泵与风机的基本性能参数

流体力学泵与风机方程式（Z+p/γ）=C 从物理学：Z项是单位重量液体质点相对于基准面的位置势能，p/γ项是单位重量液体质点的压力势能，Z+p/γ项是单位重量液体的总势能，（Z+p/γ）=C表明在静止液体中，各液体质点单位重量的总势能均相等。

从水力学：Z为该点的位置相对于基准面的高度，称位置水头，p/γ是该点在压强作用下沿测压管所能上升的高度，称压强水头，Z+p/γ称测压管水头，它表示测压管液面相对于基准面的高度，（Z+p/γ）=C表示同一容器的静止液体中，所有各点的测压管液头均相等。

——————————————等压面：①在连通的同种静止液体中，水平面必然是等压面②静止液体的自由液面是水平面，该自由液面上各点压强均为大气压钱，所以自由液面是等压面③两种不同液体的分界面是水平面，故该面也是等压面——————————————绝对压强=相对压强+真空压强——————————————压强的量度单位：①用单位面积上所受的压力来表示，单位N/m2，或Pa②用液柱的高度来表示，mH2O、mmHg、mmH2O，h=p/γ③用大气压的倍数来表示，单位为工程大气压和标准大气压，1atm=101.325kPa。

——————————————流线：同一时刻流场中一系列流体质点的流动方向线，即在流场中画出的一条曲线，在某一瞬时，该曲线上的任意一点的流速矢量总是在该点与曲线相切。

迹线：某一流体质点在连续时间内的运动轨迹。

——————————————能量方程式的意义（物理意义）：z表示单位重量流体的位置势能，简称位能，简称位能，p/γ表示单位重量流体的压力势能，简称压能，av2/2g表示单位重量流体的平均势能，简称动能，hw表示克服阻力所引起的单位能量损失，简称能量损失，z+p/γ表示单位势能，z+p/γ+av2/2g表示单位总机械能。

（几何意义）方程式中各项的单位都是米，具有长度量纲[L]表示某种高度，可以用几何线段来表示，流体力学上称为水头，z称为位置水头，p/γ称为压强水头，av2/2g 称为流速水头，hw称为水头损失，z+p/γ称为测压管水头（Hp），z+p/γ+av2/2g称为总水头（H）——————————————沿程水头损失：在管路中单位水流的沿程能量损失。

1 泵与风机常见损失有哪几种？用哪几个参数评价这些损失的大小？答：机械容积流动机械损失功率，容积损失功率，流动损失功率2.泵与风机的基本性能参数有哪些？试叙述其定义。

答：流量：泵与风机在单位时间内所输送的流体量扬程：单位重量的液体通过泵时所获得的能量增加值。

全压：单位体积气体通过风机时所获得的能量增加值。

功率：原动机功率：原动机传递给泵与风机转轴上的功率。

轴功率：单位时间内通过泵与风机获得的功率效率：有效功率比轴功率转速：泵与风机每分钟的转数汽蚀余量：有效汽蚀余量泵在吸入口处单位重量液体所获得的超过汽化压力的富裕能头。

必需汽蚀余量液体在泵吸入口处的能头对压力最低点处静压能头的富裕能头。

3.在推导泵与风机基本方程式之前有那些假设? 推导泵与风机基本方程式的理论依据是什么?写出离心泵的基本方程式。

答：a 叶轮叶片数为无限多且无限薄，流体完全沿着叶片形状流动b叶轮中流体为无粘性流体，即理想流体c不可压缩流体无能量损失d稳定流动动量矩定理：在定常流动中，在单位时间内流体质量的动量矩变化等于作用在该流体上的外力矩。

4.简述离心泵的工作原理。

答：利用旋转叶轮产生离心力，借离心力输送流体，并提高其压力，流体沿轴向进入叶轮转90度后沿径向流出，流体排出后在叶轮进口形成真空，流体则由吸入室吸入。

叶轮连续旋转，流体则不断被吸入和输出。

5.简述轴流泵的工作原理。

答：利用旋转叶轮叶片作用在流体上的升力来输送流体，并提高其压力，流体沿轴向并沿轴向流出，流体流出后在进口形成真空，流体由吸入喇叭管吸入。

叶轮连续旋转，流体则不断被吸入和输出。

6.何谓轴流式风机的动叶可调？有什么优点？答：动叶可调即改变动叶安装角，可以改变性能曲线的形状，从而使性能参数随之改变，因此随工况变化来调整动叶安装角调节方便经济，流量变化大而扬程变化不大，最大效率点变化也不大，可在较大流量范围内保持较高效率。

