院系：动力工程系教研室：热能
教师：
《泵与风机》课程教案
绪论
能源与动力工程专业课程 教学大纲 能源动力系 2015.1
目录 计算机三维辅助设计实践教学大纲. ............ 错误! 未定义书签。专业概论与学科技术前沿教学大纲. ............ 错误! 未定义书签。工程热力学教学大纲. ................. 错误! 未定义书签。 工程流体力学教学大纲. ................ 错误! 未定义书签。 传热学教学大纲. ..................... 错误! 未定义书签。 燃烧理论与污染控制教学大纲. .............. 错误! 未定义书签。泵与风机教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。 制冷技术教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。 自动控制原理教学大纲. ................ 错误! 未定义书签。 专业外语阅读教学大纲. ................ 错误! 未定义书签。 材料腐蚀与防护教学大纲. ................ 错误! 未定义书签。 空气调节教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。 供热工程教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。 换热器原理与设计教学大纲. ................ 错误! 未定义书签。工业炉热工及构造教学大纲. ................ 错误! 未定义书签。流体机械教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。 热工仪表检测及控制教学大纲. .............. 错误! 未定义书签。专业实验教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。 锅炉原理教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。 汽轮机原理教学大纲. ................. 错误! 未定义书签。 热力发电厂教学大纲. ................. 错误! 未定义书签。 认识实习教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。 能源动力装置拆装实训教学大纲. .............. 错误! 未定义书签。专业课程设计I 教学大纲. .............. 错误! 未定义书签。 专业课程设计Ⅱ教学大纲. ................ 错误! 未定义书签。 专业课程设计Ⅲ教学大纲. ................ 错误! 未定义书签。 生产实习教学大纲. ................... 错误! 未定义书签。
《流体力学泵与风机》期末考试试卷参考答案 一、判断题（本大题共 10 小题，每小题1 分，共 10 分） 1．没有粘性的流体是实际流体。 错 (1分) 2．在静止、同种、不连续流体中，水平面就是等压面。如果不同时满足这三个条件，水 平面就不是等压面。错 (1分) 3．水箱中的水经变径管流出，若水箱水位保持不变，当阀门开度一定时，水流是非恒定流动。 错 (1分) 4．紊流运动愈强烈，雷诺数愈大，层流边层就愈厚。错 (1分) 5．Q 1=Q 2是恒定流可压缩流体总流连续性方程。错 (1分) 6．水泵的扬程就是指它的提水高度。错 (1分) 7．流线是光滑的曲线，不能是折线，流线之间可以相交。错 (1分) 8．一变直径管段，A 断面直径是B 断面直径的2倍，则B 断面的流速是A 断面流速的4倍。 对 (1分) 9．弯管曲率半径Rc 与管径d 之比愈大，则弯管的局部损失系数愈大。错 (1分) 10．随流动雷诺数增大，管流壁面粘性底层的厚度也愈大。错 (1分) 二、填空题（本大题共 4小题，每小题 3 分，共 12 分） 11．流体力学中三个主要力学模型是（1）连续介质模型（2）不可压缩流体力学模型（3）无粘性流体力学模型。 (3分) 12．均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 (3分) 13．正方形形断面管道(边长为a)，其水力半径R 等于4a R =，当量直径de 等于a d e = ( 3分) 14．并联管路总的综合阻力系数S 与各分支管综合阻力系数的关系为 3 211 111s s s s + +=。管嘴与孔口比较,如果水头H 和直径d 相同，其流速比V 孔口/V 管嘴等于82 .097 .0=,流量比Q 孔口 /Q 管嘴 等于 82 .060 .0= 。 (3分) 三、简答题（本大题共 4小题，每小题 3分，共 15 分） 15．什么是牛顿流体？什么是非牛顿流体？ 满足牛顿内摩擦定律的流体为牛顿流体,反之为非牛顿流体。 （3分） 16．流体静压强的特性是什么？ 流体静压强的方向垂直于静压面，并且指向内法线，流体静压腔的大小与作用面的方位无关，只于该点的位置有关。 （3分） 17．什么可压缩流体？什么是不可压缩流体？ 流体的压缩性和热胀性很小，密度可视为常数的液体为不可压缩流体，反之为可压缩流体。（3分） 18．什么是力学相似？
