泵与风机课堂版
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《泵与风机》课件(第5章)
H c H1 H 2 H n pc p1 p2 pn
qVc qV 1 qV 2 qVn qVi
i 1 n
（二）并联运行的工作特性分析 泵与风机在管路系统中的并联运行可分为两种情况， 即同性能的泵与风机并联运行和不同性能的泵与风机并联 运行。 1.同性能泵并联运行（以泵为例） 右图为两台同性能泵并联工作 时的性能曲线（忽略了非共同管道 OE和OF的阻力影响）。图中曲线Ⅰ、 Ⅱ为两台相同性能泵的性能曲线， Ⅲ为并联后的特性曲线，并联工作 时的性能曲线为Ⅰ＋Ⅱ。
由于入口导叶调节具有构造简单及装置尺寸小，运 行可靠和维护管理简便，初投资低等优点，故离心式风机 目前普遍采用这种调节方式。此外，当调节量较小时，入 口导叶调节的节电效果并不比变速调节差，但随着调节量 的增加，它的节流效应逐渐增强，调节效率不断降低。 根据这一特点，对调节范围大的离心式风机，可采用 入口导叶和双速电机的联合调节方式，以使得在整个调节 范围内都具有较高的调节经济性。因此，目前工业企业大 型机组的离心式送、引风机已较普遍地采用丁这种联合调 节方式。
假设阀门的节流损失为Δ h，则节流功率损失Δ PM′：
PM
gqVM h
1000
(kW)
M′点处，泵的有效功率PeM′：
PeM
gqVM H M
1000
(kW)
M′点处，轴功率功率PshM′：
PshM
gqVM H M (kW) 1000 M
jM′：
2.进口端节流调节
利用装在进口管路上的节流部件来调节风机流量的调 节方式称为进口端节流调节。 当风机采用进口端节流调节时，不仅改变了管路性能 曲线，同时也改变了风机的性能曲线。因为进口管路上 的阀门或挡板离风机的进口较近，节流时影响到风机内 流体的速度场，使性能曲线发生相应的变化。
qVc qV 1 qV 2 qVn qVi
i 1 n
（二）并联运行的工作特性分析 泵与风机在管路系统中的并联运行可分为两种情况， 即同性能的泵与风机并联运行和不同性能的泵与风机并联 运行。 1.同性能泵并联运行（以泵为例） 右图为两台同性能泵并联工作 时的性能曲线（忽略了非共同管道 OE和OF的阻力影响）。图中曲线Ⅰ、 Ⅱ为两台相同性能泵的性能曲线， Ⅲ为并联后的特性曲线，并联工作 时的性能曲线为Ⅰ＋Ⅱ。
由于入口导叶调节具有构造简单及装置尺寸小，运 行可靠和维护管理简便，初投资低等优点，故离心式风机 目前普遍采用这种调节方式。此外，当调节量较小时，入 口导叶调节的节电效果并不比变速调节差，但随着调节量 的增加，它的节流效应逐渐增强，调节效率不断降低。 根据这一特点，对调节范围大的离心式风机，可采用 入口导叶和双速电机的联合调节方式，以使得在整个调节 范围内都具有较高的调节经济性。因此，目前工业企业大 型机组的离心式送、引风机已较普遍地采用丁这种联合调 节方式。
假设阀门的节流损失为Δ h，则节流功率损失Δ PM′：
PM
gqVM h
1000
(kW)
M′点处，泵的有效功率PeM′：
PeM
gqVM H M
1000
(kW)
M′点处，轴功率功率PshM′：
PshM
gqVM H M (kW) 1000 M
jM′：
2.进口端节流调节
利用装在进口管路上的节流部件来调节风机流量的调 节方式称为进口端节流调节。 当风机采用进口端节流调节时，不仅改变了管路性能 曲线，同时也改变了风机的性能曲线。因为进口管路上 的阀门或挡板离风机的进口较近，节流时影响到风机内 流体的速度场，使性能曲线发生相应的变化。
流体力学泵与风机课件
详细描述
流量是泵在单位时间内输送的流体体积或质量，是衡量 泵输送能力的重要参数。扬程是泵所输送流体的出口压 力与入口压力之差，反映了泵对流体所做的功。功率是 泵在单位时间内所做的功或消耗的能量，反映了泵的工 作效率。效率是泵的实际输出功率与输入功率之比，反 映了泵的工作效率。转速是泵轴的旋转速度，反映了泵 的工作速度。这些性能参数是选择和使用泵的重要依据 。
详细描述
风机的工作原理主要是通过叶轮旋转产生的离心力或升力，使气体获得能量，如 压力和速度等。当叶轮旋转时，气体被吸入并随叶轮一起旋转，在离心力的作用 下，气体被甩向叶轮的外部，并获得能量，然后通过导流器将气体排出。
风机的性能参数
总结词
风机的性能参数
详细描述
风机的性能参数主要包括流量、压力、功率和效率等。流量表示单位时间内通过风机的气体体积或质 量，压力表示气体通过风机时所受到的压力，功率表示风机所消耗的功率，效率表示风机输出功率与 输入功率之比。这些性能参数是衡量风机性能的重要指标。
具有流动性、连续性和不 可压缩性，对流体的作用 力可以分解为法向应力和 切向应力。
流体静力学
静压力
静压力计算
流体在平衡状态下作用在单位面积上 的力，与重力加速度和高度有关。
通过压强计或压力传感器测量流体中 的静压力。
静压力特性
