泵与风机课件(4)
合集下载
泵与风机完整课件
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。
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。
泵与风机杨诗成第四版习题及答案(4)课件
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为25.8m, q v =170m 3/h, P=15.7kW, ηv =0.92, ηm =0.90,求泵的流动效率ηh 。
4-1 解：76.07.151000/8.253600/17081.91000=⨯⨯⨯===P H gq P P v e ρη h v m ηηηη⋅⋅=∴92.092.090.076.0=⨯=⋅=vm h ηηηη4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =5.1m 3/s,υ1u ∞=0,υ2u ∞=u 2,(1+P)=1.176,流动效率ηh =0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m 3。
试求风机的全压及有效功率。
4-2，解：p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞) ∵v 1u ∞=0∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=1.2×6046.014506046.01450⨯⨯⨯⨯⨯ππ=1462.1（Pa ）根据斯托道拉公式：PK +=11，∴855.017.11==K∴p= K·ηh ·p T ∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa ）P e =pq v /1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw)4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=0.86，求风机轴功率P 为多少。
4-3 P=η P e =0.86×pq v /1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw)4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =5.7m 3/s,轴功率P=9860kW 。
设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。
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
泵和风机专题教育课件
D
又 s
sin a
则 A Db（1 zs )
D sin a
令 1 zs
D sin a
为排挤系数
则过流断面面积为：
A Db
轴面速度为：
vm
qV
DbV
相对速度w旳方向或流动角β
当叶片为无限多时，相对速度w旳方向应与叶片 相应点切线方向一致，即βa=β∞
3 能量方程及其分析
动量矩定理：流体系统动量矩随时间旳变化率等于作 用在流体系统上旳外力矩旳矢量和
离心泵β2a : 20。 离心式风机β2a :
~30。
。。
40 ~60
后弯、径向和前弯式三种叶片旳比较
(2)径向式叶片：叶轮中流动损失小；后续流道流动损 失不小于后弯式；扬程较后弯式叶轮高；叶片制造简 朴，常用于通风机和排尘风机
(3)前弯式叶片：叶片弯曲度大,流道较短;流体在叶轮 出口旳绝对速度大;在叶轮及后续流道中有较大旳流动 损失；效率低；噪声也大;但扬程高；一般用于低压通 风机
2g
一而般当流v２体m∞径和向v１流m∞入相叶差轮不时大，，α能1∞够＝以90为。v，２m∞v１≈u∞v１＝m∞0相等，
Hd
v2 2u 2g
HT
u2v2u g
1
v2 2u
/ 2g
1
v2u
u2v2u / g
2u2
1 v2u
2u2
1.β2a=β2amin
v2u∞=0,则τ=1 且因HT∞=0,则 Hd∞=0, Hst∞=0
泵与风机 绪论
泵与风机旳分类
泵与风机旳主要部件 离心式泵旳主要部件：叶轮、吸入室、压出 室、导叶、密封装置等
离心式风机旳主要部件：叶轮、蜗壳、集流 器、进气箱等
又 s
sin a
则 A Db（1 zs )
