位重量的流体通过泵后获得的
能量。
Hm
全压：单位体积的气体通过风机后获得
的能量。
p Pa
三、功率
有效功率：流体通过泵与风机获得的功率
（单位时间获得的能量） Pe w,kw
轴功率：原动机传到泵与风机轴上的功率。 P
四、效率
有效功率 是输出功率
平稳引入叶轮
锥形
环形
半螺旋形
弯管
锥形：结构简单，流动损失小；小型单级悬臂支承泵。
环形：结构简单，轴向尺寸小；流动损失较大；
分段多级泵。
半螺旋形：有预旋，能头降低，流动损失小；
大型单级、多级泵。
弯管：流动损失小，轴向尺寸大，大型单级、多级泵。
4、压水室
定义：叶轮出口到泵出口法兰之间的流动空间。 作用：在最小阻力损失下，将流体从叶轮收集
高速气流或水流 形成真空 抽吸
喷射泵
三、按轴与基准的相对位置
卧式
立式
平行
垂直
四、按用途 给水泵、循环水泵、冷却水泵 送风机、引风机、增压风机
第三节 泵与风机的主要部件
一、离心式泵与风机的主要部件
(一)离心式泵的主要部件 叶轮、 轴、 吸入室、 压出室、 导叶、 密封装置 等
1、叶轮
作用：做功元件
授课计划： 共32学时（每周4学时） 其中4学时实验，2学时课内考试
考核方式 闭卷（卷库） 平时、 实验、 期末 20% 10% 70%
绪论
第一节 泵与风机在国民经济
中的应用
一、定义：
将原动机的机械能转化为被输送流体能量 （压能、动能），并实现流体定向输送的一种 动力设备。
一般，输送液体：泵； 输送气体：风机
1、理想叶轮（叶片无限多、无限薄） 流体沿叶片型线流动，相对运动速度w
方向为叶片的切线方向。 2、理想流体（无粘性） 不考虑损失
v uw
为便于分析，总结7个元素： u， w， v ， vm （绝对速度径向分速度） vu （绝对速度圆周分速度） α : 绝对速度角（绝对速度与圆周速度方向夹角） β ：相对速度角或流动角β（相对速度与圆周速度反方向夹角） 附：βa ：安装角（叶片切线方向与圆周速度反方向夹角）， 理想叶轮，流动角=安装角
二、应用
广泛 农业：灌溉 采矿工业：排水、通风 机械工业：润滑（泵）、冷却（泵、风机） 建筑工业：给排水、通风、空调、供暖 医学：人工心脏
特别 电力工业： 火电：
煤粉、天然气燃烧需要空气； 燃烧后产生烟气，燃气 工质 水， 润滑冷却 水、油 核电： 工质水，润滑冷却 书，图0-1
三、重要性 全国
(4)迷宫 迷宫形式不同，效果不同
（二）离心风机主要部件
主要部件： 叶轮、轴、集流器、蜗壳、进气箱
（相当于离心泵：吸入室， 压出室）
(1)叶轮:叶片，前盘，后盘，轮毂
叶片：直板，弯板，翼型（中空）
(2)轴 (3)集流器：
叶轮前，最小损失引导流体进入叶轮 圆筒形、圆锥形、锥弧形
(4)进气箱： 由于结构、布置上的需要，为改善进气条件、
——外部流体流入叶轮——叶轮连续旋 转——流体连续吸入排出。
二、流体在叶轮中的运动及 速度三角形
（一）运动 复杂
1、流体随叶轮旋转运动 ——圆周运动或牵连运动, u
2、流体相对于旋转的叶轮从叶轮入口到出口 ——相对运动, w
实际运动： 周运动 u 与相对运动 w 的合运动
v uw
v
w
u
（二）速度三角形分析 为便于分析，假设：
6、密封装置 类型： 密封环 叶轮与泵壳间间隙 轴向密封装置（轴封） 轴端与泵壳间间隙
密封环
平环 角环 迷宫式
轴封
(1)填料密封（填料箱，压盖）
小型泵
结构简单、成本低、效果差；
(2)机械密封 （动环，静环）
高温高压
结构复杂、安装运行要求高、效果最好； 高转速泵
(3)浮动环 （浮动环，浮动套） 结构简单，效果好，轴向尺寸大