泵与风机（思考题答案） 绪论 3.泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？答：泵与风机的主要性能参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、效率和汽蚀余量。 在铭牌上标出的是：额定工况下的各参数 5.离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？ 答：离心泵 叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。 吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。 压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。 导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。 密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。 轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的 间隙泄漏到泵外。 离心风机 叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能 蜗壳：汇集从叶轮流出的气体并引向风机的出口，同时将气体的部分动能转化为压力能。 集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。 进气箱：改善气流的进气条件，减少气流分布不均而引起的阻力损失。 9.试简述活塞泵、齿轮泵及真空泵、喷射泵的作用原理？ 答：活塞泵：利用工作容积周期性的改变来输送液体，并提高其压力。 齿轮泵：利用一对或几个特殊形状的回转体如齿轮、螺杆或其他形状的转子。在壳体内作旋转运动来输送流体并提高其压力。 喷射泵：利用高速射流的抽吸作用来输送流体。 真空泵：利用叶轮旋转产生的真空来输送流体。 第一章 1．试简述离心式与轴流式泵与风机的工作原理。 答：离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。流体沿轴向流入叶轮并沿径向流出。 轴流式：利用旋转叶轮、叶片对流体作用的升力来输送流体，并提高其压力。 流体沿轴向流入叶轮并沿轴向流出。 2．流体在旋转的叶轮内是如何运动的？各用什么速度表示？其速度矢量可组成怎样的图形？ 答：当叶轮旋转时，叶轮中某一流体质点将随叶轮一起做旋转运动。同时该质点在离心力的作用下，又沿叶轮流道向外缘流出。因此，流体在叶轮中的运动是一种复合运动。 叶轮带动流体的旋转运动，称牵连运动，其速度用圆周速度u表示；
《泵与风机》课程总结 引言： 2010年下半学年，我们热能专业学习了《泵与风机》这门专业课程，通过一学期的学习与认识，我初步掌握了泵与风机的专业常识及操作方面的知识。 泵与风机是一种利用外加能量输送流体的机械。通常将输送液体的机械称为泵，输送气体的机械称为风机。按其作用，泵与风机用于输送液体和气体，属于流体机械；按其工作性质，泵与风机是将原动机的机械能转化为流体的动能与压能，因此又属于能量转化机械。 泵与风机在生活中应用十分广泛，在农业中的排涝、灌溉；石油工业中的额输油和注水；化学工业中的高温、腐蚀性流体的排送；冶金工业中的鼓风机流体的输送等等都离不开泵与风机。 从我们专业角度来看，泵与风机在火力发电厂中的作用也不容小视。在火力发电厂中，泵与风机是最重要的辅助设备，担负着输送各种流体，以实现电力生产热力循环的任务。如：排粉机或一次风机、送风机、引风机、给水泵、循环水泵、主油泵等等一些辅助设备。总之，泵与风机在火电厂中应用极为广泛，起着极其重要的作用。其运行正常与否，直接影响火力发电厂的安全及经济运行。 随着科学的发展，泵与风机正向着大容量、高参数、高转速、高效率、高自动化、高性能和低噪音的方向发展。 课程学习： 第一章泵与风机的概述 第二节泵与风机的性能参数 泵与风机的性能参数有流量、扬程或全压、功率、效率、转速，水泵还有允许吸上真空高度或允许气蚀余量等。 第三节泵与风机的分类及工作原理 泵与风机按工作原理可分为三大类： （一）叶片式 （二）容积式 （三）其他形式（喷水泵、水击泵） 按产生的压头分： （一）低压泵、高压泵 （二）通风机、压气机（离心通风机、轴流通风机） 按产生的作用分： （一）给水泵、凝结水泵、循环水泵、主油泵等等 各种泵与风机的工作原理及特点： 1、离心式泵与风机1、 2、 3、 2、轴流式泵与风机 3、混流式泵与风机 4、往复式泵与风机 5、齿轮泵 6、螺杆泵 7、罗茨泵
第一章绪论 作用在流体上的力 1kgf=9.807N 力作用方式的不同分为质量力和表面力。 质量力：作用在流体的每一个质点上的力。单位质量力f 或（X,Y,Z ）N ╱kg 表面力：作用在流体某一面积上且与受力面积成正比的力。又称面积力，接触力。 表面力 单位N ╱㎡，Pa 流体的主要力学性质 流体都要发生不断变形，各质点间发生不断的相对运动。 液体的粘滞性随温度的升高而减小。 气体的粘滞性随温度的升高而增大。 黏度影响（流体种类，温度，压强） 压缩系数：单位体积流体的体积对压力的变化率。○ 流体的力学模型 将流体视为“连续介质”。 无粘性流体。 不可压缩流体。以上三个是主要力学模型。 第二章流体静力学 流体静压力：作用在某一面积上的总压力。 流体静压强：作用在某一面积上的平均或某一点的压强。 流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。 在静止或相对静止的流体中，任一点的流体静压强的大小与作用面的方向无关，只与该点的位置有关。 静止流体质量力只有重力。 水平面是等压面。 水静压强等值传递的帕斯卡定律：静止液体任一边界面上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要原有的静止状态不被破坏）。 自由面是大气和液体的分界面。 分界面既是水平面又是等压面。 液体静压强分布规律只适用于静止、同种，连续液体。 静止非均质流体的水平面是等压面，等密面和等温面。 静止气体充满的空间各点压强相等。 平面上的液体压力 水静压力的方向是沿着受压面的内法线方向。 作用于受压平面上的水静压力，只与受压面积A ，液体容重γ及形心的淹没深度h c 有关。 作用于平面的水静压力数值上等于压强分布图形的体积。 曲面上的液体压力 压力体：受压曲面与其在自由面投影面积之间的柱体。 垂直于表面的法向力（P ） 平行于表面的切向力（T ）
