[工学]泵与风机课件.ppt

1、华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans主主 编：安连锁编：安连锁课件制作：吕玉坤课件制作：吕玉坤华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans泵与风机泵与风机课程导航课程导航课课 程程 概概 况况第第 0 0 章章 绪论绪论第二章第二章 叶片式泵的性能与结构叶片式泵的性能与结构第一章第一章 叶片式泵与风机的基本理论叶片式泵与风机的基本理论第三章第三章 叶片式风机的性能与结构叶片式风机的性能

2、与结构第四章第四章 泵与风机的运行、调节及选择泵与风机的运行、调节及选择实验指导实验指导习题分析习题分析附附 件件1 1：风机结构动画：风机结构动画附附 件件2 2：编者后记：编者后记华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans课程概况课程概况一、学时一、学时二、教材二、教材三、教师与辅导三、教师与辅导泵与风机泵与风机，安连锁、吕玉坤编著，中国电力出版社，安连锁、吕玉坤编著，中国电力出版社，2008.72008.7总学时：总学时：3232，讲课：，讲课：2626，实验：，实验：4 4，考试：，

3、考试：2 2。主讲教师主讲教师:,:,电话电话:(O)辅导教师：辅导教师：,电话电话:(O)辅导时间和地点：辅导时间和地点：,华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans返回到课程导航返回到课程导航 1 1、省级精品课程、省级精品课程流体力学及泵与风机流体力学及泵与风机网络资源校网络资源校园网地址：园网地址：http:/202.206.208.43/jpkc 四、网络资源四、网络资源 2 2、华北电力大学、华北电力大学网络教学平台网络教学平台。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流

4、体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans0 0 绪论绪论初识泵与风机初识泵与风机 1 1、学科角度：是、学科角度：是流体力学流体力学的应用和发展。的应用和发展。2 2、能量角度：是能量转换设备，机械能：原动机、能量角度：是能量转换设备，机械能：原动机流体。流体。泵泵 :输送液体输送液体风机：输送气体风机：输送气体华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、泵与风机在国民经济中的地位一、泵与风机在国民经济中的地位0-1 0-1 泵与风机

5、在国民经济和泵与风机在国民经济和电厂中的地位电厂中的地位 二、二、泵与风机泵与风机在电厂中的地位在电厂中的地位 三、泵与风机现状及其发展趋势三、泵与风机现状及其发展趋势 四、学习本课程的目的与任务、学习方法四、学习本课程的目的与任务、学习方法华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、泵与风机在国民经济中的地位一、泵与风机在国民经济中的地位 1 1、泵与风机属通用机械的范畴。、泵与风机属通用机械的范畴。农业方面：排涝、灌溉；农业方面：排涝、灌溉；采矿工业：坑道通风及排水；采矿工业：坑道通风

6、及排水；冶金工业：冶炼炉鼓风、流体输送；冶金工业：冶炼炉鼓风、流体输送；石油工业：输油和注水；石油工业：输油和注水；化学工业：高温、腐蚀性气体排送；化学工业：高温、腐蚀性气体排送；一般工业：厂房、车间空调、原子防护设备通风；一般工业：厂房、车间空调、原子防护设备通风；航空航天：动力系统正常工作的维持。航空航天：动力系统正常工作的维持。2 2、定量分析：耗电约占全国总用电量、定量分析：耗电约占全国总用电量。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans二、二、泵与风机泵与风机在（在（火火）电厂中的

7、地位）电厂中的地位 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 二、二、泵与风机泵与风机在（在（核核）电厂中的地位）电厂中的地位 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 增加安全可靠性和提高效率相比，有着同等的甚至更大增加安全可靠性和提高效率相比，有着同等的甚至更大的经济效益。的经济效益。二、二、泵与风机泵与风机在电厂中的地位在电厂中的地位 实现动力循环的重要辅机。实现动力循环的重要辅

