能源动力装置基础.ppt

能源动力 第二节 主要性能参数和特性曲线 一、主要性能参数 1、流量: 2、扬程H、压力升 p（与能量头hx有关） n泵为不可压缩介质,有效能量头h 扬程H为单位重力流体获得的有效能量，常用液体的高度m表示； 能源动力 n通风机全压ptF：定义为其进出口的全压差 ptF ，对于气体，位能差可以忽略； h = gH （泵） = ptF / （通风机） ptF = ptF =p* = p2-p1+0.5 (c22-c12) = h 能源动力 有效能量头h = gH(泵) =pf/ (通风机) = (压缩机) n压缩机工质是气体，进出口动能、位能差可以忽略 ； 有效能量头h= 能源动力 4、功率P: P=qmh / 5、转速nr.p.m; 参变量 理论功率 Pth =qmh/hyd 内(轴)功率 Pi = qm h / i = qv gH/ i = qv ptF / i 整机功率 Pe = qm h / e 3、效率（第2章的内容） 流动(水力)效率hyd=有效能量头h/（h+hhyd ）=h/ hth 内(全压、多变)效率i= h / (hth+非流道损失) 整机(总)效率e =h / (hth+非流道损失+轴承等损失) 能源动力 例3-1 已知叶轮直径D2=0.88m，出口宽b2=0.182m，流 量系数r2=0.24，叶片数z=16，叶片出口角2b=50o，转 速2900rpm，通风机的流动效率=0.85，假设泄露和轮 阻损失为3%hth，求标准空气的理论压力升和实际压力 升，容积流量，实际输入功率。 解：由例2-3计算该叶轮的理论能量头 hth=11574J/kg，这也是空 气得到的能量。 容积流量qv=r2u2b2D2 =0.24133.60.182 0.88=16.133m 3/s 理论压力升pth = hth =1.2 11574=13889Pa 实际压力升ptF= pth =0.85 13889=11806Pa 实际输入功率P=qv hth (1+3%) =1.216.133 11574 1.03=230791J/s=231Kw 能源动力 理论功率Pth = qv hth =1.2* 3.8*11574J/kg=52777w=52.81Kw 解：理论全压pth = hth =1.2*11574=13889Pa=0 .134大气压力 例3-2：已知 hth= 11574J/kg,流量qv=3.8m3/s ，如果流动效率 hyd =0.85，求实际的全压和理论功率Pth？ 如果还已知风机全 压效率为80%，求内功率？机械等外部损失3%，求整机功率？ 配用多少电机功率？ 理论功率Pth 内功率Pi 整机功率Pe 配用电机功率 =hthhyd=13889*0.85=11806Pa=0. 118大气压力实际全压ptF 内功率Pi = qv hi = qv h /i = qvhth hyd / i =1.2* 3.8*11574*0.85/0.8= 54708w=54.7Kw 能源动力 相同能量头，工质不同，压力提高和功率差别很大！ 密度引起 理论功率Pth = qv hth =1000 qv hth=43981000w=43981Kw 实际扬程H= hth hyd /g = 11574 *0.85 / 9.807 =1003m 相当100 .3个大气压力 例3-2-1：例3-2中，如果工质是清水，求实际的扬程和 理论功率Pth？ n0. 118个大气压力 空气 n54.81Kw 空气 能源动力 例3-3 已知原叶轮hth=11574J/kg，m2=c2m/u2 =0.24，u2=133.6 ，流 动效率hyd=0.85，如果要求风机流量不变，全压p=13000Pa，此 时，该叶轮是否满足要求，如果不满足，叶轮的几何参数应该如 何变化？试画改变后的叶轮出口速度三角形？ u2 cm2 c2w2 解：hth=pth / =p /hyd / =10000/0.85/1.2=12745Pa c2m = u2* m2 =133.6*0.24=74m/s 由hth=(-m2ctg2b)u22=(1sin2b/z-m2 ctg2b)u22 已有的hth= 11574J/kg,不满足要求 增加叶轮的2b或 z 或u2 n增加叶片的2b或 z ，即流动角2 n增加u2，即叶轮直径或转速，？ 能源动力 二、工况与变工况时机器的工作 n工况机器的工作状况 与介质进口状态（例如R、 和机器进口处的 p、T 等 ）和机器工作参数（qV、H( pf )、n等）有关；（实际 工况还与系统有关） n设计工况（名义工况、额定工况 ） 各工作参数都为设计值。 设计工况 叶片进口 由速度三角形,叶片进口处的相对速 度的方向与叶片的方向一致，即 冲角i=b1-1 =0 ， 没有冲击损失，效率高 能源动力 n非设计工况变工 况 叶片 进口 叶片 出口 设计工况 冲角i=b1-1 0，绿色点划线， 流量变小，能量头变大，效率下降 结论： b2 （ 0；b 90o =0 2 =90o 0 2 90o n理论性能曲线，2 = 2b ，没有考虑损失 能源动力 n实际性能曲线(图中蓝线) 理论值 nd 区约为一常量，是机 械和圆盘磨擦功率P等 ，与流量关系不大 nb 区冲击损失，在设计工况下，没有冲击损失。在 非设计工况下，冲击损失值与流量偏离值的平方（qV,d qV,th）2成正比，其中qV,d为设计流量 na 区以磨擦损失为代表