泵与风机答案 扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。 2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。 3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与
风机应在关闭阀门的情况下启动。 泵与风机（课后习题答案） 第一章 1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。设流体径向流 入叶轮，如n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。 解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则： 1u = 1n 60 D π= 3178101450 60 π-???=13.51 （m/s ） 1V =1m V =1u tg 1a β=13.51?tg 18°=4.39 （m/s ） ∵1V q =π1D 1b 1m V =π?0.178?4.39?0.035=0.086 （3m /s ） ∴2m V = 122 V q D b π= 0.086 0.3810.019 π??=3.78 （m/s ） 2u = 2D 60 n π= 3381101450 60 π-???=28.91 （m/s ） 2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78?ctg20°=18.52 （m/s ） T H ∞= 22u u V g ∞ =28.9118.529.8 ?=54.63 （m ） 1-2有一离心式水泵，其叶轮外径2 D =220mm,转速 n=2980r/min ，叶片出口安装角2a β=45°，出口处的轴面速度 2m v =3.6m/s 。设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三
附录 一、水与蒸汽的物理性质1水的物理性质
2 水的饱和蒸气压(-20～100℃) 3 饱和水蒸气表(以温度为准) 4 饱和水蒸气表(以压强为准)(Ⅰ) 5 饱和水蒸气表(以压强为准)(Ⅱ) 二、干空气的物理性质(p=101325Pa) 四、液体及水溶液的物理性质 1 某些液体的重要物理性质 2 油类的相对密度 3 氢氧化钠水溶液相对密度 4 浓硫酸水溶液相对密度 5 稀硫酸及硝酸、盐酸水溶液相对密度 6 有机液体相对密度共线图 7 有机液体的表面张力共线图 8 某些无机物水溶液的表面张力/(dyn/cm) 9 液体在20℃的体积膨胀系数 10 液体黏度共线图 11 液体比热容共线图 12 某些液体的热导率λ×102/［kcal/(m·h·℃)］ 13 液体汽化潜热共线图 14 无机溶液在大气压（101 3kPa）下的沸点 15 液体的普朗特数(算图) 五、气体的重要物理性质 1 某些气体的重要物理性质 2 气体黏度共线图（常压下用） 3 气体比热容共线图（常压下用） 4 常用气体的热导率 5 某些气体的Pr数值 六、固体性质 1．常用固体材料的重要物理性质 2 某些固体材料的黑度(ε) 七、管子规格 1 水煤气输送钢管(摘自GB 3091—93，GB 3092—93) 2 无缝钢管规格简表 3 热交换器用HSn62 1，HSn70 1，H68拉制黄铜管(摘自YB 448—64) 4 承插式铸铁管规格 八、泵与风机
九、1 B型水泵性能表(摘录) 2 8 18、9 27离心通风机综合特性曲线图 九、换热器 1 热交换器系列标准(摘录) 2 冷凝器规格 十一、流体常用流速范围 参考文献
§2叶片式泵的性能及结构 §2-1泵内汽蚀 一、泵内汽蚀现象（水力机械的系统和设备，现象举例） 机械侵蚀（内向爆炸性冷凝冲击，微细射流）疲劳 化学腐蚀（汽泡溃灭→活性气体→凝结热） 2．什么是：汽泡形成，发展，溃灭，以致使过流壁面破坏的全过程。 3、分 类：移动汽蚀、固定汽蚀、旋涡汽蚀、振动汽蚀。 二、对泵运行的危害 1、缩短泵的使用寿命：粗糙多孔→显微裂纹→蜂窝状或海绵状侵蚀→呈空洞。 2、产生噪声和振动 ：若振动产生汽泡，汽蚀产生振动→互相激励→汽蚀共振。 3、影响泵的运行性能：断裂工况（汽泡堵塞流道）；潜伏性汽蚀（易被忽视）。 提出问题：既然泵内汽蚀对泵运行的危害有如此之大，那么泵内汽蚀的产生与那些因素有关？又如何防止呢？ 一般卧式离心泵，泵轴心线距液面的垂直距离称为泵的几何安装高度，或称几何吸上高度，用符号H g 表示，如图2-3所示。实践表明：汽蚀与泵的几何安装高度有关，它是影响泵工作性能的一个重要因素。当 增加泵的几何安装高度时，会在更小的流 量下发生汽蚀，如图2-4所示。由图可以 看出，对某一台水泵来说，尽管其全性能可以满足使用要求，但是，如果几何安装高度不合适，由于汽蚀的原因，会限制流量的增加，从而使性能达不到设计要求。因此，正确地确定泵的几何安装高度是保证泵不发生汽蚀的重要条件。那么，如何正确地确定泵的几何安装高度呢？ 1、形 成： 点蚀→蜂窝状。 图 2-3 离心泵的几何安装高度 图 2-4 n s =70的单级离心泵发生汽蚀的性能曲线