静压力沿重力方向递增，垂直方向上 静压力相等。
流体动力学
流量与速
流量是单位时间内流过某 一截面的流体体积，流速 是单位时间内流过某一截 面的距离。
05
CATALOGUE
泵与风机的应用场景
泵的应用场景
工业用水处理
泵在工业用水处理中用 于输送水、悬浮物和化
学药剂等。
农业灌溉
《泵与风机》课件(第3章)
压力分布 p ( x 体现了几何形状对速度分布的影响。 表面 y 0 处的切应力可以写成如下形式：
*
*
*
dp* )与表面的几何形状有关，因此， dx*
u y
y 0
* V u * L y
y * 0
摩擦系数
2 u * Cf 2 V / 2 Re y*
CmCu 1 Ct C f
上式称为相似指标
相似定理
由前面的公式可以推导得：
F ' t ' F '' t '' '' '' ' ' mu m u
FT/mu称为相似准则。相似第一定律可以表达 为：彼此相似的现象，其对应点的同名相似准 则相等。
相似第二定理
若一个系统中有n个物理量，其中k个物理量 的量纲是独立的，那么这n个物理量可以表示 为n-k个相似准则的关系式。 如果把实验结果整理为无量纲的相似准则关 系式，那个这个关系式可以推广到与其相似 的所有现象。
过程相似的条件
2、 相似系统中，在空间相对应的点和时间上相对应的瞬 间，用来描述物理过程的各个同类物理量之比为常数。 物理量相似的定义，可以用下列相似变换式来表示：
x Cxi x i
'' i '
C x 代表第i个物理量的相似常数。 式中 i代表第i个物理量， 对于不同的物理量，其相似常数具有不同的数值，但它们 的数值一般不等于1。
4. 动力相似 流动的动力相似，是指作用于流体质点上的力为同名力， 同时相应点上的同名力成比例。这里所谓的同名力，是指同 一物理性质的力，例如重力、粘性力、压力、惯性力、弹性 力等等。相应的同名力成比例，即：
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
泵与风机完整课件
混流式 往复式
容积式：回转式：叶 罗 罗氏 杆 茨风 风 风机 机 机
1.叶片式（动力式）
离心式 (小流量，高扬程)
7
轴流式 (大流量，低扬程)
混流式
(中流量，中扬程)
风机
轴流式静叶可调引风机
动叶
入口静叶 出口静叶
入口静叶调节机构
8
2、容积式
柱塞泵
9
（往复泵）
工作原理（活塞式）：活塞向左 移动→泵缸容积↑ →泵体压力 ↓，排出阀门关阀，吸入杆打开， 液体吸入； 活塞向右移动→泵缸容积↓ → 泵体压力↑ →排出阀门打开， 吸入杆关闭，液体排出。 特点：单动泵由于吸入阀和排出 阀均在活塞一侧，吸液时不能排 液，排液时不能吸液，所以泵排 液不连续，不均匀。优点是流量 小，压力高。
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。
h
24实 理际 论压 压头 头
100 %
He HT
100％
V
实际流量 理论流量
100 %
Qe QT
100％
24
1.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分。
•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。
25
Pm Pm1Pm2
m
P
Pm P
25
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）对给定的能头，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。
泵与风机课件(课堂版)
03
风机的分类与性能参数
风机的分类
01
02
03
按工作原理
可以分为离心式、轴流式、 混流式和贯流式等。
按用途
可以分为鼓风机、通风机、 压气机等。
按气流方向
可以分为离心式（径流 式）、轴流式、混流式和 贯流式等。
风机的主要性能参数
流量
表示风机在单位时间内 所输送的空气量，单位 为立方米/秒或立方米/
风机的设计
根据实际需求和工况，对风机的 结构、材料、传动方式等进行优
化设计。
考虑因素
效率、噪声、振动、可靠性等。
泵与风机的安装与维护
安装要求
注意事项
根据不同类型和型号的泵与风机，按 照相应的安装规范进行安装，确保设 备的正常运行。
遵循操作规程，注意安全事项，确保 人员安全和设备稳定运行。
维护保养
定期对泵与风机进行检查、清洗、润 滑等保养工作，及时发现并解决潜在 问题。
04
泵与风机的选型与设计
泵的选型与设计
泵的选型
根据输送介质、流量、扬 程、温度、压力等参数， 选择合适的泵类型和型号。
泵的设计
根据实际需求和工况，对 泵的结构、材料、密封方 式等进行优化设计。
考虑因素
效率、可靠性、维修性、 安全性等。
风机的选型与设计
风机的选型
根据风量、风压、介质等参数， 选择合适的风机类型和型号。
小时。
风压
功率
效率
