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1、泵与风机第第6讲讲 第第3章章 泵与风机的性能泵与风机的性能上一讲回顾：上一讲回顾：第第2章章 泵与风机的性能泵与风机的性能1. 功率、损失与效率功率、损失与效率 2. 泵与风机的泵与风机的性能曲线性能曲线2.1 2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线 2.2 2.2 轴流式泵与风机轴流式泵与风机轴流式泵与风机轴流式泵与风机性能曲线性能曲线性能曲线性能曲线有效功率：有效功率：轴功率：轴功率：原动机功率原动机功率Pg ：传动效率传动效率原动机的输入功率原动机的输入功率Pg,in ：原动机效率原动机效率原动机功率选择：原动机功率选择：功率：
2、功率：泵与风机总效率泵与风机总效率电动机的容电动机的容量富裕系数量富裕系数 KPPe机械损失机械损失机械损失机械损失Pm容积损失容积损失容积损失容积损失PV 流动损失流动损失流动损失流动损失Ph P- P PmmP- P Pmm- P Pv vP =（）（）P损失和效率：损失和效率：2. 泵与风机的性能曲线：泵与风机的性能曲线：反应反应性能参数性能参数间变化关系的曲线。间变化关系的曲线。H = fH = f1 1（q qV V）, p = f, p = f1 1 （q qV V）; ; P = fP = f2 2（q qV V）; ; = f= f3 3（q qV V ）; NPSH = ;
3、NPSH = f f4 4 （q qV V) )泵与风机的性能曲线：泵与风机的性能曲线：典型的性能曲线：典型的性能曲线：通常是指在一定的转速下，以流量为基本变量，通常是指在一定的转速下，以流量为基本变量，其他各参数随流量改变而变化的曲线。其他各参数随流量改变而变化的曲线。泵与风机的主要性能参数：泵与风机的主要性能参数：n n流量流量流量流量q qV Vn n扬程扬程扬程扬程HH（全压（全压（全压（全压p p）n n轴功率轴功率轴功率轴功率P Pn n效率效率效率效率 n n汽蚀余量汽蚀余量汽蚀余量汽蚀余量NPSHNPSH直线方程直线方程直线方程直线方程理想状态下，理想状态下，H HT T 随着
4、随着q qVTVT呈直线关系变化，且直呈直线关系变化，且直线的斜率由线的斜率由 2a2a 决定。决定。2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线流量与扬程性能流量与扬程性能曲线曲线（qV-H）(1) (1) 2a2a 90(00， B B为正值为正值为正值为正值， q qVTVT 增加增加增加增加，HHT T 逐渐减小。逐渐减小。逐渐减小。逐渐减小。 ctg ctg 2a2a=0=0，B=0B=0，HHT T = A= A=u u2 22 2/g/g，平行，平行，平行，平行于横坐标的直线。于横坐标的直线。于横坐标的直线。于横坐标的直线。 ctg ctg 2a2a00， B B为负值，
5、为负值，为负值，为负值， q qVTVT 增加增加增加增加，HHT T 随之增加。随之增加。随之增加。随之增加。非理想状态下（非理想状态下（有限叶片有限叶片数、流体数、流体黏性黏性），需要进行性能曲线），需要进行性能曲线的修正：的修正：2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线流量与扬程性能流量与扬程性能曲线曲线（修正）（修正）（1） 有限叶片数的影响有限叶片数的影响（2） 各种损失的影响各种损失的影响摩擦及涡流损失摩擦及涡流损失冲击损失冲击损失容积损失容积损失容积损失容积损失流动损失流动损失流动损失流动损失2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线流量与扬程性能流量与扬程
6、性能曲线曲线（修正）（修正）（1） 有限叶片数的影响有限叶片数的影响（2） 各种损失的影响各种损失的影响b-b摩擦及涡流损失摩擦及涡流损失: c-c冲击损失冲击损失: d-d容积损失容积损失: e-e流量与功率性能曲线（流量与功率性能曲线（qV-P）抛物线方程抛物线方程抛物线方程抛物线方程2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线流动功率：流动功率：轴功率去掉机械损失功率的剩余功轴功率去掉机械损失功率的剩余功轴功率去掉机械损失功率的剩余功轴功率去掉机械损失功率的剩余功率，用于对率，用于对率，用于对率，用于对通过叶轮的流体通过叶轮的流体通过叶轮的流体通过叶轮的流体做功做功做功做功输入流
7、动功率输入流动功率输入流动功率输入流动功率轴功率：轴功率：流量与功率性能曲线（流量与功率性能曲线（qV-P）2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线q qVTVT- -P Ph h性能曲线性能曲线性能曲线性能曲线(1) 2a0， B为正值为正值ctg 2a=0，B=0，通过原点上升的直线，通过原点上升的直线ctg 2a0， B为负值为负值h流量与功率性能曲线（流量与功率性能曲线（qV-P）2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线实际流量与轴功率实际流量与轴功率P P之间的关系曲线之间的关系曲线空载工况空载工况空载工况空载工况阀门全关时，阀门全关时，q qv v0 0、H
