泵与风机演示文稿.

1、泵与风机是一种接受原动机（电动机/汽轮机等）输出的机械能，将流体从A处（低位或低压侧）移向B处（高位或高压侧）的机械。泵与风机的分类大致如下。泵、风机透平式容积式其它型式离心式混流式轴流式在工业部门应用最广泛的是离心式，其次是轴流式。离心式泵与风机单级离心泵单级离心泵其外壳形似蜗牛，也称蜗壳泵。当叶轮在充满液体的蜗形壳体内旋转时，由于叶片与液体之间的相互作用，使液体获得能量。当此能量足以克服管道阻力时，液体就从叶轮的辐向流入蜗壳，叶轮中心形成负压，将吸入管内的液体吸入叶轮。这种泵在进行能量转换时，流体是在与机械轴垂直的方向上流动，所以也可称为辐流式，习惯上称离心式。离心式风机离心式风机的工作原

2、理与离心式水泵的工作原理完全相同，构造上也基本相似。其主要差别在于它所输送的流体是气体（空气或烟气等）。叶轮将机械能传递气体，使气体的能量提高轴流式泵与风机在这种型式的泵与风机中，液体延轴向流入叶轮，从叶轮获得能量后又延轴向流出。它是靠装在圆筒型壳体内的机翼型叶片旋转时所产生的升力作用，使液体获得压力能和动能。叶轮出口的流体还需要通过固定导叶来消除其旋转运动，将部分动能转化为压力能，从而达到提高效率的目的。泵的种 类分类优 点缺 点我 厂 使 用 情 况离心泵透平式1 . 适用于高转速，能与高速电动机或蒸汽轮机直接相连，无 须 减 速 齿 轮 等 装 置 ；2 . 同一流量与压力情况下，构造及

3、形状，泵所占位置，重量 较 小 ；3 . 制 造 方 便 ， 造 价 低 廉 ；4 . 正常运行维护，检修工作量少 ；5 . 能 吸 取 厚 质 液 体 及 污 水 ；6 . 工作性能好，能连续给水，比活塞泵工作时所发出的噪声 小 。1 效 率低 ，一 般离 心式水 泵 设 计 效 率6 5 8 5 ， 但活 塞泵 效率可 达8 0 9 0 ， 其主 要原 因为 离心 式水泵 内 部 损 失 大 ；2 启 动时 必须 注水 或将空 气 抽 出 ；3 对 小流 量及 高压 力者不 适 宜 。主 油 泵辅 助 油 泵盘 车 油 泵事 故 油 泵主 油 箱 排 烟 风 机炉 水 泵吸风机（双吸翼形

4、）送 风 机 （ 同 上 ）一 次 风 机密 封 风 机冷 却 风 机给 泵 前 置 泵汽 动 给 水 泵电 动 给 水 泵凝 结 水 泵轴 冷 水 泵河 水 升 压 泵补 给 水 泵轴流泵透平式构 造 简 单 ， 效 率 较 高 ， 流 量 大 ，有 可 逆 性 。不 能 取 得 较 高 压 力点 火 风 机循环水泵( 混流泵 )喷射泵其它型式构 造 简 单 ， 使 用 方 便出 水 量 小 ， 效 率 低活塞泵容积式效 率 高 ， 能 获 得 较 高 压 力笨重，不能和电动机直接相连，容量较大的活塞泵需用蒸汽轮机直接带动，出口压力不均匀，呈 断 续 性 。控 制 气 泵杂 用 气 泵齿轮泵

5、容积式适 合 输 送 粘 度 大 的 液 体输送量小，泵内部间隙要 求 严 格贮 油 箱 送 油 泵轻油泵( 卧式螺杆 泵 )重 油 泵 ( 同 上 )电 泵 辅 助 油 泵1.流量Q泵的流量是指单位时间内从泵出口排出的液体体积或质量,用Q(M3/S, M3/H,L/S)或QM(KG/S,T/H)表示. 质量流量QM和容积流量Q的关系为: QM=Q 风机的流量是指标准状态下单位时间内流过风机入口的气体体积用Q(M3/S)表示.2.扬程H(或风压)扬程H:全扬程指单位重量液体从泵进口到泵出口的总能量增值.从能量平衡的观点,可以根据在一定流量时,泵排出口和吸入口的全压力差计算. H=(Pd-Ps)