D sin a
令 1 zs
D sin a
为排挤系数
则过流断面面积为：
A Db
轴面速度为：
vm
qV
DbV
相对速度w旳方向或流动角β
当叶片为无限多时，相对速度w旳方向应与叶片 相应点切线方向一致，即βa=β∞
3 能量方程及其分析
动量矩定理：流体系统动量矩随时间旳变化率等于作 用在流体系统上旳外力矩旳矢量和
离心泵β2a : 20。 离心式风机β2a :
~30。
。。
40 ~60
后弯、径向和前弯式三种叶片旳比较
(2)径向式叶片：叶轮中流动损失小；后续流道流动损 失不小于后弯式；扬程较后弯式叶轮高；叶片制造简 朴，常用于通风机和排尘风机
(3)前弯式叶片：叶片弯曲度大,流道较短;流体在叶轮 出口旳绝对速度大;在叶轮及后续流道中有较大旳流动 损失；效率低；噪声也大;但扬程高；一般用于低压通 风机
2g
一而般当流v２体m∞径和向v１流m∞入相叶差轮不时大，，α能1∞够＝以90为。v，２m∞v１≈u∞v１＝m∞0相等，
Hd
v2 2u 2g
HT
u2v2u g
1
v2 2u
/ 2g
1
v2u
u2v2u / g
2u2
1 v2u
2u2
1.β2a=β2amin
v2u∞=0,则τ=1 且因HT∞=0,则 Hd∞=0, Hst∞=0
泵与风机 绪论
泵与风机旳分类
泵与风机旳主要部件 离心式泵旳主要部件：叶轮、吸入室、压出 室、导叶、密封装置等
离心式风机旳主要部件：叶轮、蜗壳、集流 器、进气箱等
《泵与风机讲义》PPT课件
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
nD32nV
q VP D32Pn PVP
（2）运动相似：速度三角形对应成比例——相似结果；
（3）动力相似：同名力对应成比例，但Re＞105，已自模
化——根本原因。
1、几何相似
1gp 1g ; 2gp 2g ; 1p 1;
满足数学表达式： b1p b2 p D2 p b1 b2 D2
Dp D
Zp Z
2、运动相似
满足数学式： v1p w1p v2 p v1 w1 v2
u2 p Dp np u2 D n
3、动力相似
模型、实型泵与风机的过流部分，相对应点流体微团上作用 的同名力比值相等，方向相同。 在泵与风机中，起主要作用的力是惯性力与黏性力，二者相 似的判据是雷诺数。泵风中流体雷诺数很大，流体处于阻力 平方区，即落在自模化区，自动满足动力相似。
§6-1 泵与风机的运行工况点
泵风性能曲线上的每一点对应一个工况， 泵风一旦在管路系统中运行时，其运行工 况点不仅仅与泵风本身性能曲线有关，而 且还取决于管路系统情况，即管路系统性 能曲线。
一、管路性能曲线
1、定义： 流体在管路系统中通过的流量与所需能量之间的关系曲线。
2、对于泵：
p”
p '' p ' Hc H p g hw
B A′
o
qvA
q q vM
流体力学泵与风机PPT课件
螺杆泵
外齿轮 内齿轮 双螺杆 三螺杆
真空泵
滑片泵等
其他类型泵
喷射泵
水锤泵等
4
※ 泵与风机的主要部件※
（一）离心泵与风机的主要部件
离心泵的主要部件有：叶轮、吸入室、压出室、 密封装置等。
叶轮一般由前盖板、叶片、后盖板和轮毂组成。
叶轮的分类
封闭式一般用于输送清水效率高 半开式一般用于输送杂质的流体 开式因效率低很少采用
（3）功率。功率主要有两种。 有效功率：是指在单位时间内通过泵与风机的全部流 体获得的总能量。这部分功率完全传递给通过泵与风 机的流体，以符号Ne表示，它等于流量和扬程（全压） 的乘积，常用的单位是kW，可按下式计算：
9
泵与风机的基本性能参数
Ne=γQ H = QP
（式10.1）
式中 γ—通过泵与风机的流体容重（kN/m3）。
29
离心式泵与风机的基本理论
随着泄漏的出现导致出口流量降低，又消耗一定的功 率。泄漏量q可（m3/s）按以下公式进行计算
图10.5 机内流体泄漏回流示意图
30
离心式泵与风机的基本理论
31
离心式泵与风机的基本理论
32
离心式泵与风机的基本理论
33
泵与风机的性能曲线
离心式泵与风机的性能曲线
34
泵与风机的性能曲线
11
泵与风机的基本性能参数
汽蚀余量是指水泵吸入口处单位重量液体必须具有的 超过饱和蒸汽压力的富余能量，也称为必须的净正吸 入水头。汽蚀余量一般用来反映泵的吸水性能，其单 位仍为mH2O。 Hs值与Hsv值是从不同角度反映水泵 吸水性能的参数，通常，Hs值越大，水泵吸水性能越 好；Hsv越小，水泵吸水性能越好。Hs及Hsv是确定 水泵安装高度的参数。 为了方便用户使用，每台泵或风机出厂前在机壳上都 嵌有一块铭牌，铭牌上简明地列出了该泵或风机生产 年月日及在设计转速下运转时，效率最高时的流量、 扬程(或全压)、转速、电机功率及允许吸上真空高度 值。