8、机。比喻比喻“心脏，呼吸、消化和心脏，呼吸、消化和排泄系统排泄系统”。耗电量耗电量 ，其中：泵约占，其中：泵约占50%，风机约占，风机约占30%。1 1、从应用角度看：、从应用角度看：3 3、从安全角度看：、从安全角度看：2 2、从经济角度看：、从经济角度看：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans三、泵与风机现状及其发展趋势三、泵与风机现状及其发展趋势 设备陈旧；设备陈旧；现现 状：状：一般：余量过大；环保：余量过小；一般：余量过大；环保：余量过小；调节方式相对落后。调节方式相对落后。大

9、容量；大容量；发展趋势：发展趋势：高效率；高效率；自动化。自动化。例如：由上海例如：由上海KSB水泵有限公司引进德国水泵有限公司引进德国KSB公司专利公司专利技术生产的技术生产的CHTC/CHTD型第二代筒式高压锅炉给水泵，其型第二代筒式高压锅炉给水泵，其转速为转速为7000r/min时，流量时，流量3600m3/h，总扬程，总扬程4200m。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 1 1、目的与任务、目的与任务 掌握泵与风机的基本原理、性能、结构及运行调节等方面掌握泵与风机的基本原理、

10、性能、结构及运行调节等方面的知识和性能试验技术；提高运行操作技术和管理水平。的知识和性能试验技术；提高运行操作技术和管理水平。四、学习本课程的目的与任务、学习方法四、学习本课程的目的与任务、学习方法 及时复习有关知识；及时复习有关知识；2 2、学习方法、学习方法 培养良好的作题习惯，学会培养良好的作题习惯，学会；树立树立和和，注重分析和解决问题的，注重分析和解决问题的方法。方法。两种调节方式两种调节方式风机年耗电量的计算。风机年耗电量的计算。结果：结果：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fa

11、ns0-2 0-2 泵与风机的基本性能参数泵与风机的基本性能参数 泵泵与风机的基本性能参数主要有：流量与风机的基本性能参数主要有：流量qV、能头（扬程、能头（扬程 H或全压或全压p）、轴功率）、轴功率Psh、有效功率、有效功率Pe、效率、效率 和转速和转速n 等。等。一、流量一、流量 二、能头二、能头 三、功率和效率三、功率和效率 四、转速四、转速 五、其它基本性能参数五、其它基本性能参数 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、流量一、流量 泵与风机在单位时间内所输送的流体量，通常用

12、体积流泵与风机在单位时间内所输送的流体量，通常用体积流量量qV 表示，单位为表示，单位为m3/s，m3/h。测量时测量时,泵以出口流量计算，而风机则以进口流量计算。泵以出口流量计算，而风机则以进口流量计算。对于非常温水或其它液体也可以用质量流量对于非常温水或其它液体也可以用质量流量qm 表示，单表示，单位位为为kg/s，kg/h。qm 和和qV 的换算关系为：的换算关系为：qm=qV华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans二、能头二、能头 单位重力（体积）流体通过泵（风机）所获得的机械能。

13、单位重力（体积）流体通过泵（风机）所获得的机械能。g2gg2g2111222212VpZVpZEEH 对于泵：通常用扬程对于泵：通常用扬程 H 表示，单位为表示，单位为m；2112222121VpVpp 说明：下标说明：下标“1、2”表示泵与风机进表示泵与风机进口和出口截面；和泵比较略去了口和出口截面；和泵比较略去了 g Z。对于风机：通常用全压对于风机：通常用全压p表示，单位为表示，单位为Pa。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans三、功率和效率三、功率和效率 原动机原动机传动装置传动

14、装置泵与风机泵与风机效率：效率：传动效率：传动效率：tm四、转速四、转速 泵与风机轴每分钟的转数，通常用泵与风机轴每分钟的转数，通常用n 表示，单位为表示，单位为r/min。有效功率：有效功率：（kW）10001000eVVpqHgqP 轴功率：传到泵与风机轴功率：传到泵与风机 轴上的功率轴上的功率 /eshPP （kW）原动机输出功率：原动机输出功率：tmshg/PP （kW）华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans五、其它基本性能参数五、其它基本性能参数 3、内功率、内功率 实际消耗于