6、/g+(Vd2- Vs2)/2g+(Zd-Zs) m 其中 Pd Ps-泵出,进口处的静压,Pa Vd Vs-泵出 ,进口管内平均速度, M/S Zd Zs-泵出,进口表计到基准面的距离, M 风压P:风机的风压等于通风机出口和进口全压值之差(P2-P1),或者说是气体在风机内全压的增值. P= (P2-P1) 压缩性系数 =1-(1/2K)*( P2/ P1)( 当P2/ P11.03, =1其中K为绝热指数)3.转速 转速是泵轴(风机轴)在单位时间内旋转的次数,单位是R.P.M(R/MIN).4.功率 原动机传到泵或风机轴上的功率叫轴功率,单位KW. 单位时间内流体通过泵或风机后所获得的有

7、效能量,叫有效功率.Ne Ne=gQH/1000 或Ne=QP/1000 KW 5.效率 衡量水力方面和机械方面完善程度的指标.= Ne/ N 它是一项重要的技术经济指标,效率高,经济性好.6.比转速ns 把某一水泵按几何相似成比例地缩小为一个扬程为1mH2O,功率为1马力的模拟泵,则模型泵所具有的转速即为该水泵. 的比转速,它代表了一个系列几何相似的叶轮(或泵)的特性. 比转速的应用有以下几个方面: （1）对泵与风机进行分类. ns小的泵与风机,流量小,压头高,其流道截面窄而叶轮外径大. ns大的泵与风机则相反, 其 流道截面宽而叶轮外径小. （2）按ns来选取满足工况需要的通风机型号规格.

8、 （3）用于对泵与风机的相似设计及泵的速度系数设计法.1.水力损失和水力效率水力损失(也叫流动损失)主要是流体在叶轮和壳体流道内的摩擦损失,扩散损失和冲击损失,它们与雷诺数和流道表面的粗糙度有关,且基本上与流速的平方成正比.定义为有效的总扬程与理论扬程之比.泵的水力效率一般为0.80-0.95,风机的流动效率一般为0.70-0.75.2.容积损失与容积效率容积损失也叫泄漏损失.泄漏量表示流体从叶轮流出后没有流入排出管的流量,其中一部分从轴封向外泄漏,其余的是从叶轮与壳体的间隙处返回到吸入口.泵出口的有效流量与流质流经工作叶轮的流量的比称为容积效率.对于离心泵,容积效率一般为0.90-0.95,

9、对于离心风机,一般较离心泵稍小一些.3.机械摩擦损失和机械效率机械摩擦损失为轴承,密封装置的摩擦损失功率和叶轮圆盘摩擦损失功率之和.圆盘摩擦损失功率指叶轮旋转时,由于其外侧与流体发生摩擦而造成的功率损失.机械效率指工作叶轮有效的吸收并转化为扬程的功率与泵的轴功率的比值.即泵的轴功率减去机械摩擦损失后与轴功率的比值.一般来说,离心泵的机械效率约为0.90-0.97,离心风机的机械效率约为0.92-0.98.4.总效率机械效率,容积效率,水力效率的乘积.一般离心泵为0.60-0.92,离心风机为0.50-0.90.1.泵与风机的工作点泵/风机的特性曲线与管路的特性曲线的相交点.就是水泵的工作点.在

10、水泵装置中,静阻力与动阻力同时存在,故其管网特性曲线是一条不通过坐标原点的二次抛物线;在风机装置中,由于静阻力很小,主要是动阻力,故可以认为整个管网阻力损失与流量平方成正比,因此,管网特性曲线为一条通过坐标原点的二次抛物线.水泵装置管网特性曲线风机装置管网特性曲线HQM2.运行工况的调节泵与风机的调节实质上是认为改变Q-R曲线或Q-H(Q-P)曲线的方法,使工况按外界实际需要开度而变,其方法主要有以下几种:a.改变出口调节阀的开度-改变管网特性.出口阀开度变小,管网阻力增加,实际流量变小.这种调节方法最简单,但是其经济性最差,所以一般只在小容量的泵与风机中使用.b.进口导流器调节-改变风机特性

11、在离心风机中,虽可以用进口阀或出口阀来调节流量,但是更多的确是采用改变进口导流器叶片安装角,使进入叶轮的气流方向发生变化,从而改变风机性能的方法来改变工况点.这种方法结构简单,调节方便,调节经济性比出口阀调节好,但是仍有节流损失.c.变转速调节-改变泵(风机)特性改变泵(或风机)的转速可以获得任一所需要的流量,而且没有附加的节流损失,调节效率高.相应工况点的特性参数可按比例定律进行换算,但是需要有变速设备或传动机构.改变转速的方法有以下几种:（1）用直流电动机拖动;（2）用双速电动机驱动;（3）用汽轮机带动;（4）用液力偶合器传动;（5）小功率泵与风机可用改变皮带轮直径来变速.改变转速时,要注

