流体机械原理：01第零章 绪论

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1、流体机械原理流体机械原理 2学习本课程的目的与任务 本本课课程程是是热热能能与与动动力力工工程程及及其其相相近近专专业业的的一一门门重重要要的的专专业业基基础础课课程程。主主要要内内容容是是介介绍绍离离心心式式泵泵与与风风机机的的分分类类构构造造、工工作作原原理理、基基本本方方程程；着着重重讨讨论论泵泵与与风风机机叶叶轮轮理理论论、性性能能、相相似似理理论、汽蚀、运行、选型及应用。而论、汽蚀、运行、选型及应用。而轴流式泵与风机作为次重点轴流式泵与风机作为次重点。 为为了了实实现现泵泵与与风风机机的的安安全全经经济济运运行行，首首先先，必必必必须须须须掌掌掌掌握握握握泵泵泵泵与与与与风风风风机机

2、机机的的的的基基基基本本本本原原原原理理理理、性性性性能能能能、结结结结构构构构及及及及运运运运行行行行调调调调节节节节等等等等方方方方面面面面的的的的必必必必要要要要知知知知识识识识，掌掌掌掌握握握握泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机性性性性能能能能试试试试验验验验技技技技术术术术。同同时时，随随着着泵泵与与风风机机设设备备的的不不断断更更新新和和高高技技术术驱驱动动装装置置的的投投入入，还还需需不不不不断断断断地地地地提提提提高高高高运运运运行行行行操操操操作作作作技技技技术术术术和和和和管管管管理理理理水水水水平平平平。为为今今后后从从事事专专业业技技术术工工作作和和科科学学研研究究打打下

3、下必必要要的的基础。基础。3要要与与其其他他基基础础课课和和专专业业课课紧紧密密联联系系：本本课课程程以以流流体体力力学学为为其其主主要要先先修修课课程程，又又与与锅锅炉炉原原理理、汽汽轮轮机机原原理理、热力发电厂热力发电厂、发电厂集控运行发电厂集控运行等课程紧密联系。等课程紧密联系。理理论论学学习习以以理理解解为为主主，不不要要求求死死记记硬硬背背，应应用用时时可可以以查查阅阅设设备厂提供的参数和资料。备厂提供的参数和资料。树立工程概念和节能理念，注重分析和解决问题的方法。树立工程概念和节能理念，注重分析和解决问题的方法。学习方法4课程概况一、学时一、学时二、教材及参考资料二、教材及参考资料

4、总学时：总学时：4040，讲课：，讲课：3636，实验：，实验：4 4。三、考核形式三、考核形式泵与风机泵与风机，安连锁，安连锁 编著，中国电力出版社编著，中国电力出版社理论考试：闭卷，理论考试：闭卷，70%70%平时成绩：考勤，实验，平时成绩：考勤，实验，30%30%泵与风机泵与风机，何川、郭立君，何川、郭立君 编著，中国电力出版社，编著，中国电力出版社，2008.62008.6泵与风机节能技术问答泵与风机节能技术问答，吴民强，吴民强 编著，中国电力出版社编著，中国电力出版社5课程导航绪论绪论第一章第一章 泵与风机的叶轮理论泵与风机的叶轮理论第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第三章第

5、三章 相似理论在泵与风机中的应用相似理论在泵与风机中的应用第四章第四章 泵的汽蚀泵的汽蚀第五章第五章 泵与风机的运行泵与风机的运行第六章第六章 热力发电厂常用的泵与风机热力发电厂常用的泵与风机第七章第七章 泵与风机的选型泵与风机的选型复习总结复习总结6绪论第一节 泵与风机在国民经济中的应用第二节 泵与风机的分类第三节 泵与风机的主要部件第四节 泵与风机的主要性能参数第五节 泵与风机的发展趋势7第一节 泵与风机在国民经济中的应用泵与风机泵与风机: :将原动机的机械能转换成流体的压力能和动能从而实现流将原动机的机械能转换成流体的压力能和动能从而实现流体定向输运的动力设备。输送液体的为泵，输送气体的

