1、书名：泵与风机应用技术书名：泵与风机应用技术ISBNISBN：978-7-111-39248-4978-7-111-39248-4作者：刘宏丽作者：刘宏丽出版社：机械工业出版社出版社：机械工业出版社本书配有电子课件本书配有电子课件第三章泵与风机的性能分析第一节泵与风机的功率与效率泵与风机的功率与效率一、功率有效功率风机内功率轴功率原动机功率e1000Vgq HNieiNNNe/NNe0deNN 二、效率1、机械损失和机械效率、机械损失和机械效率包括：轴与轴承的摩擦损失 轴与轴封的摩擦损失 圆盘摩擦损失效率：NNNmm克服的措施1）降低叶轮与壳体 内侧表面的粗糙度。2）叶轮与壳体间的间 隙B不要
2、太大。2、容积损失和容积效率、容积损失和容积效率包括：流体发生从高压区通过缝隙泄漏到低压区的回流，未能有效利用。对于离心泵来说，还有流过为平衡轴向推力而设置的平衡孔的泄漏回流量等。效率mmVVVVVTNNNqqNNqqq克服的措施尽可能增加密封 装置的阻力；密封环的直径尽 可能缩小，从而 降低其周长，使 流通面积减少。3、水力损失和水力效率、水力损失和水力效率包括进口损失冲击损失叶轮中的水力损失动压转换和机壳出口损失效率mhhmTVVNNNNNNNNN克服的措施合理的设计叶片形状和流道保证正确的制造尺寸，注意流道表面的粗糙度 提高检修质量 注意离心风机的几个主要尺寸与形状 离心风机进气箱的形状
3、要尽量使旋涡区 减少进风口的形状与尺寸要合理蜗壳的宽度蜗舌的形状与尺寸进气箱进口与叶轮 进口的面积比4、总效率、总效率风机的静压效率风机的全压效率emhmmhmmmVVVVNNNNNNNNNNNNNNNNN ststVq pNeiiNN第二节泵与风机的性能曲线类型泵或风机所提供的流量和扬程之间的关系。泵或风机所提供的流量和所需外加轴功率之间的关系。泵或风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系。一、理论分析绘制的性能曲线二、实际分析绘制性能曲线三、离心式泵与风机性能曲线分析qV=0为阀门关闭时的工况，称空转状态qV曲线上有一最高效 率点泵与风机的性能曲线分为三种 平坦型 陡降型 驼峰型第三节相似
4、理论在泵与风机中的应用一、相似条件几何相似运动相似动力相似mLmmLLdd2LAmAA3LVmVVvmmmvvuuuu2211FmmmmmEEIIPPTTGG二、泵与风机的相似定律1、相似条件、相似条件几何相似运动相似动力相似2、相似定律、相似定律流量相似定律扬程（全压）相似定律轴功率相似定律332mm2mmmVVLVVqDnnqnDn2hmmmhm()HDnHDn2hmmmmhm()pDnpDnmmmmmmmmvmmvmDDnnHgqHgqNN53三、泵与风机的相似定律的实际应用当被输送流体的密度改变时性能参数的换算amb000273101.325273ptpptamb000273101.3
5、25 273ptNNt例例1 现有KZG13型锅炉引风机一台，铭牌上的参数为n0=960rrain，p0=140mmH2O，qV0=12000m3h，=65。配用电机功率为15kW，三角皮带传动，传动效率d=98%，今用此引风机输送温度为20的清洁空气，n不变，求在这种实际情况下风机的性能参数，并校核该配用电机的功率能否满足要求。解：因为该风机铭牌上的参数是在大气压为101325kPa、介质温度为200条件下给出的(该状态下空气的g=7.31Nm3)。当改送20空气时其相应的g=11.77Nm3，由相似定律可知该风机的实际性能参数为：qV=qV0=12000m3/h可见，配用电机的功率不能满足
6、要求。02011.77140mmH O225.47.31pp0011.7715kW247.31NN当转速改变时性能参数的换算相似抛物线1122VVqnqn22121nnHH22121nnpp32121nnNN2VHkq2Vpkq 例例2 型号为IS6550160离心式清水泵铭牌上的参数为n0=2900rmin，H0=32m，qV0=25m3h，N0=4kW，0=66。如果该泵在n=1450rmin情况下运行，试问相应的流量qV、扬程H、轴功率N各为多少?例例2 型号为IS6550160离心式清水泵铭牌上的参数为n0=2900rmin，H0=32m，qV0=25m3h，N0=4kW，0=66。如
