泵与风机 复习资料

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1． 离心式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？

答：离心泵

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。

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。

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。

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。

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。

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

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

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。

集流器：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。

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。

2． 轴流式泵与风机有哪些主要部件？各有何作用？

答：叶轮：把原动机的机械能转化为流体的压力能和动能的主要部件。

导叶：使通过叶轮的前后的流体具有一定的流动方向，并使其阻力损失最小。

吸入室（泵）：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。

集流器（风机）：以最小的阻力损失引导气流均匀的充满叶轮入口。 扩压筒：将后导叶流出气流的动能转化为压力能。

3. 离心式泵与风机有哪几种叶片形式？各对性能有何影响？为什么离心泵均

采用后弯式叶片？

答：后弯式：＜90°时，cot为正值，越小，cot越大，则越小。即随不断减

小，亦不断下降。当减小到等于最小角时，。

径向式：=90°时，cot =0，=。。

前弯式：＞90°时，cot为负值，越大，cot越小，则越大即随不断增大，亦不

断增大。当增加到等于最大角时，。

以上分析表明，随叶片出口安装角的增加，流体从叶轮获得的能量越大。因

此，前弯式叶片所产生的扬程最大，径向式叶片次之，后弯式叶片最小。

当三种不同的叶片在进、出口流道面积相等，叶片进口几何角相等时，后弯式

叶片流道较长，弯曲度较小，且流体在叶轮出口绝对速度小。因此，当流体流

经叶轮及转能装置(导叶或蜗壳)时，能量损失小，效率高，噪声低。但后弯式

叶片产生的总扬程较低，所以在产生相同的扬程(风压)时，需要较大的叶轮外

径或较高的转速。为了高效率的要求，离心泵均采用后弯式叶片，通常为

20°～30°。

4. 轴流式泵与风机与离心式相比较，有何性能特点？使用于何种场合？

答:轴流式泵与风机的性能特点是流量大，扬程低，比转数大，流体沿轴向流

入、流出叶轮。目前国内外大型电站普遍采用轴流式风机作为锅炉的送引风

机、轴流式水泵作为循环水泵。

5. 离心式和轴流式泵与风机在启动方式上有何不同？

答：离心式泵与风机，在空载时，所需轴功率（空载功率）最小，一般为设计

轴功率的30%左右。在这种状态下启动，可避免启动电流过大，原动机过载。

所以离心式泵与风机要在阀门全关的状态下启动。

轴流式泵与风机，功率P在空转状态（=0）时最大，随流量增加而减小，为避

免原动机过载，对轴流式泵与风机要在阀门全开状态下启动。

6. 何谓汽蚀现象？它对泵的工作有何危害？

答：汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象。

危害：（1）材料破坏 （2）噪声和振动（3）性能下降

7. 为什么泵要求有一定的几何安装高度？在什么情况下出现倒灌高度？ 答：提高吸水性能，使泵在设计工况下工作时不发生汽蚀。

当吸水池液面压力等于该温度下液体所对应的饱和压力Pv时，出现倒灌高度。

8. 电厂的给水泵及凝结水泵为什么都安装在给水容器的下面？

答：给水泵的吸入容器是除氧器，凝结水泵的吸入容器是凝汽器，除氧器和凝

汽器里都是饱和状态，即液面压力等于该温度下水的饱和压力。为了避免发生

汽蚀，需采用倒灌高度，因此给水泵及凝结水泵都安装在水容器的下面。

9. 何谓有效汽蚀余量和必需汽蚀余量，二者有何关系？

答：有效汽蚀余量NPSHa：指泵在吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化

压力（饱和蒸汽压力）的富余能量。有效汽蚀余量是指由泵安装条件所确定的

汽蚀余量

必需汽蚀余量NPSHr：指液体在泵吸入口的能头对压力最低点处静压能头的富

余能头。对于给定泵，在给定转速和流量下必需具有的汽蚀余量称为必需汽蚀

余量，常用NPSHr表示。又称为泵汽蚀余量，是规定泵要达到的汽蚀性能参数

二者关系：当NPSHr＞NPSHa时，泵内发生汽蚀；

当NPSHr＜＝NPSHa时，泵内不会发生汽蚀；

当NPSHr＝＝NPSHa时，处于临界状态。

10. 提高转速后，对泵的汽蚀性能有何影响？

答：对同一台泵来说，当转速变化时，汽蚀余量随转速的平方成正比关系变

化，即当泵的转速提高后，必需汽蚀余量成平方增加，泵的抗汽蚀性能大为恶

化。

11. 提高泵的抗汽蚀性能可采用那些措施？基于什么原理？

答：一、提高泵本身的抗汽蚀性能

(1)降低叶轮入口部分流速。一般采用两种方法：①适当增大叶轮入口直径；②

增大叶片入口边宽度。也有同时采用既增大又增大的方法。这些结构参数的改

变，均应有一定的限度，否则将影响泵效率。

(2)采用双吸式叶轮。双吸式叶轮的必需汽蚀余量是单吸式叶轮的63％，因而

提高了泵的抗汽蚀性能。

(3)增加叶轮前盖板转弯处的曲率半径。这样可以减小局部阻力损失。

(4)叶片进口边适当加长。即向吸人方向延伸，并作成扭曲形。 (5)首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料。如采用含镍铬的不锈钢、铝青铜、磷青