6、为风机，故体定向输运的动力设备。输送液体的为泵，输送气体的为风机，故泵与风机也称为流体机械。泵与风机也称为流体机械。泵与风机泵与风机耗电量占耗电量占全国总全国总发发电量电量的的3040%。农业方面：排涝、灌溉；农业方面：排涝、灌溉；采矿工业：坑道通风及排水；采矿工业：坑道通风及排水；冶金工业：冶炼炉鼓风、流体输送；冶金工业：冶炼炉鼓风、流体输送；石油工业：输油和注水；石油工业：输油和注水；化学工业：高温、腐蚀性气体排送；化学工业：高温、腐蚀性气体排送；一般工业：厂房空调、通风；一般工业：厂房空调、通风；航空航天：动力系统正常工作的维持。航空航天：动力系统正常工作的维持。 应应用用电能是国民经济

7、中至关重要的能源，泵与风机是电能是国民经济中至关重要的能源，泵与风机是电厂电厂重要重要的辅机，本书主要研究电厂的泵与风机。的辅机，本书主要研究电厂的泵与风机。8第一节 泵与风机在国民经济中的应用9泵与风机在热力发电厂的应用灰渣泵冲灰水泵排粉风机升压泵凝结水泵给水泵前置泵循环水泵射水泵疏水泵送风机引风机蒸汽空气水补水泵生水泵烟气灰渣射水抽气器工业水泵汽轮机系统汽轮机系统汽轮机系统汽轮机系统锅炉系统锅炉系统锅炉系统锅炉系统汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机锅炉锅炉锅炉锅炉10火电厂三大风机其它：冷却风机、罗茨风机一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式风机。送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力

8、，输送燃烧所需空气，维持燃料充分燃烧。引风机：将烟气排至大气，同时维持炉膛负压，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。11火电厂三大泵循环水泵：提供凝汽器冷却水,从而建立凝汽器真空。给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。（前置泵）凝结泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。（凝结水增压泵）其它：疏水泵、工业泵、灰浆泵、灰渣泵12泵与风机在热力发电厂的地位泵与风机在热力发电厂的地位安全性：安全性：向向锅锅炉炉供供水水的的给给水水泵泵突突然然发发生生故故障障或或给给水水管管道道破破裂裂发发生生严严重重泄泄漏漏，就就会会

9、使使锅锅炉炉缺缺水水，如如果果锅锅炉炉给给水水泵泵由由于于某某种种原原因因发发生生故故障障而而中中断给水，则汽包在短时间内就会断给水，则汽包在短时间内就会“干锅干锅”，引发重大设备事故。，引发重大设备事故。 经济性：经济性：泵与风机在电厂中耗电量很大，各类泵与风机总耗电约占整个厂泵与风机在电厂中耗电量很大，各类泵与风机总耗电约占整个厂用电的用电的 70708080，而厂用电约占发电量的，而厂用电约占发电量的1010左右。由此可见，提左右。由此可见，提高泵与风机的效率，降低耗电量，是减少电厂厂用电，提高发电高泵与风机的效率，降低耗电量，是减少电厂厂用电，提高发电厂供电能力，降低成本的一个重要途径

10、。厂供电能力，降低成本的一个重要途径。13循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵凝结水泵凝结水泵凝结水泵凝结水泵锅炉给水泵锅炉给水泵锅炉给水泵锅炉给水泵 冷却剂循环泵冷却剂循环泵冷却剂循环泵冷却剂循环泵 蒸汽发生器蒸汽发生器蒸汽发生器蒸汽发生器 控制棒控制棒控制棒控制棒 燃料元件燃料元件燃料元件燃料元件反应堆反应堆反应堆反应堆泵与风机在核电厂中的应用泵与风机在核电厂中的应用 安全壳安全壳安全壳安全壳 14第二节第二节 泵与风机的分类泵与风机的分类一、按产生压力的大小分类一、按产生压力的大小分类泵可分为：泵可分为：1 .1 .低压泵低压泵：2 MPa6 MPa6 MPa 。风机可分为风机可分为 1 .