g 2/2s υ三、泵的几何安装高度与吸上真空高度的确定（H g 、H s ） 我们知道，泵内产生汽蚀的原因是因流道内某一部位的液流压强过低，而泵内液流压强最低的部位是在叶轮入口附近。因此，在使用泵时常常在泵吸入口安装一个压强指示仪表（真空计或压强计），以监测水泵的正常运行。泵吸入口的压强与吸入侧管路系统（几何安装高度，吸入管路中的能头损失）及吸水池液面压强等密切相关。现以图2-3为例写出吸水池液面e-e 及泵入口断面s-s 之间的能量方程式以建立它们之间的关系： 则 式（2-1s-s 受大气压p a 可写成： s 2 s s g g 2h H H ∑--=υ （2-2） 由上式可以看出，泵的几何安装高度与吸上真空高度、吸入管流速及能头损失有关。在标准大气压下，由于1atm=10.33mH 2O ，所以泵的几何安装高度H g 总是小于10.33mH 2O 的。通常，如果泵是在某一定流量下运行，则及∑h s 基本上是定值，所以泵的几何安装高度H g 将随泵的吸上真空高度H s 的增加而增加。如果吸上真空高度增加至某一最大值H smax 时，即泵内最低压强点接近液体的汽化压强p V 时，则泵内就会开始发生汽蚀。这时，H smax 称为最大吸上真空高度，亦称临界吸上真空高度，其值由制造厂用试验方法确定。为了保证泵不发生汽蚀，把最大吸上真空高度H smax 减去一个安全量（通常为0.3）作为允许吸上真空高度而载入泵的产品样本中，并用[H s ]表示，即： [H s ]=H smax ―0.3 （2-3） 显然，为使泵在运行时不产生汽蚀，依式（2-2），允许几何安装高度可按下式确定。即： [][]s 2 s s g g 2h H H ∑--=υ （2-4） 在计算[H g ]中必须注意以下三点： （1）通常[H s ]随流量增加而下降。用式（2-4）确定[H g ]时，必须以泵在运行中可能出现的最大流量所对应的[H s ]为准。而泵铭牌[H s ]值则是指最高效率点流量时的[H s ]值。 （2）在泵样本或说明书中所给出的[H s ]值，是制造厂在标准条件（大气压为10.13×104Pa ，温度为20℃的清水）下由试验得出的。当泵的使用条件与上述条件不符时，
绪论 思考题 1．在火力发电厂中有那些主要的泵与风机？其各自的作用是什么？ 答：给水泵：向锅炉连续供给具有一定压力和温度的给水。 循环水泵：从冷却水源取水后向汽轮机凝汽器、冷油器、发电机的空气冷却器供给冷却水。 凝结水泵：抽出汽轮机凝汽器中的凝结水，经低压加热器将水送往除氧器。 疏水泵：排送热力系统中各处疏水。 补给水泵：补充管路系统的汽水损失。 灰渣泵：将锅炉燃烧后排出的灰渣与水的混合物输送到贮灰场。 送风机：向锅炉炉膛输送燃料燃烧所必需的空气量。 引风机：把燃料燃烧后所生成的烟气从锅炉中抽出，并排入大气。 2．泵与风机可分为哪几大类？发电厂主要采用哪种型式的泵与风机？为什么？ 答：泵按产生压力的大小分：低压泵、中压泵、高压泵 风机按产生全压得大小分：通风机、鼓风机、压气机 泵按工作原理分：叶片式：离心泵、轴流泵、斜流泵、旋涡泵 容积式：往复泵、回转泵 其他类型：真空泵、喷射泵、水锤泵 风机按工作原理分：叶片式：离心式风机、轴流式风机 容积式：往复式风机、回转式风机 发电厂主要采用叶片式泵与风机。其中离心式泵与风机性能范围广、效率高、体积小、重量轻，能与高速原动机直联，所以应用最广泛。轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。故一般用于大流量低扬程的场合。目前，大容量机组多作为循环水泵及引送风机。3．泵与风机有哪些主要的性能参数？铭牌上标出的是指哪个工况下的参数？ 答：泵与风机的主要性能参数有：流量、扬程（全压）、功率、转速、效率和汽蚀余量。 在铭牌上标出的是：额定工况下的各参数 4．水泵的扬程和风机的全压二者有何区别和联系？ 答：单位重量液体通过泵时所获得的能量增加值称为扬程； 单位体积的气体通过风机时所获得的能量增加值称为全压 联系：二者都反映了能量的增加值。 区别：扬程是针对液体而言，以液柱高度表示能量，单位是m。 全压是针对气体而言，以压力的形式表示能量，单位是Pa。 5．离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？ 答：离心泵 叶轮：将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能。 吸入室：以最小的阻力损失引导液体平稳的进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。 压出室：收集从叶轮流出的高速流体，然后以最小的阻力损失引入压水管或次级叶轮进口，同时还将液体的部分动能转变为压力能。 导叶：汇集前一级叶轮流出的液体，并在损失最小的条件下引入次级叶轮的进口或压出室，同时在导叶内把部分动能转化为压力能。 密封装置：密封环：防止高压流体通过叶轮进口与泵壳之间的间隙泄露至吸入口。 轴端密封：防止高压流体从泵内通过转动部件与静止部件之间的间隙泄漏
水泵与风机课程设计说明书 学院：大连水产学院系：土木工程学院 专业：给水排水工程 班级：给排水 学号： 学生姓名： 指导老师：高光智