12、意其转速不得超过泵(或风机)的额定转速,以免叶轮强度和电动机负荷超过允许值.d.改变叶片安装角-改变泵(与风机)性能在轴流泵(或风机)中,把动叶做成可动叶片,借助改变动叶安装角来改变泵(风机)性能,可在较大范围内进行调节.在在转速变化不大时,基本上可保持效率不降低.但是,因为要实现在运转中改变叶片角度,其构造复杂,价格也贵,所以在那些不需要进行频繁调节的场合,大多采用停机来改变叶片角度的半自动调节结构.e.台数调节在设置单台泵(或风机)的情况下,在小流量区域进行调节,效率低,甚至无法运行.为避免这种状况,可考虑用台数来调节,即把一台泵或风机的流量分割为两台以上来承担,这样可根据外界需要的流量,

13、并联投入必要的台数,从而实现大范围的流量调节,保持高效运行. f.叶片切割-改变叶轮结构各种调节方法的比较调节方法设备费调节效率调节特性的稳定性流量变化轴功率变化维修保养出口阀开度便宜最差愈调节愈差与阀开度不成比例,在全开附近敏感,从全开至半开过程流量几乎不变在功率曲线上往全开的方向移动容易进口导流器 ( 风机中用 )比前者贵,但比其它两种便宜在 流 量70%-100% 范围 内 最好,80%以下也较好愈调节愈好与阀开度不成比例,在全开附近敏感,从全开至半开过程流量几乎不变沿着全开时的功率曲线更低的曲线上移动稍麻烦变速电动机及液力偶合器贵在 流 量70%-100% 范围内比进口导流器稍差,80

14、%以下也最好和调节前一样与转速成正比与转速的三次方成正比麻烦动叶可调贵最佳好范围广最省麻烦一.喘振当泵(与风机)的出口流量调节到小于扬程(风压)曲线最高点相应的流量时,会产生一种压力脉动,流量似喘气一样,在相当大的范围内波动,并伴有噪声和振动,乃至无法运行,这种现象称为喘振.风机中产生喘振现象的可能性比水泵大.1.产生喘振的必要和充分条件有三条:a.具有右上倾(驼峰)的风压曲线,而工况点M位于又上倾段的不稳定区;b.管网装置容量大;c.用贮气器之后或管网出口的阀门调节流量.2.防止喘振的方法a.要设计或选择喘振范围尽可能小的机型(压力最高点尽可能左移);b.通过转速来调节流量;c.风机中可以关

15、小进口阀或把导流器叶片角度调小.轴流泵或风机可以调整动叶角度,以改变泵或风机的性能,使工况点移到稳定区内二.旋转失速在轴流泵与风机中,当流量关小到小流量时,会因在动叶面上产生脱流而造成旋转失速,这是轴流式中特有的不稳定现象.失速是动,静叶栅近旁的一种压力变动,是局部性的,其衰减又非常迅速,所以对管网影响很少,因此不会产生象喘振那样的严重的机械振动,噪声也不大,不过动叶会因此而造成疲劳破坏.可以采取的预防措施有以下几种:.在设计翼形参数时使可能发生失速的区域减小;.设计排空阀,使工况点避开失速区;.用可调动叶或静叶.进口导流器进行调节,以使运行工况离开失速范围.三.水击(水锤)现象运行中的泵由于

16、停电等原因失去动力时,管道内的水流速度和压力将发生急剧变化,即出现水击.水击现象泵的动力失去后,由于含水的叶轮和电动机的转子的惯性力所构成的动能,泵在瞬间仍将继续运转,但不久转速,扬程,流量都急剧下降.当泵转速降低到某一限度时,水就停止流动.一度停止流动的水,马上就要倒流,所以对正转的叶轮来说,就成了阻力,起到阻止其旋转的作用,但是从水箱降落下来的压力波将成为反射波,再次促使压力提高.叶轮失去惯性力很快停止.接着,逆流的水作用使叶轮逆转,这时叶轮是作为水轮机的空载运转状态,其瞬间转速可达正常转速的三倍左右,电动机转子和推力轴承都将遭到破坏.同时,在管道内局部会出现非常高的压力,将会使管道产生噪声和振动,进而坏。风机流量波动范围管网流量波动范围CQCP0MS KAQ 喘振发生过程喘振发生过程风机启动时,其产生的流量大,风压低,工况点为A.随后,风机的风压逐渐增大,流量逐渐减小,工况点由A点沿着风压曲线向左方移