11、1 .通风机通风机：15 kPa340 kPa340 kPa 。15第二节第二节 泵与风机的分类泵与风机的分类二、按工作原理分类二、按工作原理分类叶片式叶片式容积式容积式离心式离心式轴流式轴流式混流式混流式往复式往复式回转式回转式其其 它它真空泵真空泵射流泵射流泵水锤泵水锤泵泵泵叶氏风机叶氏风机罗茨风机罗茨风机螺杆风机螺杆风机离心式离心式轴流式轴流式混流式混流式风机风机叶片式叶片式容积式容积式往复式往复式回转式回转式16（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机 叶片式：工作叶轮旋转时叶轮上的叶片将能量连续传递给流体，从而使流体获得能量。按叶片对流体的做功不同，可分为离心式、混流式和轴流式三种。

12、利用离心力利用离心力利用升力利用升力利用离心力利用离心力和升力和升力17 叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对流体沿它的运动方向做功；流体沿它的运动方向做功； 流体在惯性力的作用下，从叶轮流体在惯性力的作用下，从叶轮径向流出径向流出，并进入压出室；，并进入压出室； 在叶轮中心开成低压区，在吸入在叶轮中心开成低压区，在吸入端压力作用下，流体经吸入室端压力作用下，流体经吸入室轴向轴向进入进入叶轮；叶轮； 叶轮连续旋转，流体也就连续地叶轮连续旋转，流体也就连续地排出、吸入，形成离心式泵与风机排出、吸入，形成离心式泵与风机的连续工作。的连续工作。离心式泵与风机离心式泵与风机18离心

13、式泵与风机离心式泵与风机19流流体体沿沿轴轴向向流流入入叶叶片片通通道道，当当叶叶轮轮在在原原动动机机驱驱动动下下旋旋转转时时，旋旋旋旋转转转转着着着着的的的的叶叶叶叶片片片片给给给给绕绕绕绕流流流流流流流流体体体体一一一一个个个个轴轴轴轴向向向向的的的的推推推推力力力力，此此叶叶片片的的推推力力对对对对流流流流体体体体作作作作功功功功，使使流流体体的的能能量量增增加加并并沿沿轴轴向向排排出出。叶叶轮轮连连续续旋转即形成轴流式泵与风机的连续工作。旋转即形成轴流式泵与风机的连续工作。 轴流式泵与风机轴流式泵与风机20入口静叶入口静叶动叶动叶出口静叶出口静叶入口静叶调节机构入口静叶调节机构轴流式静

14、叶可调引风机轴流式静叶可调引风机轴流式泵与风机轴流式泵与风机21通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风机。通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风机。可分为可分为往复式和回转式往复式和回转式。适用对象：小流量、高压力的场合。适用对象：小流量、高压力的场合。往复式往复式回转式回转式（二）容积式泵与风机（二）容积式泵与风机22往复式：往复式： 原理：借活塞在气缸内的往复作用使缸内容积反复变化，原理：借活塞在气缸内的往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和排出流体，如活塞泵、柱塞泵等。以吸入和排出流体，如活塞泵、柱塞泵等。 （二）容积式泵与风机（二）容积式泵与风机23 回转式：回转式： 齿

15、轮泵：一对互相啮合的齿轮，通常用作供油系统的动力泵。齿轮泵：一对互相啮合的齿轮，通常用作供油系统的动力泵。 罗茨风机：依靠两个两叶或三叶的转子作相反方向的旋转，达罗茨风机：依靠两个两叶或三叶的转子作相反方向的旋转，达到传递能量于气体并增高其压力的目的。到传递能量于气体并增高其压力的目的。 螺杆泵：主动螺杆与从动螺杆相互啮合，电厂多作为油泵。螺杆泵：主动螺杆与从动螺杆相互啮合，电厂多作为油泵。螺杆泵螺杆泵（二）容积式泵与风机（二）容积式泵与风机24 原原理理：利利用用高高压压工工作作流流体体经经喷喷嘴嘴后后产产生生的的高高速速射射流流来来引引射射被被吸吸流流体体，与与之之进进行行动动量量交交换换