表示风机对空气的压缩 程度，单位为帕斯卡。
表示风机所消耗的功率， 单位为千瓦。
表示风机的工作效率， 是衡量风机性能的重要
参数。
风机的效率与损失
效率
指风机所输送的空气量与所消耗 的功率之比，是衡量风机性能的 重要参数。
泵与风机课件(课堂版)
特点： （1）结构简单、体积小、重量轻 （2）流量大，能头低 （3）叶片角度可调，变工况调节性能好 （4）叶片可调，转子结构较复杂 （5）噪音大
二、流体在叶轮中运动及速度三角形 运动复杂： 圆周运动、相对运动 实际运动
v uw
三、速度三角形分析
为便于分析，假设：
（离心，假设：理想叶轮，理想流体）
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)
解：1、气体径向进入叶轮
α1=90o v1=v1m u1=πD1n/60=12.56m/s 由α1 v1 u1
2、出口速度三角形
u2=πD2n/60=33.5m/s
出口相对速度为径向
β2= 90o v2m=w v2u=u2
qv1=qv2
πD1 b1v1m= πD2 b2v2m
v2m = 3.75m/s
（2）流体径向进入叶轮 —α1=90, V1u=0
(一)理论扬程
HT =ބHT(= ބu2V2u ބ-u1V1u )ބ/g =(u2V2u )ބ/g
HTބ后弯< HTބ径向弯< HTބ前弯
(二)静扬程所占的比例（反作用度τ ）
Hst
H T
1
v 2u 2u 2
后弯
根据余弦定理，能量方程可化为
HT
泵与风机课件(3)
摩擦损失和局部损失 分类 冲击损失 2、流动损失的定性分析 流动损失和过流部件的几何形状，壁面粗糙度、流体的 粘性及流速、运行工况等因素密切相关。
三、流动损失和流动效率
2、流动损失的定性分析
1）摩擦损失和局部损失 当流动处于阻力平方区时，这 部分损失与流量的平方成正比，可定性地用下式表示：
hf hj K1qV2 K2qV2 K3qV2
一、轴向涡流的概念 二、叶片数有限时对理论能头的影响
一、轴向涡流的概念
1、无限叶片数的理解 叶片型线严格控制流体流动。 2、有限叶片数的理解 叶片型线不能完全控制流体流动。
A
无限叶片数 有限叶片数
A
A 轴向涡流
A
轴向涡流试验
流体在叶轮流道中的流动
3、轴向涡流 流体(理想)相对于旋转的容器，由于其惯
一、机械损失和机械效率
1、什么是机械损失
机械损失（用功率Pm表示）包括：轴与轴封、轴与轴 承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率，一般分别用Pm1和Pm2表 示。
2、机械损失的定性分析 Pm1∝nD2，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密度有关，约为1%～ 3%Psh。 Pm2∝n3D25，叶轮在壳腔内转动时，因 克服壳腔内流体与盖板之间存在的摩擦阻力 而消耗的能量，称为圆盘摩擦损失功率。
各种2y时的速度三角形及Hd、Hst的曲线图
四、讨论
1°从结构角度：当HT=const.，前向式叶轮结构小，重量 轻，投资少。
2°从能量转化和效率角度：前向式叶轮流道扩散度大且压 出室能头转化损失也大；而后向式则反之，故其克服管路阻力 的能力相对较好。
3°从防磨损和积垢角度：径向式叶轮较好，前向式叶轮较 差，而后向式居中。
T
三、流动损失和流动效率
2、流动损失的定性分析
1）摩擦损失和局部损失 当流动处于阻力平方区时，这 部分损失与流量的平方成正比，可定性地用下式表示：
hf hj K1qV2 K2qV2 K3qV2
一、轴向涡流的概念 二、叶片数有限时对理论能头的影响
一、轴向涡流的概念
1、无限叶片数的理解 叶片型线严格控制流体流动。 2、有限叶片数的理解 叶片型线不能完全控制流体流动。
A
无限叶片数 有限叶片数
A
A 轴向涡流
A
轴向涡流试验
流体在叶轮流道中的流动
3、轴向涡流 流体(理想)相对于旋转的容器，由于其惯
一、机械损失和机械效率
1、什么是机械损失
机械损失（用功率Pm表示）包括：轴与轴封、轴与轴 承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率，一般分别用Pm1和Pm2表 示。
2、机械损失的定性分析 Pm1∝nD2，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密度有关，约为1%～ 3%Psh。 Pm2∝n3D25，叶轮在壳腔内转动时，因 克服壳腔内流体与盖板之间存在的摩擦阻力 而消耗的能量，称为圆盘摩擦损失功率。
各种2y时的速度三角形及Hd、Hst的曲线图
四、讨论
1°从结构角度：当HT=const.，前向式叶轮结构小，重量 轻，投资少。
2°从能量转化和效率角度：前向式叶轮流道扩散度大且压 出室能头转化损失也大；而后向式则反之，故其克服管路阻力 的能力相对较好。
