2 第二章 离心泵与风机的基本理论

离心泵与风机的工作原理
离心泵和风机啊，那可真是了不起的存在！就好像是大力士和飞毛腿一样，为我们的生活提供着强大的动力。

你看那离心泵，它就像是一个不知疲倦的勇士，拼命地把液体从一个地方抽到另一个地方。

它的工作原理其实很简单啦，就是通过叶轮的高速旋转，产生离心力，把液体给甩出去。

这就好像我们扔东西一样，用力一甩，东西就飞出去了。

离心泵不也是这样嘛，叶轮一转，液体就被快速地甩出去啦，然后就顺着管道去到它该去的地方。

这多神奇啊！
再说说风机，它简直就是空气的推动者。

它的原理呢，和离心泵有点类似，也是通过旋转来产生力量。

风机的叶轮一转起来，那风就呼呼地吹起来啦。

想象一下，要是没有风机，我们的很多设备怎么散热呢？我们的通风系统怎么工作呢？它就像是一个默默无闻的英雄，一直在背后为我们服务着。

离心泵和风机在我们生活中的应用可太多啦！在工厂里，它们帮助输送各种液体和气体；在建筑中，它们保证了通风和空调系统的正常运行；在农业上，它们可以用来灌溉农田。

它们真的是无处不在，不可或缺啊！
难道不是吗？它们就像是我们生活中的好伙伴，默默地为我们付出。

它们不需要太多的关注和照顾，只要给它们通上电，它们就会全力以赴地工作。

我们真应该好好珍惜它们，好好利用它们的力量。

总之，离心泵和风机虽然看起来很普通，但它们的作用却是无比巨大的。

它们让我们的生活变得更加便捷，更加美好。

我们真的要感谢这些伟大的发明，感谢它们为我们所做的一切。

高等学校教学用书流体力学与流体机械习题参考答案主讲：陈庆光中国矿业大学出版社张景松编.流体力学与流体机械, 徐州：中国矿业大学出版社，2001.6（2005.1重印）删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13《流体力学与流体机械之流体力学》第一章 流体及其物理性质1-8 1.53m 的容器中装满了油。

已知油的重量为12591N 。

求油的重度γ和密度ρ。

解：312591856.5kg/m 9.8 1.5m V ρ===⨯；38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。

用 4.8N F =的水平力拉它以0.8m/s U =速度移动（图1-6）。

若油的密度3856kg/m ρ=。

求油的动力粘度和运动粘度。

解：29.6N/m F A τ==，Uh τμ=， 所以，0.12Pa s hU τμ==，42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===⨯1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。

其间充满粘度0.65Pa s μ=的油液（图1-7）。

当油液厚度8mm h =时。

问匀速下滑时平板的速度是多少。

解：sin 20 6.84F G N ==，57Pa s FAτ==， 因为Uhτμ=，所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ⨯=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动（图1-8）。

间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=。

当转速950r/min n =时，求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。

解：将接触面沿圆柱展开，可得接触面的面积为：20.050.10.016m A dL ππ==⨯⨯=接触面上的相对速度为：2 2.49m/s 2260d d nu πω=== 接触面间的距离为：0.05mm 2D dδ-==接触面之间的作用力：358.44N du F AA dy uδμμ=== 则油膜的附加阻力矩为：8.9N m 2dM F== 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。

离心式泵与风机的工作原理和特点？
离心式泵与风机的工作原理：启动前进口处需充满流体，流体进入叶轮后，通过电机带动叶轮高速旋转，在离心力的作用下，通过排出口排出，进口处的流体
轴承油位过高或过低有什么危害？
总体来讲油位过高或过低都会造成轴承问题升高，但是造成温度身高的原理不一样：油位过高会使油环因运动阻力而打滑或脱落，油分子之间的相互摩擦会使轴承温度升高。

同时还会使间隙大的地方漏油量增大，油位过低会使轴承因润滑不良而发热，严重可能会把轴承烧坏。

风机喘振
风机喘振是指风机在不稳定区工作时，产生的压力和流量呈现时大时小的脉动现象。

当风机发生喘振时，风机的流量和压力呈现这种周期性的反复变化，会使气流发生猛烈的碰撞，会使风机产生剧烈的振动和噪声，这种振动可能导致风机和轴承的损坏，从而影响生产的运行。

为什么离心泵要空负荷启动，轴流泵要带负荷启动？
因为根据离心泵的性能曲线，可以看出离心泵的功率最小发生在空负荷状态，为了防止在启动时的启动电流过大而烧坏电机，所以离心泵在启动时要关闭出水阀门，。

