关于泵与风机损失和功率的分析
摘要：泵与风机是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。机械损失是指在机械运动过程中克服摩擦所造成的能量损失。泵与风机的容积损失中，叶轮入口处的密封环损失占据主要份额。泵与风机的容积损失中，叶轮入口处的密封环损失占据主要份额。
关键词：泵与风机机械损失机械效率容积损失
前言：泵与风机中由原动机输入的机械能因为存在各种损失，不可能全部传递给流体。这些损失的大小可用相应的效率来衡量。效率是体现泵与风机能量利用程度的一个重要指标。为寻求提高效率的途径，需对泵与风机内部产生的各种能量损失进行分析，尽量能达到节能减排的效果。泵与风机在运行过程中，存在多种机械能损失。按照与叶轮及所输送的流体流量的关系的为机械损失。经过叶轮而流体泄露量相关的为容积损失，经过叶轮与输送流体量直接相关的为流动损失，分别记为△P m、△P v和△P h。轴功率减去这三部分损失所对应的功率即为有效功率。
正文：
泵与风机是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。输送气体的为风机，液体和气体均属流体，姑泵与风机也称为流体机械。
泵与风机广泛地应用在国民经济的各个方面，如农田的灌溉和排涝，采矿工业中并下通风和坑道排水，水力采煤中德液体输送，冶金
工业中冶炼炉的鼓风及流体的输送，石油工业中的输油和注水，化学工业中德流体介质输送，诚实给排水以及舰艇、航空航天的动力系统等。泵输送的介质除水外，还可输送油、酸液、酸碱及液固混合物，以及高温下的液态金属和超低温下的液态气体。由此看出，凡需使流体流动的地方，都离不开泵与风机的工作。
泵与风机中由原动机输入的机械能因为存在各种损失，不可能全部传递给流体。这些损失的大小可用相应的效率来衡量。效率是体现泵与风机能量利用程度的一个重要指标。为寻求提高效率的途径，需对泵与风机内部产生的各种能量损失进行分析，尽量能达到节能减排的效果。泵与风机在运行过程中，存在多种机械能损失。按照与叶轮及所输送的流体流量的关系的为机械损失。经过叶轮而流体泄露量相关的为容积损失，经过叶轮与输送流体量直接相关的为流动损失，分别记为△P m、△P v和△P h。轴功率减去这三部分损失所对应的功率即为有效功率。
（一）机械损失和机械效率
机械损失是指在机械运动过程中克服摩擦所造成的能量损失。泵与风机的机械损失主要包括两部分，轴与轴承及轴端密封的摩擦损失△P，以及叶轮前后后盖板外表面与在泵或风机壳体内局部区域作循环流动的流体之间的摩擦损失△P df（常称为叶轮圆盘摩擦损失）。
在机械损失中，叶轮圆盘摩擦损失占主要部分，减少机械损失的要点是尽可能降低叶轮圆盘摩擦损失。常采用的做饭有两种。
1. 采用合理的结构。实质上圆盘摩擦损失是与转速的三次方、
叶轮外径的五次方成正比，即圆盘摩擦损失随转速和叶轮外径的增加而急剧增加。因此，对于高压的泵与风机，一般采用多级叶轮的形式而不采用增大叶轮直径的方法来提高能量头。如果提高单程扬程，采用加大叶轮外径的方法，则圆盘摩擦损失与叶轮外径成五次方关系增加，而采用提高转速的方法，则成三次方关系增加，即前者损失大于后者；反之，产生相同的扬程时，提高转速，叶轮外径可以相应减少，对应的圆盘摩擦损失的增加量较小，对应的圆盘摩擦损失的增加量较小，甚至不增加，从而可能提高叶轮机械效率吗，即采用高转速小叶
轮的结构圆盘损失较小，随比转速n s减小，圆盘摩擦损失急剧增加。因此，轴流式泵与风机比离心式泵与风机具有较少的圆盘摩擦损失。
（二）容积损失和容积损失泵与风机的转动部件与静止部件之间存在间隙。当叶轮转动时，在间隙两侧产生压力差，使部分由叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧泄漏，这种损失称为容积损失。容积损失是由泄漏引起的。泵与风机的泄漏方式有四种。
1.叶轮入口与外壳密封环之间间隙中的泄漏。泵与风机运行时，流体从叶轮获得能量，出口处的压力高于入口处的压力，这个压差驱使部分流体沿着叶轮入口与外壳密环之间的间隙由出口回流到入口，其从叶轮获得的能量消耗于克服流动阻力之上了，这部分容积损失又被称为进出口泄漏损失或密封环损失，它是泵与风机容积损失的主要部分。
2.平衡轴向力装置的间隙中泄漏高压泵的进、出口存在很大的压力差，为减少轴向推力，常用到带向径向间隙的轴向力平衡装置，
容许少量流体从出口高压端泄漏到低压端。这部分泄漏的流体由叶轮所获得的能量消耗在克服其流动阻力上，从而造成机械能的损失。3. 轴端密封间隙中的泄漏无论采用何种轴端，泄漏总是难免的。正常情况下，轴封处的泄漏比前两项泄漏小很多，这部分泄漏伴随的机械能损失又称为轴封损失。与前两项容积损失相比，轴封损失相对较小。
4.多级泵级间间隙中的泄漏多级离心泵都室友导叶隔板，液体经过导叶后，部分动能转换成压力能，使得压力升高，造成级间隔板前后出现压力能，使得压力升高，造成级间隔板前后压力差，驱使部分液体通过级间隔板与轴套间的间隙流向到前级叶轮的侧隙后，与叶轮流向的流体混合，经过级间泄漏。这些级间泄漏的流体，流经叶轮与导叶间侧隙后，与叶轮流出的流体混合，经过导叶与反导叶，又经级间隙流回前级叶轮的侧隙，形成循环。由于这部分流体不经过叶轮，也不影响泵的流量，所以这种级间泄漏所造成的机械能损失应属于圆盘摩擦损失。