8、 HH H0 0、P PP P0 0，该工况为空转状态。，该工况为空转状态。空载功率主要消耗在机械损失上。空载功率主要消耗在机械损失上。P =（）（）P 在空转状态时，在空转状态时，轴功率最小轴功率最小轴功率最小轴功率最小，一般为设计轴功率的，一般为设计轴功率的3030左左右，离心式的泵与风机要在右，离心式的泵与风机要在阀门全关的状态下启动阀门全关的状态下启动阀门全关的状态下启动阀门全关的状态下启动，运转，运转正常后开大出口管路调节阀。正常后开大出口管路调节阀。空载条件下启动：空载条件下启动：空载条件下启动：空载条件下启动：流量与功率性能曲线（流量与功率性能曲线（qV-P）2.1 离心式泵与风
9、机性能曲线离心式泵与风机性能曲线避免启动电流过大避免启动电流过大避免启动电流过大避免启动电流过大原动机过载原动机过载原动机过载原动机过载流量与效率性能曲线（流量与效率性能曲线（qV-）2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线q qv v=0,=0, =0=0H=0,H=0, =0=0qv-Hqvqv -Pqv -2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线设计工况点设计工况点设计工况点设计工况点( (最佳工况点最佳工况点最佳工况点最佳工况点) )工况点：工况点：工况点：工况点：最佳工况点：最佳工况点：最佳工况点：最佳工况点：经济工作区：经济工作区：经济工作区：经济工作区：在
10、给定的流量下，均有一个与之在给定的流量下，均有一个与之对应的扬程对应的扬程H H或全压或全压p p，功率，功率P P及及效率效率 值的一组参数。值的一组参数。最高效率最高效率 maxmax所对应的工况点。所对应的工况点。最佳工况点附近的区域（不低最佳工况点附近的区域（不低于最高效率的）。于最高效率的）。2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线实例实例400DL400DL型止回型立式多级离心泵性能曲线型止回型立式多级离心泵性能曲线2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线实例实例9LDTNA9LDTNA型凝结水泵性能曲线型凝结水泵性能曲线a a：陡降型：陡降型：流量变动很小
11、时，扬流量变动很小时，扬程变化很大，适用于程变化很大，适用于扬程变化扬程变化大而流量变化小大而流量变化小的情况，如的情况，如取取水泵水泵；后弯式叶轮后弯式叶轮后弯式叶轮后弯式叶轮q qV V- -HH性能曲线的三种基本形状性能曲线的三种基本形状性能曲线的三种基本形状性能曲线的三种基本形状: :2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线性能曲线分析性能曲线分析b b：平坦型：平坦型：流量变化很大时，扬流量变化很大时，扬程变化很小，适用于程变化很小，适用于流量变化流量变化大而要求扬程变化小大而要求扬程变化小的情况，的情况，如如给水泵给水泵; ;c c：驼峰型：驼峰型：其扬程随流量的变化其
12、扬程随流量的变化是先增加后减小，在是先增加后减小，在k k点点左边为左边为不稳定工作段不稳定工作段。前弯式叶轮前弯式叶轮前弯式叶轮前弯式叶轮后弯式叶轮后弯式叶轮后弯式叶轮后弯式叶轮PPPPqVqV前弯式叶轮特点前弯式叶轮特点前弯式叶轮特点前弯式叶轮特点: :2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线性能曲线分析性能曲线分析a a：随流量增加，功率急：随流量增加，功率急剧上升，剧上升，原动机易超原动机易超载载。容量富裕系数。容量富裕系数K K应应取较大值。取较大值。b b：性能曲线扣除轴向涡：性能曲线扣除轴向涡流及损失扬程后，得流及损失扬程后，得到的实际性能曲线为到的实际性能曲线为具有
13、较宽不稳定工作具有较宽不稳定工作段的驼峰形曲线段的驼峰形曲线。c c：效率远低于后弯式。：效率远低于后弯式。2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线性能曲线测试性能曲线测试节流式流量计节流式流量计（孔板、（孔板、文丘里管、喷嘴）文丘里管、喷嘴）（出口压力表读数）（出口压力表读数）（出口压力表读数）（出口压力表读数）（入口真空（入口真空（入口真空（入口真空/ /压力表读数）压力表读数）压力表读数）压力表读数）压力表读数差压力表读数差电动机输入功率电动机输入功率电动机输入功率电动机输入功率电能表、三相两瓦法功电能表、三相两瓦法功电能表、三相两瓦法功电能表、三相两瓦法功率表、电流电压表率
