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1、2019/5/25,1,第十二章,泵与风机,2019/5/25,2,第一节 泵与风机的主要性能参数和分类, 泵与风机都是依靠外加机械能来输送流体的设备,输送液体的设备称为泵. 输送气体的设备称为风机.,一、泵与风机的主要性能参数,1. 流量 单位时间内输送流体的数量.,2019/5/25,3,2. 能头 单位质量流体通过泵或风机以后获得的有效能量。,习惯上常用风压 p 表示气体能量的增值，即单位容积的气体通过风机后获得的有效能量。,2019/5/25,4,3.功率和效率,泵或风机的功率通常是指输入功率，即原动机传递到转轴上的轴功率，以符号Ne表示。泵或风机的输出功率，即流体单位时间内获得的能量
2、，称为有效功率N 。,有效功率和轴功率之比为泵与风机的效率。,2019/5/25,5,4.转速 泵或风机转轴单位时间旋转的转数,（1）离心泵的比转数,（2）风机的比转数,2019/5/25,6,二、泵与风机的分类,按工作原理可分为三大类:,（1）叶片式 通过高速旋转的叶轮对流体作功，使流体获得能量。按照流体流过叶轮时的方向的不同，又可分为离心式、轴流式、混流式、贯流式等类型。,（2）容积式 通过工作室容积的周期性变化对流体作功，使流体获得能量。根据工作室容积改变的方式不同，又可分为往复式（如活塞泵、柱塞泵、往复式风机等）和旋转式（如齿轮泵、螺杆泵、罗茨风机等）。,（3）其他类型 除叶片式和容积
3、式之外 的泵或风机，如射流泵、水锤泵、电磁泵等。,2019/5/25,7,第二节 离心泵,一、离心泵的工作原理和分类,1. 离心泵的工作原理,在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要的场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于储槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出
4、。,2019/5/25,8,离心泵的一般装置示意图,2019/5/25,9,2. 离心泵的分类,2019/5/25,10,二、离心泵的基本结构,2019/5/25,11,1. 叶轮,2019/5/25,12,2.泵体 是将叶轮封闭在一定空间中，汇集来自叶轮的液体，同时还起到支承运动部件、固定泵的作用。,3.密封环 可以提高泵的容积效率，减少叶轮与泵体之间的液体漏损和磨损。,2019/5/25,13,密封环的磨损会使泵的效率降低，当密封间隙超过规定值时应及时更换 。,2019/5/25,14,4. 轴封装置,（1）填料 密封装置 填料密封是依靠填料和轴（或轴套）的外圆表面接触来实现密封的。,20
5、19/5/25,15,（2）机械密封装置,依靠静环与动环的端面相互贴合，并作相对转动而构成密封的。,2019/5/25,16,三、离心泵的性能曲线和管路特性曲线,1. 离心泵的性能曲线,是将由实验测定的Q、H、N、等数据标绘而成的一组曲线。此曲线由泵的制造厂家提供，供使用部门选泵和操作时参考。 从实际应用出发，每条性能曲线都有它各自的用途。,2019/5/25,17,离心泵的性能曲线,2019/5/25,18,四条曲线：,（2）N-Q线 表示泵轴功率和流量的关系。 （3）-Q线 表示泵的效率和流量的关系。 （4）NPSHrQ曲线 表示流量和气蚀余量的关系，是检查泵是否发生气蚀的依据。,（1）H