3°从防磨损和积垢角度：径向式叶轮较好，前向式叶轮较 差，而后向式居中。
T
《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。
泵与风机完整通用课件
泵无法启动
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。
感谢您的观看
THANKS
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。
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。
感谢您的观看
THANKS
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。
2024版网络课程泵与风机B
网络课程泵与风机B
2024/1/28
1
目 录
2024/1/28
• 课程介绍与背景 • 泵与风机基础知识 • 常见类型泵与风机介绍 • 选型、安装与调试技巧 • 运行维护与故障排除方法 • 节能技术与应用前景
2
01
课程介绍与背景
2024/1/28
3
泵与风机概述
泵与风机的定义和分类
介绍泵与风机的基本概念、工作原理 和分类方法，包括离心泵、轴流泵、 混流泵、往复泵、罗茨风机、离心风 机等。
2024/1/28
管路布置合理
优化管路布置，减少弯头、阀门等局部阻力， 降低能耗。
18
调试过程及验收标准
空载试车
在无负载状态下启动泵，检查运转 是否平稳、无异常声响和振动。
验收标准
在额定负载下运行泵，观察各项性 能指标是否符合设计要求。
2024/1/28
负载试车
对系统进行压力测试，检查泵的扬 程和流量是否满足工艺要求。
压力测试
确保泵在调试过程中各项参数均达 到设计要求，且连续运行时间不少 于规定时间，方可进行验收。
19
05
运行维护与故障排除方法
2024/1/28
20
正常运行操作规范
启动前检查
在启动泵与风机前，应对设备进行全 面检查，包括电源、电机、传动部件、 润滑系统、冷却系统等，确保各部件 正常、无异常。
启动操作
素质目标
培养学生的工程实践能力和创新 意识，提高学生的职业素养和团 队协作能力。
2024/1/28
5
课程内容与结构
2024/1/28
课程主要内容
介绍泵与风机的基本理论、设计方法、结构特点、工作原理、性能参数、选型原则、安装调试及运行维护等 方面的知识。
2024/1/28
1
目 录
2024/1/28
• 课程介绍与背景 • 泵与风机基础知识 • 常见类型泵与风机介绍 • 选型、安装与调试技巧 • 运行维护与故障排除方法 • 节能技术与应用前景
2
01
课程介绍与背景
2024/1/28
3
泵与风机概述
泵与风机的定义和分类
介绍泵与风机的基本概念、工作原理 和分类方法，包括离心泵、轴流泵、 混流泵、往复泵、罗茨风机、离心风 机等。
2024/1/28
管路布置合理
优化管路布置，减少弯头、阀门等局部阻力， 降低能耗。
18
调试过程及验收标准
空载试车
在无负载状态下启动泵，检查运转 是否平稳、无异常声响和振动。
验收标准
在额定负载下运行泵，观察各项性 能指标是否符合设计要求。
2024/1/28
负载试车
对系统进行压力测试，检查泵的扬 程和流量是否满足工艺要求。
压力测试
确保泵在调试过程中各项参数均达 到设计要求，且连续运行时间不少 于规定时间，方可进行验收。
19
05
运行维护与故障排除方法
2024/1/28
20
正常运行操作规范
启动前检查
在启动泵与风机前，应对设备进行全 面检查，包括电源、电机、传动部件、 润滑系统、冷却系统等，确保各部件 正常、无异常。
启动操作
素质目标
培养学生的工程实践能力和创新 意识，提高学生的职业素养和团 队协作能力。
2024/1/28
5
课程内容与结构
2024/1/28
课程主要内容
介绍泵与风机的基本理论、设计方法、结构特点、工作原理、性能参数、选型原则、安装调试及运行维护等 方面的知识。
《泵与风机的运行》课件
案例总结
通过该案例，我们可以了解到节能技术在泵和风机上的应用以及其对降低生产成本和提高能源利用效率 的作用。同时也可以认识到维护和保养对于设备正常并联技术
智能控制技术
与泵的串联和并联技术类似，通过多台风 机的串联或并联运行，实现流量和压力的 叠加，提高风机运行效率。
通过智能控制系统，实时监测风机的运行 状态，自动调节风机的运行参数，实现节 能。
泵与风机节能技术的发展趋势
智能化
随着物联网、大数据等技术的发 展，泵与风机的智能控制将成为
案例总结
通过该案例，我们可以了解到泵和风机的运行与维护对于工厂生产的重 要性，以及定期检查、保养和维修对于设备正常运行的关键作用。
某工厂风机的运行与维护案例
案例概述
某工厂的风机在运行过程中出现了故障，导致生产线的停产。为了解决这个问题，该工厂 采取了一系列措施。
案例细节
