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1、第三章 泵与风机的性能（1）泵与风机实际HQ特性曲线及其主要影响因素 叶轮叶片出口角变化时的影响。 叶轮叶片出口外径 D2变化时的影响。 叶轮叶片出口宽度 b2 变化时的影响. 叶轮转速n变化时的影响。 实际叶轮为有限叶片数（Z)的影响。 实际流体具有粘性而产生摩擦损失的影响。 偏离额定工况而产生冲击损失的影响。 实际流道的泄露而产生容积损失的影响。 泵与风机的实际HQ特性曲线的形式。首先，根据Euer方程讨论泵与风机实际性能曲线的主要影响因素为提高理论扬程通常取叶片入口角1=0,则额定工况下,流体沿径向进入叶轮，即1=0，代入Euer方程：又由出口速度三角形得到：式中：将上式也代入uler方
2、程可以得到:显然对于已给定参数的叶轮来说，理论扬程H 与理论流量 QT 之间呈线性关系。直线的斜率为： ,直线的截距为: 由上述Elr方程，我们可以讨论各个因素的影响。 叶轮叶片出口角2的影响 根据前面所得到的结果可知：叶轮叶片出口角2的变化只影响斜率，而不影响其截矩.我们可对以下三种情况讨论：） 90（后向）b) 2= 90（径向)c) 0(前向）叶轮外径2的影响斜率：斜率与叶轮外径D无关.又截矩：截矩与叶轮外径D2的平方成正比。叶轮出口宽度2的影响斜率：斜率的绝对值与叶轮出口宽度 的大小成反比。又截矩：截矩与叶轮出口宽度 2无关。转速 n 的影响斜率:斜率的绝对值与叶轮转速 n 的大小成正
3、比。又截矩：截矩与转速 n 的平方成正比。实际叶轮为有限叶片数（Z)的影响我们已经知道，有限叶片叶轮中由于轴向涡流的作用，流体离开叶轮出口时，相对速度方向会向叶轮旋转的反方向偏转一个角度,流体的实际相对速度的出口角从2减小至。2 2 ； c t g2c tg根据出口速度三角形:同时：由于转速不变,则 u2 不变,而流量不变则： VmV2m得到:V2uV2 即： 可建立两者关系式:式中，-轴向涡流修正系数（1）.参见P1，图2-1,考虑实际叶轮为有限叶片数(Z） 影响后的叶轮流量扬程特性曲线由a下降至。实际流体具有粘性而产生摩擦损失的影响摩擦损失与流量(流速）的平方成正比，因此考虑粘性影响后的曲
4、线由下降至c。（参见P61,图210)偏离额定工况而产生冲击损失的影响泵（风机）在额定工况时,流道内的冲击损失为零，与额定工况偏离越大、冲击损失越大，则特性曲线由c下降至d。(参见P1，图-10）流动损失=摩擦损失冲击损失(参见P58.图-）实际流道具有泄露而产生容积损失的影响考虑到容积损失,将d 线各点减去响应泄露量，则最后得到了泵与风机实际的-Q特性曲线(）。(参见P6,图2-10)泵与风机的实际特性曲线的形式()离心式前弯叶轮：驼峰形特性曲线()离心式后弯与径向叶轮：a） 驼峰形特性曲线b) 单调形特性曲线（）轴流式叶轮：马鞍形特性曲线(）离心式前弯叶轮前弯式叶轮的理论扬程 H T 与理
5、论流量 QT 之间的关系呈自左向右的上升直线。由于有限叶片数而产生环流、流动损失、冲击损失、容积损失等因素的影响，使其实际Q特性呈驼峰形曲线。驼峰形特性曲线常见于离心式前弯叶轮。（)离心式后弯与径向叶轮对于离心式径向和后向叶轮，其理论扬程H T 与理论流量Q T 之间的关系呈一条自左向右的水平直线或下降直线。所以往往出现单调下降形特性曲线，但是当径向式叶轮的理论扬程 H T 与理论流量 T 曲线由于偏离额定工作点的冲击损失过大时，也会出现驼峰形性能曲线。实际Q特性呈驼峰形曲线(e)即是由于有限叶片数而产生环流、流动损失、冲击损失、容积损失等因素的影响而形成。同理，当后弯式叶轮理论扬程 HT 与
6、理论流量 Q 曲线由于偏离额定工作点的冲击损失过大时，也会出现驼峰形性能曲线。图中实际H特性呈驼峰形曲线（e)也是由于有限叶片数而产生环流、流动损失、冲击损失、容积损失等因素的影响而形成。()轴流式叶轮HQ特性曲线如P66，图28与图9为典型的轴流式泵的马鞍形特性曲线及其内流特性.额定点（d）：各流层流线均匀,为最高效率点。从（d）(e):叶顶出现涡流能耗，同时冲角减小，升力系数和升力下降，降低.从（d)(c)：虽叶根出现涡流能耗,但冲角增大，升力系数和升力上升，总体升高.从（)（):叶根叶顶均出现涡流,冲角到达临界失速点，升力聚降，H下降.从（b）(）:流量趋于极小,使动能加快转化为压力能，
7、直到H上升至最高点。（）泵与风机-特性曲线及其主要影响因素泵的理论功率：并设，流体沿径向进入叶轮泵“功率流量”呈二次抛物线,由此讨论出口角对功率影响：(参见P62,图2-11）y9;“功率流量”曲线为具有极大值的二次抛物线。 y=90；“功率流量”曲线为一条上升直线.2y90;“功率流量”曲线为一条上升的二次曲线。由“功率流量”曲线看到,后弯式叶轮的功率具有极大值,可避免设备运行过程中由于工况的变化造成的功率超载问题。所以,水泵通常设计成后弯式叶轮,这样可避免超载而保护电机.=，流动功率功率Nh为零,但是轴功率并不为零,这是由于机械损失功率（Nm）与流量无关,同时还存在一定的泄露量而引起的容积损失功率（Nv）.（3)泵与风机Q特性曲线及其主要影响因素泵与风机的效率为有用功率（V H）与轴功率（Na）之比： = Q H/N式中，与Na不会为零，只有当或H为零时， 为零因此，“Q特性曲线应为下图所示的形式.然而，由于泵（或风机）在实际运行过程中，只要存在有流体流动,H(或P)就不会下降到零。泵（或风机）在其额定工况s点或其附近运行时,才能保持比较高的运行效率，否则，即使泵(或风机)的设计点的效率(额定点效率）再高，也难以保证系统的经济运行。文中如有不足，请您指教！ /
