泵与风机基础知识
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泵与风机属通用的流体机械。
它是将原动机的机械能传递给流体,使流体获得压力能和动能的机械。
泵与风机的流量、扬程、全压与转速有关。
转速越高,则输送的流量、扬程、全压亦越大。
叶轮级数减少,轴变粗短。
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。
假设(1)泵与风机内流动的流体为无黏性流体。
在推导方程时可不计能量损失。
(2)叶轮上叶片厚度无限薄,叶片数无穷多,所以流道的宽度无限小,那么流体完全沿着叶片的弯曲形状流动。
分析(1)当叶轮内流量减小到某一值时,即Wm 降低到某一值时,会出现叶片工作面上的相对速度W=0。
若流量再下降时,则在叶片的工作面上出现逆流。
所以,对于每个叶轮都有一个临界的工作流量。
泵与风机运转时,输送的流量低于这个临界流量时,会在叶片的工作面上产生逆流。
(2)如果流道内的流量不变,则轴向漩涡与叶片数Z (即流道宽度B )有关,与泵与风机叶轮的旋转角速度W 有关。
目前,大容量的锅炉给水泵转速都较高,因此有可能在叶片的工作面上出现12m k B B R ωω⎛⎫>+⎪⎝⎭,产生逆流的速度区,造成扬程下降。
为此,需要改变流道宽度B ,或装置长短叶片。
黏性流体在泵与风机中流动时,存在沿程阻力,局部阻力及冲击阻力损失,使扬程或全压下降。
因为在推导公式时,曾作了两个假设,假设与实际情况并不相符,因而实际应用时,须进行修正。
离心式叶轮叶片的型式:后弯式叶片、前弯式叶片、径向式叶片采用后弯式叶片原因:(1)后弯式叶片流动效率高(2)后弯式叶片流道效率高(3)后弯式叶片性能稳定离心泵主要部件:叶轮、吸入室、压出室、轴向力和径向力平衡装置及轴端密封装置。
叶轮组成:前盖板、叶片、后盖板、轮毂。
单吸与双吸之分。
一、叶轮由前盘、后盘、叶片和轮毂组成。
前盘的形式有多种,如图示。
叶片是主要部件。
按叶片的出口安装角分类:有前向叶片、后向叶片、径向叶片二、机壳由蜗壳、进风口和风舌等零部件组成。
1)蜗壳蜗壳是由蜗板和左右两块侧板焊接或咬口而成。
作用:●是收集从叶轮出来的气体;二.泵壳三、泵座四、轴封装置离心式泵与风机的工作原理和性能参数离心式泵与风机的工作原理叶轮随原动机的轴转时,叶片间的流体也随叶轮高速旋转,受到离心力的作用,被甩出叶轮的出口。
被甩出的流体挤入机(泵)壳后,机(泵)壳内流体压强增高,最后被导向泵或风机的出口排出。
同时,叶轮中心由于流体被甩出而形成真空,外界的流体在大气压沿泵或风机的进口吸入叶轮,如此源源不断地输送流体。
当叶轮旋转时,在叶片进口“另一方面又沿叶片方向作相对流动,其相对速度为流体在进、出口处的绝对速度v应为为了便于分析,将绝对速度v分解为与流量有关的径向分速度vr和与压力有关的切向分速vu。
径向分速度的方向与半径方向相同,切向分速与叶轮的圆周运速度v和u之间的夹角叫做叶片的工作角离心式泵与风机的基本方程—欧拉方程假定把它当做一元流动来讨论,也就是用流束理论进行分析。
这些基本假定是:)流动为恒定流)流体为不可压缩流体)叶轮的叶片数目为无限多,叶片厚度(涡,在(如图),0.75~0.85,它说明了涡流欧拉方程的物理意义在速度三角形中,由余弦定理得:v2cosα= u2+v2-2u2v u2,2(u22+v22–w22)/2(u12+v12–w12)/2泵与风机的损失与效率5. 4. 1流动损失与流动效率、流动损失根本原因:流体具有粘性、进口损失流体进入叶道之前发生了预旋转,叶片做功减小,使气流角发生了旋转,理论扬程下降。
它与流量差的平方成正比。
)D25.5性能曲线及叶型对性能的影响5. 5. 1泵与风机的理论特性曲线1、三种性能曲线A、H=f1(Q);B、N=f2(Q);C、η=f3(Q)。
泵与风机知识点能量方程式为什么静能头好过动能头?动能头要在叶轮后的导叶或蜗壳中部分转化为静能头,而静能头转化成动能头损失小,动能头转化成静能头损失大。
在其他条件相同的情况下,为什么轴流式能头低于离心式?对于轴流式叶轮,由于u1=u2=u,所以静能头第一项为零。
为什么实际中轴流式叶片做成翼形断面?为了使进口面积小于出口面积,提高无穷多叶片时进口相对速度,从而提高静能头。
提高无限多叶片时理论能头的几项措施○1一般尽量使进流角α1≈90度(对于离心式叶轮,进口近似为径向流入,而对于轴流式,近似为轴向流入)○2加大叶轮外径D2和提高转速n。
增大D2和n后影响均可以提高理论能头,但增大D2会使摩擦损失增加,效率下降,同时使结构尺寸、重量和制造成本增加;此外还要受到材料强度、工艺要求的限制,不能过分增大。
///提高转速,可以减小叶轮直径,因而减小了结构尺寸和重量,降低制造成本,同时提高效率,但是转速的提高受到材料强度及泵的汽蚀性能、风机噪声限制,也不能无限制提高。
叶片出口安装角比较β2y对理论能头和反作用度影响○1β2y↑理论能头从零增加到最大值,其他条件相同时,前向>径向>后向○2随着β2y↑反作用度↓,其他条件一定时,反作用度只与β2y 有关,后向>径向>前向。
三种型式离心式叶轮特点比较○1从流体获得能量的角度看,前向式大,后向式小,径向式居中○2从效率观点看,后向式高,前向式低,径向式居中(前向式动能头转化损失大)○3从结构尺寸的角度看,在流量、转速一定时,要达到相同的理论能头,前向式小,后向式大,径向式居中○4从磨损和积垢角度看,径向式好,前向式差,后向式居中○5从功率特性的角度看,后向式好,前向式差,径向式居中叶片出口安装角的选用原则○1为了提高泵与风机的效率和降低噪音,工程上对离心式泵多采用后向式,叶片出口安装角取20-30度,对离心式风机也多采用后向式,取40-90度,高效风机一般在30-60度之间○2为了提高能头和流量,缩小尺寸,减轻重量,工程上对小型通风机也可采用前向式○3由于径向式防磨、防积垢性能好,可用作引风机、排尘风机和耐磨高温风机以及某些类型的渣浆泵等。