泵与风机的容积损失中，叶轮入口处的密封环损失占据主要份额。容积损失必然与流体的泄漏有关，为减少泄漏量，一般可采用两种方法。（1）维持动、静部件间最佳的间隙。泵在运行一段时间后，容积效率下降，其间隙增大是最主要的因素之一。（2）增大间隙中的流动阻力。其措施有三：一是增加轴向长度，可增大间隙的沿程流动阻力；二是在间隙入口和出口采取节流措施，可增大流体间隙流动的局部阻力；三是采用不同型式的密封环，也相应引起间隙流动阻力改变。
（三）流动损失和流动效率流动损失是指流体在泵与风机主流道中流动时，由于流动阻力而产生的机械能损失。流动损失主要分为三种：1 流体和各部分流道壁面摩擦所产生的摩擦阻力损失；2 流道断面变化、转弯等会使边界层分离、产生漩涡二次流和尾迹等而引起的涡流损失；3由于工况改变，流量偏离设计流量时，叶轮入口流动角与叶片安装角不一致所引起的功绩损失。这三种流动损失中，摩擦阻力损失与涡流损失这几与流体的输送量相关，而冲击损失不仅与输送流体量有关，还与该流量与设计流量的偏差有关。分别讨论如下：1.摩擦阻力损失和扩大损失。2冲击损失
（四）泵与风机的总效率总效率是衡量泵与风机经济性的重要技术指标。泵与风机的总效率等于有效功率与轴功率之比。风机的总效率与内效率的最大值不一定在同一工况上，其最高效率区也不一定完全一致。通常将风机的总效率用作风机的经济性指标，而将风机的内效率用作风机相似性设计和相似换算的依据。
节能减排是指在节约物质资源和能量资源，以减少废弃物和环境物排放。为了减少资源的浪费与废弃物排放等问题。就得泵与风机的容积损失中，叶轮入口处的密封环损失占据主要份额。
结语：泵与风机的节能减排是在大环境形成的。在中国现在这种粗放型的发展方式，造成了资源浪费、环境破坏与污染。这种方式不能长久的，必须采取太高效率、节能减排和与环境和谐发展的可持续发展，才能振兴中华。泵与风机在社会与生活中都有广泛的应用，所以研究泵与风机的性能是很有必要的，特别是泵与风机的损失与效率
的研究更为重要。
参考文献：何川郭立君，泵与风机中国电力出版社2008.3
第二章离心式泵与风机的基本理论 流体在通过泵与风机时，只在叶轮中得到能量，叶轮是实现机械能转换成流体能量的场所，是泵与风机最主要的工作部件。泵与风机的基本理论也称泵与风机的叶轮理论，它是研 究流体在叶轮中的运动规律、流体在叶轮中如何得到能量、流体得到能量的大小与性质以及主要影响因素。 速度分析法是研究离心式泵与风机叶轮中流体运动规律的主要方法，它的基本点是速度 三角形。泵与风机的基本方程式是反映流体在叶轮中得到的能量与叶轮进出口流体速度的关系，它是本章的核心。本章还讨论了泵扬程、风机全压的计算方法，分析了不同叶片型式的 特点。 一、重点、难点提示 1. 重点 (1)速度三角形 (2)基本方程式 (3)泵扬程的计算 (4 )风机全压的计算 (5)不同叶片型式的特点与应用 2. 难点 (1 )基本方程式计算 (2)泵与风机扬程和全压的计算 (3)不同叶片型式的特点分析 3. 考核目标 (1 )能简述离心式泵与风机的工作原理。 (2)理解离心式叶轮中流体的绝对运动是圆周运动和相对运动的合成，能正确表述这三种运动，以及相应速度(圆周速度、相对速度和绝对速度)的大小、方向与哪些因素有关， 能熟练画出叶轮中某一处(特别是叶片进、出口处)流体速度三角形，并能对其进行正确标示，能熟练、正确地计算速度三角形中的各个参数，在计算中知道泵与风机的理论流量与实际流量的关系、理解排挤系数的含义。 (3)知道推导叶轮基本方程式的假设条件，熟记基本方程式的两种表达形式，并能根据 题目的具体条件进行熟练计算，知道叶轮扬程(或全压)由静能头和动能头组成以及各组成 的计算式，能利用基本方程式进行简单分析，知道提高叶轮扬程(或全压)的主要方法以及 特点。 (4)大体知道叶轮进口预旋的产生原因，以及对叶轮工作的影响。 (5)知道有限叶片叶轮中与无限多叶片叶轮中流体相对运动的差别，以及由此引起的叶轮出口速度三角形的区别，知道滑移系数的含义。 (6)知道由于实际流体有粘性，使得泵与风机的实际扬程(或全压)比理论扬程(或全压)低。 (7)在记住第一章泵扬程和风机全压定义的基础上，能熟练写出实际运行时和选择泵与风机时，扬程(或全压)计算公式，并能正确计算。 (8)知道离心式叶轮有三种叶片型式，能熟练画出这三种叶片型式的进出口速度三角形，并知道这三种速度三角形的特点。
燃烧器基本知识 燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。 一、送风系统 送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、扩散盘。 1．壳体：是燃烧器各部件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要组成部分。从外形来看可以分为箱式和枪式两种，大功率燃烧器多数采用分体式壳体，一般为枪式。壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件。（如图1-1）顶盖上的观火孔有观察火焰作用 2．风机马达：主要为风机叶轮和高压油泵的运转提供动力，也有一些燃烧器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相电机，功率相对较小，大部分燃烧器采用三相电机，电机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作。