一、设计任务 某市拟建一栋17层的综合性服务大楼，建筑面积14744m 2,建筑高度为72.34m ，地上17层，地下2层，负二层为设备用房，负一层为车库。该建筑以城市给水管网为水源，采用水泵水箱给水系统。屋顶水箱底标高71.00m 。城市管网常年资用水头为0.28mp ，不允许直接抽水，需在负二层设置加压泵站。负二层地面标高为-8.5m.预留面积为100m 2.该建筑的最大日用水量为4623600L. 二、计算及泵的参数、型号确定 1.水泵流量的确定 (1)在水泵后无流量调节装置时，水泵出水量应按设计秒流量确定。 (2)在水泵后有水箱等流量调节装置时，水泵出水量应按最大小时流量确定。在用水量较均匀，高位水箱容积允许适当放大，且在经济上合理时，可按平均小时流量确定. 对于重要建筑物，为提高供水的可靠性，也有按设计秒流量确定的. (3)水泵采用人工操作定时运行时，则应根据水泵运行时间计算确定： Q b =Q d /T b 式中 Q b ——水泵出水量(m 3 ／h)； Q d ——最高日用水量(m 3)； T b ——水泵每天运行时间( h) 据上述所给条件分析可知，水泵的最大日用水量为4623600L ，该建筑为综合性服务大楼，故其工作周期可确定为全天制，即24h ，则其最大日流量Q 为 Q=4623600/86400 L/s=54 L/s 安全系数取1.15，则其最大日流量范围为54～62 L/s ，选型时，最大日流量按60 L/s 选择。 2.水泵扬程的确定 当水泵单独供水时： H b ≥H y +H s +H c 式中 H y ——扬水高度(m)，即贮水池最低水位至最不利配水点或消火栓的几何高差； H s ——水泵吸水管和出水管(至最不利配水点或消火栓)的总水头损失(m); H c ——最不利配水点或消火栓要求的流出水头(m)。 当水泵直接从室外给水管网抽水时，水泵扬程计算应考虑利用室外管网的最小水压,并应以室外管网的最大水压来校核水泵和内部管网的压力工况。
泵与风机答案何川
泵与风机答案 扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv：单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n和D2的搭配。 2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。 3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与
风机应在关闭阀门的情况下启动。 泵与风机（课后习题答案） 第一章 1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下： 1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。设流体径向流 入叶轮，如n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。 解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则： 1u = 1n 60 D π= 3178101450 60 π-???=13.51 （m/s ） 1V =1m V =1u tg 1a β=13.51?tg 18°=4.39 （m/s ） ∵1V q =π1D 1b 1m V =π?0.178?4.39?0.035=0.086 （3m /s ） ∴2m V = 122 V q D b π=0.086 0.3810.019 π??=3.78 （m/s ） 2u =2D 60 n π= 3381101450 60 π-???=28.91 （m/s ） 2u V ∞ = 2 u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78? ctg20°=18.52 （m/s ） T H ∞= 22u u V g ∞ =28.9118.529.8 ?=54.63 （m ） 1-2有一离心式水泵，其叶轮外径2 D =220mm,转速 n=2980r/min ，叶片出口安装角2a β=45°，出口处的轴面速度
目录 1设计题目 (2) 2设计流量的计算 (2) 2.1 一级泵站流量和扬程计算 (2) 2.2 初选泵和泵机 (3) 2.3 机组基本尺寸的确定 (5) 2.4 吸水管路与压水管路计算 (6) 2.5 机组与管道布置 (6) 2.6 吸水管路和压水管路中水头损失的计算 (7) 2.7 泵的安装高度的确定和泵房简体高度计算 (9) 3泵站附属设备的选择 (10) 3.1 起重设备 (10) 3.2 引水设备 (10) 3.3 排水设备 (10) 3.4 通风设备 (10) 3.5 计量设备 (10) 4设备具体布置 (11) 4.1泵房建筑高度的确定 (11) 4.2 泵房平面尺寸的确定 (11) 5泵站内噪声的防治 (11)