《泵与风机》Pump&fan一、课程基本信息学时:32学分：2考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30%）中文简介：《泵与泵站》是给水排水工程专业的一门专业必修课。

主要讲述离心泵的工作原理、基本性能、水泵机组配置、运行工况的图解法和数解法原理、泵站对土建的要求和特点、泵站噪声消除及其维护管理方法；介绍其它泵与风机的基本性能及其应用；学会给水泵站和排水泵站设计的原理和方法。

是《环境工程学》、《建筑给水排水工程》和《给水排水管网工程》等专业课的基础课程。

二、教学目的与要求第一章绪论1.掌握水泵的定义；2.了解合理设计泵站具有重要的经济意义；3.按工作原理对水泵进行分类；4.了解不同种类水泵的使用范围及发展趋势。

第二章叶片式水泵1.识读水泵构造图，能准确说出离心泵各部件的构造特点和作用；2.理解水泵的工作原理，水泵铭牌意义，叶片泵基本方程式的意义；3.学会计算水泵配套电机的耗电量和电费；4.掌握闭闸启动、比例律、相似工况抛物线（也称等效率曲线）、比转数（ns）、切削律、切削抛物线、横加法原理、允许吸上真空高度HS等重要概念；5.掌握推导水泵扬程公式及公式应用方法，掌握绘制水头损失特性曲线、水泵装置的管道系统特性曲线和图解法求水泵工况点的方法，掌握水泵串联、并联、调速及换轮运行的特性曲线绘制方法，掌握准确计算水泵安装高度的方法；6.了解叶片泵常用的几种调节方法，了解水泵并联后流量、杨程及轴功率变化规律，了解水泵调速和换轮运行的优点，了解水泵启动前的准备工作、水泵的启动程序和停车程序，水泵性能曲线型谱图及其应用，了解轴流泵、混流泵的适应范围及使用条件，了解给排水工程中常用叶片泵的使用和安装特点；7.简述水泵的型号意义并归纳总结水泵运行中应注意的问题。

第三章其它水泵1.了解射流泵构造、工作原理及应用；2.了解往复泵的构造、工作原理及应用；3.了解螺旋泵的构造、工作原理及应用；4.了解真空泵的构造、工作原理及应用；5.了解离心式风机和轴流式风机的构造、性能参数及应用。

