泵与风机-华北电力大学

泵与风机课程自学辅导资料

二○○八年十月

教材：泵与风机教材编者：安连锁出版社：中国电力出版社出版时间：2008年

注：期中（第10周左右）将前半部分测验作业寄给班主任，期末面授时将后半部分测验作业直接交给任课教师。总成绩中，作业占15分。

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第0章绪论

一、本章的核心、重点及前后联系

（一）本章的核心

本章的核心问题是要求学生对泵与风机有一个初步认识，这个认识从三个角度：在火力发电厂中的重要作用；表征整体性能的基本性能参数；叶片泵的工作原理。

（二）本章重点

本章的重点是基本性能参数的物理意义。

（三）本章前后联系

通过本章的学习，使学生对泵与风机有一个初步了解，激发学习后续内容的兴趣，奠定学习后续内容的基础。

二、本章的基本概念、难点及学习方法指导

（一）本章的基本概念

本章的基本概念是泵与风机的基本性能参数：流量、扬程、全压、轴功率、效率、转速。

（二）本章难点及学习方法指导

本章的难点是泵与风机的工作原理，可以通过网络搜索一些相关动画加深理解。

三、典型例题分析

通过自学例0-1，明白实际运行时的工作参数可能和额定参数不一致，造成这种情形的原因是管路系统的影响。该例题还为解决实际问题提供了分析思路。

四、思考题、习题及习题解答

（一）思考题、习题

1.试述泵与风机在火力发电厂中的作用。

2.简述泵与风机的定义及它们在热力发电厂中的地位?

3.写出泵有效功率表达式，并解释式中各量的含义和单位。

4.风机全压和静压的定义式是什么?

5.试求输水量q v=50m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口处压力计的读数为25.5 2

×104Pa，泵入口处真空计的读数为33340Pa，压力计与真空计的标高差为△z=0.6m,吸水管与压水管管径相同,离心泵的总效率η=0.6。

6.离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为500mm，送风量q v=18500m3/h。试求风机产生的全压及风机入口、出口处的静压。设吸入风道的总阻力损失为700Pa，压出风道的总阻力损失为400Pa（未计压出风道出口的阻力损失），空气密度ρ=1.2kg/m3。

7.有一普通用途的离心式风机，其全压p=2000Pa，流量qv=47100m3/h，全压效率η=0.76，如果风机轴和原动机轴采用弹性联轴器连接，试计算该风机的全压有效功率、轴功率，并选配电机。

8.发电厂的锅炉车间装有五台锅炉，由压力计测得锅炉工作压力为3.9×106N/m2的情况下，每台锅炉的额定蒸发量为7.35×105kg/h。按照有关规定，供给锅炉的流量应不小于所有锅炉在额定蒸发量情况下的1.15倍，离心泵产生的扬程相当于锅炉的工作压力的1.25倍，若设置4台型号相同的给水泵，试求每台给水泵所配用电动机的功率。设电动机的容量安全系数为10%，泵的效率η=0.75，水泵和电动机轴弹性联轴器联接，给水密度ρ=909.44kg/m3。

9.泵与风机有哪些主要性能参数？分别是怎样定义的？

10.如何表示流体通过泵与风机后获得的能量？

11.风机和水泵的流量定义有何区别？

12.流体经泵与风机后所获得的机械能,为何泵用扬程而风机用全压表示?

（二）习题解答（只解答难题）

第6题考虑应用流体力学中的伯努力方程，第8题要求会将实际问题转化为《泵与风机》课程能解决的问题，即能用基本理论可以解决的问题。

第12题解答：流体的机械能有压力能、动能和位能三种形式，压力能与位能、动能在一定条件下是可以相互转换的。扬程是把液体经泵后获得的机械能以位能形式表示，其物理意义是液柱高度。对输送水的水泵来说就是水柱高度。过去多数水泵是输送常温水的，并且使用的是工程单位制，在这种情况下，10米水柱高度就相当于一个工程大气压，所以水柱高度值直接表示了压力值，不仅直观而且易于换算，因而用扬程表示水经过水泵后获得的机械能是既直观又易于计算。而风机若也用扬程来表示，则其所对应的高度是气体柱高度，气体的密度即使在常温范围内也是变化较大的，即使是工程单位制，气柱高度与压力的关系也不能直观地反映出来，所以风机若用扬程表示气体经风机获得的机械能，既不形象直观，也不实用。还是用单位体积气体经风机后获得的机

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械能——全压为实用、易于计算。应该指出的是：随着实施法定计量单位，且泵所输送的液体又不限于常温水，泵若仍采用扬程作为液体经泵后所获得的机械能，有时会产生一些不方便之处。因此，泵在输送高温水或其他液体时，亦可用全压代替扬程。

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第一章叶片式泵与风机的基本理论

一、本章的核心、重点及前后联系

（一）本章的核心

本章的核心问题是工况点，其实也是整本教材的核心。工况点如何得出？如何变化？这两个问题是整章为之要解决的问题。

（二）本章重点

本章重点是能量方程、损失和效率、运行工况点、相似定律。

（三）本章前后联系

本章是整本教材的理论基础，为后续章节提供理论支持。

二、本章的基本概念、难点及学习方法指导

（一）本章的基本概念

本章基本概念有：流动分析假设、速度三角形、能量方程、动压头、静压头、轴向涡流、工况点、相似定律、比转速。

（二）本章难点及学习方法指导

本章的难点是工况点，工况点如何得出？如何变化？学习本章的时候，先按教材上的章节顺序学习，学完后，按照“工况点如何得出？如何变化？”的思路进行逻辑分析。工况点如何得出？是由泵或风机性能曲线和管路性能曲线交点得出；泵或风机性能曲线如何得出？影响因素？这就和能量方程、轴向涡流、损失和效率有关；管路性能曲线交点得出？影响因素？这就和管路特性方程有关。工况点如何变化？这部分就涉及到工况点的稳定性，影响工况点变化的因素，具体而言有三：其一、影响泵或风机性能曲线的因素，其二、影响管路性能曲线的因素，其三、相似定律，主要是变速调节。

这样整章内容围绕工况点这个核心问题，关系到泵或风机性能曲线和管路性能曲线这两条线的形成和相关影响因素。

三、典型例题分析

例1-1：该例题虽然涉及内容比较全面，但只要求学生掌握第（1）、（2）、（4）部分。

例1-3：要求学生学会画图解决相关实际问题。

例1-5：在掌握该例题的基础上，进一步思考，如果是水泵的话，相似定律如何应用？进而引导学生学会做相似抛物线，找出相似工况点。

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