15、流体的功率称为泵与风机的内功率，实际消耗于流体的功率称为泵与风机的内功率，用用Pi表示。它等于有效功率加上除轴承、轴封外在泵与风机内表示。它等于有效功率加上除轴承、轴封外在泵与风机内损失掉的功率。即：损失掉的功率。即：Pi=Pe+P（kW）2、风机的静压有效功率、风机的静压有效功率 用用Pest表示，其计算式如下：表示，其计算式如下：1000stestVqpP（kW）1、风机的静压、风机的静压 风机的全压减去风机出口截面处的动压风机的全压减去风机出口截面处的动压pd2（亦称风机的动压）称为风机的静压。用（亦称风机的动压）称为风机的静压。用pst表示，即：表示，即：2112d2st21Vpppp

16、p （Pa）华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans五、其它基本性能参数五、其它基本性能参数%100ie PPi 4、内效率、内效率 泵与风机的有效功率与内功率之比称为泵与风泵与风机的有效功率与内功率之比称为泵与风机的内效率（风机称为全压内效率）。机的内效率（风机称为全压内效率）。用用 i 表示，即：表示，即：5 5、静压效率和静压内效率、静压效率和静压内效率 静压效率是指风机的静压有效静压效率是指风机的静压有效功率和轴功率之比，用功率和轴功率之比，用 st表示表示，即：，即：%100sh

17、estst PP%100iestist PP 同理，静压内效率等于静压有效功率与内功率之比，用同理，静压内效率等于静压有效功率与内功率之比，用 ist表示，即：表示，即：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、分类一、分类 1 1、按泵与风机所产生的全压高低分类：按泵与风机所产生的全压高低分类：0-3 0-3 泵与风机的分类及工作原理泵与风机的分类及工作原理 高压高压 大于大于 6 MPa 中压中压 处于处于 26 MPa 低压低压 小于小于 2 MPa泵泵 风风机机 通风机通风机 小

18、于小于 15 kPa鼓风机鼓风机 处于处于 15340 kPa压气机压气机 大于大于 340 kPa 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、分类一、分类 2 2、按泵与风机工作原理分类：、按泵与风机工作原理分类：叶片式叶片式容积式容积式离心式离心式轴流式轴流式混流式混流式往复式往复式回转式回转式其其 它它真空泵真空泵射流泵射流泵水击泵水击泵泵泵叶氏风机叶氏风机罗茨风机罗茨风机罗杆风机罗杆风机离心式离心式轴流式轴流式混流式混流式风机风机叶片式叶片式容积式容积式往复式往复式回转式回转式华

19、北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 工作原理：工作叶轮旋工作原理：工作叶轮旋转时叶轮上的叶片将能量连转时叶轮上的叶片将能量连续地传给流体，从而将流体续地传给流体，从而将流体输送到高压、高位处或远处。输送到高压、高位处或远处。二、工作原理二、工作原理（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机流体的出流方向不同。流体的出流方向不同。流体流动特点流体流动特点:华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and

20、 Fans二、工作原理二、工作原理（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机 迫使流体随叶轮旋转迫使流体随叶轮旋转,并并；叶轮连续地旋转，流体也就连续地吸入、排出，形成离叶轮连续地旋转，流体也就连续地吸入、排出，形成离心式泵与风机的连续工作。心式泵与风机的连续工作。叶轮的旋转作用使流体叶轮的旋转作用使流体，在吸入端压强的作用，在吸入端压强的作用下，流体经吸入室下，流体经吸入室从叶轮中心流入，并在叶轮中获得机械能从叶轮中心流入，并在叶轮中获得机械能后进入压出室；后进入压出室；华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPum

21、ps and Fans二、工作原理二、工作原理（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，此叶片的推力，此叶片的推力，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶轮连续旋转即形，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶轮连续旋转即形成轴流式泵与风机的连续工作。成轴流式泵与风机的连续工作。FLV VF L大小：大小：方向：方向：FL二、工作原理二、工作原理（一）叶片式泵与

22、风机（一）叶片式泵与风机华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans二、工作原理二、工作原理（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 混流式泵与风机的叶轮形状介于离心式和轴流式之间，故混流式泵与风机的叶轮形状介于离心式和轴流式之间，故其工作原理兼有两者的特点。其工作原理兼有两者的特点。二、工作原理二、工作原理（一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机华

23、北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 通过通过而实现输送流体而实现输送流体的泵与风机。的泵与风机。根据机械运根据机械运动方式的不同还动方式的不同还可分为可分为往复式往复式和和回转式回转式。二、工作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans悬片式真空泵悬片式真空泵 （二）容积式泵与风机（又称定排量式）（二）容积式泵与风机（又称定排量式）二、工作原理二、工作原理 华北电力

24、大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans齿轮泵齿轮泵双螺杆泵双螺杆泵二、工作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans双螺杆泵双螺杆泵萝次风机萝次风机 二、工作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 液环泵液环泵射流泵射流泵 无法归入前面两大类的无法归入

25、前面两大类的泵与风机。这类泵与风机主泵与风机。这类泵与风机主要特点是利用具有较高能量要特点是利用具有较高能量的工作流体来输送能量较低的工作流体来输送能量较低的流体。的流体。二、工作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 【例【例 0-1】水泵在如图水泵在如图0-5所示的管路系统中工作时，若所示的管路系统中工作时，若吸水池液面的压强为吸水池液面的压强为pe1，压水，压水池液面的压强为池液面的压强为pe2，且两水池，且两水池液面的高度差为液面的高度差为HZ，吸水管和，吸水管

26、和压水管的流动损失之和为压水管的流动损失之和为hw，试推导在这种情况下，泵扬程试推导在这种情况下，泵扬程的表达式。的表达式。【解】【解】设泵的扬程为设泵的扬程为H，在如图在如图0-5所示的所示的1-1、2-2截面截面上，应用粘性流体总流的伯努上，应用粘性流体总流的伯努利方程得：利方程得：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and FansweeeeeehVpZHVpZ g2gg2g22222111 weehppHH g12Z 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与

27、风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans汲水和鼓风设备汲水和鼓风设备时间时间国别国别发明者发明者尖底、小口、大腹的陶罐尖底、小口、大腹的陶罐公元前公元前4 4千年千年中国中国不详不详单动式单活塞唧筒单动式单活塞唧筒公元前公元前3 3世纪世纪希腊与罗马希腊与罗马特斯贝斯特斯贝斯龙骨车龙骨车公元公元1 1世纪世纪中国中国毕岚与杜诗毕岚与杜诗辘轳和水井辘轳和水井不详不详不详不详不详不详双动式单活塞风箱双动式单活塞风箱公元公元1212世纪前后世纪前后中国中国不详不详水车水车公元公元1515世纪末世纪末意大利意大利达芬奇达芬奇鼓风机鼓风机公元公元16891689年年法国法国

28、巴本巴本华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为500mm，送，送风量风量qV=18500m3/h。试求风机产生的全压及风机入口、出口处。试求风机产生的全压及风机入口、出口处的静压。设吸入风道的总阻力损失为的静压。设吸入风道的总阻力损失为700Pa，压出风道的总阻，压出风道的总阻力损失为力损失为400Pa，（未计压出风道出口的阻力损失），空气的，（未计压出风道出口的阻力损失），空气的密度密度 =1.2kg/m3。00112233pw1=700Papw2=400Pa提示：提示：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 0-1、0-3本章作业本章作业返回到课程导航返回到课程导航连接到下一课件连接到下一课件结束结束