16、，以以使使被被引引射射流流体的能量增加，从而实现吸排作用。体的能量增加，从而实现吸排作用。(1)效率低。(2)结构简单，体积小，价格低。(3)无运动部件，工作可靠，使用寿命长。(4)吸入性能好。(5)可输送含杂质的污水。 CP 型系列喷射泵型系列喷射泵喷射泵（三）其他泵（三）其他泵电厂射水泵25水环式真空泵叶轮偏心安装，叶轮在前半转（此时经过吸气孔）旋转过程中密封的空腔容积逐渐扩大，气体由吸气孔吸入；后半转（此时经过排气孔）密封容积逐渐缩小，气体从排气孔排出，完成一个抽气过程。电厂主要用于循环水泵在启动时抽真空。（三）其他泵（三）其他泵26第三节 泵与风机的主要部件吸入口和压出口吸入口和压出口

17、叶轮叶轮轴封轴封轴轴（一）离心泵的主要部件叶轮、吸入室、压出室、密封装置等。27（一）离心泵主要部件（一）离心泵主要部件第三节 泵与风机的主要部件28第三节 泵与风机的主要部件1、叶轮 a)叶轮的作用 将原动机的机械能传给液体,使液体的动能和压力能有所提高。封闭式 半封闭式 开式 根据结构根据结构闭式叶轮闭式叶轮开式叶轮开式叶轮 半闭式叶轮半闭式叶轮 b)叶轮的分类29叶叶片片的的内内侧侧带带有有前前后后盖盖板板，适适于于输输送送干干净净流体，效率较高。流体，效率较高。只有后盖板，可用于输只有后盖板，可用于输送浆料或含固体悬浮物送浆料或含固体悬浮物的液体，效率较低。的液体，效率较低。没有前后盖

18、板，适合输送含有固体颗粒没有前后盖板，适合输送含有固体颗粒的液体悬浮物，不易积存杂质，减少对的液体悬浮物，不易积存杂质，减少对叶轮磨损叶轮磨损) )。b)叶轮的分类开式：开式：半开式：半开式：封闭式：封闭式：第三节 泵与风机的主要部件30按吸液方式按吸液方式 单吸式叶轮单吸式叶轮 双吸式叶轮双吸式叶轮 相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背相当于两个没有盖板的单吸式叶轮背靠背并在了一起，可以从两侧吸入液靠背并在了一起，可以从两侧吸入液体，具有较大的吸液能力，而且可以体，具有较大的吸液能力，而且可以较好的消除轴向推力较好的消除轴向推力, ,用于大流量或提用于大流量或提高抗汽蚀性能的场合。高抗汽蚀性能的

19、场合。 液体只能从叶轮液体只能从叶轮一侧被吸入，结一侧被吸入，结构简单。构简单。第三节 泵与风机的主要部件312 2、吸入室、吸入室吸入管法兰至叶轮进口前的过流部分。其作用是在吸入管法兰至叶轮进口前的过流部分。其作用是在最小水力损失最小水力损失情况情况下，引导液体下，引导液体平稳平稳地进入叶轮，并使叶轮进口处的地进入叶轮，并使叶轮进口处的流速流速尽可能尽可能均匀均匀地地分布。分布。 直锥形直锥形弯管形弯管形肘管形肘管形环形环形半螺旋形半螺旋形32定义：指叶轮出口到泵出口法兰定义：指叶轮出口到泵出口法兰( (对节段式多级泵是到后级对节段式多级泵是到后级叶轮进口前叶轮进口前) )的过流部分。的过流

20、部分。作用：收集从叶轮流出的高速液体作用：收集从叶轮流出的高速液体, ,并将液体的大部分动能并将液体的大部分动能转换为压力能转换为压力能, ,然后引入压水管然后引入压水管 型式：型式： 螺旋形压出室螺旋形压出室 环形压出室环形压出室3 3、压出室、压出室螺旋式螺旋式压出室效率较环形压出室为高。压出室效率较环形压出室为高。33定义：多级泵的流体是从前一定义：多级泵的流体是从前一级叶轮流入次级叶轮，两级之级叶轮流入次级叶轮，两级之间必须有导叶。间必须有导叶。 作用：汇集前一级叶轮流出的作用：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下液体，并在损失最小的条件下，引入次级叶轮或压出室，同，引入次级

