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1、单击此处编辑母版标题样式,第二级单击此处编辑母版文本样式,第三级,*,Henan,Unjversity,of Science and Technology,泵与风机,单击此处编辑母版标题样式,第二章 泵与风机的性能,第一节 功率、损失与效率,第二节 泵与风机的性能曲线,第三节 性能曲线的测试方法,1,第一节 功率与效率,一、功率,1.,有效功率,P,e,2.,轴功率,P,3.,原动机功率,P,g,2,P,m,机械损失功率,P,V,容积损失功率,P,h,流动损失功率,P,h,q,V,T,H,T,P,q,V,H,T,P,e,q,V,H,P,由于结构、工艺及流体粘性的影响，流体流经泵与风机时不可避免
2、地要产生各种能量损失。,哪些,损失？在哪些部位？与那些因素有关？,措施,。,3,容积损失：,由于泵的,泄漏,、液体的,倒流,等所造成，使得部分获得能量的高压液体返回去被重新作功而使排出量减少浪费的能量。容积损失用,容积效率,v,表示。,机械损失：,由于,泵轴与轴承,间、,泵轴与填料,间、叶轮,表面与液体间的摩擦,等机械原因引起的能量损失。机械损失用,机械效率,m,表示。,流动损失,:,由于液体具有,粘性,，在泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生,碰撞,、导致旋涡等引起的,摩擦,阻力、局部阻力和,冲击,能量损失。水力损失用,水力效率,h,表示。,损失与效率,P,m,机械损失功率,P,V,容积损失功率,P
3、,h,流动损失功率,P,h,q,V,T,H,T,P,q,V,H,T,P,e,q,V,H,P,泵或风机内部的能量平衡图,4,（一）机械损失和机械效率,圆盘摩擦损失,是因为叶轮在壳体内的流体中旋转，,叶轮两侧的流体,，由于受离心力的作用，形成,回流运动,，此时,流体和,旋转的叶轮,机械损失主要包括,轴端密封与轴承的摩擦损失,及,圆盘摩擦损失,两部分。,轴端密封与轴承的摩擦损失,与轴承、轴封的结构形式、填料种类、轴颈的加工工艺以及流体的密度有关，约占轴功率,P,的,1%,3%,，大中型泵多采用机械密封、浮动密封等结构，轴端密封的摩擦损失就更小。,发生摩擦,而产生能量损失，约占轴功率的,2%10%,，
4、是机械损失的主要部分。,5,（,1,）合理地压紧填料压盖，对于泵采用机械密封。,减小机械损失的一些措施,（,2,）对给定的扬程，增加转速，相应减小叶轮直径。,（,4,）适当选取叶轮和壳体的间隙，可以降低圆盘摩擦损失，一般取,B,/,D,2,=2%,5%,。,（,3,）试验表明，,将铸铁壳腔内表面涂漆,后，效率可以提高,2%,3%,，,叶轮盖板和壳腔粗糙面用砂轮磨光,后，效率可提高,2%,4%,。一般来说，风机的盖板和壳腔较泵光滑，风机的效率要比水泵高。,6,（二）容积损失和容积效率,泵与风机由于转动部件与静止部件之间存在间隙，当叶轮转动时，在间隙两侧产生压力差，因而使部分由叶轮获得能量的流体从
5、,高压侧通过间隙向低压侧泄漏,，称为容积损失或泄漏损失。,容积损失主要发生在：叶轮入口与,外壳密封环之间的间隙；平衡轴向力,装置与外壳间的间隙和轴封处的间隙；,多级泵的级间间隙处；,7,减小泵容积损失的措施,为了减小叶轮入口处的容积损失,q,1,，,一般在入口处都装有密封环（承磨环或口环），如图下所示。,检修中应将密封间隙严格控制在规定的范围内，密封间隙过大,q,1,；,密封间隙过小,P,m1,；,平面式密封环,中间带一小室,的密封环,曲径式密封环,直角式密封环,曲径式密封环,锐角式密封环,曲径式密封环,8,通风机的容积损失发生在以下部位：,气体通过通风机的轴或轴套与机壳之间的间隙,向外泄漏,