7.试述风机入口导流器调节的工作原理。

答：通过调节入口导流器，叶片安装角，来使其后级叶轮的入口速度三角形发生改变，从而改善性能曲线。

一名词解释。

1．扬程：单位重量液体通过泵后所获得的能量。

2．全压：单位体积气体通过风机后所获得的能量。

3．转速：泵与风机轴每分钟的转数。

4．泵与风机的效率：有效功率与轴功率之比的百分数。

5．轴功率：原动机传到泵与风机轴上的功率。

6．机械损失：轴与轴承、轴与轴封的机械磨擦所引起的损失和叶轮圆盘摩擦阻力损失之和。

7．机械效率：轴功率减去机械损失与轴功率之比的百分数．8．容积效率：泵与风机实际输送的流量与理论流量之比。

9．几何相似：原型和模型的泵与风机，各过流部件对应的线性尺寸成同一比例，对应的角均相等。

10．比转速：由泵与风机主要性能参数组成的一个综合特征数。

11．性能曲线：泵与风机在一定的转数下，扬程、轴功率、效率与流量的关系曲线。

12．无因次性能曲线：一系列相似的泵与风机采用无因次性能参数绘制的曲线。

13．有效汽蚀余量：单位重量的液体在泵人口超过汽化压头富裕的能量。

14．汽蚀：液体汽化、产生气泡至气泡的破裂，以致造成材料破坏的全过程称为汽蚀。

15．运动相似：指原型和模型泵与风机各对应点上的同名速度方向相同，速度之比相等16．泵与风机的并联运行：两台或两台以上泵与风机向同一母管输送流体的工作方式．17．泵与风机的串联运行：流体依次顺序地通过两台或两台以上泵或风机向管路系统输送流体的工作方式。

18．变速调节：利用泵与风机改变转速时。

性能曲线将改变，但管路性能曲线不变，从而改变运行工况点的调节方式。

19．节流调节：用改变装在管路上的调节阀问开度的方法，改变管路损失的值，从而改变管路特性曲线和运行工况点。

20．管路特性曲线：管路系统中通过的流量与流体流动所需要的能量之间的关系曲线．21．泵与风机：是将原动机的机械能转换成流体能量的机械。

二．判断题。

1.在管路性能不变的条件下，改变风机前后的工况时相似的。

（√）2.后弯式叶轮的Qv---p性能曲线变化较缓慢，当流量增加时，原动机不容易过载。

（√）3.水泵的扬程是吸水高度和压水高度的总和。

《泵与风机_》思考题1.泵与风机可以分为哪几大类？发电厂主要采用哪种类型的泵与风机？为什么？答：a、按压力等级分类（1）泵：①高压泵: ≥6MPa；②中压泵: 2～6MPa；③低压泵:≤2MPa（2）风机：①空压机:≥340kPa；②鼓风机:15～340kPa；③通风机:≤15kPab、按工作原理分类（1）水泵：① 叶片式：离心式；轴流式；混流式；旋涡式② 容积式：往复式（活塞式、柱塞式等），回转式（滑片式、螺杆式等）③ 其他类型：真空泵、射流泵等（2）风机：① 叶片式：离心式；轴流式；混流式② 容积式：往复式（活塞压气机），回转式（罗茨式、螺杆式等）发电厂中主要采用轴流十风机作为锅炉送，引风机，用轴流式水泵作为循环水泵。

与离心式泵与风机相比轴流式泵与风机除了具有流量大，扬程（风压）低的特点外，在结构上还具有一下特点：1结构简单，紧凑，外形尺寸小，重量轻。

2动叶可调轴流式泵与风机，由于动叶安装角可随外界负荷的变化而改变，因而变工况时调节性能好，可保持较宽的高效工作区3动叶可调轴流式泵与风机因轮毂中装有叶片调节机构，转子结构较复杂，制造安装精度要求高4噪声较大。