21、叶轮或压出室，同时在导叶内还把部分动能转化时在导叶内还把部分动能转化为压力能。为压力能。 型式：径向式、流道式。型式：径向式、流道式。4 4、导叶、导叶345 5、密封装置、密封装置密封环密封环 又称又称口环口环，为防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间，为防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄漏至吸入口，所以在叶轮进口外圈与泵壳之的间隙泄漏至吸入口，所以在叶轮进口外圈与泵壳之间加装密封环。间加装密封环。平环式平环式角环式角环式锯齿式锯齿式迷宫式迷宫式 轴端密封轴端密封填料密封填料密封机械密封机械密封浮动环密封浮动环密封迷宫式密封迷宫式密封35（1 1）填料密封）填料密封填料一般采用浸油或涂石

22、墨的石棉填料一般采用浸油或涂石墨的石棉绳，绳，将其放入填料函与泵轴之间，将其放入填料函与泵轴之间，将压盖压紧迫使它产生变形达到密将压盖压紧迫使它产生变形达到密封封。结构简单，但功率消耗大，且。结构简单，但功率消耗大，且有一定程度的泄漏。有一定程度的泄漏。36（2 2）机械密封）机械密封由装在泵轴上随之转动的动环由装在泵轴上随之转动的动环和固定在泵壳上的静环组成，和固定在泵壳上的静环组成，两环形端面由两环形端面由弹簧力使之紧贴弹簧力使之紧贴在一起达到在一起达到密封密封目的。目的。动环硬度大，常用硬质合金、陶瓷等，而静环硬度较小，常用石墨动环硬度大，常用硬质合金、陶瓷等，而静环硬度较小，常用石墨制

23、品、聚四氟乙烯等制品、聚四氟乙烯等 。37（3 3）浮动环密封）浮动环密封结构：浮动环、浮动套、轴套等结构：浮动环、浮动套、轴套等原理：以浮动环与支撑环的密封端面在液体压力及弹原理：以浮动环与支撑环的密封端面在液体压力及弹簧力的作用下，保持紧密接触来实现径向密封；以浮簧力的作用下，保持紧密接触来实现径向密封；以浮动环的内圆表面与轴套的外表面所形成的微小间隙对动环的内圆表面与轴套的外表面所形成的微小间隙对产生节流实现员向密封。产生节流实现员向密封。浮动环浮动环浮动套浮动套轴套轴套弹簧弹簧38（4 4）迷宫密封）迷宫密封利用转子和静子间的间隙变化，对泄漏流体进行节流、降压，从而实现密封作用。迷宫密

24、封泄漏量大，为了减少泄漏，可以向密封衬套注入密封水。39螺旋密封螺旋密封轴上加工反向螺旋槽，泵轴转动的时候对充满在螺旋槽内的泄漏液体，产生一种向泵内输送的作用，从而达到减少介质泄漏的目的。非接触式，无磨损，寿命长。40（二）离心式风机的主要部件（二）离心式风机的主要部件41二、离心式风机的主要部件二、离心式风机的主要部件1. 1.叶轮叶轮由前盘、后盘、叶片和轮毂组成。由前盘、后盘、叶片和轮毂组成。叶片叶片轮毂轮毂轴轴前盘前盘后盘后盘空心叶片空心叶片板式叶片板式叶片42不同叶片形状机翼型 直板型 弯板型空心的机翼型被颗粒磨穿后容易产生振动，直板型制造简单，但效率低。弯板型经过空气动力性能设计优化

25、，效率接近机翼型，效果好。43叶轮前盘形式后向及径向叶轮前盘形状对气流的影响后向及径向叶轮前盘形状对气流的影响(a)(a)平直前盘平直前盘 (b)(b)锥形前盘锥形前盘 (c)(c)弧形前盘弧形前盘平直前盘平直前盘制造制造简单，但简单，但气气流进口后分流进口后分离损失大离损失大，效率低。效率低。弧形前盘弧形前盘分离分离损失最小损失最小，效率最高，效率最高，但制造复杂。但制造复杂。锥形前盘锥形前盘介于介于两者之间两者之间442.2.蜗壳蜗壳蜗壳的任务是蜗壳的任务是汇集汇集叶轮流出的气流叶轮流出的气流并引向出口，与此同时将气流的一并引向出口，与此同时将气流的一部分部分动能转变成压力能动能转变成压力