外齿轮 内齿轮 双螺杆 三螺杆
真空泵
滑片泵等
其他类型泵
喷射泵
水锤泵等
4
※ 泵与风机的主要部件※
（一）离心泵与风机的主要部件
离心泵的主要部件有：叶轮、吸入室、压出室、 密封装置等。
叶轮一般由前盖板、叶片、后盖板和轮毂组成。
叶轮的分类
封闭式一般用于输送清水效率高 半开式一般用于输送杂质的流体 开式因效率低很少采用
（3）功率。功率主要有两种。 有效功率：是指在单位时间内通过泵与风机的全部流 体获得的总能量。这部分功率完全传递给通过泵与风 机的流体，以符号Ne表示，它等于流量和扬程（全压） 的乘积，常用的单位是kW，可按下式计算：
9
泵与风机的基本性能参数
Ne=γQ H = QP
（式10.1）
式中 γ—通过泵与风机的流体容重（kN/m3）。
29
离心式泵与风机的基本理论
随着泄漏的出现导致出口流量降低，又消耗一定的功 率。泄漏量q可（m3/s）按以下公式进行计算
图10.5 机内流体泄漏回流示意图
30
离心式泵与风机的基本理论
31
离心式泵与风机的基本理论
32
离心式泵与风机的基本理论
33
泵与风机的性能曲线
离心式泵与风机的性能曲线
34
泵与风机的性能曲线
11
泵与风机的基本性能参数
汽蚀余量是指水泵吸入口处单位重量液体必须具有的 超过饱和蒸汽压力的富余能量，也称为必须的净正吸 入水头。汽蚀余量一般用来反映泵的吸水性能，其单 位仍为mH2O。 Hs值与Hsv值是从不同角度反映水泵 吸水性能的参数，通常，Hs值越大，水泵吸水性能越 好；Hsv越小，水泵吸水性能越好。Hs及Hsv是确定 水泵安装高度的参数。 为了方便用户使用，每台泵或风机出厂前在机壳上都 嵌有一块铭牌，铭牌上简明地列出了该泵或风机生产 年月日及在设计转速下运转时，效率最高时的流量、 扬程(或全压)、转速、电机功率及允许吸上真空高度 值。
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。
泵与风机的工作分析课件
智能化
未来泵的发展将更加注重智能化， 通过引入传感器和控制系统，实现 远程监控、故障诊断和自动调节等 功能。
多样化
针对不同应用领域和工况，泵的类 型和规格将更加丰富，以满足各种 特殊需求。
风机的发展趋势
大型化
随着能源和交通等基础设施建设 的加速，风机的单机容量将进一
步增大，提高风能利用率。
高效化
通过改进设计和制造工艺，提高 风机的能效比和可靠性，降低运
泵与风机的工作原理
总结词
理解泵与风机的工作原理是掌握其性能和选型的关键。
详细描述
泵的工作原理主要是通过叶轮旋转产生的离心力将能量传递给液体，使液体压力 增加并克服阻力输送至所需位置。风机的工作原理则是利用叶轮旋转产生的空气 动力学效应，使气体获得动能并克服排气压力将气体排出。
泵与风机在工业中的应用
效率影响因素
风机的效率受多种因素影 响，如转速、气流阻力、 机械摩擦等。
能效提升途径
通过改进设计、选用高效 材料、优化运行工况等方 式可以提高风机能效。
04 泵与风机的维护与保养
泵的维护与保养
定期检查泵的密封件
确保密封件完好无损， 如发现损坏应及时更换 ，以防止泄漏。
定期清洗泵的内部
清除残留物，保持泵的 清洁，以防止堵塞和磨 损。
行成本。
智能化
引入传感器、控制系统和人工智 能技术，实现风机的远程监控、
故障预警和智能调控。
泵与风机的新技术应用
数字孪生技术
利用数字孪生技术构建泵与风机的虚拟模型，进 行性能分析和优化设计，提高产品研发效率。
磁悬浮技术
应用磁悬浮技术减少泵与风机运行中的机械摩擦 和振动，提高设备的稳定性和寿命。
复合材料的应用
泵与风机课件(4)
华北电力大学 流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
效率与流量性能曲线（ 三、效率与流量性能曲线（η -qV）
泵与风机效率等于有效 功率与轴功率之比， 功率与轴功率之比，即： Pe ρgHq V = η= Psh 1000 Psh
实际性能曲线只能用试验方法及 借助比例定律来绘制， 借助比例定律来绘制 ， 并随性能表一 起附于制造厂家的产品说明书 产品说明书或 起附于制造厂家的 产品说明书 或 产品 样本中 左图为与300MW、600MW机 样本中 。 左图为与 机 组配套用的锅炉给水泵的性能曲线。 组配套用的锅炉给水泵的性能曲线。