6、-Q线 表示压头和流量的关系。,a线适用于压头变动不大而流量有较宽变动范围。 b线适用于流量变化不大而压头变化较大的系统。 c线离心泵应避免在不稳定工况下运行 。,2019/5/25,19,2.管路特性曲线,管路所需压头与流量的关系曲线称为管路特性曲线.此线的形状由管路布置和操作条件来确定，与离心泵性能无关。,可写成HC=A+KQ2,2019/5/25,20,四、离心泵的工作点和流量调节,1. 泵的工作点,当泵安装在一定管路系统中时，泵的特性曲线和管路与曲线的交点即为泵的工作点。工作点所示的流量与压头既是泵提供的流量和压头，又是管路所需要的流量和压头。,泵的工作点以在泵的效率最高区域内为宜。,
7、2019/5/25,21,2. 泵工作点的稳定性,当泵的工况点离开N点，向大流量方向偏离，则泵扬程大于管路扬程，管路中流速加大，流量增加，工况点沿泵性能曲线继续向大流量方向移动，直到M 点。,当工况点向小流量方向移动，直至流量等于零为止时，若管路上无底阀或止回阀，液体将倒流。,2019/5/25,22,3.离心泵的流量调节,1）改变管路特性曲线的流量调节。,2）改变离心泵性能曲线的流量调节 。,在离心泵出口管路上装一调节阀改变管路特性曲线HC=A+KQ2中之K值。阀门开大，工作点远离纵轴；阀门关小，工作点靠近纵轴。,通过改变泵的转速或叶轮外径尺寸等可改变泵的性能曲线，可以更换电机、采用变频电机
8、。,2019/5/25,23,五、气蚀现象和安装高度,1. 泵的气蚀现象,水泵叶轮内叶片的背面压强最低，但安装位置离液面有一定距离，在该处首先发生汽化现象。含气泡的液体进入叶轮后，因压强升高，气泡立即凝聚。气泡的消失产生局部真空，周围液体以高速涌向气泡中心，造成冲击和振动。撞击的范围虽小，但是所造成的局部压力的升高却很严重，甚至可达几百个大气压力，当这种情况出现频率很高时，泵在这种状态下长期运转，将导致叶片的损坏，这种现象称为泵的气蚀。故泵的安装位置不能太高。,2019/5/25,24,气蚀现象的其他危害,1）气蚀发生水的冲击，必然使冲击的机械能转变为热能，在局部地区的热量不会很快传出去，使金
9、属在空气中的氧化加速，加快了腐蚀过程。,2）由于气体逸出，使液流的过流断面减小，局部的流速增大并产生涡流，以致水头损失增加，使水泵效率大大降低，严重时会使水泵出水中断。,3）在气蚀发生过程中，由于水击作用，会使泵在运转中产生振动和噪音。,2019/5/25,25,2. 离心泵的气蚀余量和安装高度,该值与吸入管路的几何安装高度、阻力损失等有关，而与泵本身的结构尺寸无关。,2019/5/25,26,2）泵的必需气蚀余量和安装高度,一般取许用气蚀余量的值为 NPSH= NPSHr K,防止离心泵发生气蚀的条件：有效气蚀余量应大于或等于泵的许用气蚀余量。,允许几何安装高度 Hg为,2019/5/25,
10、27,3. 吸上真空高度,该参数作为离心泵的气蚀特性参数。,2019/5/25,28,六、常用离心泵,1. 单级单吸式离心泵,（1）IS型离心泵,2019/5/25,29,（2）SG型管道泵,2019/5/25,30,2. 单级双吸式离心泵,2019/5/25,31,3. 离心式深井泵,离心式深井泵主要用于将较深的地下水从井中抽取到地面，作为空气调节装置的冷源或热源。离心式深井泵属于立式单吸分段式多级离心泵。,2019/5/25,32,4. 离心式氨泵,在大中型氨制冷装置中常被采用。,2019/5/25,33,5.离心式屏蔽泵,这种泵适于输送易燃、易爆、有毒、有放射性和贵重液体。在压缩式制冷机
11、组中用于氨及氟利昂的强制供液泵，在溴化锂吸收式机组中用于溴化锂的发生吸收泵。,2019/5/25,34,第三节 风 机,根据产生风压的大小，风机可分为通风机和鼓风机两大类。,1) 产生的风压在14700Pa以下或压力比小于1.1的风机，称为通风机。,2)产生风压为1.4710434.3104Pa或压力比为1.14的风机，称为鼓风机。,按其工作原理不同又可分为离心式、轴流式和贯流式。,2019/5/25,35,一、离心通风机,1.基本结构,2019/5/25,36,叶轮,2019/5/25,37,机壳,由蜗壳、进风口和蜗舌等零部件组成。,2019/5/25,38,传动方式与旋转方向,2019/5