有带动油泵及风叶作用，电机一般是2800转(如图1-2) 3．风机叶轮：通过高速旋转产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力，并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃烧的需要。它由装有一定倾斜角度的叶片的圆柱状轮子组成，其组成材料一般为高强度轻质合金钢，所有合格的风机叶轮均具有良好的动平衡性能。 4．风枪火管：起到引导气流和稳定风压的作用，也是进风通道的组成部分，一般有一个外套式法兰与炉口联接。其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。有风速调节作用。5．风门控制器：是一种驱动装置，通过机械连杆控制风门档板的转动。一般有手动调节、液压驱动控制器和伺服马达驱动控制器三种，前者工作稳定，不易产生故障，后者控制精确，风量变化平滑。 6．风门档板：主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小。其组成材料有合金，合金档板有单片、双片、三片等多种组合形式。 7．扩散盘：又称稳焰盘，其特殊的结构能够产生旋转气流，有助于空气与燃料的充分混合，同时还有调节二次风量的作用。 二、点火系统 点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆。8．点火变压器：分电子式和机械（电感）式两种,是一种产生高压输出的转换元件，其输出电压一般为：2 5KV、2 6KV、2 7KV，输出电流一般为15~30mA。有EDI、丹佛斯、国产丹佛斯、飞达这几种。油机跟气机的区别是：油机一般两个头气机一般一个头。分电子式和机械式两种 9．点火电极：将高压电能通过电弧放电的形式转换成光能和热能，以引燃燃料。一般有单体式和分体式两种。一般点火针是用不锈钢材料耐800度高温，而我们用的是镍铬丝能耐1500度高温。注意点火棒不能与金属接触 10．电火高压电缆：其作用是传送电能。可以耐150万伏电压。 三、监测系统 监测系统的功能在于保证燃烧器安全的运行，其主要部件有火焰监测器、压力监测器、外接监测温度器等。11．火焰监测器：其主要作用是监视火焰的形成状况，并产生信号报告程控器。火焰检测器主要有三种：光敏电阻、紫外线UV电眼和电离电极。 A、光敏电阻：多用于轻油、重油燃烧器上，其功能和工作原理为：光敏电阻和一个有三个触点的火焰继电器相连，光敏电阻的阻值随器接收到的光的亮度而变化，接收到的光越亮，阻值就越低，当加在光敏电阻两端的电压一定时，电路中的电流就越高，当电流达到一定值时，火焰继电器被激活，从而使燃烧器继续向下工作。当光敏电阻没有感受到足够的光线时，火焰继电器不工作，燃烧器将停止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧器。 B、电离电极：多用于燃气燃烧器上。程控器给电离电极供电，如果没有火焰，电极上的供电将停止，如果有火焰，燃气被其自身的高温电离，离子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动，离子电流被整流成直流，
《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
泵与风机课后思考题答案 Final approval draft on November 22, 2020
思考题答案 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。
《流体力学泵与风机》期末考试试卷参考答案 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 ) 1 2 (1 分 ) 5．Q =Q 是恒定流可压缩流体总流连续性方程。错 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 R a ，当量直径 de 等于 d e a ( 3 分 ) 4 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 1 1 1 1 。管嘴 s s 1 s 2 s 3 与孔口比较 ,如果水头 H 和直径 d 相同，其流速比 V /V 等于 0.97 Q /Q 等于 0.60 孔口 管嘴 流量比 孔口 管嘴 。 0.82 , 0.82 (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 原形流动与模型流动在力学上包括三方面的相似， 即几何相似、运动相似、动力相似， 统称为力学 相似。