华北电力大学 流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮） 离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮） （3）有驼峰的性能曲线 驼峰曲线不能用斜度表示。其 驼峰曲线不能用斜度表示。 特点是：能头随流量的变化先增大，而后减小。因而， 特点是：能头随流量的变化先增大，而后减小。因而，在峰 值点k 左侧出现不稳定工作区，只能在q 的区域工作。 值点k 左侧出现不稳定工作区， 只能在qV>qVk 的区域工作 。 所以，在设计时应尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。 所以，在设计时应尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。 经验证明， 经验证明，对离心式泵采用右图中的曲线来选择叶片安装角 β2y 和叶片数，可以避免性能曲线中的驼峰。 和叶片数，可以避免性能曲线中的驼峰。
华北电力大学 流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
一、能头与流量性能曲线（H-qV ）
H T∞
2 qVT u2 u 2 u 2 ctg β 2y∞ 1 = u 2υ 2u∞ = (u 2 ctg β 2y∞ ) = qVT = A - BqVT g g g gπD2 b2Ψ πD2 b2Ψ
泵与风机 Pumps and Fans
效率与流量性能曲线（ 三、效率与流量性能曲线（η -qV）
泵与风机效率等于有效 功率与轴功率之比， 功率与轴功率之比，即： Pe ρgHq V = η= Psh 1000 Psh
实际性能曲线只能用试验方法及 借助比例定律来绘制， 借助比例定律来绘制 ， 并随性能表一 起附于制造厂家的产品说明书 产品说明书或 起附于制造厂家的 产品说明书 或 产品 样本中 左图为与300MW、600MW机 样本中 。 左图为与 机 组配套用的锅炉给水泵的性能曲线。 组配套用的锅炉给水泵的性能曲线。
华北电力大学 流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮） 离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮） （3）有驼峰的性能曲线 驼峰曲线不能用斜度表示。其 驼峰曲线不能用斜度表示。 特点是：能头随流量的变化先增大，而后减小。因而， 特点是：能头随流量的变化先增大，而后减小。因而，在峰 值点k 左侧出现不稳定工作区，只能在q 的区域工作。 值点k 左侧出现不稳定工作区， 只能在qV>qVk 的区域工作 。 所以，在设计时应尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。 所以，在设计时应尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。 经验证明， 经验证明，对离心式泵采用右图中的曲线来选择叶片安装角 β2y 和叶片数，可以避免性能曲线中的驼峰。 和叶片数，可以避免性能曲线中的驼峰。
华北电力大学 流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
一、能头与流量性能曲线（H-qV ）
H T∞
2 qVT u2 u 2 u 2 ctg β 2y∞ 1 = u 2υ 2u∞ = (u 2 ctg β 2y∞ ) = qVT = A - BqVT g g g gπD2 b2Ψ πD2 b2Ψ
泵与风机的工作原理ppt课件
教学策略选择与设计
➢ 主要采用的教学与活动策略 ◆课前调查活动——教师引导学生做好学习准备； ◆课中对设备的结构进行交流分享、问题探究等活动，激 发学习兴趣，引导认知职业的多样性。
◆课后延伸活动——小组活动，不同设备的小对话，拓 展认识。
➢ 关键问题： ◆课前的备课设计要简单明确，适合学生能力；
◆课堂学习互动活动教师要注意引导，借助多媒体促进学 生思考；
特点：损失少，经济性能好。压力高而均匀，流量均匀，转速 高，能与原动机直联。
电厂应用：输送电厂中的润滑油，输送燃油等粘稠液体。ຫໍສະໝຸດ ➢ 水环式真空泵的工作原理