26、能。由由螺形室、蜗舌和扩压器螺形室、蜗舌和扩压器组成。组成。螺旋室外形制作成阿基米德螺旋线螺旋室外形制作成阿基米德螺旋线或对数螺旋线，提高效率。或对数螺旋线，提高效率。扩压器的扩散角为扩压器的扩散角为6 688。蜗舌蜗舌由螺旋室内部螺旋的起始部分由螺旋室内部螺旋的起始部分与风机出口断面反向延长线的一部与风机出口断面反向延长线的一部分构成，可以分构成，可以防止气体在机壳内循防止气体在机壳内循环流动，提高效率环流动，提高效率。453.集流器圆筒形简单，但集流器出口会形成涡流区圆筒形简单，但集流器出口会形成涡流区圆锥形较好，但太短，效果不佳圆锥形较好，但太短，效果不佳弧形集流器好于前两种弧形集流器好

27、于前两种锥弧形最符合气流流动锥弧形最符合气流流动的规律，与圆柱型集流器相比，的规律，与圆柱型集流器相比，效率可提高效率可提高2 23 3，高效风机上基本都采用，高效风机上基本都采用此种集流器此种集流器46二、轴流式泵与风机的主要部件1. 1.轴流式泵与风机的主要部件轴流式泵与风机的主要部件1. 1.叶轮叶轮：叶片：叶片+ +轮毂轮毂2.2.导叶导叶：前、后导叶：前、后导叶3.3.吸入室吸入室和和集流器集流器4.4.扩压筒扩压筒47二、轴流泵与风机的主要部件喇叭形吸入室喇叭形吸入室肘形吸入室肘形吸入室扩压筒的作用是将导叶流出气流的动扩压筒的作用是将导叶流出气流的动能部分转变为压力能，其结构有筒形

28、能部分转变为压力能，其结构有筒形和锥形。和锥形。吸入室和集流器吸入室和集流器泵称为吸入室，风机称为集流器。在泵称为吸入室，风机称为集流器。在最小水力损失下，引导液体平稳的进最小水力损失下，引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的流速尽可入叶轮，并使叶轮进口处的流速尽可能均匀的分布。能均匀的分布。扩压筒扩压筒扩压筒扩压筒48第四节 泵与风机的主要性能参数效率效率:流体得到的能量与输入功率的比例流体得到的能量与输入功率的比例转速转速n n: :转速高，流量大，扬程高，级数和轴长可以减小转速高，流量大，扬程高，级数和轴长可以减小功率功率P P：原动机传递给泵与风机轴上的功率原动机传递给泵与风机轴上的

29、功率扬程扬程H/H/全压全压p p：单位重量的液体单位重量的液体/ /单位体积的气体获得的能量单位体积的气体获得的能量流量流量q qv v（q qmm）：单位时间内输送的流体量单位时间内输送的流体量汽蚀余量汽蚀余量NPSH:NPSH:标志泵汽蚀性能的重要参数标志泵汽蚀性能的重要参数49一、流量一、流量 泵泵与与风风机机在在单单位位时时间间内内所所输输送送的的流流体体量量，通通常常用用体体积积流流量量qV 表示，单位为表示，单位为m3/s，m3/h。 测量时测量时, ,泵以出口流量计算，而风机则以进口流量计算。泵以出口流量计算，而风机则以进口流量计算。 对对于于非非常常温温水水或或其其它它液液体

30、体也也可可以以用用质质量量流流量量qm 表表示示，单单位位为为kg/s，kg/h。 qm 和和qV 的换算关系为：的换算关系为：qm=qV50二、扬程（全压）二、扬程（全压） 单位重力（单位重力（体积体积）流体通过泵（）流体通过泵（风机风机）所获得的能量增加值。）所获得的能量增加值。 对于泵：通常用扬程对于泵：通常用扬程 H 表示，单位为表示，单位为m；说说明明：下下标标“1、2” 表表示示泵泵与与风风机机进进口口和出口截面和出口截面。对于风机：通常用全压对于风机：通常用全压p表示，单位为表示，单位为Pa。51三、功率和效率三、功率和效率 原动机原动机传动装置传动装置泵与风机泵与风机原动机配套

