第二章泵与风机的性能(1)

1、泵与风机主讲人：张春梅第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第3 3页页主要内容2-2 2-2 叶片式泵与风机性能曲线叶片式泵与风机性能曲线2-1 2-1 叶片式泵与风机的损失和效率叶片式泵与风机的损失和效率2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第4 4页页2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第5 5页页传动装置泵与风机原动机配套功率（Pg，in）原动机功率 Pg轴功率 PPe=gqvH/1000 = qvp/1000传动效率tmPgtm=P泵与风机效率=Pe/P引引 言言1、功

2、率和效率有效功率有效功率Pe 2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第6 6页页由于结构、工艺及流体粘性的影响，流体流经泵与风机由于结构、工艺及流体粘性的影响，流体流经泵与风机时不可避免地要产生各种能量损失。时不可避免地要产生各种能量损失。哪些哪些损失？在哪些部位？与那些因素有关？损失？在哪些部位？与那些因素有关？措施措施 。Pe=P- Pm - PV- Ph2、损失与功率 Pm PV PhqVTHTqVHTPeqVHPP- PmP- Pm - Pv2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第7 7页页2-1 2-1 叶片式泵与风机的损失和效率叶片式

3、泵与风机的损失和效率一、机械损失和机械效率机械损失和机械效率 二、二、容积损失和容积效率容积损失和容积效率三、三、流动损失和流动效率流动损失和流动效率 引引 言言 2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第8 8页页 一、机械损失和机械效率机械损失和机械效率 机械损失（用功率机械损失（用功率 Pm表示）包括：表示）包括：轴与轴封、轴与轴轴与轴封、轴与轴承承及叶轮及叶轮圆盘摩擦圆盘摩擦所损失的功率，一般分别用所损失的功率，一般分别用 Pm1和和 Pm2表表示。示。1 1、什么是机械损失、什么是机械损失 2 2、机械损失的定性分析、机械损失的定性分析 ，叶轮在壳腔内转动时，因

4、克服壳腔内流体与盖板，叶轮在壳腔内转动时，因克服壳腔内流体与盖板之间存在的摩擦阻力而消耗的能量，称为圆盘摩擦损失功率。之间存在的摩擦阻力而消耗的能量，称为圆盘摩擦损失功率。 ，与轴承、轴封的结构形式、填料种类、轴颈的加，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密度有关，约为工工艺以及流体密度有关，约为1%3%P2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第9 9页页一、机械损失和机械效率机械损失和机械效率3 3、机械效率、机械效率机械损失功率的大小，用机械效率机械损失功率的大小，用机械效率 m来衡量。机械效率来衡量。机械效率等于轴功率克服机械损失后所剩余的功率

5、（即流动功率等于轴功率克服机械损失后所剩余的功率（即流动功率Ph）与轴功率与轴功率P之比：之比：PPPPPhmm-机械效率和比转速有关，表机械效率和比转速有关，表1-31-3可用来粗略估算泵的机械效率。可用来粗略估算泵的机械效率。 表表1-3 m与与ns的关系（泵）的关系（泵）比转速比转速 ns5060708090100机械效率机械效率m（%）8487899192932022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1010页页二、容积损失和容积效率二、容积损失和容积效率当叶轮旋转时，在动、静部件间隙两侧压强差的作用下，当叶轮旋转时，在动、静部件间隙两侧压强差的作用下，部分流体从

6、高压侧通过间隙流向低压侧所造成的能量损失称部分流体从高压侧通过间隙流向低压侧所造成的能量损失称为容积（泄漏）损失，用功率为容积（泄漏）损失，用功率 PV 表示。表示。 （一）泵的容积损失（一）泵的容积损失 （二）通风机的容积损失（二）通风机的容积损失 2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1111页页二、容积损失和容积效率二、容积损失和容积效率 （一）泵的容积损失（一）泵的容积损失 1、泵的容积损失主要发生在以下几个部位泵的容积损失主要发生在以下几个部位叶轮入口与外壳之间的间隙处；叶轮入口与外壳之间的间隙处；多级泵的级间间隙处；多级泵的级间间隙处；平衡轴向力装置与外壳

