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第十二章泵与风机第一节泵与风机的主要性能参数和分类一、泵与风机的主要性能参数泵与风机的基本性能参数主要有：流量q V、能头（扬程H或全压p）、轴功率P sh、有效功率P e、效率和转速n等。
1、流量泵与风机在单位时间内所输送的流体量，通常用体积流量q V表示，单位为m3/s，m3/h。
质量流量与体积流量的关系：M=Qρ2 、能头单位重力或单位体积流体通过泵或风机所获得的机械能。
对于泵：通常用扬程H表示，单位为m；h=Hg对于风机：通常用全压p表示，单位为Pa。
P=hρ其中，下标“1”、“2”分别为泵与风机的进口和出口截面。
3、功率和效率泵或风机的功率通常是指输入功率，即原动机传递到转轴上的轴功率，以符号Ne表示。
泵或风机的输出功率，即流体单位时间内获得的能量，称为有效功率N 。
N=Mh=ρgQH=PQ有效功率和轴功率之比为泵与风机的效率。
л=N/N e4、转速泵与风机轴每分钟的转数，通常用n表示，单位为r/min。
5、其它基本性能参数是一个和泵与风机的几何尺寸和工作性能相联系的相似判别数（或称特征数），可以表示泵与风机的结构特点及工作性能。
二、泵与风机的分类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。
1.离心泵与风机，轴流泵与风机的叶片型式及其特点离心式：1、径向式叶片：叶片的弯曲方向沿叶轮的径向展开，叶片出口几何角为90°2、后弯式叶片：叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，叶片出口几何角小于90°3、前弯式叶片：叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相同，叶片出口几何角大雨90°特点：（1）在其他条件相同的前提下，扬程随出口叶片安装角的增加而增大；（2）前弯式叶片的扬程最大，径向叶片次之，后弯式叶片的扬程最小；1、后弯式叶片风机应用最广；对于后弯式风机，风机流量增大，风机的轴功率也增大，增大至最大值后便不再增加，这种性能使电动机不会超载。
2、前弯式叶片风机主要用于低压、中小风量的场合，且要求输送的气体中不存在固体小颗粒。
小颗粒会在叶片中积存。
前弯式风机有一不稳定工作区，风机工作时要避开该不稳定区，因此安全工作区域较窄前弯式风机的轴功率随风量的增大而增大，并且持续全过程，可能导致电机过载。
3、径向式风机适用于输送的气体中含有大量的固体颗粒。
在产生相同全压情况下，径向式风机的转速除了前弯式以外是最低的，因此固体颗粒在叶片表面上的运动速度较低。
径向式风机的性能比较稳定。
轴流式：2.离心·轴流泵与风机的基本结构型式及适应场合轴流式：五种常见结构形式1.单个叶轮。
这种形式泵与风机效率不高，一般为百分之70—80。
适用于小型低压轴流泵和低压轴流通风机2.单个叶轮后设置导叶。
这种效率优于单个叶轮形式，一般为百分之80—88。
在轴流泵和轴流通风机中普遍应用，目前，火力发电厂的轴流送引风机大都采用这种型式3.单个叶轮前设置导叶。
这种型式的轴流风机结构尺寸较小，占地面积较小，其效率可达78％--82％。
在火力发电厂中子午加速轴流风机常采用这种型式。
由于考虑泵气蚀的缘故，轴流泵一般不能有这种型式。
4.单个叶轮前，后均设置导叶。
其效率为82％--85％这种型式如果前置导叶可调，则流风机在变工况状况下工作有较好的效果。
绪论一、重点、难点提示1．重点（1）泵与风机在热力发电厂中的地位与作用（2）泵与风机的主要性能参数（3）叶片式泵与风机的分类2．难点（1）泵扬程的定义（2）风机全压的定义与组成3．考核目标（1）知道泵、风机的定义。
（2）能在“热力发电厂生产过程示意图”中正确标示出各主要泵与风机，知道其名称和所起的作用。
（3）熟知泵与风机的主要性能参数（流量、扬程、全压、功率、效率和转速）的定义、符号和常用单位。
（4）知道泵按产生压力大小的分类以及各类泵的压力范围。