六、计算题 (4小题，共50分)： 1.已知某12SH 型离心泵的额定参数为Q=730 m 3/h ，H=10m ，n=1450 r/min 。试计算其比转数。（本小题10分） 解：30010 360012731145065.365.34343=?==H Q n n s 答：（略） 2. 如图所示取水泵站，水泵由河中直接抽水输入表压为196KPa 的高地密闭水箱中。已知水泵流量Ｑ=160 L/s ，吸水管：直径Ｄ1=400mm ，管长Ｌ1=30m ，摩阻系数λ1=；压水管：直径Ｄ2=350mm ，管长Ｌ2=200m ，摩阻系数λ2= 。假设吸、压水管路局部水头 损失各为1m ，水泵的效率η=70％，其他标高见图。试计算水泵扬程Ｈ及轴功率Ｎ 。（本小题15分） 解：吸水管计算：s /m ....D Q v 271401431604π42211=??== m .....g v D l λh f 17081922714030028022 211111=???== （2分） 压水管计算：s /m ....D Q v 6613501431604π42222=??== m .....g v D l h f 332819266135020002902λ2 222222=???== （2分） 总水头损失为： m ...h h h f f 542332170221=++=++=∑ （2分） m H ST 50.6200.2000.3250.74=+-= （2 分） m h H H ST 00.6750.450.62=+=+=∑ KW QH N u 16.10500.6716.081.9=??==γ （2分） KW N N u 23.1507.016.105===η （2分） 答：（略） 4.已知某变径运行水泵装置的管道系统特 性曲线2350030Q H +=和水泵在转速为
机电安装工程技术基本知识 一、惯用机械传动系统基本知识 机械传动作用是传递运动和力，惯用机械传动类型有齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动、轮系。 1．齿轮传动：齿轮传动原理是依托积极轮依次拨动从动轮来实现。 （1）分类： A、按传动时相对运动为平面运动或空间运动分：①平面齿轮传动（常用有直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿轮传动，依照齿向，还分为外啮合、内啮合及齿轮与齿条啮合）②空间齿轮传动（圆锥齿轮传动、交错轴齿轮传动）。 B、按齿轮传动工作条件分：闭式传动（封闭在刚性箱体内）、开式传动（齿轮是外露）。（2）特点：长处：①合用圆周速度和功率范畴广 ②传动比精确、稳定、效率高。 ③工作可靠性高、寿命长。 ④可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间传动 缺陷：①规定较高制造和安装精度、成本较高。 ②不适当远距离两轴之间传动。 （3）渐开线原则齿轮基本尺寸名称有：①齿顶圆②齿根圆③分度圆④摸数⑤压力角等。（4）轮齿失效形式有如下五种：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形。 2．蜗轮蜗杆传动： 合用于空间垂直而不相交两轴间运动和动力。 （1）分类：A、依照蜗杆螺旋面分为阿基米德螺旋面蜗杆、渐开线螺旋面蜗杆、延伸渐开线螺旋面蜗杆；B、依照蜗杆螺旋线头数分为单头、双头、多头蜗杆；C、依照螺旋线旋转方向分为左旋和右旋两种。 （2）特点：长处①传动比大。②构造尺寸紧凑。
缺陷①轴向力大、易发热、效率低。②只能单向传动。 （3）涡轮涡杆传动重要参数有：①模数②压力角③蜗轮分度圆④蜗杆分度圆⑤导程⑥蜗轮齿数⑦蜗杆头数⑧传动比等。 （4）蜗杆蜗轮传动对的啮合条件是蜗杆轴向模数和轴向压力角应分别等于蜗轮端面模数和端面压力角。 3．带传动： 通过中间挠性件（带）传递运动和力，涉及①积极轮②从动轮③环形带 （1）合用于两轴平行回转方向相似场合，称为开口运动。中心距和包角（带与轮接触弧所对中心角）概念。 （2）带型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。 （3）应用时重点考虑是：①传动比计算②带应力分析计算③单根V带许用功率。 （4）带传动特点：长处：①合用于两轴中心距较大传动；②带具备良好挠性，可缓和冲击，吸取振动；③过载时打滑防止损坏其她零部件；④构造简朴、成本低廉。 缺陷：①传动外廓尺寸较大；②需张紧装置；③由于打滑，不能保证固定不变传动比④带寿命较短；⑤传动效率较低。 4．链传动 （1）涉及①积极链②从动链③环形链条，靠链条与链轮轮齿啮合来传递运动和力。按构造不同分为滚子链和齿形链，齿形链用于高速或运动精度较高传动。链传动传动比不不不大于8，中心距不不不大于5～6M，传递功率不不不大于100KW，圆周速率不不不大于15M/s. （2）链传动与带传动相比，其重要特点：没有弹性滑动和打滑，能保持较精确传动比，需要张紧力较小，作用在轴上压力也较小，构造紧凑，能在温度较高、有油污环境下工作。（3）链传动与齿轮传动相比，其重要特点：制造和安装精度规定较低；中心距较大时，其传动构造简朴；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。 5．轮系（由一系列齿轮构成） （1）轮系分为定轴轮系（每个齿轮几何轴线是固定）和周转轮系（至少有一种齿轮几何轴
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 ）