1设计题目 某给水工程净水厂取水泵站设计（0801,0802班） 此为某新建给水厂的水源工程。 （1）水量：最高日用水量为（35000＋200×座号×班级）吨/天，由于该城市用电紧张，工业用电分时段定价，为了节省运行成本，取水泵房采用分时段供水，高电费时段（6~20时）供应总日用水量的40%，低电费时段（20~6时）供应日用水量的60%。 （2）水源资料：取水水源为地表水，洪水水位标高46.00m （1%频率），枯水位标高39.25m （97%频率） （3）泵站为岸边式取水构筑物，距离取水河道300m ，距离给水厂2000m 。 （4）给水厂反应池前配水井水面标高63.05m 。 （5）该城市不允许间断供水。 （6）地质资料：粘土，地下水水位-7m 。 （7）气候资料：年平均气温15℃，年最高气温36℃，年最低气温4℃，无霜期300天。 2 设计流量的计算 2.1 一级泵站流量和扬程计算： 1．设计流量： 一天总流量：3500020023244200/t d +??= 6-20时平均设计流量：1.054420040%141326/0.3683/t h t s ??÷== 20-6时平均设计流量： 1.054420060%102784.6/0.7735/t h t s ??÷== 考虑得到安全性，吸水管采用两条管道并联的方式。一条管的设计流量为：0.773575%0.5801/580.1/t s L s ?== 2.设计扬程H ： (1）选择管径： 由查表可选择设计流量Q=580.1L/s 可选用进水管为：800mm 的管径，流量为580.1L/s 时的流速为：1.15m/s ，1000i=1.92。水头损失为：
第八章叶片式泵与风机的理论 第一节离心式泵与风机的叶轮理论 离心式泵与风机是由原动机拖动叶轮旋转，叶轮上的叶片就对流体做功，从而使流体获得压能及动能。因此，叶轮是实现机械能转换为流体能量的主要部件。 一、离心式泵与风机的工作原理 泵与风机的工作过程可以用图2—l 来说明。先在叶轮内充满流体，并在叶轮不同方向 上取A、B、C、D 几块流体，当叶轮旋转时，各块流体也被叶轮带动一起旋转起来。这时每块流体必然受到离心力的作用，从而使流体的压能提高，这时流体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，，于是叶轮中心O处就形成真空。界流体在大气压力作用下，源源不断地沿着吸人管 向O 处补充，而已从叶轮获得能量的流体则流人蜗壳内，并将一部分动能转变为压能，然后沿压出管道排出。由于叶轮连续转动，就形成了泵与风机的连续工作过程。 流体在封闭的叶轮中所获得的能（静压能）： 上式指出：流体在封闭的叶轮内作旋转运动时,叶轮 进出口的压力差与叶轮转动角速度的平方成正比关系变 化；与进出口直径有关，内径越小，外径越大则压力差 越大，但进出口直径均受一定条件的限制；且与密度成 正比关系变化，密度大的流体压力差也越大。 二、流体在叶轮内的运动及速度三角形 为讨论叶轮与流体相互作用的能量转换关系，首先 越大，但进出口直径均受一定条件的限制；且与密度成 正比关系变化，密度大的流体压力差也越大。 二、流体在叶轮内的运动及速度三角形 为讨论叶轮与流体相互作用的能量转换关系，首先 要了解流体在叶轮内的运动，由于流体在叶轮内的运动比较复杂，为此作如下假设：①叶轮中叶片数为无限多且无限薄，即流体质点严格地沿叶片型线流动，也就是流体质点的运动轨迹与叶片的外形曲线相重合；②为理想流体，即无粘性的流体，暂不考虑由粘性产生的能量损失；③流体作定常流动。 流体在叶轮中除作旋转运动外，同时还从叶轮进口向出口流动，因此流体在叶轮中的运动为复合运动。 当叶轮带动流体作旋转运动时，流体具有圆周运动(牵连运动)，如图2—3(a)所示。其运 动速度称为圆周速度，用符号u表示，其方向与圆周切线方向一致，大小与所在半径及转速有关。流体沿叶轮流道的运动，称相对运动，如图2—3(b)所示，其运动速度称相对速度，符号w表示，其方向为叶片的切线方向、大小与流量及流道形状有关。流体相对静止机壳的运动，称绝对运动，如图2—3(c)所示，其运动速度称绝对速度，用符号V表示，由这三个速度向量组成的向量图，称为速度三角形，如图2—4 所示。速度三角形是研究流体在叶轮中运动的重要工具。绝对速度u可以分解为两个相互垂直的分量：即绝对速度圆周方向的 分量和绝对速度在轴面(通过泵与风机轴心线所作的平面)上的分量。绝对速度v与圆周速度u之间的夹角用α表示，称绝对速度角；相对速度与圆周速度反方向的夹角用β表示，称为流动角。叶片切线与圆周速度反方向的夹角，称为叶片安装角用β表示。流体沿叶片型线运动时，流动角β等于安装角βa。用下标l 和 2 表示叶片进口和出口处的参数，∞表
流体力学泵与风机部分习题答案 2-15 解：（1）当1γ为空气 21p p = ()A B p h z p =++γ ()h z p p p B A +=-=?γ 3.01000 8.9??= k p a pa 94.22940== （2）当1γ为油 31p p = ()z H h p p A +++=γ1 ()H h p p B γγ++=13 H h z H h p p p p p B A γγγγγ--+++-=-=?131 h z h 1γγγ-+= 1.09000 2.010008.91.010008.9?-??+??= k p a pa 04.22040== 2-16 解：21p p = ()211h h H p p M +++=水γ 212h h p p a 汞油γγ++= ()2121h h p h h H p a M 汞油水γγγ++=+++ ()2.010008.96.1378502.05.110008.998011???+?=++??+-h h 26656785098002.098005.1980098011+=+?+?+-h h 1960147009802665619501--+=h m h 63.51= 2-28 解：()21h h p -=γ