工作原理：是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它 属于变容式真空泵。
优点：结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装 置。故用小的结构尺寸，获得大的排气量，占地面积也小。
电厂应用：真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、 真空回潮和真空脱气 。
➢ 罗茨鼓风机
工作原理：气缸体的吸入口和排风口的连通角度约为240°，吸入侧和排风侧 之间形成以转子和气缸体所围成的封闭空间。
优点：具有结构合理、体积小、效率高、重量轻、流量大、噪音低、高效节能， 运转平稳、使用寿命长维修方便等特点。
电厂应用：电厂污水处理、煤粉气力输送、和电力系统中。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（五）其他型式泵与风机的工作原理
➢ 大气喷射泵
工作原理：动力流体体积扩大，压强降低，并且由于流速快，形成 局部真空。
• 返回
（四）回转式泵与风机的工作原理
《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：
泵与风机的用途及分类PPT课件
第10页/共24页
用途
• 给水泵：锅炉给水所需 • 鼓风机：炉内空气供应 • 引风机：烟道烟气排放 • 冷凝泵：输送凝汽器凝结水 • 循环泵：输送循环水 • 疏水泵：排出各处积水 • 中继泵：加热器间加压
第11页/共24页
第12页/共24页
第13页/共24页
分类
泵与风机种类繁多，分类方法也有很 多种，常用的分类方法主要有两种方 法：
汽泡泵
第21页/共24页
工作原理分类—风机类型
离心式风机
叶片式风机 轴流式风机
风机
混流式风机 往复风机
容积式风机
罗茨风机
回转风机 螺杆风机
叶氏风机
第22页/共24页
流体压力分类
低压泵＜2Mp
泵 中压泵2～6Mp
高压泵＞6Mp
低压（通风机）
＜10－15Kp
风机
中压（鼓风机） 10－高15压Kp（～压29缩0机－）340Kp
泵、风机
能
量
机械能量
转 换
流体能量
媒
介
汽轮机、水轮机等
第6页/共24页
泵与风机定
义
泵
机械能量
与 风
机
流体能量
• 泵与风机：是将原动机（电动机、汽轮机
等）的机械能转换为被输送流体能量（压 力能、动能等）的一种机械
• 泵与风机：是利用外加能量输送流体的流
体机械
第7页/共24页
泵与风机定 •泵：义输送液体的称为泵
第16页/共24页
工作原理分类
第三类：其它类型的泵与风机
• 工作原理：凡无法归入前面两大类的泵与 风机，都归并到这一类中。这 类泵与风机主要是利用能量较
➢高喷的射流泵体输送能量较低的流体。 • 主要结构： ➢水锤泵
用途
• 给水泵：锅炉给水所需 • 鼓风机：炉内空气供应 • 引风机：烟道烟气排放 • 冷凝泵：输送凝汽器凝结水 • 循环泵：输送循环水 • 疏水泵：排出各处积水 • 中继泵：加热器间加压
第11页/共24页
第12页/共24页
第13页/共24页
分类
泵与风机种类繁多，分类方法也有很 多种，常用的分类方法主要有两种方 法：
汽泡泵
第21页/共24页
工作原理分类—风机类型
离心式风机
叶片式风机 轴流式风机
风机
混流式风机 往复风机
容积式风机
罗茨风机
回转风机 螺杆风机
叶氏风机
第22页/共24页
流体压力分类
低压泵＜2Mp
泵 中压泵2～6Mp
高压泵＞6Mp
低压（通风机）
＜10－15Kp
风机
中压（鼓风机） 10－高15压Kp（～压29缩0机－）340Kp
泵、风机
能
量
机械能量
转 换
流体能量
媒
介
汽轮机、水轮机等
第6页/共24页
泵与风机定
义
泵
机械能量
与 风
机
流体能量
• 泵与风机：是将原动机（电动机、汽轮机
等）的机械能转换为被输送流体能量（压 力能、动能等）的一种机械
• 泵与风机：是利用外加能量输送流体的流
体机械
第7页/共24页
泵与风机定 •泵：义输送液体的称为泵
第16页/共24页
工作原理分类
第三类：其它类型的泵与风机
• 工作原理：凡无法归入前面两大类的泵与 风机，都归并到这一类中。这 类泵与风机主要是利用能量较
➢高喷的射流泵体输送能量较低的流体。 • 主要结构： ➢水锤泵
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较 2、Psh-qV 性能曲线的比较 前向式、径向式叶轮的轴功