2.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：1.流量：泵与风机在单位时间内所输送流体的体积或质量2.扬程：单位质量液体流过水泵叶轮所增加的能量压力：单位质量气体流过风机叶轮所增加的能量3.转速：旋转机械在单位时间内的转动次数4.汽蚀余量：水泵叶轮进口处单位质量液体所必需具有的超过其汽化压力的富余能量5.功率：设备或装置系统的单位时间能耗值6.损失和效率：设备或装置系统内存在各种损失，其输出功率与消耗功率值不相等，两者之比称为效率铭牌上标出的都是指额定工况下的参数3.水泵的扬程和风机的全压两者有何区别及联系？答：扬程：单位质量液体流过水泵叶轮所增加的能量压力：单位质量气体流过风机叶轮所增加的能量4.离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？答：1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2吸入室：以最小的阻力损失，引导液体平稳地进入叶轮，并使叶轮进口处的液体流速分布均匀。

.泵与风机有性能参数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 。

主要部件？各有何作用？答：离心泵 1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。

2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。

3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。

4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。

5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。

6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1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2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。

3集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。

4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。

离心式泵与风机工作原理。

答离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，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。

流体在旋转的叶轮内是如何运动？用什么速度表示？速度矢量组成图形？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。

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；流体相对于叶轮的运动称相对运动，其速度用相对速度w 表示；流体相对于静止机壳的运动称绝对运动，其速度用绝对速度v 表示。

1.泵与风机的基本性能参数。

2. 离心式叶轮按出口安装角β2y的大小可分为三种型式。

3、泵与风机的损失主要。

4、离心式泵结构的主要部件。

5、轴流式通风机的主要部件。

1．泵与风机的性能曲线主要包括（）。

A扬程与流量、B轴功率与流量、C效率与流量。

2.泵与风机管路系统能头由（）项组成。

A流体位能的增加值、B流体压能的增加值、C各项损失的总和。

3、通风机性能试验需要测量的数据（）。

A压强、B流量、C功率、D、转速、 E 温度。

4、火力发电厂常用的叶片泵（）A给水泵、B循环水泵、 C 凝结水泵、 D 灰渣泵。

5、泵与风机非变速调节的方式。

（）A节流调节、B分流调节、C前导叶调节、 E 动叶调节。

1.简述离心式泵与风机的工作原理？2. 影响泵与风机运行工况点变化的因素？3、泵与风机串并联的目的？4、比转速有哪些用途？1.有一单吸单级小型卧式离心泵，流量q v=68m3/h,NPSH c=2m,从封闭容器中抽送温度400C 的清水，容器中液面压强为8.829kPa,吸入管路总的流动损失Σh w=0.5m，试求该泵的允许几何安装高度是多少？（水在400C时的密度为992kg/m3。

对应的饱和蒸汽压强7374Pa。

）2.有一输送冷水的离心泵，当转速为1450r/min时，流量q v=1.24m3/s，扬程H=70m，此时所需的轴功率P sh=1100KW，容积效率ηv=0.93，机械效率ηm=0.94，求流动效率为多少？（已知水的密度ρ=1000kg/m3）。

1、试分析启动后水泵不输水（或风机不输风）的原因及解决措施？2.试分析泵与风机产生振动的原因？1、液力偶合器的主要部件，变速调节特点，性能特性参数，在火力电厂中的优点？。

泵与风机的基本特征参数及意义：泵：①流量，指单位时间通过泵的液体体积②扬程，指单位质量的液体在泵内所获得的总能量③转速，泵叶轮每分钟旋转的周数叫转速④功率，分为轴功率和有效功率，轴功率指原动机传给泵轴的功率，有效功率指单位时间内液体自泵所获得的实际能量⑤效率，指泵的有效功率和轴功率之比⑥允许吸上真空度，这参数表示泵的吸液能力。

风机：①流量，指单位时间通过风机的气体体积②全压，单位体积的气体在风机所获得的总能量③转速，风机叶轮每分钟旋转的周数④功率，风机功率有轴功率和有效功率，轴功率指原动机传给风机的功率，有效功率指单位时间内气体自风机所获得的实际能量⑤效率，指风机的有效功率与轴功率之比。