() () () b h h h b h h h h P 0 2210 212145 sin 45 sin 21-+--= γγ ()() 145 sin 22310008.9145 sin 232310008.92 10 ?-??+?-? -???= kN N 65.343465022 510008.9==? ?= () () ()P bl h h h bl h h h h l D D D 2 22110 212145 sin 45 sin 2 1-+--=γγ m 45.22 2 510008.92 22210008.923 22 210008.9=? ????+? ? ?= 2-32 解：b h h b h h P 0 22 21 45 sin 2 145 sin γγ+ = 22 22210008.92 122 22110008.9?? ???+ ????= kN N 8576.1106.1108572810008.9==??= P h h b h h h h b h h l D 0 2102202102145sin 3245sin 2145sin 245sin ? ?? ?? ++??? ??+=γγ 2810008.92 3 72410008.9222410008.9??? ??+???= 2613= 267 22613=-=p l T P G l T l P l G ?=?+? 226 72810008.9162.19?=???+?T kN T 31.1013 4.27481.9=+ = 2-41 解：245sin 0 =?=r h b h h P x ?? ??=2 1γ 421221000 8.9?? ? ??=
《泵与风机》课程设计指导书 一、设计任务书 1、设计目的 掌握离心式叶轮和进、出水室水力设计的基本原理和基本方法，加深对课堂知识的理解，培养学生进行产品设计、水泵改造及科学研究等方面的工作能力。 2、设计参数及有关资料 （1）泵的设计参数（见表1） （2）工作条件：抽送常温清水 （3）配用动力：用电动机作为工作动力 3、设计内容及要求 （1）设计内容： ①离心泵结构方案的确定 ②离心泵水力过流部件（进水室、叶轮、压水室）主要几何参数的选择和计算 ③叶轮轴面投影图的绘制 ④螺旋形压水室水力设计 （2）要求： ①用速度系数法和解析计算法进行离心泵水力设计 ②用保角变换法绘制叶轮叶片木模图 ③绘出压水室设计图 ④编写设计计算说明书 4、设计成果要求 （1）计算说明书应做到字迹工整、书面整洁、层次分明、文理通顺。文中所引用的重要公式、论点及结论均应交待依据。 （2）设计说明书中应包括计算、表格和插图（图表统一编号）配以目录和参考文献目录等内容统一装订成册。 （3）设计图纸要图面整洁、尺寸准确、线条匀称。 （4）手绘一张离心泵的总装简图，标注出主要的零部件的名称。
表1 设计参数
二、设计步骤 设计者应根据设计任务书给定的设计参数，参考有关设计资料，在规定的时间内完成任务书中提出的具体要求。提出以下设计步骤，供设计者参考。 （1）计算泵的比转数s n ，确定泵的结构方案。 （2）确定泵的进出口直径。s D 、t D 要求按标准直径选取。 （3）计算泵的允许汽蚀余量[]h ?或允许吸上真空高度[]s H （4）泵转速n 的确定。按满足汽蚀要求校核转速。所用转速均应与电动机档次一致。 （5）估算设计泵的效率P ，确定配套电动机的型号及传动方式。配套功率为(1.1~1.2)P P '=（kW ） （6）估算设计泵的效率（v η、h η、m η、η），总效率η应符合国家标准的要求。 （7）计算泵轴的最小直径min d ，并圆整到标准直径。 （8）确定叶轮的穿孔直径B d 。 （9）确定轮毂直径h d 画出泵轴草图，校核轮毂强度。 （10）确定叶轮进口直径0D 。 （11）初定叶片出口安装角2β。 （12）确定叶轮出口宽度2b 。 （13）选定叶片数z 。 （14）确定叶片厚度δ。 （15）确定叶片包角?。 （16）精算叶轮外径2D 。 （17）绘制叶轮轴面流道投影图。参照同比转数泵，拟定叶轮前后盖板轮廓线（盖板倾角、转弯、半径等）。 （18）检查轴面流道过水断面的面积变化是否合理。 （19）计算和确定叶片进口安装角1β。用保角变换法进行叶片绘型。 （20）螺旋型压水室水力设计。
扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。 流量qv ：单位时间内通过风机进口的气体的体积。 全压p ：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。 轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。使出口圆周速度减小。 叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。 如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n 和D2的搭配。2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。3、适当选取叶轮和壳体的间隙。 轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。 泵与风机（课后习题答案） 第一章 1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min ，试 画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。 解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则： 1u = 1n 60 D π= 3 17810 1450 60 π-???=13.51 （m/s ） 1V =1m V =1u tg 1a β=13.51?tg 18°=4.39 （m/s ） ∵1V q =π1D 1b 1m V =π?0.178?4.39?0.035=0.086 （3m /s ） ∴2m V = 122 V q D b π= 0.086 0.3810.019 π??=3.78 （m/s ） 2u = 2D 60 n π= 3 38110 1450 60 π-???=28.91 （m/s ） 2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78?ctg20°=18.52 （m/s ）