7、之间的平衡轴向力装置与外壳之间的间隙间隙处以及轴封间隙处等。处以及轴封间隙处等。2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1212页页2、减小泵容积损失的措施、减小泵容积损失的措施为了减小叶轮入口处的容积损失为了减小叶轮入口处的容积损失q1，一般在入口处都装，一般在入口处都装有密封环（承磨环或口环），如图下所示。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，密封间隙过大隙过大q1 ；密封间隙过小；密封间隙过小 Pm1 ； （一）泵的容积损失（一）泵的容积损失 2022-6-13第二章第二章

8、泵与风机的性能泵与风机的性能第第1313页页 （二）（二） 容积效率容积效率 容积效率容积效率V 与比转速有关，对给水泵，表与比转速有关，对给水泵，表1-4可供参考。可供参考。容积损失的大小用容积效率容积损失的大小用容积效率V 来衡量。容积效率为考虑来衡量。容积效率为考虑容积损失后的功率与未考虑容积损失前的功率之比：容积损失后的功率与未考虑容积损失前的功率之比：qqqqqHqHqPPVVVVVVV TTTThgg ns=5060708090100qV90m3/hqV145m3/h0.800.900.8350.9200.860.940.8750.9500.8900.9550.900.96 表表1

9、-4 1-4 给水泵的容积效率给水泵的容积效率比转速比转速 V流量流量2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1414页页1 1、什么是流动损失、什么是流动损失 三、流动损失和流动效率三、流动损失和流动效率 流动损失是指：泵与风机工作时，由于流体和流道壁面流动损失是指：泵与风机工作时，由于流体和流道壁面发生发生摩擦摩擦、流道几何形状改变使流速变化而产生、流道几何形状改变使流速变化而产生旋涡旋涡、以及、以及偏离设计工况时产生的偏离设计工况时产生的冲击冲击等所造成的损失。等所造成的损失。2 2、流动损失的影响因素、流动损失的影响因素 流动损失和过流部件的几何形状，壁面粗糙度

10、、流体的流动损失和过流部件的几何形状，壁面粗糙度、流体的粘性及流速、运行工况等因素密切相关。粘性及流速、运行工况等因素密切相关。冲击损失冲击损失 摩擦损失和局部损失摩擦损失和局部损失分类分类2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1515页页三、流动损失和流动效率三、流动损失和流动效率 3 3、流动效率、流动效率 流动损失的大小用流动效率流动损失的大小用流动效率h来衡量。流动效率等于考来衡量。流动效率等于考虑流动损失后的功率（即有效功率）与未考虑流动损失前的虑流动损失后的功率（即有效功率）与未考虑流动损失前的功率之比功率之比 ，即，即TTTehppHHHgqHgqPPV

11、V 四、泵与风机的总效率四、泵与风机的总效率 泵与风机的总效率等于有效功率和轴功率之比。即：泵与风机的总效率等于有效功率和轴功率之比。即： hmehheVPPPPPPPP2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1616页页 1、试提出提高泵与风机效率的几点措施？、试提出提高泵与风机效率的几点措施？ 2 2、为什么提高转速并相应地减小叶轮直径可能使叶片、为什么提高转速并相应地减小叶轮直径可能使叶片式泵与风机的效率得到提高。式泵与风机的效率得到提高。 2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1717页页 【解解】 由已知，泵的有效功率为：由已知，泵的

12、有效功率为：Pe= gqV H/1000=10009.8061.2470/1000=851.161（kW）所以，所以， = Pe/P=851.161/1100 =0.774=77.4% h= /( V m)=0.774/(0.93020.94)=0.88519=88.52% 【例例1】 有一输送冷水的离心泵，当转速为有一输送冷水的离心泵，当转速为1450r/min时，时，流量为流量为qV=1.24m3/s，扬程，扬程H=70m，此时所需的轴功率，此时所需的轴功率P=1100kW，容积效率，容积效率 V=0.93，机械效率机械效率 m=0.94，求流动效，求流动效率为多少率为多少?（已知水的密度

13、（已知水的密度=1000kg/m3）。）。2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1818页页v【例例2 2】某台IR125-100-315型热水离心泵的流量为240 m/h，扬程为120m，泵效率为77，热水温度为80，密度为970kg/m，试计算该泵有效功率和轴功率的大小。06667. 03600240Vq1 .76100012006667. 081. 99701000HgqPVe9 .9877. 01 .76ePP2022-6-13第二章第二章 泵与风机的性能泵与风机的性能第第1919页页v2-12-1有一叶轮外径为有一叶轮外径为460mm460mm的离心式风机，在转速为的离心式风机，在转速为1