铜等。

二、提高吸入系统装置的有效汽蚀余量

可以采取如下措施：

(1)减小吸入管路的流动损失。即可适当加大吸入管直径，尽量减少管路附件，

如弯头、阀门等，并使吸人管长最短。

(2)合理确定两个高度。即几何安装高度及倒灌高度。

(3)采用诱导轮。主叶轮前装诱导轮，使液体通过诱导轮升压后流入主叶轮(多

级泵为首级叶轮)，因而提高了主叶轮的有效汽蚀余量，改善了泵的汽蚀性能。

(4)采用双重翼叶轮。双重翼叶轮由前置叶轮和后置离心叶轮组成，与诱导轮相

比，其主要优点是轴向尺寸小，结构简单，且不存在诱导轮与主叶轮配合不

好，而导致效率下降的问题。所以，双重翼离心泵不会降低泵的性能，却使泵

的抗汽蚀性能大为改善。

(5)采用超汽蚀泵。在主叶轮之前装一个类似轴流式的超汽蚀叶轮，其叶片

采用了薄而尖的超汽蚀翼型，使其诱发一种固定型的汽泡，覆盖整个翼型叶片

背面，并扩展到后部，与原来叶片的翼型和空穴组成了新的翼型。其优点是汽

泡保护了叶片，避免汽蚀并在叶片后部溃灭，因而不损坏叶片。

(6)设置前置泵。采用在给水泵前装置低速前置泵，使给水经前置泵升压后再进

入给水泵，从而提高了泵的有效汽蚀余量，改善了给水泵的汽蚀性能；同时除

氧器的安装高度也大为降低。这是防止给水泵产生汽蚀、简单而又可靠的一种

方法。

12. 什么是泵与风机的运行工况点？泵（风机）的扬程（全压）与泵（风机）

装置扬程（装置风压）区别是什么？两者又有什么联系？

答：将泵本身的性能曲线与管路特性曲线按同一比例绘在同一张图上，则这两

条曲线相交于一点，这点即泵在管路中的工作点。

区别：泵(风机)的扬程：是提供能量的,随流量的增加扬程降低,曲线下降。

装置扬程：管路系统所消耗的能量，随流量的增加，扬程增加，曲线上升。

关系：当二者相等时，泵（风机）稳定工作。

13. 试述泵与风机的串联工作和并联工作的特点？

答：并联特点：扬程彼此相等，总流量为每台泵（风机）输出流量之和。 串联特点：流量彼此相等，总扬程为每台泵（风机）扬程之和。

14. 泵与风机并联工作的目的是什么？并联后流量和扬程（或全压）如何变

化？并联后为什么扬程会有所增加？

答：（1）泵与风机并联工作的目的是保证扬程相同时增加流量。

（2）两台泵并联后的流量等于各泵流量之和，与各泵单独工作时相比，

两台泵并联后的总流量小于各泵单独工作时流量的二倍，而大于一台泵单独工

作时的流量。并联后每台泵工作流量较单独工作时的较小。

（3）因为输送的管道仍是原有的，直径也没增大，而管道摩擦损失随流量的增

加而增大了，从而导致总阻力增大，这就需要每台泵都提高它的扬程来克服增

加的阻力，故并联后扬程大于并联前扬程。

15. 泵与风机串联工作的目的是什么？串联后流量和扬程（或全压）如何变

化？串联后为什么流量会有所增加？

答：（1）泵与风机串联工作的目的是提高扬程。

（2）两台泵串联工作时所产生的总扬程小于泵单独工作时扬程的二倍，

而大于串联前单独运行的扬程。

（3）因为扬程的增加大于管路阻力的增加，致使富裕的扬程促使流量增

加。

16. 泵与风机运行时有哪几种调节方式？其原理是什么？各有何优缺点？

答：变速调节：原理是在管路特性曲线不变时，用变转速改变泵与风机的性能

曲线，从而改变工况点。优点是大大减少附加的节流损失，在很大变工况范围

内保持较高的效率。缺点是投资昂贵。

节 流调节：原理是在管路中装设节流部件，利用改变阀门开度，使管路

的局部阻力发生变化，来达到调节的目的。①出口端节流：只改变管路特性曲

线。优点是方法可 靠，简单易行。缺点是调节方式不经济，而且只能在小于设

计流量一方调节。②入口端节流：既改变管路特性曲线，也改变风机本身的性

能曲线。同一流量下，入口 端节流损失小于出口端节流损失，但由于入口端调

节会使进口压力下降，对于泵有引起汽蚀的危险，只能适用于风机。

入口导流器调节：原理是改变风机本身性能曲线。优点是节省功率。只

适用于风机。

汽蚀调节：原理是利用泵的汽蚀特性来调节流量，改变泵本身的性能曲

线。优缺点：对通流部件损坏并不严重，可使泵自动调节流量，减少运行人

员，降低水泵耗电。如果汽轮机负荷常变，特别是长期在底负荷下时采用汽蚀

调节会使寿命大大降低。只适用于泵。