（5）知道风机按产生全压大小的分类。
（6）能简述叶片式泵与风机的分类。
（7）能简述容积式泵与风机的分类。
泵与风机是将原动机的机械能转换为被输送流体能量的一种机械。
输送液体的称为泵；输送气体的称为风机。
泵与风机的工作介质是流体，所以它们属于流体机械类。
第一章泵与风机的基本理论重点、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。
.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。
泵与⻛风机第8讲第2章 泵与风机的性能第2章 泵与风机的性能1. 功率、损失与效率性能参数2. 泵与风机的性能曲线离心式泵与风机和轴流式泵与风机后弯式叶轮和前弯式叶轮2. 泵与风机的性能曲线：泵与风机的性能曲线：反应性能参数间变化关系的曲线。
通常是指在一定的转速下，以流量为基本变量，其他各参数随流量改变而变化的曲线。
典型的性能曲线：H = f1（q V）, p = f1’（q V）;P = f2（q V）;η= f3（q V ）; NPSH = f4 （q V)泵与风机的主要性能参数：n 流量q Vn 扬程H（全压p）n 轴功率Pn 效率ηn 汽蚀余量NPSH=u 2T ∞g (u 2T ∞−q V T πD 2b 2ctg β2a )=u 2T ∞2g −u 2T ∞ctg β2a g πD 2b 2q V T =A -Bq V T 直线方程理想状态下，H T ∞随着q VT 呈直线关系变化，且直线的斜率由β2a 决定。
2.1 离心式泵与风机性能曲线流量与扬程性能曲线（q V -H ）H T ∞=1g u 2T ∞v 2u T ∞v 2uT ∞=u 2T ∞−v 2mT ∞ctg β2a ,v 2mT ∞=q V T πD 2b 2(1) β2a < 90°(后弯式叶片)TT -V Bq A H =∞ 2.1 离心式泵与风机性能曲线流量与扬程性能曲线（q V -H ）(2) β2a = 90°(径向式叶片)(3) β2a ＞90°(前弯式叶片)ctg β2a >0， B 为正值， q VT 增加，H T ∞逐渐减小。
ctg β2a =0，B=0，H T ∞= A=u 22/g ，平行于横坐标的直线。
ctg β2a <0， B 为负值， q VT 增加，H T ∞随之增加。
非理想状态下（有限叶片数、流体黏性），需要进行性能曲线的修正： ∞=T T KH H 2.1 离心式泵与风机性能曲线流量与扬程性能曲线（修正）（1） 有限叶片数的影响 g u K H q 22T VT ,0==0,0T T ==∞H H （2） 各种损失的影响摩擦及涡流损失冲击损失 容积损失H T ∞=u 2T ∞2g −u 2T ∞ctg β2a g πD 2b 2q V T =A -Bq V T H Vq 流动损失2.1 离心式泵与风机性能曲线流量与扬程性能曲线（修正）） 有限叶片数的影响 ） 各种损失的影响 b-b摩擦及涡流损失: c-c冲击损失: d-d容积损失: e-e流量与功率性能曲线（q V -P ） TVT h H gq P ρ=H T =KH T ∞=K u 2T ∞2g −K u 2T ∞ctg β2a g πD 2b 2q VT =A '−B 'q VT )''()''(2VTVT VT VT h q B q A g q B A gq P −=−=ρρ抛物线方程2.1 离心式泵与风机性能曲线流动功率： PP P P P h m m =Δ−=η轴功率去掉机械损失功率的剩余功率，用于对通过叶轮的流体做功 输入流动功率 轴功率： ηρη1000H gq P P V e==流量与功率性能曲线（q V -P ） 2.1 离心式泵与风机性能曲线q VT -P h 性能曲线 )''()''(2VTVT VT VT h q B q A g q B A gq P −=−=ρρ(1) β2a < 90°（后弯式叶片）存在过载烧毁电机的可能性，而后向几乎不会发生超载现象。
