第2章-泵与风机的理论基础课件.ppt

1、流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System第二章 泵与风机的理论基础感性认识！感性认识！流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System第三章 泵与风机的理论基础感性认识！感性认识！流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.1 离心式泵与风机的基本结构离心式泵与风机的基本结构2.1.1离心式风机的离心式风机的基本结构基本结构（1）叶轮：）叶轮：前盘前盘、叶片叶片（2）机壳：）机壳：蜗壳、进风口蜗

2、壳、进风口（3）进气箱（大型风机）进气箱（大型风机）（4）前导器（大型风机）前导器（大型风机）（5）扩散器）扩散器第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.1 离心式泵与风机的基本结构离心式泵与风机的基本结构2.1.2离心式泵的离心式泵的基本结构基本结构（1）叶轮）叶轮（2）泵壳）泵壳（3）泵座）泵座（4）轴封装置）轴封装置第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.2离心式泵与风机的工作原理及性能参数

3、离心式泵与风机的工作原理及性能参数过程：流体受到离心力的作用经叶片被甩出叶轮挤入机（泵）壳流体压强增高排出叶轮中心形成真空外界的流体吸入叶轮不断地输送流体。2.2.1离心式泵与风机的工作原理第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.2离心式泵与风机的工作原理及性能参数离心式泵与风机的工作原理及性能参数实质：实质：能量的传递和转化过程。电动机高速旋转的机械能被输送流体的动能和势能。在这个能量的传递和转化过程中，必然伴随着诸多的能量损失，这种损失越大，该泵或风机的性能就越差，工作效率越低。2.2.1离

4、心式泵与风机的工作原理离心式泵与风机的工作原理第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.2离心式泵与风机的工作原理及性能参数离心式泵与风机的工作原理及性能参数2.2.2离心式泵与风机的性能参数离心式泵与风机的性能参数（1）流量 Q (m3/s, m3/h)（2）扬程H/全压 P (mH2O,Pa)（3）功率：有效功率Ne；轴功率N (kW)（4）效率 (%)（5）转速 n (r/min)单位时间内流体从离心式泵与风机中获得的总能量。Ne=QH=PQ原动机传递到泵与风机轴上的输入功率。NNe =Ne

5、/N第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.3离心式泵与风机的基本方程离心式泵与风机的基本方程欧拉方程欧拉方程2.3.1绝对速度与相对速度、牵连速度绝对速度与相对速度、牵连速度uwv绝对速度：运动物体相对于静止参照系的速度。相对速度：运动物体相对于运动参照系的速度。牵连速度：运动参照系相对于静止参照系的速度。第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.3.2流体在叶轮中的运动与速度三角形流体在叶轮中的

6、运动与速度三角形第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System流体在叶轮中运动的速度三角形流体在叶轮中运动的速度三角形uvu-叶片工作角-叶轮安装角与与流量流量有关有关的径向分速的径向分速与与压力压力有关有关的切向分速的切向分速第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System角已知602dnrurbvFvQrrT已知流量和叶轮的转速，求速度三角形：已知流量和叶轮的转速，求速度三角形：叶片排挤系数：叶片排挤系数：反映叶片

7、厚度对流道过流面积的阻挡程度。叶轮宽度环周面积：环周面积：b作母线绕轴心旋转一周所成的曲面。第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System基本假定（1）恒定流（2）不可压缩流（3）叶片数目无限多，厚度无限薄（4）理想流动（无能量损失）2.3.3欧拉方程欧拉方程第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System欧拉方程欧拉方程“动量矩动量矩”定理定理)(1122TuTuTvrvrQMTTHgQMN)(11122TuTTuT