31、功率：原动机配套功率：原动机配套功率：原动机配套功率：P PMM=KP=KPg g，K K为容量安全系数（额定条件下）。为容量安全系数（额定条件下）。为容量安全系数（额定条件下）。为容量安全系数（额定条件下）。四、转速四、转速 泵与风机轴每分钟的转数，通常用泵与风机轴每分钟的转数，通常用n 表示，单位为表示，单位为r/min。 有效功率：有效功率：（kW） 轴功率：传到泵与风机轴功率：传到泵与风机 轴上的功率轴上的功率 （kW） 原动机输出功率：原动机输出功率： （kW）传动效率：传动效率： tm效率：效率： 541 1大容量大容量国产国产300MW300MW机组配套两台锅炉给水泵，单台功率为

32、机组配套两台锅炉给水泵，单台功率为5500k5500kWW。国外。国外1300MW1300MW机组只用一台给水泵，其驱动功率为机组只用一台给水泵，其驱动功率为50050000KW00KW；1800MW1800MW机组给水泵的功率为机组给水泵的功率为55000KW55000KW；甚至还有驱动功；甚至还有驱动功率高达率高达75000kW75000kW的给水泵。出口压力也发展到超超临界压的给水泵。出口压力也发展到超超临界压力力35MPa35MPa。随着高超临界压力机组的应用，其给水泵的出口。随着高超临界压力机组的应用，其给水泵的出口压力将高达压力将高达50MPa50MPa以上。以上。国外国外700M

33、W700MW机组轴流式送风机和引风机功率机组轴流式送风机和引风机功率11000kW11000kW。第五节 泵与风机的发展趋势552 2高速化高速化上世纪上世纪6060年代，由于汽蚀和材料的限制，给水泵转速一般年代，由于汽蚀和材料的限制，给水泵转速一般仅为仅为3000r3000rminmin，近年来已提高到，近年来已提高到 7500r7500rminmin(1800MW(1800MW机组用），泵的机组用），泵的单级扬程单级扬程由由200m200m左左右增加到右增加到1150m1150m以上。提高转速可提高泵的单级扬程。因此以上。提高转速可提高泵的单级扬程。因此，在总扬程相同时，可减少泵的级数，缩

34、短泵轴的长度，减，在总扬程相同时，可减少泵的级数，缩短泵轴的长度，减小体积，减轻总量，节省了材料，搬运维修都更方便。小体积，减轻总量，节省了材料，搬运维修都更方便。660MW 660MW 机组配套给水泵，转速机组配套给水泵，转速3000r/min3000r/min提高到提高到7500r/min7500r/min，单级，单级扬程可达扬程可达1143m1143m；因而；因而级数级数从从 5 5 级级减少到减少到2 2 级级，重量，重量减轻减轻3/43/4。由此带来的经济效益是十分显著的。由此带来的经济效益是十分显著的。第五节 泵与风机的发展趋势56 3 3高效率高效率 凡离心泵、轴流泵效率低于凡离

35、心泵、轴流泵效率低于6060，通风机、鼓风效率低于，通风机、鼓风效率低于7070，必须分批分期地予以改造或更换。，必须分批分期地予以改造或更换。改进后的改进后的4-4-13.2(73)13.2(73)型型后弯机翼叶片离心式送引风机的效率可达后弯机翼叶片离心式送引风机的效率可达9090左右，左右，原原10Sh-610Sh-6型泵改进为型泵改进为250S-250S-6565型，效率由型，效率由7979提高到提高到8484，原，原DG500-DG500-140140型给水泵，改进为型给水泵，改进为DG450-180 DG450-180 型后，效率由型后，效率由7272提高到提高到7979。值得注意的