7、果该泵在n=1450rmin情况下运行，试问相应的流量qV、扬程H、轴功率N各为多少?解：根据上述公式可得：300145025m/h12.52900VVnqqn2200145032m82900nHHn330014504kW0.52900nNNn当叶轮直径和转速都改变时性能曲线的换算当已知泵或风机在某一叶轮直径D2m和转速nm下的性能曲线I时，即可按相似律换算出同一系列相似机，在另一轮径D2及转速n2下的性能曲线。相似泵qV-H曲线的换算例例3 离心通风机在额定转速n=1450rmin时的qVp性能曲线，如图3-14所示。试求：(1)绘出风机转速降为1200rmin时的高效率区范围(最高效率下降
8、5)。(2)在qV=18m3s、p=12kPa工况下，若叶轮出口直径D2不变，则通风机应使用什么转速。第四节第四节比转速比转速一、泵的比转速一、泵的比转速3/43.65Vsn qnH二、风机的比转速二、风机的比转速4/3pqnnvs三、比转速公式的分析三、比转速公式的分析比转速不是转速，而是泵或风机相似的准则数凡是泵或风机相似，它们的比转速相等。反之，则不然。同一台泵或风机，可以有许多的不同工况点，相应就可以得到许多的不同比转速。如果泵或风机是多级的泵或风机的叶轮为单级双吸比转速是有因次的，泵的比转速的单位是m3/4s-3/23/4()Vsn qnHi3/4/2Vsn qnH四、比转速的应用四
9、、比转速的应用根据比转速对泵或风机进行分类。比转速是编制泵与风机系列的基础比转速是泵与风机设计计算的基础第五节第五节 泵与风机的无因次性能曲线泵与风机的无因次性能曲线一、无因次参数一、无因次参数（一）流量系数（二）压力系数（三）功率系数（四）效率 （五）比转速ns _22VVqqA upup22_222NuANVq pN_s3/414.8Vqnp二、无因次性能曲线二、无因次性能曲线无因次参数去掉了各种的物理性质。用无因次参数可画得无因次性能曲线 等。因为这些参数去除了计量单位的影响，所以对每一种型式的风机，仅有一组无因次性能曲线。无因次性能曲线与计量单位、几何尺寸、转速、流体密度等因素无关，所
10、以使用起来十分方便。无因次性能曲线在风机的选型设计计算中应用得尤为广泛。,VVVqp qN q第六节第六节水泵内的汽蚀水泵内的汽蚀一、泵的汽蚀现象一、泵的汽蚀现象液体从汽化产生气泡至气泡的破碎，过流部件受到腐蚀、损坏，这就是汽蚀。泵内汽蚀对泵的运行将产生影响，威胁泵的正常运转。泵汽蚀时，由于气泡的突然破裂会产生噪音和振动，甚至可发生共振；汽蚀发生后，不但过流部件受到腐蚀疲劳损坏。还会使性能下降，甚至发生“堵塞”现象，出现“断裂”工况。二、泵的允许吸上真空高度二、泵的允许吸上真空高度Hs和泵的安装高度和泵的安装高度HgHs恰是泵吸入口处真空计的读数，又称吸上真空高度2ambsssgs2ppvHH
11、hgg为了保证泵运转时不发生汽蚀，同时又有尽可能大的吸上真空高度，规定：Hs为允许吸上真空高度 HgHg=Hs-()2ss2VhgHs值是由制造厂在标准条件（大气压为101.325kPa，温度为20）下实验得出的，当泵的使用条件与标准条件不符时，应对样本上提供的Hs值进行修正：Hs=Hs+(Hamb-10.33)+(0.24-Hv)注意，一般卧式泵的安装高度Hg的数值，是指泵的轴心线距吸液池液面的高差；大型泵应以吸液池液面至叶轮入口边最高点的距离为准三、泵的汽蚀余量三、泵的汽蚀余量（一）有效汽蚀余量表示液体由吸入液面流至泵吸入口（泵进口法兰）处，单位重量（N）的液体所具有的超过气化压强的富裕能量2ssa2VpVphggg0agsVpphHhgg（二）必需汽蚀余量单位重量(N)液体从泵吸入口流至叶轮叶片进口压强最低处的压力降落量，称为必需汽蚀余量，又称泵的汽蚀余量2sskr2pvphggg（三）允许汽蚀余量汽蚀余量和必需汽蚀余量的关系h=hmin+0.3（四）泵的几种不同的吸入装置泵的安装位置比吸液面高泵的安装位置在吸液面下方 泵的倒灌四、汽蚀相似定律和汽蚀比转速四、汽蚀相似定律和汽蚀比转速（一）汽蚀相似定律（二）汽蚀比转速2222mnrmrnnDnDhh4/362.5rvhqnc（三）提高泵抗汽蚀性能措施提高泵的有效汽蚀余量、降低必需汽蚀余量改善工艺
