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1、泵与风机 Pumps and Fans,0 绪论,初识泵与风机,1、学科角度：是流体力学的应用和发展。,2、能量角度：原动机的机械能流体的机械能。,泵 : 输送液体 风机：输送气体,泵与风机 Pumps and Fans,一、泵与风机在国民经济建设中的地位,0-1 泵与风机在国民经济建设 和火力发电厂中的地位,二、泵与风机在火力发电厂中的地位,三、泵与风机现状及其发展趋势,四、学习本课程的目的与任务、学习方法,泵与风机 Pumps and Fans,一、泵与风机在国民经济建设中的地位,1、泵与风机属通用机械的范畴。,2、定量分析：耗电约占全国总用电量30%40%。,泵与风机 Pumps and
2、 Fans,汽轮机系统,循环水泵,凝结水泵,疏水泵,补给水泵,锅炉给水泵,锅炉系统,送风机,一次风机,排粉机,引风机,灰渣泵,冲灰水泵,二、泵与风机在火力发电厂中的地位,泵与风机 Pumps and Fans,增加安全可靠性和提高效率相比，有着同等的甚至更大的经济效益。,二、泵与风机在火力发电厂中的地位,实现动力循环的重要辅机。比喻“心脏，呼吸、消化和排泄系统”。,耗电量7080%厂用电510%机组容量，其中：泵约占50%，风机约占30 %。,泵与风机 Pumps and Fans,三、泵与风机现状及其发展趋势,泵与风机 Pumps and Fans,四、学习本课程的目的与任务、学习方法,【节
3、能理念教学实验】两种调节方式风机年耗电量的计算。结果：没有一名同学得出那种调节方式更经济的结论。,泵与风机 Pumps and Fans,0-2 泵与风机的基本性能参数,泵与风机的基本性能参数主要有：流量qV 、能头（扬程 H或全压p）、轴功率Psh 、有效功率Pe 、效率 和转速n 等。,一、流量,二、能头,三、功率和效率,四、转速,五、其它基本性能参数,泵与风机 Pumps and Fans,一、流量,泵与风机在单位时间内所输送的流体量，通常用体积流量qV 表示，单位为m3/s，m3/h。,测量时,泵以出口流量计算，而风机则以进口流量计算。,对于非常温水或其它液体也可以用质量流量qm 表示
4、，单位为kg/s，kg/h。 qm 和qV 的换算关系为：,qm= qV,泵与风机 Pumps and Fans,二、能头,单位重力（体积）流体通过泵（风机）所获得的机械能。,对于泵：通常用扬程 H 表示，单位为m；,说明：下标“1、2” 表示泵与风机进口和出口截面；和泵比较略去了gZ。,对于风机：通常用全压p表示，单位为Pa。,泵与风机 Pumps and Fans,三、功率和效率,原动机配套功率：Pgr=KPg，K为容量安全系数（额定条件下）。,效率：,传动效率： tm,原动机输出功率：,轴功率：传到泵与风机 轴上的功率,有效功率：,（kW）,（kW）,（kW）,泵与风机 Pumps an
5、d Fans,五、其它基本性能参数,泵与风机 Pumps and Fans,五、其它基本性能参数,4、内效率 泵与风机的有效功率与内功率之比称为泵与风机的内效率（风机称为全压内效率）。 用i 表示，即：,5、静压效率和静压内效率 静压效率是指风机的静压有效功率和轴功率之比，用st表示，即：,同理，静压内效率等于静压有效功率与内功率之比，用ist表示，即：,泵与风机 Pumps and Fans,一、分类,1、按泵与风机所产生的全压高低分类：,0-3 泵与风机的分类及工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,一、分类,2、按泵与风机工作原理分类：,叶片式,容积式,离心式,轴流式,混流式,
6、往复式,回转式,其 它,真空泵,射流泵,水击泵,叶氏风机,罗茨风机,罗杆风机,叶片式,容积式,泵与风机 Pumps and Fans,离心泵示意图,轴流泵示意图,混流泵示意图,叶轮,叶轮,叶轮,压出室,吸入室,扩散管,导叶,导叶,泵壳,工作原理：工作叶轮旋转时叶轮上的叶片将能量连续地传给流体，从而将流体输送到高压、高位处或远处。,二、工作原理,（一）叶片式泵与风机,泵与风机 Pumps and Fans,二、工作原理,（一）叶片式泵与风机,1、离心式泵与风机的工作原理,叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对流体沿它的运动方向作功；,叶轮连续地旋转，流体也就连续地排出、吸入，形成离心式泵与风机的连续工作。