12、/25,39,2.工作原理,气体输送机械与液体输送机械的结构和工作原理大致相同，其作用都是向流体做功以提高流体的静压强。,3.分类和型号编制,2019/5/25,40,型号编制,例：4-7220表示意义为：该风机是一般通用通风换气离心通风机，全压系数为0.8，比转数为72，机号为20（即叶轮直径约为2000mm）。,2019/5/25,41,4. 常用离心通风机,2019/5/25,42,2019/5/25,43,2019/5/25,44,9-19D 高压离心通风机,GY4-73 型锅炉 离心通、引风机,DKT-2系列低噪声离心通风机,高温离心通风机,2019/5/25,45,二、轴流通风机,
13、是空气流向与风机主轴平行的风机 。,2019/5/25,46,1. 基本结构,2019/5/25,47,轴流通风机的传动方式,2019/5/25,48,轴流通风机的风口位置,2019/5/25,49,2.工作原理,当电动机带动叶轮在机壳内转动时，空气一边随叶轮转动，一边沿轴向推进。当空气被推出后，原来占有的位置形成局部低压，促使外面的空气由吸入口进入。空气通过叶轮压力增高后，从出口排出。,3.分类和命名,2019/5/25,50,型号编制,例：K7018表示意义为：该风机是矿井用的轴流通风机，其轮毂比为0.7，机号为18（即叶轮直径为1800mm）。,2019/5/25,51,4.常用轴流通风
14、机,2019/5/25,52,三、贯流通风机,贯流通风机是将机壳部分地敞开，使气流直接径向进入风机，气流横穿叶片两次；动压较高，气流不乱，可获得偏平而高速的气流。,2019/5/25,53,1.泵与风机的作用是将原动机的机械能转换为流体的能量，从而克服阻力，达到输运流体的目的。 2.泵与风机根据其工作原理的不同，分为叶片式、容积式、其他类型三大类。 3.要防止空气漏入泵内造成“气蚀”，使泵不能正常工作。,2019/5/25,54,4.泵的特性曲线反映了当工作转速n为定值时，其扬程H、功率N、效率及必须气蚀余量NPSHr-Q之间的关系。 5.路特性曲线反映了管路情况一定以及阀门开启度等情况一定时
15、，单位重量液体流过管路时所需的外加扬程与单位时间流经管路液体量Q之间的关系，性能曲线与管路特性曲线的交点为泵的工作点。,2019/5/25,55,1泵与风机有哪些主要性能参数？ 2何谓能头？何谓扬程？何谓风压？能头与扬程及风压有何关系？ 3泵与风机按工作原理不同可分为哪几类？ 4离心泵的分类有哪些？ 5试述离心泵的工作原理，并说明离心泵起动前为什么要灌泵？ 6离心泵由哪些基本零件组成？ 7离心泵的叶轮按其结构型式可分为哪几种？各有何特点？,2019/5/25,56,8离心泵的密封环有哪些形式？ 9轴封装置有哪些形式？各有何优缺点？ 10离心泵的性能曲线有哪几条？它们各 有什么用途？ 11什么是
16、离心泵的工作点？并分析其稳 定性？ 12离心泵的流量调节有哪几种方法？ 13何谓气蚀？它有什么危害？ 14何谓有效气蚀余量、必需气蚀余量、 吸上真空高度？,2019/5/25,57,15何谓离心泵的允许安装高度？如何计算？如果泵的实际高度超过了允许安装高度，对泵的工作有何影响？ 16有一台离心泵，安装在海拔800 m的地区，当地夏季水温40C。已知泵的流量Q=120L/s，吸入管径d1=0.3 m，吸入管路能头损失为0.75m，允许吸上真空高度HS=6.2 m，为了不发生气蚀，问水泵的安装高度不得超过多少？ 17有一冷凝水泵，必需气蚀余量,2019/5/25,58,NPSHr=2.4m，输送水温80C，冷凝水箱内液面压力即为汽化压力，吸入管路能头损失为0.6m。试求水泵的安装高度。 18S型泵的轴封工作情况与IS型泵轴封的有何不同？ 19离心式深井泵主要由哪些部件组成？有何优缺点？ 20离心式氨泵主要由哪些部件组成？有何优缺点？ 21