8、TvuvugHruT理想流体-叶片无限多“1”进口“2”出口QT-体积流量M合外力矩N外加功率HT-理论扬程第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System欧拉方程分析欧拉方程分析)(11122TuTTuTTvuvugH（1）理论扬程HT，单位是输送流体的“流体柱高度”。仅与流体的速度三角形有关，与流动过程无关。（2）流体所获得的理论扬程HT与被输送流体的种类无关。只要叶片进、出口处的速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或气柱高度（扬程）。（3）代表的是单位重量流量获得的全部能量，包括压力能和动能。 第二章

9、 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.3.4欧拉方程的欧拉方程的修正修正)(11122TuTTuTTvuvugH)(11122TuTTuTTvuvugH1TTHHK恒定流不可压缩*叶片无限多，无限薄*理想流动K称为环流系数。它说明轴向涡流的影响，有限多叶片比无限多叶片作功小，这并非粘性的缘故，对离心式泵与风机来说，K值一般在0.780.85之间。 第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System190时，进口切向

10、分速vu1v1cos10。理论扬程将达到最大值。这时流体按径向进入叶片的流道，理论扬程方程式就简化为： TuTTvugH221第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System为简明起见，将流体运动诸量中用来表示理想条件的下角标“T”去掉 ：221uTvugH第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.3.5欧拉方程的物理意义欧拉方程的物理意义TdTjTHHgvvgwwguuH222212222212122第一项是

11、离心力作功，使流体自进口到出口产生一个向外的压能增量。第二项是由于叶片间流道展宽、相对速度降低而获得的压能增量，它代表叶轮中动能转化为压能的份额。由于相对速度变化不大，故其增量较小。 第三项是单位重量流体的动能增量。利用导流器及蜗壳的扩压作用，可取得一部分静压。 第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System例题例题2-1有一离心水泵，叶轮外径有一离心水泵，叶轮外径D2=22cm，叶轮，叶轮出口宽度出口宽度b2=1cm，叶轮出口安装角，叶轮出口安装角2=22，转数，转数n=2900r/min，理论流量，理

12、论流量QT=0.025m3/s，设液体径向流入叶轮，即，设液体径向流入叶轮，即1=90，求，求u2、w2、v2及及2，并计算无，并计算无限多叶片叶轮的理论能头限多叶片叶轮的理论能头HT。第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution SystemsmvwsmbDQvsmnDurTr/67. 922sin62. 3sin/62. 301. 022. 014. 3025. 0/38.33060290022. 014. 36022222222解解第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transporta

13、tion and Distribution SystemmgvuHvvsmuwuwvTr05.8381. 9989. 068.2438.33cos44. 8;146. 0sin/68.24cos2222222222222222第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.4泵与风机的损失与效率2.4.1 流动损失与流动效率流动损失与流动效率1、流动损失、流动损失-根本原因在于流体的黏滞性。流体在进口前预旋现象（流体流经叶轮时由轴向转变为径向）；相对速度并非沿叶片切向（流量变化引起）-形成撞击损失；叶轮

14、进口出口的摩擦损失；边界层分离及涡流损失等。第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.4.1 流动损失与流动效率流动损失与流动效率gvHiih2222iihvp以流体力学计算损失公式的形式按单项分别估算，流动总损失的叠加公式如下：单位为m单位为Pa阻力系数由经验数据或实验确定。第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution SystemThTThHHHHHThTThPpPPP2、流动效率、流动效率实际扬程或全压与其理论扬程

15、或全压之比，叫做流动效率。即，第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution SystemqQQQQTe2.4.2 泄漏损失与泄漏效率泄漏损失与泄漏效率1、泄漏损失、泄漏损失泄漏损失的形成：外泄漏和内泄漏损失（缝隙和平衡孔造成）。间隙越小损失越少。第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution SystemqQQQQTe2.4.2 泄漏损失与泄漏效率泄漏损失与泄漏效率2、泄漏效率、泄漏效率泄漏量，可以估算。吸入叶轮的理论流量。实际流量。第二章