7、,流体在惯性力的作用下，从叶轮中心流入，并进入压出室；,在叶轮中心形成低压区，在吸入端压强的作用下，流体经吸入室进入叶轮；,泵与风机 Pumps and Fans,风机叶轮,离心泵模型,离心泵剖面图,二、工作原理,（一）叶片式泵与风机,1、离心式泵与风机的工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，旋转着的叶片给绕流流体一个轴向的推力，此叶片的推力对流体作功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶轮连续旋转即形成轴流式泵与风机的连续工作。,大小：,方向：,二、工作原理,（一）叶片式泵与风机,2、轴流式泵与风机的工作原理,泵与风机 Pumps
8、and Fans,入口静叶,动叶,出口静叶,入口静叶调节机构,轴流泵,二、工作原理,（一）叶片式泵与风机,2、轴流式泵与风机的工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,混流式泵与风机的叶轮形状介于离心式和轴流式之间，故其工作原理兼有两者的特点。,叶轮,导叶,二、工作原理,（一）叶片式泵与风机,3、混流式泵与风机的工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,（二）容积式泵与风机（又称定排量式）,1、往复式,活塞泵原理图,活塞泵模型,通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风机。根据机械运动方式的不同还可分为往复式和回转式。,二、工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,
9、2、回转式,悬片式真空泵,（二）容积式泵与风机（又称定排量式）,二、工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,齿轮泵,双螺杆泵,2、回转式,（二）容积式泵与风机（又称定排量式）,二、工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,双螺杆泵,萝次风机,2、回转式,（二）容积式泵与风机（又称定排量式）,二、工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,（三）其它类型的泵与风机,射流泵,无法归入前面两大类的泵与风机。这类泵与风机主要特点是利用具有较高能量的工作流体来输送能量较低的流体。,二、工作原理,泵与风机 Pumps and Fans,【例 0-1】 水泵在如图0-5所示的管路系统
10、中工作时，若吸水池液面的压强为pe1，压水池液面的压强为pe2，且两水池液面的高度差为HZ，吸水管和压水管的流动损失之和为hw，试推导在这种情况下，泵扬程的表达式。,图 0-5 例0-1附图,【解】 设泵的扬程为H，在如图0-5所示的1-1、2-2截面上，应用粘性流体总流的伯努利方程得：,泵与风机 Pumps and Fans,由已知可得：(Ze2Ze1)=HZ，Ve10，Ve20。将其代入上式，即可得该情况下泵扬程的表达式为：,上式表明：泵的扬程可由它的实际工作参数求出。此时，扬程H不一定是额定参数，其值会随着工作条件的改变而变化。,泵与风机 Pumps and Fans,花絮：汲水和鼓风设
11、备发展简史,泵与风机 Pumps and Fans,请同学分析,离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为500mm，送风量qV=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），空气的密度 =1.2kg/m3。,泵与风机 Pumps and Fans,泵与风机 Pumps and Fans,1、为什么要学习泵与风机这门课程？ 2、泵与风机有那些基本性能参数，它们的关系如何？ 3、离心式和轴流式泵与风机是基于什么原理工作的？ 4、你平时是否作“题后思考”，你认为你的“节能观念”树立起来了吗？举例说说！,思考题,泵与风机 Pumps and Fans,1、试求输水量qV=50m3/h时离心泵所需的轴功率。设泵出口压力表读数为255000Pa，泵入口真空表读数为33340Pa，表位差为0.6m，吸水管与压水管管径相同，离心泵的总效率=0.62。,2、有一台可把15冷空气加热到170的空气预热器，当其流量qm=2.957103kg/h时，预热器及管道系统的全部阻力损失为150Pa，如果在该系统中装一台离心风机，问把它装在预热器前，还是装在预热器后（设风机效率=70%）？,本章作业,欢迎同学对授课提出宝贵意见！,