率随流量的增加迅速上升。当泵 与风机工作在大于额定流量时， 原动机易过载。 而后向式叶轮的轴功率随流 量的增加变化缓慢，且在大流量 区变化不大。因而当泵与风机工 作在大于额定流量时，原动机不 易过载。
失功率相对较大的所致。
螺杆泵与齿轮泵比较：前者效率更高、流量更均匀、可 以实现与高速原动机直联，成为小型大流量泵，是一种较现
代化的液体输送机械；由于泵内的流动不受搅拌且无脉动， 因此可以安静平稳地运转，工作噪声低。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
引 言
1、泵与风机的性能及性能曲线 H-qV 或 p-qV n=const. Psh-qV n=const. 主要的 -q 其次
V
[NPSH]-qV [Hs]-qV qV
2、性能曲线的作用 能直观地反映泵与风机的总体性能，对其所在系统的安 全和经济运行意义重大； 作为设计及修改新、老产品的依据；相似设计的基础；
关死点的能头 O H
b
c
a
qVห้องสมุดไป่ตู้
最高效率点所对应的能头
Kp
H s0 H 0 100% H0
不同型式的性能曲线，其工程应用场合不同。应重点给 予关注。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮） （1）陡降型曲线（Kp=25%~30% ） 其特点是：当流量变化很小时能头变化很大。例如火力 发电厂自江河、水库取水的循环水泵，就希望有这样的工作 性能。 因为，随着季节的变化，江河、水 库的水位涨落差非常大，同时水的清洁 度也发生变化；但是，由于凝汽器内真 空度的要求，其流量变化不能太大。
等，与流量的变化无关；自由预旋：f (流量)，当流量偏离设 计值时产生，与设备的结构因素无关。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
工作状态——工况（运行、设计、最佳）
3、性能曲线的绘制方法（试验方法及借助比例定律）
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
一、能头与流量性能曲线（H-qV）
1）HT-qVT曲线
H T
由无限多叶片时的理论能头可得：
2 qVT 1 u2 u2 u2 ctg 2y u2 2u (u2 ctg 2y ) qVT A - BqVT g g D2b2Ψ g gD2b2Ψ
因为，汽轮发电机在运行时负荷变 化是不可避免的，特别是对调峰机组， 负荷变化更大。但是，由于主机安全经 济性的要求，汽包、除氧器以及凝汽器 内的压强变化不能太大。
O H
b c a qV
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮）
Psh
PV 实际的Psh-qV 曲线 Psh-qVT 理论的Psh-qV曲线 Ph-qVT O 后向式 q qV
空载功率Psh0=Pm+PV，若现 场的凝结泵和给水泵闭阀启动，则
这部分功率将导致泵内水温有较大的温升，易产生泵内汽蚀， 故凝结泵和给水泵不允许空载运行。
华北电力大学
Pm
流体力学及泵与风机课程组
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（二）离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比较 2、Psh-qV 性能曲线的比较
离心式和轴流式泵与风机的Pshq V 曲线随着流量的增加其变化趋势 刚好相反，前者呈上升趋势，而后者 则急剧下降。因此，为了减小原动机 容量和避免启动电流过大，启动时， 轴流式泵与风机阀门应处于全开状态， 而离心式泵与风机阀门则原则上应处 于关闭状态。
安全运行：与其他容积式泵一样，必须在罗茨鼓风机排 气管路上配臵安全阀、逆止阀和闸阀。安全阀应尽量靠近鼓 风机布臵，逆止阀可以装得稍远一点，闸阀在鼓风机启动及 工作时应全开。 发展趋势：主要是进一步提高效率、降低噪声、增强可 靠性及扩大应用范围。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
H HT-qVT q HT-qVT
H-qVT
hs hf+hj
径向式
H-qV
qVd
qV
2）H-qV曲线 HT=KHT ，H=HT-hw ，qVT-q =qV