14、表、电流电压表率表、电流电压表率表、电流电压表转速表转速表2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线水泵性能曲线测试水泵性能曲线测试水泵性能测试实验装置水泵性能测试实验装置流量计流量计流量调节阀门流量调节阀门1. 1. 出口阀门全关，记录零流量时的压力表、功率出口阀门全关，记录零流量时的压力表、功率表、真空表、转速表读数，算得性能曲线上的表、真空表、转速表读数，算得性能曲线上的第一点；第一点；2. 2. 转速不变，逐渐开启出水管上的阀门，增加流转速不变，逐渐开启出水管上的阀门，增加流量，稳定后记录该工况下各种数据。量，稳定后记录该工况下各种数据。3. 3. 重复步骤重复步骤2 2。实
15、验步骤：实验步骤：2.1 离心式泵与风机性能曲线离心式泵与风机性能曲线水泵性能曲线测试水泵性能曲线测试n nq qv v-H-H性能曲线，在小流性能曲线，在小流性能曲线，在小流性能曲线，在小流量区域内出现驼峰形状。量区域内出现驼峰形状。量区域内出现驼峰形状。量区域内出现驼峰形状。2.2 轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点: :n n轴功率轴功率轴功率轴功率P P在空转状态在空转状态在空转状态在空转状态(q(qv v 0)0)时最大，随流时最大，随流时最大，随流时最大，随流量的增加随
16、之减小。量的增加随之减小。量的增加随之减小。量的增加随之减小。2.2 轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点: :（1）阀门全开状态下启）阀门全开状态下启动。动。启动特点：启动特点：启动特点：启动特点：（2）可调叶片的轴流式）可调叶片的轴流式泵与风机可在小安装泵与风机可在小安装角时启动。角时启动。n n高效区窄：高效区窄：2.2 轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点轴流式泵与风机性能曲线特点: : 采
17、用可调叶片，则可采用可调叶片，则可使在很大的流量变化使在很大的流量变化范围内保持高效率。范围内保持高效率。离心式、混流式及轴式泵与风机性能曲线的比较 离心式离心式Vs轴流式轴流式H-H-q qV V性能曲线性能曲线性能曲线性能曲线: :PPqV2.2 轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线轴流式轴流式轴流式轴流式离心式离心式离心式离心式离心式泵与风机离心式泵与风机离心式泵与风机离心式泵与风机的的H H - -q qV V 曲线曲线曲线曲线比较比较平坦平坦平坦平坦，适用于流量变，适用于流量变化时要求能头变化不大的场合；化时要求能头变化不大的场合；轴流式泵与风机轴流式泵与风机轴流式泵与风机轴
18、流式泵与风机的的H H - -q qV V曲线曲线曲线曲线比较比较陡陡陡陡，宜用于当能头变化，宜用于当能头变化大时要求流量变化不大的场合。大时要求流量变化不大的场合。离心式、混流式及轴式泵与风机性能曲线的比较 离心式离心式Vs轴流式轴流式P-qP-qV V 性能曲线：性能曲线：性能曲线：性能曲线：2.2 轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线PPqV轴流式轴流式轴流式轴流式离心式离心式离心式离心式离心式泵与风机离心式泵与风机离心式泵与风机离心式泵与风机的的P-qP-qV V曲线随着流量的增加呈曲线随着流量的增加呈上升趋势上升趋势上升趋势上升趋势；为；为了减小原动机容量和避免启动电流过大，
19、应在了减小原动机容量和避免启动电流过大，应在关闭阀门关闭阀门关闭阀门关闭阀门的情的情况下启动。况下启动。轴流式泵与风机轴流式泵与风机轴流式泵与风机轴流式泵与风机的的P-qP-qV V曲线随着流量的增加，曲线随着流量的增加，急剧下降急剧下降急剧下降急剧下降，应，应在在全开阀门全开阀门全开阀门全开阀门的情况下启动。的情况下启动。离心式、混流式及轴式泵与风机性能曲线的比较 离心式离心式Vs轴流式轴流式 -q -qV V性能曲线性能曲线性能曲线性能曲线: :2.2 轴流式泵与风机性能曲线轴流式泵与风机性能曲线PPqV轴流式轴流式轴流式轴流式离心式离心式离心式离心式离心式泵与风机离心式泵与风机离心式泵与风机离心式泵与风机的的 - -q qV V 曲线比较平坦，且曲线比较平坦，且高效区宽高效区宽高效区宽高效区宽，随随随随着由离心式向轴流式过渡着由离心式向轴流式过渡着由离心式向轴流式过渡着由离心式向轴流式过渡， - -q qV V 曲线越来越陡，曲线越来越陡，高效区高效区高效区高效区越来越窄越来越窄越来越窄越来越窄。为了克服轴流式泵与风机轴功率变化急剧和高。为了克服轴流式泵与风机轴功率变化急剧和高效区窄的缺点，提高调节效率，常将其叶轮叶片设计成效区窄的缺点，提高调节效率，常将其叶轮叶片设计成可可可可调的调的调的调的。 谢谢各位！谢谢各位！欢迎同学讨论！欢迎同学讨论！