离心泵主要參數: 一、流量Q(m3/h或m3/s) 离心泵的流量即为离心泵的送液能力，是指单位时间内泵所输送的液体体积。 泵的流量取决于泵的结构尺寸(主要为叶轮的直径与叶片的宽度)和转速等。操作时，泵实际所能输送的液体量还与管路阻力及所需压力有关。 二、扬程H(m) 离心泵的扬程又称为泵的压头，是指单体重量流体经泵所获得的能量。 泵的扬程大小取决于泵的结构(如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等、转速。目前对泵的压头尚不能从理论上作出精确的计算，一般用实验方法测定。 泵的扬程可同实验测定，即在泵进口处装一真空表，出口处装一压力表，若不计两表截面上的动能差(即Δu2/2g=0)，不计两表截面间的能量损失(即∑f1-2=0)，则泵的扬程可用下式计算 注意以下两点： (1)式中p2为泵出口处压力表的读数(Pa)；p1为泵进口处真空表的读数(负表压值，Pa)。 (2) 注意区分离心泵的扬程(压头)和升扬高度两个不同的概念。 扬程是指单位重量流体经泵后获得的能量。在一管路系统中两截面间(包括泵)列出柏努利方程式并整理可得 式中H为扬程，而升扬高度仅指Δz一项。 例2-1现测定一台离心泵的扬程。工质为20℃清水，测得流量为60m /h时，泵进口真空表读数为-0.02Mpa，出口压力表读数为0.47Mpa(表压)，已知两表间垂直距离为0.45m若泵的吸入管与压出管管径相同，试计算该泵的扬程。 解由式
查20℃， h =0.45m p =0.47Mpa=4.7*10 Pa p =-0.02Mpa=-2*10 Pa H=0.45+ =50.5m 三、效率 泵在输送液体过程中，轴功率大于排送到管道中的液体从叶轮处获得的功率，因为容积损失、水力损失物机械损失都要消耗掉一部分功率，而离心泵的效率即反映泵对外加能量的利用程度。 泵的效率值与泵的类型、大小、结构、制造精度和输送液体的性质有关。大型泵效率值高些，小型泵效率值低些。 四、轴功率N(W或kW) 泵的轴功率即泵轴所需功率，其值可依泵的有效功率Ne和效率η计算，即 (kW)
第一章泵与风机综述 第一节泵与风机的分类和型号编制 一、泵与风机的分类 泵与风机是利用外加能旦输送流体的流体机械。它们大量地应用于燃气及供热与通风专业。根据泵与风机的工作原理，通常可以将它们分类如下： (一)容积式 容积式泵与风机在运转时，机械内部的工作容积不断发生变化，从而吸入或排出流体。按其结构不同，又可再分为； 1．往复式 这种机械借活塞在汽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(piston pump)等； 2．回转式 机壳内的转子或转动部件旋转时，转子与机壳之间的工作容积发生变化，借以吸入和排出流体，如齿轮泵(gear pump)、螺杆泵(screw pump)等。 (二)叶片式 叶片式泵与风机的主要结构是可旋转的、带叶片的叶轮和固定的机壳。通过叶轮的旋转对流体作功，从而使流体获得能量。 根据流体的流动情况，可将它们再分为下列数种： 1．离心式泵与风机； 2．轴流式泵与风机； 3．混流式泵与风机，这种风机是前两种的混合体。 4．贯流式风机。 (三)其它类型的泵与风机 如喷射泵（jet pump）、旋涡泵(scroll pump)、真空泵(vacuum pump)等。 本篇介绍和研讨制冷专业常用的泵与风机的理论、性能、运行、调节和选用方法等知识。由于制冷专业常用泵是以不可压缩的流体为工作对象的。而风机的增压程度不高(通常只有9807Pa或1000mmH2O以下)，所以本篇内容都按不可压缩流体进行论述。 二、泵与风机的型号编制 （一）、泵的型号编制 1、离心泵的基本型号及其代号 泵的型式型式代号泵的型式型式代号 单级单吸离心泵IS.B大型立式单级单吸离心泵沅江
一、 基本方程式 14.已知:C 1=4m/s,D 1=160mm,α1=750,n=1450r/min,α2 =120, C 2=24m/s,D 2=350mm,试求离心泵所产生的理论水头。 15已知离心泵转速n=1450rpm ，工作轮外径D 2=300mm ，水力效率ηr =85%，叶片为有限数目时的反馈系数P=0.25，水流径向进入叶片，出口的绝对速度C 2=20m/s ，夹角α2=150，试求水泵所产生的实际水头H O ，并绘出其出口速度三角形。 16.水泵工作轮的内径α1=600, 出口α2=200, C 2化？ 二、 基本性能参数1. 进、出口断面高差为△读数为h p =１m,（设吸水管口径Ｄ1[解]: 水泵的扬程为： z g v p z H 2γ12 222 ? ?-???? ? ?++=m ..6121612=?= 3. 水泵与电机直接连接，S 2/m 5 ，求解水泵Ｈ、Ｎ和η 。 [解]:总扬程为：2 221Q S Q S H h h H H ST d s ST ++=++=∑ ∑ ()()2 2213609817173613...Q S S H ST ?++=++= m .1316= 。 水泵轴功率即电机输出功率： KW ..ηN N 687292079=?==电电 ??=??=== 47813 16360819....QH γN ηu ，η