热能与动力工程专业(水利水电动力工程方向)
热能与动力工程专业（水利水电动力工程方向） 本科人才培养方案 学科门类：工学专业大类：能源动力类专业名称：热能与动力工程 专业代码：080501 学制：四年授予学位：工学学士 一、培养目标 本专业培养在能源动力工程及其自动化领域具有扎实理论基础、较强实践和创新能力以及良好的国际交流能力的高级工程技术人才，以满足社会对该学科领域的工程技术、科研、教学、经营管理等各方面的人才需求。学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识，具有坚实的工程技术基础理论、能源动力工程专业知识和实践能力，掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。毕业生能在水利水电、可再生能源利用、流体机械、电力、动力工程等领域的发电厂、设计院、制造厂、施工单位和教学研究机构，从事工程设计、科研、教学、设备制造、安装检修、运
行管理、技术开发等方面的工作，也可在本专业及其它相关专业继续深造，攻读硕士、博士学位。 二、培养要求 具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、计算机应用等基本技能，有较强的自学能力和一定的分析能力。能解决一般工程实际问题，具有工程经济观点，受到工程设计和科学研究的初步训练。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.具有较扎实的自然科学基础、较好的人文社会科学、经济管理基础及外语综合能力； 2.系统掌握本专业必需的技术基础理论，主要包括力学理论（如理论力学、材料力学、流体力学等），机械学，热学理论（热力学、传热学等），电工与电子基本理论，自动控制理论，能源动力工程基础理论等； 3.掌握工程设计基本理论、知识、技能与创造能力； 4.具有大中型水电站、泵站及其他动力工程设计、运行、安装和管理的初步技能； 5.具有较强的信息获取和计算机应用能力与创造能力；
论《泵与风机运行及检修》优质核心课程建设过程 教育部相关文件（教高〔2011〕8号）文件中提出，“通过优质核心课程建设，推动各专业进一步明确专业核心能力和实践技能要求， ...... 促进教学质量的全面提升。”《泵与风机运行及检修》课程是我院电厂设备运行与维护专业的一门专业核心课程，同时也是从事电厂设备的运行、安装调试和检修岗位工作的理论结合实践的课程，该课程建设能否达到“优质”水平，将对本专业人才培养目标的实现起到深远影响。 1 课程建设的思路 《泵与风机运行及检修》优质核心课程建设之初，先由具有多年一线教学经验，且下厂实践锻炼的双师型教师根据专业培养目标来初步制定课程建设方案，提出改革创新的重点难点，并聘请热电厂从事设备运行维护的专家教学专家共同论证方案的可行性，再由建设团队负责人制定出课程建设提纲，最后由团队成员按照提纲完成各自建设内容，落实工作。 2 课程建设的内容 具体说来，我学院《泵与风机运行及检修》课程建设主要包括该前期课程调研、课程标准制定、教学资源建设、教学材料建设等四个方面。 2.1 课程调研 课程调研主要通过深入包头东华热电、东方希望包头铝业自备电厂等企业一线岗位考察、同泵与风机相关工作岗位的专工进行沟通走访、咨询请教企业高工等方式进行，从而全面了解泵与风机行业对该课程知识体系的专业技能的要求，然后根据典型的工作过程设计教学情境，力求让课堂环境贴近工作现场，让课程内容贴近于工作任务，使学生从一开始就明确自己所学课程的目的、课程的重要技能点在哪里，一进入企业就能用所学知识解决处理实际问题。
2.2 课程标准 一门专业课程建设的“优质”与否，课程标准的制定是核心。《泵与风机运行及检修》课程标准主要包括”课程性质与定位”、“课程目标”、“课程内容及学习情境设计”、“考核与评价”、“教学实施条件”等五项内容，而“课程内容及课程情境设计”是课程标准中最最要的内容。 例如，设计“泵与风机的运行工况与调节”教学情境时，按照实际工作过程，又把它拆分成几个子学习情境：子情境1—泵与风机的工作点及工作点稳定性、子情境2—泵与风机工作点调节、子情境3—泵与风机的汽蚀与抗汽蚀措施、子情境4—泵与风机运行故障分析。每个子情境都会列出学生的学习目标、学习任务；教师的教学内容、教学方法及实施过程。 有了详细的学习情境设计，授课教师可以牢牢把握住课程知识、技能要点。 2.3 教学资源建设 教学资源主要包括教学团队的优化配备、校园模拟实训室建设、校外实习实训基地建设等。 本课程的教学团队配备了本校专职教师（双师）、企业兼职教师（高工），整体素质较强。而且现已建成了泵与风机实训室、电工电子实训室、火电系统仿真模拟实训室等理实一体化实训室。此外，也与包头东华热电有限公司、包头第三热电厂等合作，相继建立了校外实习实训基地。 2.4 教学材料建设 教学材料建设包括授课计划、授课教案、电子课件、教学视频、课程教材、实践教学指导书、在线测试、试题/试卷库等。 教学材料的建设中，教材建设是教学材料建设的重点及难点，开发教材也是我学院建设《泵与风机运行及检修》优质核心课程的主要特色。根据课程标准，将本课程分为三大模块，即泵与风机电气控制模块、泵与风机运行操作模块、泵与风机维护检修模块。每个模块侧重点不同，但是各模块间相互切合，是一个有机整体，即都是服务于