16、泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System由于流体的黏性而使流体与叶轮前、后外侧面、轮缘及周围流体间的摩擦损失，称为轮阻损失。2.4.3 轮阻损失与轮阻效率轮阻损失与轮阻效率 1、轮阻损失、轮阻损失2232DuNr摩擦损失总功率（KW）轮阻损失计算系数0.81-0.88第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.4.3 轮阻损失与轮阻效率轮阻损失与轮阻效率 irirNNN 2、轮阻效率、轮阻效率于流体的功率。为内功

17、率。即实际消耗iN第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.4.4 泵与风机的功率与效率泵与风机的功率与效率1、泵与风机的耗功率有效功率Ne(KW)：流体经过泵与风机后单位时间获得的能量。1000PQNe流体通过泵或风机的全压,Pa流体通过泵或风机输送的容积流量,m3/s第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System内功率Ni：消耗于流体的功率(KW)。轴功率Ns：泵与风机轴上的输入功率(KW)。 rhiNq

18、QpPN)(misNNN机械传动损失,KW摩擦损失总功率，KW泄露量，m3/s流体通过泵或风机输送的容积流量,m3/s流体通过泵或风机的全压,KPa流体总损失,KPa第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2、泵与风机的效率、泵与风机的效率ististstsstsMmrehsesimrehieiPPNQPPPNQPkNkNNN全压压效率NNNN stst 静压内效率：静压内效率：静压总效率：静压总效率：电动机容量储备系数电动机容量储备系数；选配电机功率选配电机功率机械传动效率机械传动效率内效率内效率

19、流动效率,%泄露效率,%轮阻效率,%第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.5 性能曲线及叶型对性能的影响性能曲线及叶型对性能的影响2.5.1泵与风机的理论特性曲线泵与风机的理论特性曲线)( )( )(321QfQfNQfH1、定义：泵与风机的流量Q与扬程H、功率N和效率三者之间的关系以曲线形式绘在以Q为横坐标的图上，这些曲线叫做特性曲线。第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2、HT-QT曲线：分

20、析基础-欧拉方程。221uTvugH2222ctgvuvruconstnDunctgbDQuguctggvuguHTrT602222222222222一定，则TTQBctgAH2222rTvbDQuvu第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System叶片形式第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distributi

21、on System3、NT-QT曲线：分析基础-欧拉方程。TTTeHQNN222)(TTTTTQDctgCQctgBQAQN（理想状况下）第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System结论：结论：前向型叶片前向型叶片易发生电机易发生电机超载。后向超载。后向型几乎不会型几乎不会发生超载现发生超载现象。象。第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System1)叶片的几种形式：前向、后向及径向2)叶片安装角对压力的影响3)几种

22、叶片形式的比较2.5.2 叶型对性能的影响叶型对性能的影响第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.5.3 泵与风机的实际性能曲线泵与风机的实际性能曲线第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.5.3 泵与风机的实际性能曲线泵与风机的实际性能曲线HNQ(H(HTT-Q-QTT) )u22/g(H(HT T-Q-QT T) )u22/g(H-Q) )撞击损失撞击损失沿程和局部沿程和局部阻力损失阻力损失q

23、q(N-Q) )(-Q) )q-H流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System离心风机的性能曲线离心风机的性能曲线第二章 泵与风机的理论基础流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.1 泵与风机的相似原理泵与风机的相似原理第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数1. 相似理论在泵与风机中的重要作用相似理论在泵与风机中的重要作用 在新产品的设计中，在新产品的设计中，进行模化试验以验进行模化试验以验证其性能是否达到要求。证其性能是否达到

24、要求。 按相似关系进行设计，这种方法称为按相似关系进行设计，这种方法称为相相似设计法或模化设计法似设计法或模化设计法，其优点是计算简，其优点是计算简单、性能可靠。单、性能可靠。 由性能参数的相似关系，在改变转速、由性能参数的相似关系，在改变转速、叶轮几何尺寸及流体密度时，可叶轮几何尺寸及流体密度时，可进行性能进行性能参数的相似换算参数的相似换算。流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.1 泵与风机的相似原理泵与风机的相似原理第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数2. 相似条件相似条件要保证流体