36、是：值得注意的是：全国泵与风机设备在系统中的实际运行效率只有全国泵与风机设备在系统中的实际运行效率只有4040左右，比发达国家低左右，比发达国家低101030%。为此，除提高泵与风机自。为此，除提高泵与风机自身的效率外，还需要提高其在系统的运行效率。身的效率外，还需要提高其在系统的运行效率。第五节 泵与风机的发展趋势574 4高可靠性高可靠性由于泵向大容量、高速化方向发展，因此对泵的可靠性要求越由于泵向大容量、高速化方向发展，因此对泵的可靠性要求越来越高。来越高。汽蚀研究汽蚀研究、评价方法和预测泵零件寿命。、评价方法和预测泵零件寿命。密封研究密封研究：近几年在工业中广泛应用端面密封，在输送腐蚀

37、性：近几年在工业中广泛应用端面密封，在输送腐蚀性和磨损性介质时，这种密封能承受压力达和磨损性介质时，这种密封能承受压力达45MPa45MPa，温度为，温度为200200450450，摩擦滑动速度达，摩擦滑动速度达100m/s100m/s。大型锅炉给水泵提出下列大型锅炉给水泵提出下列可靠性要求可靠性要求：到大修时的工作寿命为：到大修时的工作寿命为 150001500030000h30000h；转子的振动稳定性不应大于；转子的振动稳定性不应大于 353550m50m；振动速度的均方值不应超过；振动速度的均方值不应超过7 78.5mm/s,8.5mm/s,泵转子泵转子可以在可以在n n101015r

38、15rminmin下转动。下转动。第五节 泵与风机的发展趋势585 5低噪声低噪声 热力发电厂是一个强噪声热力发电厂是一个强噪声源，造成严重的噪声污染，源，造成严重的噪声污染，一般希望控制在一般希望控制在90dB90dB以以下。下。目前，许多国家对噪声控目前，许多国家对噪声控制的机理，噪声检测技术，制的机理，噪声检测技术，以及对噪声限制标准等方以及对噪声限制标准等方面都作了大量的研究，并面都作了大量的研究，并形成了一门新兴的学科。形成了一门新兴的学科。丹麦2203声级计测量第五节 泵与风机的发展趋势596 6自动化自动化随着计算机技术和网络技术的发展与应用，现在在随着计算机技术和网络技术的发展

39、与应用，现在在300MW300MW以以上机组已全部实现了计算机网络监测控制的上机组已全部实现了计算机网络监测控制的DCSDCS集散控制系统集散控制系统。在在DCSDCS系统中，泵与风机已不是单机控制，而是网络监测控制。系统中，泵与风机已不是单机控制，而是网络监测控制。能实现泵与风机的自动启停，在线实现流量、压力、温度等参能实现泵与风机的自动启停，在线实现流量、压力、温度等参数的实时监测、显示与控制，以及在线故障自动诊断、自动联数的实时监测、显示与控制，以及在线故障自动诊断、自动联锁与保护。锁与保护。在泵与风机产品开发设计方法上，已从计算机辅助设计在泵与风机产品开发设计方法上，已从计算机辅助设计

40、CADCAD发发展到展到计算流体力学计算流体力学CFDCFD的分析应用，进而向泵与风机的虚拟产的分析应用，进而向泵与风机的虚拟产品设计和开发的方向发展，从而大大缩短产品开发周期，降低品设计和开发的方向发展，从而大大缩短产品开发周期，降低成本，提高产品质量。成本，提高产品质量。第五节 泵与风机的发展趋势6061 1. 1. 1. 1.为什么要学习泵与风机这门课程？为什么要学习泵与风机这门课程？为什么要学习泵与风机这门课程？为什么要学习泵与风机这门课程？ 2.2.2.2.泵与风机有哪些基本性能参数，它们的关系如何？泵与风机有哪些基本性能参数，它们的关系如何？泵与风机有哪些基本性能参数，它们的关系如何？泵与风机有哪些基本性能参数，它们的关系如何？ 3.3.3.3.离心式和轴流式泵与风机是基于什么原理工作的？离心式和轴流式泵与风机是基于什么原理工作的？离心式和轴流式泵与风机是基于什么原理工作的？离心式和轴流式泵与风机是基于什么原理工作的？ 4.4.4.4.铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？思考题