第二章 离心泵与风机的基本理论
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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。