25、流动过程力学相似必须同时满足几何相似、运动相似、动力相似。-几何相似是前提；-动力相似是保证；-运动相似是目的。流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数-几何相似是前提；-动力相似是保证；-运动相似是目的。212121212211aaaaDDbbkDDbb1212121212121122uuwwvvuuwwvvReReEuEu 惯性力惯性力/粘性力粘性力=Du/ 总压力总压力/惯性力惯性力=P/(v2 )流 体 输 配 管 网Fluid Transportatio

26、n and Distribution System2.6.1 泵与风机的相似原理泵与风机的相似原理第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数3.入口速度三角形相似入口速度三角形相似要检查所有各对应点是否满足上述各种关系式，来判断两泵与风机的流通过程是否相似是很困难的，也是不必要的。实际上实际上在在几何相似几何相似的泵与风机中，只要能保持的泵与风机中，只要能保持叶叶片入口速度三角形相似片入口速度三角形相似，且对应点的惯性且对应点的惯性力与粘性力的比值相等力与粘性力的比值相等，则其流动过程必，则其流动过程必然相似。然相似。若流量系数相等，则入口速度三角形相似。流 体 输 配 管

27、 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.1 泵与风机的相似原理泵与风机的相似原理第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数若流量系数相等，则入口速度三角形相似。2211222111222222111222,44,44uuuuuDvbDuDQQuDvbDuDQQ1111, uvuvQQ则流量系数相等若4/222uDQQ4/222uDQQ流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.1 泵与风机的相似原理泵与风机的相似原理第二章 泵与风机的理论基础

28、2.6 相似率与比转数相似率与比转数相似工况流动过程相似的工作状况。当两泵或风机的两个工作状况的流动过程相似，则它们的对应工况称为相似工况。即当一台泵或风机性能曲线上某点A（对应泵与风机的某个工作状况）与另一台与其相似的泵或风机性能曲线上的A所对应的流动相似，则A与A为相似工况点，所表示的工况为相似工况。在相似工况下，可推导出下列结果： 流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.1 泵与风机的相似原理泵与风机的相似原理第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数在相似工况下，其运动相似，则必然满足动力

29、相似的条件。212111vvpp222222vvpp2211pppppppppppppp121222112222vpvp2222vPvP2222uPuP流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.1 泵与风机的相似原理泵与风机的相似原理第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数22uPP相应的静压系数：相应的静压系数：功率系数：功率系数：4/1023222uDNNQPN22uPPstst*两个泵与风机相似时，两个泵与风机相似时，它们的它们的无因次参数无因次参数都是都是相等的。相等的。,NQP全压系数：

30、全压系数：流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.2 泵与风机的相似率及应用泵与风机的相似率及应用第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数1.相似律相似律-流量相似关系-扬程(全压)相似关系-功率相似关系 nnDDnDDnDDuDuDQQ322222222222222)(4422222222222222)()(nnDDnDnDuuPP2222)()(nnDDPPHH3522352352)()(nnDDnDnDNN流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distri

31、bution System2.6.2 泵与风机的相似率及应用泵与风机的相似率及应用第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数2.应用应用-泵与风机相似工况参数的换算流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.3 比转数比转数第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数1.比转数的公式比转数的公式2222)()(nnDDppnnDDQQ322)(QQDDnn322)(QQnnPPnn323)()(43214321)()(PQnPQn4321)(PQnns无因次综合特性参数相等。流 体