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
二、功率与流量性能曲线（Psh-qV ）
Psh Ph Pm，且Pm与流量无关 2 Ph gqVT H T / 1000 gqVT K ( A BqVT ) / 1000 A qVT BqVT
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（二）离心式、混流式及轴流
式泵与风机性能曲线的比较
1、H-qV 性能曲线的比较 离心式泵与风机的H-qV 曲线 比较平坦，而混流式、轴流式泵 与风机的H-q V曲线比较陡。因此， 前者适用于流量变化时要求能头 变化不大的场合，而后者宜用于 当能头变化大时要求流量变化不 大的场合。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（二）离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比较
3． -qV 性能曲线的比较
为了克服轴流式泵与风 机轴功率变化急剧和高效区 窄的缺点，提高调节效率， 常常将其叶轮叶片设计成可 调的。这样, 当流量变化时，
泵与风机 Pumps and Fans
泵与风机
主 编：安连锁 课件制作：吕玉坤
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
§1-6 叶片式泵与风机的性能曲线
引 言 一、能头与流量性能曲线 二、功率与流量性能曲线
以离心式叶轮为例
三、效率与流量性能曲线 四、轴流式泵与风机性能曲线 五、泵与风机性能曲线的比较 六、预旋对泵与风机性能曲线的影响
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（三）容积式泵与风机性能曲线特性
2．齿轮泵和螺杆泵
与活塞泵比较：其性能曲线的变化趋势相似。 不同点是：①qV-H曲线，漏泄损失随扬程增加而增加； ② -H曲线的高效区变窄，因为，高转速低扬程时，摩擦损
泵与风机 Pumps and Fans
三、效率与流量性能曲线（ -qV）
泵与风机的 -qV性能曲 线由下式计算可得，即
Pe gHqV pqV Psh 1000Psh 1000Psh
并随性能表一起附于制造厂
家的产品说明书或产品样本 中。
右图为与300MW、600 MW机组配套用的锅炉给水 泵的性能曲线。
H
b c O a qV
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮） （2）平坦型曲线（Kp=8%～12% ）
其特点是：当流量变化较大时，能头变化很小。例如火 力发电厂的给水泵、凝结水泵就希望有这样的性能。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
四、轴流式泵与风机性能曲线
1、性能曲线的趋势分析 ①．冲角增加，曲线上升； ②．边界层分离，叶根出现回 流，曲线下降，但趋势较缓； ③．叶顶和叶根分别出现二次 回流，曲线回升。
2、性能曲线的特点 ①．存在不稳定工作区，曲线 形状呈∽型；
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（二）离心式、混流式及轴流式泵与风机性能曲线的比 较 2、Psh-qV 性能曲线的比较
应引起注意的是：对于凝结泵和 给水泵，为防止汽蚀，启动时则应开 启旁路阀。
3． -qV 性能曲线的比较
离心式泵与风机的-qV 曲线比较 平坦，且高效区宽；随着由离心式向 轴流式过渡， -qV 曲线越来越陡，高 效区越来越窄。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（一）离心式泵与风机性能曲线的比较 3、 -qV 性能曲线的比较 前向式叶轮的效率较低，但在 额定流量附近，效率下降较慢；后 向式叶轮的效率较高，但高效区较 窄；而径向式叶轮的效率居中。 因此，为了提高效率，泵几乎不采用前向式叶轮，而采 用后向式叶轮。即使对于风机，也趋向于采用效率较高的后 向式叶轮。
（三）容积式泵与风机性能曲线特性
3．罗茨鼓风机 用途：在火 力发电厂中，常 用于气力输灰， 锅炉本体除尘， 烟气脱硫，煤粉 沸腾燃烧，离子 交换器逆洗等系 统中。
华北电力大学
流体力学及泵与风机课程组
泵与风机 Pumps and Fans
五、泵与风机性能曲线的比较
（三）容积式泵与风机性能曲线特性