离心式泵与风机的工作原理离心式泵是一种常见的水泵类型，其工作原理基于离心力的作用。

离心力是指物体在旋转或移动时产生的向外的力，这种力使离心式泵能够将液体从低压区域输送到高压区域。

离心式泵主要由一个旋转的叶轮和一个固定的泵壳组成。

液体从泵的进口流入泵壳，然后被叶轮旋转起来。

当叶轮旋转时，离心力使液体被推向离心力的方向。

液体随后通过泵壳的出口排出。

离心式泵的工作原理可以用以下步骤来描述：1. 液体进入泵壳：液体从泵的进口进入泵壳。

进口通常位于泵的中心位置。

2. 液体被叶轮旋转：液体通过进口流入泵壳后，叶轮开始旋转。

叶轮通常由多个叶片组成，这些叶片被设计成特定的形状，以增加液体的离心力。

3. 离心力作用：当叶轮旋转时，离心力开始作用。

离心力使液体沿着叶轮的径向方向移动，并被推向离心力的方向。

4. 液体被排出：液体通过泵壳的出口排出。

出口通常位于泵壳的边缘位置。

离心式泵广泛应用于工业领域和家庭领域。

在工业领域，离心式泵通常被用于输送各种液体，如水、石油、化工液体等。

在家庭领域，离心式泵常被用于供水系统和暖气系统中。

除了离心式泵，风机也是一种常见的机械设备，其工作原理与离心力有关。

风机是一种能够产生气流的设备，其主要工作原理是利用风叶旋转时产生的离心力来推动空气运动。

风机通常由一个旋转的风叶和一个外壳组成。

当风叶旋转时，离心力使空气被推向离心力的方向，从而导致气流的产生。

风机的工作原理可以用以下步骤来描述：1. 空气进入风机：空气从风机的进口进入风机。

进口通常位于风机的中心位置。

2. 空气被风叶旋转：空气通过进口进入风机后，风叶开始旋转。

风叶通常由多个叶片组成，这些叶片被设计成特定的形状，以增加风叶旋转时产生的离心力。

3. 离心力作用：当风叶旋转时，离心力开始作用。

离心力使空气沿着风叶的径向方向移动，并被推向离心力的方向。

4. 空气被推出：空气通过风机的出口被推出。

出口通常位于风机的边缘位置。

风机广泛应用于空调系统、通风系统和工业生产中。

2-1试述离心泵与风机的工作原理。

通过入口管道将流体引入泵与风机叶轮入口，然后在叶轮旋转力的作用下，流体随叶轮一同旋转，由此就产生了离心力，使流体沿着叶轮流道不断前进，同时使其压力能和动能均有所提高，到达叶轮出口以后，再由泵壳将液体汇集起来并接到压出管中，完成流体的输送，这就是离心泵与风机的工作原理。

2-2离心泵启动前为何一定要将液体先灌入泵内？离心泵是靠叶轮旋转产生离心力工作的，如启动前不向泵内灌满液体，则叶轮只能带动空气旋转。

而空气的质量约是液体（水）质量的千分之一，它所形成的真空不足以吸入比它重700多倍的液体（水），所以，离心泵启动前一定要将液体先灌入泵内。

2-3提高锅炉给水泵的转速，有什么优缺点？泵与风机的转速越高：（1）它们所输送的流量、扬程、全压亦越大；（2）转速增高可使叶轮级数减少，泵轴长度缩短。

（3）泵转速的增加还可以使叶轮的直径相对地减小，能使泵的质量、体积大为降低。

所以国内、外普遍使用高转速的锅护给水泵。

但高转速受到材料强度、泵汽蚀、泵效率等因素的制约。

2-4如何绘制速度三角形？预旋与轴向旋涡对速度三角形有什么影响？1.如何绘制速度三角形？速度三角形一般只需已知三个条件即可画出：（1）圆周速度u（2）轴向速度v m（3）叶轮结构角βg 角即可按比例画出三角形。

（1）计算圆周速度u 60Dn uπ=在已知和叶轮转速n 和叶轮直径D （计算出口圆周速度u 2时，使用出口直径，反之，使用入口直径，以此类推）以后，即可以求出圆周速度u ；（2）叶轮结构角βg通常是已知的值，因为它是叶轮的结构角，分为入口和出口。

（3）轴向速度v m因为过流断面面积(m 2)与轴向速度v m （m/s ）的乘积，就是从叶轮流过的流体的体积流量（m 3/s ），因此，只要已知体积流量，并计算出过流断面的面积，即可得出轴向速度v m (m/s),由此既可以绘制出速度三角形。

2.预旋与轴向旋涡对速度三角形有什么影响？(1)预旋对速度三角形的影响？流体在实际流动中，由于在进入叶轮之前在吸入管中已经存在一个旋转运动，这个预先的旋转运动称为预旋。

《流体机械》部分第一章 泵与风机的分类及工作原理1、泵与风机的分类基工作原理2、泵与风机的特性参数水泵：流量，扬程H （单位重量的液体在泵内所获得的总能量，单位为m ），转速，功率（轴功率、有效功率()1000kW Na HQ γ=），效率，允许吸上真空度。

风机：风量，风压P （单位体积的气体在风机内所获得的总能量，单位为Pa ），转速，功率（轴功率、有效功率()1000kW Na HQ =），效率。

第二章 泵与风机的基本理论1、速度三角形2、离心式泵与风机的基本方程式 （1）理论流量：222T r Q D b c ψπ=（2）叶片无限多时的理论压头基本方程：()22111T u u H u c u c g∞=± 222222211221222T u u w w c c H g g g∞---=++（3）叶片出口安装角对压头分配的影响（前弯290β> 、径向290β= 、后弯290β< 叶片叶轮的性能）3、离心式泵与离心风机的典型特性曲线4、轴流风机的速度三角形和基本方程式()21T u u uH c c g=±，()21T u u P u c c ρ=± 5、轴流通风机的特性曲线（特点）全压特性曲线静压特性6、泵与风机的相似理论（1）相似条件：几何形似、运动相似、动力相似（含义）（2）相似定律：彼此相似的泵或风机在相似工况点的压头、流量、功率之间的比例关系，利用相似定律可以将依据模型实验的结果推算出实物的特性，以及当工作介质、转速发生变化后的特性。

2222m m m m D P n P n D ρρ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭322m m m D Q n Q n D ⎛⎫= ⎪⎝⎭3522m m m m D N n N n D ρρ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（3）比例定律：当泵或风机转速变化时，对应工况点的压头、流量和功率分别按转速比的平方、一次方和三次方而变化。