32、输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.3 比转数比转数第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数2.比转数的公式说明比转数的公式说明(1)实际计算有工程习惯问题实际计算有工程习惯问题风机：风机：P为换算到标准状态的全压。为换算到标准状态的全压。水泵：水泵：H为水泵扬程，为水泵扬程，mH2O。43212 . 1PQnns432165. 3HQnns(2)用最高效率点的参数计算。用最高效率点的参数计算。(3)相似工况下泵与风机的比转相似工况下泵与风机的比转数相等，但比转数相等不是相数相等，但比转数相等不是相

33、似的充分条件。似的充分条件。流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6.3 比转数比转数第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数3.比转数的应用比转数的应用（1）用比转数划分泵与风机的类型）用比转数划分泵与风机的类型泵与风机的比转数与流量的平方根成正比，与全压的3/4次方成反比，即比转数大，反映泵与风机的流量大、压力低；反之，比转数小，则流量小、压力高。一般可用比转数的大小来划分泵与风机的类型。例如：ns=2.712(1565) 前弯型泵与风机；ns=3.616.6 (2090) 后弯型泵与风机；n

34、s=16.6 17.6 (9095) 单级双进气或并联离心式泵与风机；流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数（2）比转数的大小可以反映叶轮的几何形状）比转数的大小可以反映叶轮的几何形状比转数是压力系数及流量系数的函数，一般讲，在同一类型的泵与风机中，比转数越大，流量系数越大，叶轮的出口宽度b2与其直径D2之比就越大，即叶轮出口相对宽度b2/ D2大；比转数越小，流量系数越小，则相应叶轮的出口宽度b2与其直径D2之比就越小。表5-6-2反映了各种泵的几何形状与比转

35、数的关系。流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System2.6 相似率与比转数相似率与比转数（3）比转数的大小影响性能曲线形状）比转数的大小影响性能曲线形状QH 曲线：在低比转数时，扬程随流量的增加，下降较为缓和。当比转数增大时，扬程曲线逐渐变陡，因此轴流泵的扬程随流量减小而变得最陡。QN 曲线：在低比转数时（ns200），功率随流量的增加而增加，功率曲线呈上升状。随比转数的增加（ns400），曲线就变得比较平坦。当比转数再增加（ns700），功率随流量的增加而减小，功率曲线呈下降状。所以，离心式泵的功率是随流量的增加而增加，而轴

36、流式泵的功率却是随流量的增加而减少。Q曲线：比转数低时，曲线平坦，高效率区域较宽；比转数越大，效率曲线越陡，高效率区域变得越窄，这变得越窄，这就是轴流式泵和风机的主要缺点。就是轴流式泵和风机的主要缺点。流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System第二章 泵与风机的理论基础2.6 相似率与比转数相似率与比转数（4）比转数可用于泵与风机的相似设计）比转数可用于泵与风机的相似设计-用设计参数Q、H、 n 计算出比转数ns，用这个比转数，选择性能良好的模型进行相似设计。-由于比转数具有重要的特征及实用意义，目前，我国的离心式泵与风机命名

37、中，比转数是重要的一项。2.7 其他常用泵与风机其他常用泵与风机 轴流式泵与风机轴流式泵与风机 基本原理：基本原理：旋转叶旋转叶片的挤压推进力使流片的挤压推进力使流体获得能量，升高其体获得能量，升高其压能和动能。压能和动能。旋涡泵旋涡泵 旋涡泵是一种特殊类型的离心泵。旋涡泵的效率比旋涡泵是一种特殊类型的离心泵。旋涡泵的效率比较低，一般为较低，一般为20%50%。旋涡泵的体积较小，。旋涡泵的体积较小，结构简单，加工方便，产生的压头较相同叶轮直径结构简单，加工方便，产生的压头较相同叶轮直径和转速的离心泵高和转速的离心泵高24倍。旋涡泵倍。旋涡泵适合小流量、高适合小流量、高压头下粘性不高、不含固体颗