该工厂的风机在运行过程中出现了轴承磨损、振动过大等问题。为了解决这些问题，该工 厂采取了更换轴承、调整动平衡等措施，并加强了设备的日常维护和保养。
ERA
泵的启动与关闭
启动
在启动泵之前，应确保泵的入口和出口管道已经安装好，并且所有的阀门都已经打开。然后，启动电 机，观察泵的转动方向是否正确，如果方向错误，应立即切断电源，将电机接线反过来再试。在启动 后，应检查泵的出口压力和流量是否正常，如果异常应及时处理。
关闭
在关闭泵之前，应先逐渐关闭泵的出口阀门，然后停电机。如果泵的出口有止回阀，则可以同时关闭 出口和进口阀门。在关闭后，应清理泵的周围环境，保持清洁。
，也应进行相应的检查和保养。
04
泵与风机的节能技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
通过该案例，我们可以了解到节能技术在泵和风机上的应用以及其对降低生产成本和提高能源利用效率 的作用。同时也可以认识到维护和保养对于设备正常并联技术
智能控制技术
与泵的串联和并联技术类似，通过多台风 机的串联或并联运行，实现流量和压力的 叠加，提高风机运行效率。
通过智能控制系统，实时监测风机的运行 状态，自动调节风机的运行参数，实现节 能。
泵与风机节能技术的发展趋势
智能化
随着物联网、大数据等技术的发 展，泵与风机的智能控制将成为
案例总结
通过该案例，我们可以了解到泵和风机的运行与维护对于工厂生产的重 要性，以及定期检查、保养和维修对于设备正常运行的关键作用。
某工厂风机的运行与维护案例
案例概述
某工厂的风机在运行过程中出现了故障，导致生产线的停产。为了解决这个问题，该工厂 采取了一系列措施。
案例细节
该工厂的风机在运行过程中出现了轴承磨损、振动过大等问题。为了解决这些问题，该工 厂采取了更换轴承、调整动平衡等措施，并加强了设备的日常维护和保养。
ERA
泵的启动与关闭
启动
在启动泵之前，应确保泵的入口和出口管道已经安装好，并且所有的阀门都已经打开。然后，启动电 机，观察泵的转动方向是否正确，如果方向错误，应立即切断电源，将电机接线反过来再试。在启动 后，应检查泵的出口压力和流量是否正常，如果异常应及时处理。
关闭
在关闭泵之前，应先逐渐关闭泵的出口阀门，然后停电机。如果泵的出口有止回阀，则可以同时关闭 出口和进口阀门。在关闭后，应清理泵的周围环境，保持清洁。
，也应进行相应的检查和保养。
04
泵与风机的节能技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
《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：
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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
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
（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
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）
多级泵必须有导叶 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
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
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
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
(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、
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)
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
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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
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
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
——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：
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