影响泵或风机性能的损失及原因：①流动损失，根本原因在于流体具有粘滞性②容积损失，部件与部件之间必然存在缝隙，这使部分流体从缝隙中泄露到低压区或大气中，然而这部分流体显然已从风机中获得能量，未能有效利用③机械损失，指轴承与轴封的摩擦损失及叶轮转动时，外壳与机壳内液体之间的圆盘摩擦损失④轮阻损失，因为流体具有粘性，当叶轮旋转时，引起液体与叶轮前后盘外侧面和轮与周围液体的摩擦损失离心泵与风机的叶片有哪几种型式及优缺点：后弯式，径向式，前弯式⑴前弯式叶片叶轮获得的理论压头最大，径向其次，后弯最小⑵对同一转速，产生同样的理论压头，前弯叶片叶轮直径最小⑶前弯式叶轮，动能大，意味着流体流速大，流动损失大，效率低，因而离心泵全采用后弯式叶片叶轮⑷当三种不同叶片进出口流道面积相等，叶片进口几何角相等时，后弯式叶片流道大，弯曲角度小，流体出口绝对速度小，能量损失小，效率高，噪声低，但总扬程低。

离心泵全部采用后弯式叶片叶轮，它功能大，流体流速大，而流动损失大，效率低。

大型风机为了增加效率降低噪声，也几乎采用后弯式叶片叶轮。

中小型风机，效率不是主要考虑因素，也有采用前弯式叶片叶轮。

微型风机，大都采用前弯式叶片叶轮，能使轮径和外形做得较小轴流式风机的主要部件及作用：⑴叶轮，用来对流体做工，提高流体能量的部件⑵导叶，使通过叶轮的前后流体具有一定的流动方向，并使阻力损失最小⑶集流器和疏流罩，改善气体进入风机的条件，使气体在流入叶轮的过流面积变小，以减少入口流动损失，提高风机效率⑷扩散器，将流体的功能部分的转换为压力能，提高风机静效率。

泵与风机原理泵与风机的基本参数一．泵的基本性能参数流量扬程功率和效率转速比转速1流量指泵在单位时间内所输送的液体量。

通常用体积流量Q表示，单位是L/s、m3/s、m3/h，这些单位可以互相换算。

对于非常温水或其它液体也可以用重量流量G表示，单位是N/ s、kN/ s。

重量流量和体积流量的关系为：G=ρg Q式中ρ----液体的密度, kg/ m3g------重力加速度m/ s22扬程泵的扬程，又称能头（也有用全压表示的，如给水泵），是指单位重量液体从泵进口截面1经叶轮到泵出口截面2所获得的机械能（或势能和动能）的增加值。

用H表示，单位是m。

其数学表达式可写为：H = E2 - E1E2= p2/ρg+ v22/2g+ Z2 E1= p1/ρg+ v12/2g+ Z1p2、p1——————泵出口、进口截面处液体的压力，N/ m2。

v2、v1——————泵出口、进口截面处液体的绝对速度，m /s。

Z2、Z1——————泵出口、进口截面中心到基准面的距离，m。

3功率轴功率：作为泵性能参数的泵的功率通常是指输入功率，也就是原动机传到泵轴上的功率，故称为轴功率，用N表示。

有效功率：通过泵的液体在单位时间内从泵中获得的能量成为泵的有效功率。

由于这部分能量被流出泵的液体所携带，故又称为输出功率，用N e表示。

内功率：泵叶轮在单位时间内传递给被输送液体的能量称为泵的内功率，用N i表示。

原动机功率：由于原动机轴和泵轴之间的传动存在有机械损失，所以，原动机功率（一般指原动机的输出功率）通常要比轴功率大些。

4效率效率：轴功率和有效功率之差是泵内产生的损失功率，其大小用泵的效率来衡量。

有效功率和轴功率之比称为泵的效率，亦称泵的总效率。

用η表示。

η=N e/N*100%内效率：泵的有效功率和内功率之比为泵的内效率。

用ηi表示，即：ηi=N e/Ni*100%5转速指泵每分钟的转数，用n表示，单位为：r/min.它是影响泵性能的一个重要因素，当转速发生变化时，泵的流量、扬程、功率等都要发生变化。