38、粒的液体输送压头下粘性不高、不含固体颗粒的液体输送。 往复泵往复泵 基本原理：借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和排出流体产品例证：活塞泵齿轮泵齿轮泵 齿轮泵的特点：齿轮泵的特点：流量均匀、尺寸小而轻便，流量均匀、尺寸小而轻便，结构简单紧凑，坚固耐用，维修保养方便，结构简单紧凑，坚固耐用，维修保养方便，流量小、压力高，适合输送粘性较大的液流量小、压力高，适合输送粘性较大的液体，但不宜输送含有固体颗粒的液体。体，但不宜输送含有固体颗粒的液体。 螺杆泵螺杆泵基本原理：基本原理： 螺杆泵利用螺杆相互啮螺杆泵利用螺杆相互啮合来吸入和排出液体的合来吸入和排出液体的回转式泵。主动螺杆与回转

39、式泵。主动螺杆与从动螺杆做相反方向转从动螺杆做相反方向转动，螺纹相互啮合，流动，螺纹相互啮合，流体从吸入口进入，被螺体从吸入口进入，被螺旋轴向前推进增压至排旋轴向前推进增压至排出口。出口。 此泵适用于高压力、小此泵适用于高压力、小流量。流量。喷射泵喷射泵基本原理：基本原理：将高压的工作流体，由压力管送入工作喷将高压的工作流体，由压力管送入工作喷嘴，经喷嘴后压能变成高速动能，将喷嘴外围的液嘴，经喷嘴后压能变成高速动能，将喷嘴外围的液体体(或气体或气体)带走。此时因喷嘴出口形成高速使扩散带走。此时因喷嘴出口形成高速使扩散室的喉部吸入室造成真空，从而使被抽吸流体不断室的喉部吸入室造成真空，从而使被抽

40、吸流体不断进入与工作流体混合，然后通过扩散室将压力稍升进入与工作流体混合，然后通过扩散室将压力稍升高输送出去。由于工作流体连续喷射，吸入室继续高输送出去。由于工作流体连续喷射，吸入室继续保持真空，于是得以不断地抽吸和排出流体。保持真空，于是得以不断地抽吸和排出流体。水环式真空泵水环式真空泵 水环式真空泵叶片的叶轮偏心水环式真空泵叶片的叶轮偏心地装在圆柱形泵壳内。泵内注地装在圆柱形泵壳内。泵内注入一定量的水。叶轮旋转时，入一定量的水。叶轮旋转时，将水甩至泵壳形成一个水环，将水甩至泵壳形成一个水环，环的内表面与叶轮轮毂相切。环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心，右半由于泵壳与叶轮不同心，

41、右半轮毂与水环间的进气空间逐渐轮毂与水环间的进气空间逐渐扩大，从而形成真空，使气体扩大，从而形成真空，使气体经进气管进入泵内进气空间。经进气管进入泵内进气空间。随后气体进入左半部，由于毂随后气体进入左半部，由于毂环之间容积被逐渐压缩而增高环之间容积被逐渐压缩而增高了压强，于是气体经排气空间了压强，于是气体经排气空间及排气管被排至泵外。及排气管被排至泵外。旋片式真空泵旋片式真空泵旋片式真空泵（简称旋片泵）是一种油封式机械真旋片式真空泵（简称旋片泵）是一种油封式机械真空泵。属于低真空泵。它广泛地应用于冶金、机空泵。属于低真空泵。它广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生械、军

42、工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。产和科研部门。罗茨风机罗茨风机气缸内一对转子将气缸内的空间分为互不相连的吸入气缸内一对转子将气缸内的空间分为互不相连的吸入和排出室，当电机带动主动转子旋转时，从动转子和排出室，当电机带动主动转子旋转时，从动转子被牵制着作相反方向旋转。通过吸入室空间体积的被牵制着作相反方向旋转。通过吸入室空间体积的由小变大吸入的气体，被转子和气缸所形成的空间由小变大吸入的气体，被转子和气缸所形成的空间带到排出室，再由排出室空间体积的由大变小强行带到排出室，再由排出室空间体积的由大变小强行排出。排出。 流 体 输 配 管 网Fluid Transportation