6、。由于轴或轴套的直径较小，由此产生的外泄漏可忽略不计。,气体,通过叶轮进口与进气口之间的间隙,流回到叶轮进口的低压区。,和泵的情况类似，容积,损失,q,的大小和间隙形式有关。,通风机容积损失示意图,（二）通风机的容积损失,9,（三）流动损失和流动效率,流道断面变化、转弯等会使产生涡流而引起,涡流（,扩散）损失,；流体和各部分流道壁面摩擦会产生,摩擦损失,；由于工况改变，偏离设计流量时，入口流动角与叶片安装角不一致，会引起,冲击损失,。流动损失发生在吸入室、叶轮流道、导叶和壳体中。,1.,摩擦损失和涡流损失与流量的平方成正比,，可定性地用下式表示：,10,2.,冲击损失,当流量偏离设计流量时,，
7、流体速度的大小和方向要发生变化，在叶片入口和从叶轮出来进入压出室时，,流动角不等于叶片的安装角,。,11,泵与风机的总效率：,由上述分析可知，泵与风机的总效率等于,流动效率,、,容积效率,和,机械效率,三者的,乘积,。,有效功率,P,e,12,泵与风机的总效率：,因此，要提高泵与风机的效率就必须在设计、制造及运行等各方面注意减少机械损失、容积损失和流动损失。离心式泵与风机的总效率视其容量、型式和结构而异，目前离心泵总效率约在,0.60,0.90,的范围，离心风机的总效率约在,0.70,0.90,，高效风机可达,0.90,以上。轴流泵的总效率约为,0.70,0.89,，大型轴流风机可达,0.90
8、,左右。,13,1,、泵与风机的性能及性能曲线,3,、,性能曲线的,绘制方法（,试验方法及借助比例定律,）,2,、,性能曲线的,作用,能直观地反映,泵与风机,的总体性能，对其所在系统的安全和经济运行意义重大；,作为设计及修改新、老产品的依据；相似设计的基础；,主要,的,H,-,q,V,或,p,-,q,V,P,-,q,V,-,q,V,NPSH,-,q,V,其次,第二节泵与风机的性能曲线,u,2,w,2,v,2,V,2m,V,2u,2a,一,.,离心泵与风机的性能曲线,一,、扬程与,流量性能曲线（,H,-,q,V,）,15,H,T,u,2,2,/g,2a,90,16,第二节泵与风机的性能曲线,在固
9、定转速下，不论叶型如何，泵或风机理论上的流量和扬程关系是线性的。,q,VT,0,时，,H,T,u,2,2,/g,三种叶型,，,cot,2,所代表的曲线斜率不同，具有,各自的曲线倾向,。,17,泵与风机的性能曲线,从理想,H,T,-,q,VT,性能曲线出发，进行修正：,有限叶片修正，乘上小于,1,的系数,K,，得到,H,T,-,q,VT,直线,(H,T,=KH,T,),；,扣除摩擦损失和冲击损失，得到,H-,q,VT,曲线；,(H=,h,H,T,),画出容积损失,H,T,-,q,vT,曲线,对泄漏的流量进行修正,得,H-,q,v,曲线,(,q,V,=,v,q,vT,),。,理想情况,H,T,2y,90,2y,q,Vk,。,4.,后弯式的三种基本类型,后弯式叶轮的,q,V,-H,性能曲线，总的趋向是随着流量的增加而下降，但由于其结构形式和,出口安装角,2a,、叶片数,z,、叶片形状的不同,，就使后弯式叶轮的,q,V,-H,性能曲线具有不同的形状。,k,24,u,1,w,1,v,1,u,2,w,2,v,2,25,26,
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