s /m ....D Q v 2714014316 04π42 211=??== m .....g v D l λh f 17081922714030028022 211111 =???== 压水管计算： s /m ....D Q v 6613501431604π42 2 22=??== m .....g v D l h f 332819266135020002902λ2 222222 =???== 总水头损失为： m ...h h h f f 542332170221=++=++=∑ m H ST 50.6200.2000.3250.74=+-= m h H H ST 00.6750.450.62=+=+=∑ KW QH N u 16.10500.6716.081.9=??==γ KW N N u 23.1507.016.105===η 12.离心泵的输水量Q=75m 3/h,在压水管接头上的压力表读数为p=17.2个大气压,吸水管上真空表读数为H=150mm 汞柱,压力表与真空表接点间的垂直距离为ΔZ=0.3m 。读得电力表上电动机输入功率为P=54Kw ，设电动机的效率η电=95%。试求：水泵所产生的水头、轴功率和水泵的效率。 13.水泵机组采用直接传动，水泵的流量Q=2.5m 3/h ，几何扬程Hr=25m ，管道的水头损失hw=6m ，水泵和电动机的效率分别为70%和95%。取机组每天工作小时数为T=20h/d ，电价为0.15￥/Kw h 。试求电动机的输入功率每天的电费。 三、 离心泵调速运行 ＱＢ=（1-0.333）Ｑ=27L/s 由图中查得ＨＢ=23m ， 相似功况抛物线方程为 22 2222031602723Q .Q Q Q H KQ H B B == = =
第六章泵与风机的分类及工作原理 第一节泵与风机的分类及其工作原理 一、泵与风机的分类 1.按工作原理分 2.按产生的压力分 泵按产生的压力分为：低压泵：压力在2MPa 以下；中压泵：压力在2～6MPa；高压 泵：压力在6MPa 以上。 风机按产生的风压分为：通风机：风压小于15kPa；鼓风机：风压在15～340kPa 以内； 压气机：风压在340kPa 以上。通风机中最常用的是离心通风机及轴流通风机，按其压力大小又可分为：低压离心通风机：风压在1kPa 以下；中压离心通风机：风压在1～3kPa；高压离心通风机：风压在3～15kPa；低压轴流通风机：风压在0．5kPa 以下；高压轴流通风机：风压在0．5～5kPa。 二、泵与风机的工作原理 1.离心式泵与风机工作原理 离心式泵与风机的工作原理是，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。离心式泵与风机最简单的结构型式所示。叶轮1 装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流人，然后转90°进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转，在叶轮人口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵吸人和排出。 2.轴流式泵与风机工作原理． 轴流式泵与风机的工作原理是，旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能 和动能，其结构如图所示。叶轮1 安装在圆筒形(风机为圆锥形)泵壳 3 内，当叶轮旋转时，流体轴向流人，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式泵与风机适用于大流量、低压力，电厂中常用作循环水泵及送引风机。 3.往复泵工作原理 现以活塞式为例来说明其工作原理，如图所示。 活塞泵主要由活塞 1 在泵缸 2 内作往
名词解释 泵与风机的体积流量 泵与风机的效率. 气蚀 相似工况点 泵与风机的体积流量 必需汽蚀余量 运动相似 简答题 1.给出下列水泵型号中各符号的意义: ①60—50—250 ②14 ZLB—70 2.为什么离心式水泵要关阀启动,而轴流式水泵要开阀启动 3.用图解法如何确定两台同型号泵并联运行的工作点 试述轴流式泵与风机的工作原理。 叶片式泵与风机的损失包括哪些 试叙节流调节和变速调节的区别以及其优缺点。 计算题 1、用水泵将水提升30m高度。已知吸水池液面压力为×103Pa，压出液面的压力为吸水池液面压力的3倍。全部流动损失hw=3m，水的密度ρ=1000kg/m3，问泵的扬程应为多少m 2已知某水泵的允许安装高度〔Hg〕=6m，允许汽蚀余量〔Δh〕=，吸入管路的阻力损失hw=，输送水的温度为25℃，问吸入液面上的压力至少为多少Pa(已知水在25℃时的饱和蒸汽压力pv=，水的密度ρ=997kg/m3) 3某循环泵站中，夏季为一台离心泵工作，泵的高效段方程为H=30-250Q2，泵的叶轮直径D2=290mm，管路中阻力系数s=225s2/m5,静扬程H sT=14m，到了冬季，用水量减少了，该泵站须减少12%的供水量，为了节电，到冬季拟将另一备用叶轮切削后装上使用。问该备用叶轮应切削外径百分之几 4今有一台单级单吸离心泵，其设计参数为：转速n=1800r/min、流量qv=570m3/h、扬程H=60m，现欲设计一台与该泵相似，但流量为1680m3/h，扬程为30m的泵，求该泵的转速应为多少5已知某锅炉给水泵，叶轮级数为10级，第一级为双吸叶轮，其额定参数为：流量qv=270m3/h、扬程H=1490m、转速n=2980r/min，求该泵的比转速。 绪论 水泵定义及分类 1．主要内容：水泵的定义和分类（叶片式水泵、容积式水泵及其它类型