43、 and Distribution System4/365.3HQnns)/(01136. 0)290065. 35060()65. 3(324/324/3smnHnQs)(29. 9%6010005001136. 098101000kWQHN例题例题2-2 已知某单吸离心水泵的比转数ns=60，当转速为n=2900r/min时的最高效率=60%，此时对应的扬程（称为额定扬程）H=50m，求该水泵的额定流量和轴功率。【解】本题考查比转数的概念以及轴功率的求解。流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System)(322nnDDQQ)/

44、(68. 029001450217. 0)(33322smnnDDQQ2222)()(nnDDHH)(100)29001450(2100)()(222222mnnDDHH3522)()(nnDDNN)(2 .735)29001450(28 .183)()(353522kWnnDDNN例题例题2-3 有一泵转速为n=2900r/min时，其扬程为H=100m，流量Q=0.17m3/s，轴功率N=183.8kW，现用一出口直径为该泵2倍的泵，当转速为n=1450r/min时，保持运动状态相似，其流量、扬程和轴功率应为多少？【解】 本题为相似定律的应用。要注意只有当两台泵或风机处于相似工况时才可使用

45、相似定律进行计算。流 体 输 配 管 网Fluid Transportation and Distribution System第三章 泵与风机的理论基础作业：5-2；5-5；5-6；5-7；5-14；5-25离心风机的基本机构离心风机的基本机构叶轮结构形式示意图叶轮结构形式示意图叶片结构形式示意图叶片结构形式示意图叶片形状示意图叶片形状示意图进风口形式示意图进风口形式示意图离心泵的基本机构离心泵的基本机构离心泵叶轮形式示意图离心泵叶轮形式示意图轴向涡流实验示意图轴向涡流对流速分布的影响轴向涡流对流速分布的影响轴向涡流对流速分布的影响轴向涡流对流速分布的影响叶片安装角对压力的影响22uvu22

46、uvu叶片安装角对压力的影响AvAvAvvugHrruT211221gvgvvgvvHurTd2222222222122流体径向进入叶道；叶道进口截面积等于出口。分析-1： 扬程与vu2成正比。在其他条件相同时，采用前向叶片的叶轮给出的能量高，后向叶片的最低，而径向叶片的居中。 后向叶片型叶轮的vu2较小，全部理论扬程中的动压头成分较少；前向叶片型叶轮vu2较大，动压头成分较多而静压头成分减少。 动压头成分大，流体在扩压器中的流速大，动静压转换损失较大。在其它条件相同时，前向叶型的泵或风机的总的扬程较大，但它们的损失也大，效率较低。分析-2： 因此，离心式泵全部采用后向叶轮。在大型风机中，为了

47、增加效率和降低噪声水平，也几乎都采用后向叶型。但就中小型风机而论，效率不是主要考率因素，也有采用前向叶型的，这是因为叶轮是前向叶型的风机，在相同的压头下，轮径和外形可以做得较小。根据这个原理，在微型风机中，大都采用前向叶型的多叶叶轮。至于径向叶型叶轮的泵或风机的性能，显然介于两者之间。返回3）几种叶片形式的比较）几种叶片形式的比较从流体所获得的扬程看，前向叶片最大，径向叶片稍次，后向叶片最小。从效率观点看，后向叶片最高，径向叶片居中，前向叶片最低。从结构尺寸看，在流量和转速一定时，达到相同的压力，前向叶轮直径最小，而径向叶轮直径稍次，后向叶轮直径最大。从工艺观点看，直叶片制造最简单。叶轮选择经验：大功率的泵与风机一般用后向叶片较多。如果对泵与风机的压力要求较高，而转速或圆周速度又受到一定限制时，则往往选用前向叶片。从摩擦和积垢角度看，选用径向直叶片较为有利。返回