第三章 泵与风机的复习要点及例题

第三章离心式泵与风机的性能

对泵与风机性能的掌握是至关重要的，因为泵与风机性能的好坏直接影响着它能否满足生产过程的需要，以及生产过程的安全性、可靠性和经济性。性能参数和性能曲线是泵与风机性能的具体体现。本章讨论的是离心式泵与风机的性能。

一、重点、难点提示

1．重点

（1）功率、效率和损失

（2）性能曲线

（3）相似定律和比例定律

（4）比转速

（5）汽蚀

2．难点

（1）三种损失的产生原因、影响因素和减少损失的主要措施

（2）如何由理论流量与理论扬程（或理论全压）性能曲线定性分析得到实际性能曲线（3）相似定律（特别是比例定律）的应用

（4）比转速的概念和计算

（5）汽蚀性能参数之间的关系和计算

3．考核目标

（1）熟知有效功率、轴功率和原动机功率的概念及计算公式，能熟练进行计算。

（2）能画出泵与风机能量平衡图，并能标示出各损失、相应效率和功率。

（3）理解三种损失产生的原因，知道各损失的大小主要与哪些因素有关，知道提高各相应效率的主要措施。

（4）知道离心式泵与风机性能曲线的典型形状和特点，知道热力发电厂主要的泵对q

~曲线形状的要求。

H

V

（5）知道三个相似条件的含义，熟记相似定律公式，明确相似定律的使用条件，能熟练地应用比例定律进行计算，能正确地画出不同转速下的性能曲线，知道通用性能曲线的绘制方法和示意形状。

（6）理解比转速的含义，熟记比转速的计算公式，记住对比转速计算的几点说明，了解比转速的主要用途。

（7）了解风机无因次性能曲线的作用，掌握风机无因次性能参数与有因次性能参数之间的转换关系，掌握风机无因次性能曲线与有因次性能曲线之间的转换关系，能根据风机无因次性能曲线计算、选择风机的型号。

（8）理解泵发生汽蚀的主要原因，掌握泵发生汽蚀时的主要特征与危害，掌握有关汽蚀性能参数的基本概念、计算关系式，能根据泵的汽蚀性能参数计算确定泵的几何安装高度，记住泵发生汽蚀的判别式，能根据泵的汽蚀性能参数和泵的运行情况计算判断是否发生汽蚀，熟悉热力发电厂中主要泵的抗汽蚀措施。

二、知识点精析

1．功率、效率和损失

（1）功率

功率是比较熟悉的物理参数，泵与风机的功率分有效功率、轴功率、原动机功率等，没有明确指明时，泵与风机的功率一般是指泵与风机的轴功率。

有效功率是指单位时间内流经泵与风机的流体实际得到的能量。轴功率是指由原动机传递到泵与风机轴上的功率，它是泵与风机的输入功率。原动机功率又分原动机输出功率和输入功率，没有明确指明时，原动机功率是指原动机输出功率，热力发电厂中泵与风机的原动机主要是电动机，大容量机组的锅炉给水泵常采用小型汽轮机作为原动机。

泵与风机各种功率的计算式汇总如表3－1所示。

表3－1 泵与风机各种功率计算公式汇总表

上述公式中流量V q 的单位均为m 3/s ，风机全压p 的单位均为P a ，计算时应注意流量和

风机全压的单位。

上述公式虽然较多，但是理解了泵与风机的流量、扬程（全压）和各种功率的概念后，记忆非常简单。

在解题计算时，经常有人把泵功率计算式中的分子H gq V ρ与风机功率计算式中的分子p q V 混为一谈，虽然计算结果多数是正确的，但是这属于有关概念不清楚，因为泵没有全压p 这个性能参数，风机也没有扬程H 这个性能参数。

【例题3－1】某台IR125-100-315型热水离心泵的流量为240 m 3/h ，扬程为120m ，泵效率为77％，热水温度为80℃，密度为970kg/ m 3，试计算该泵有效功率和轴功率的大小。

解：

06667.03600

240==V q （m 3/s ） 该泵有效功率为：1.761000

12006667.081.99701000=⨯⨯⨯=H

gq P V e ρ＝（kW ）

该泵轴功率为：9.9877

.01.76===ηe

P P （kW ） 【例题3－2】某台离心通风机的额定参数为：流量44090 m 3/h ，全压105mmH 2O ，风机效率0.88。采用联轴器直联传动，ηtm =0.98，取电动机容量富余系数k=1.15，问该风机应选用多大容量的电动机？

解：

25.123600

44090==V q （m 3/s ） 1029797.9105=⨯=p （P a ）

电动机的容量应为：

8.1698

.088.010********.1215.11000=⨯⨯⨯⨯==tm V g p q k P ηη（kW ） 说明：

电动机的容量一般是指电动机的铭牌额定输出功率，在工程实际中，进行了上述计算后，应查阅有关电动机产品系列，选用容量等级等于或略大于16.8kW 的电动机，对于本题可选用容量为18.5 kW 的电动机。

风机全压单位换算是1 mmH 2O 等于9.797P a ，工程计算时可取10P a 。

【例题3－3】某电厂循环水泵的电动机输入功率为1720 kW ，电动机效率为0.90，直联传动效率为0.98，泵的扬程为20m ，循环水的密度为1000 kg/m 3，问该循环水泵的流量为多少立方米/小时（取泵的效率为0.78）？

解： 由公式g

tm V g H gq P ηηηρ1000'=得： 6.0312081.91000172090.098.078.010001000'

=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==gH

P q g g tm V ρηηη（m 3/s ） 21712=（m 3/h ）

（2）损失与效率

泵与风机的损失按其性质可以分为机械损失、容积损失和流动损失三种，损失的大小可以用损失掉的功率和相应的效率来衡量，三种损失与三种效率的关系可以用下列一组公式来表示，根据容积效率和流动效率的含义，式中还列出了容积效率与泄漏流量、流动效率与扬程（或全压）的关系。

P P P P P P P m m m m 21∆-∆-=∆-=

η （3－1） V

V V VT V m V m V q q q q q P P P P P ∆+==∆-∆-∆-=η （3－2） ()泵T V m e V m h V m h H H P P P P P P P P P P P =∆-∆-=∆-∆-∆-∆-∆-=

η （对于风机时为T p p ） （3－3）