离心泵在把机械能转化为液体能量过程中，伴有各种损失，这些损失用相应的效率来表示。离心泵内的损失可分三种，即机械损失、容积损失和水力损失，与之相对应泵的效率也分机械效率、容积效率和水力效率。 离心泵的能量损失(1)机械损失和机械效率 原动机传到泵轴上的功率P(轴功率)，首先要消耗一部分去克服轴承和密封装置的 摹擦损失，剩下来的轴功率用来带动叶轮旋转。但是叶轮旋转的机械能并没有全部传给 通过叶轮的液体，其中一部分消耗于克服叶轮前、后盖板表面与壳俸间(泵腔)液体的摩 蒜，这部分损失功率称为圆盘摩擦损失。上述轴承损失功率、密封损失功率和圆盘摩擦损 夫功率之和称为机械损失，用P。来表示。轴功率去掉机械损失功率的剩余功率用来对 通过叶轮的液体做功，称为输入水力功率，用P。来表示。机械效率为输入水力功率和轴 功率之比，即 离心泵的能量损失 (2)容积损失和容积效率 输入水力功率用来对通过叶轮的液体做功，因而叶轮出口处液体的压力高于进口压 力。出口和进口的压差，使得通过叶轮的一部分液体从泵腔经叶轮密封环间隙向叶轮进 口方向流动。这样，通过叶轮的流量Q,(也称泵的理论流量)并没有完全输送到泵的出 口，其中泄漏的这部分液体把从叶轮中获得的能量消耗于泄漏的流动过程中，即从高压 (出口压力)液体变为低压(进口压力)液体。所以容积损失的实质也是能量损失，容积损 失的大小用容积效率vv来计算。容积效率为通过叶轮除掉泄漏之后的液体(实际的流量 Q)的功率和通过叶轮的液体(理论流量Q。)的功率(输入水力功率)之比，即
容积效率的估算比较复杂，影响因素较多，需要考虑密封环间隙大小、泵的级数、机械密封的级数等。单级泵的泄漏量主要发生在密封环处，多级泵除此之外，还有级间泄漏。另外，泵平衡轴向力装置、密封装置等的泄漏量也应算在泵的容积损失之中。 离心泵的能量损失 (3)水力损失和水力效率 通过叶轮的有效液体(除掉泄漏)从叶轮中接收的能量(H。)，没有完全输送出去，因 为液体在泵过流部分(从泵进口到出口的流道)的流动中伴有水力摩擦损失(沿程阻力)和冲击、脱流、速度方向及大小变化等引起的水力损失(局部阻力)，从而要消耗掉一部分能量。单位质量液体在泵过流部分流动中损失的能量称为泵的水力损失，由于存在水力损失，单位质量液体经过泵增加的能量(H)，要小于叶轮传给单位质量液体的能量(H。)。泵的水力损失的大小用泵的水力效率m来计量。水力效率为去掉水力损失液体的功率 和未经水力损失液体功率之比，即 泵内的水力损失，通常只能用经验公式进行估算。其值与泵的比转速关系不大，而与 泵的大小有关，一般可用下式估算： 离心泵产品主要有：管道离心泵,卧式离心泵,不锈钢离心泵等。 本问出自长沙水泵厂中联泵业http;//https://www.doczj.com/doc/f6810819.html,
1．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 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。 2．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。 3．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。 4．目前火力发电厂对大容量、高参数机组的引、送风机一般都采用轴流式风机，循环水泵也越来越多采用斜流式（混流式）泵，为什么？ 答：轴流式泵与风机与离心式相比，其流量大、压力小。故一般用于大容量低扬程的场合。因此，目前大容量机组的引、送风机一般都采用轴流式风机。 斜流式又称混流式，是介于轴流式和离心式之间的一种叶片泵，斜流泵部分利用了离心力，部分利用了升力，在两种力的共同作用下，输送流体，并提高其压力，流体轴向进入叶轮后，沿圆锥面方向流出。可作为大容量机组的循环水泵。 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．离心式泵与风机当实际流量在有限叶片叶轮中流动时，对扬程（全压）有何影响？如何修正？ 答：在有限叶片叶轮流道中，由于流体惯性出现了轴向涡流，使叶轮出口处流体的相对速度产生滑移，导致扬程(全压)下降。 一般采用环流系数k或滑移系数σ来修正。 3．为了提高流体从叶轮获得的能量，一般有哪几种方法？最常采用哪种方法？为什么？
泵与风机考试试题 一、简答题（每小题5分，共30分） 1、离心泵、轴流泵在启动时有何不同，为什么？ 2、试用公式说明为什么电厂中的凝结水泵要采用倒灌高度。 3、简述泵汽蚀的危害。 4、定性图示两台同性能泵串联时的工作点、串联时每台泵的工作点、仅有 一台泵运行时的工作点 5、泵是否可采用进口端节流调节，为什么？ 6、简述风机发生喘振的条件。 二、计算题（每小题15分，共60分） 1、已知离心式水泵叶轮的直径D2=400mm，叶轮出口宽度b2＝50mm，叶片 厚度占出口面积的8％，流动角β2＝20?，当转速n＝2135r/min时，理论 流量q VT＝240L/s，求作叶轮出口速度三角形。 2、某电厂水泵采用节流调节后流量为740t/h，阀门前后压强差为980700Pa, 此时泵运行效率η=75%，若水的密度ρ=1000kg/m3，每度电费0.4元，求：（1）节流损失的轴功率?P sh； （2）因节流调节每年多耗的电费(1年=365日) 3、20sh-13型离心泵，吸水管直径d1＝500mm，样本上给出的允许吸上真空 高度[H s]＝4m。吸水管的长度l1＝6m，局部阻力的当量长度l e＝4m，设 沿程阻力系数λ＝0.025，试问当泵的流量q v＝2000m3/h，泵的几何安装高 度H g＝3m时，该泵是否能正常工作。 （当地海拔高度为800m，大气压强p a＝9.21×104Pa；水温为30℃，对应饱 和蒸汽压强p v＝4.2365 kPa，密度ρ＝995.6 kg/m3） 4、火力发电厂中的DG520-230型锅炉给水泵，共有8级叶轮，当转速为n ＝5050r/min，扬程H＝2523m，流量q V＝576m3/h，试计算该泵的比转 速。
《流体力学泵与风机》课程教学大纲 课程简介 课程简介：本门课程讲述流体的基本概念和属性，尤其是流体与刚体和固体在力学行为方面的区别。以此为基础和出发点，介绍流体静平衡所遵循规律及点压和面压的计算方法，并以介绍流体运动的一系列基本概念为前提，推导出流体力学的三大基本方程。然后介绍管路系统的水力计算和流体孔口出流计算以及水击现象的基本概念，并介绍相似性原理和因次分析方法，讲述泵与风机工作原理及典型结构，了解泵与风机的实际运行知识，重点掌握如何选择泵与风机。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 本课程是热能与动力工程、建筑环境与设备工程专业的主干技术基础课程之一，是学科基础课。本课程是研究流体的基本力学规律及其在工程（特别是本专业各类工程）中应用的一门学科。 本课程以流体力学基础为主，流体力学部分学生主要应掌握基本理论和计算方法，特别是一元流动的基本理论和计算方法，需要牢固掌握泵与风机结构、工作原理和运行维护知识。这为后续课程的学习提供必要基础知识和计算方法，同时，也为学生今后解决生产实际问题打下理论基础和技能准备。 二、课程的目的与基本要求： 本课程以讲述流体力学基本概念、基础知识和基本原理为主，特别 是一元流动的基本理论和计算方法，培养学生从纷繁复杂的流体运动中 突出主要矛盾、忽略次要矛盾、提炼力学模型的辩证唯物主义的科学思 维方法，着重培养学生解决工程问题的能力。了解流体力学课程的基本 内容及其在制冷、空调、建筑给排水、食品冷藏等工程中的应用，认识
到流体力学是热能与动力工程、建筑环境与设备工程专业的主要专业技术基础课。并通过一定数量习题和实验，使学生具有足够的感性认识和实际动手的能力。通过学习，能正确掌握本课程对各类流体力学问题的分析和处理方法。 三、面向专业： 热能与动力工程、建筑环境与设备工程 四、先修课程： 《高等数学》、《大学物理》、《工程数学》、《工程力学》等。 五、本课程与其它课程的联系： 本课程的先修课程：《高等数学》、《大学物理》、《工程数学》、《工程力学》等。与本课程之间联系是： 1)高等数学：本课程需要高等数学中微分学、积分学、场论等方面 的基础知识； 2)大学物理：大学物理中的力学、分子物理学和热力学以及振动和 波都是学习本课程的基础； 3)工程力学：工程力学是学习本课程的重要基础，特别是其中连续 介质取分离体的概念，应力的概念，受力分析与平衡方程式，牛 顿第二定理及动量定律等。 本课程的后续课程：《传热传质学》、《流体输配管网》、《暖通空调》、《制冷原理与设备》、《汽轮机》等，本课程是学好这些后续课程必备的专业基础。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 第一章绪论（4学时） 1．流体力学的研究对象、任务及应用(B)； 2．作用在流体上的力(A)； 3．流体的主要力学性质(A)； 4．流体的力学模型(B)。 作业：P12—P13，习题1-3、1-7、1-9、1-12、1-14. 第二章流体静力学（8学时） 1．流体静压强及其特性(A)；
3.2风道的水力计算 水力计算是通风系统设计计算的主要部分。它是在确定了系统的形式、设备布 置、各送、排风点的位置及风管材料后进行的。 水力计算最主要的任务是确定系统中各管段的断面尺寸，计算阻力损失，选择 风机。 3.2.1水力计算方法 风管水力计算的方法主要有以下三种： (1)等压损法 该方法是以单位长度风道有相等的压力损失为前提条件，在已知总作用压力的情况下，将总压力值按干管长度平均分配给各部分，再根据各部分的风量确定风管 断面尺寸，该法适用于风机压头已定及进行分支管路阻力平衡等场合。 (2)假定流速法 该方法是以技术经济要求的空气流速作为控制指标．再根据风量来确定风管的 断面尺寸和压力损失．目前常用此法进行水力计算。 (3)静压复得法 该方法是利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻力，根据这的断面尺寸，此法适用于高速风道的水力汁算。 3.2.2水力计算步骤 现以假定流速法为例，说明水力计算的步骤： (1)绘制系统轴测示意图，并对各管段进行编号，标注长度和风量。通常把流量 和断面尺寸不变的管段划为一个计算管段。 (2)确定合理的气流速度 风管内的空气流速对系统有很大的影响。流速低，阻力小，动力消耗少，运行 费用低，但是风管断面尺寸大，耗材料多，建造费用大。反之，流速高，风管段面 尺寸小，建造费用低，但阻力大，运行费用会增加，另外还会加剧管道与设备的磨 损。因此，必须经过技术经济分析来确定合理的流速，表 3-2 ，表 3-3 ，表 3-4 列出了不同情况下风管内空气流速范围。 表 3-2 工业管道中常用的空气流速（m/s） 建筑物类管道系统的 风速靠近风自然通机械通机处的极限 别部位 风风流速吸入空气的百叶 0－ 1.02－4 窗 吸风道1-22－6 辅助建筑支管及垂直0.5-1. 2－510－ 12风道5 水平总风道 0.5-1. 5－8 近地面的进0.2-0.0.2 －