泵与风机课件(6)

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一一、比转速、比转速 1-10 1-10 比转速和型式数比转速和型式数 二、二、型式数型式数 问题的提出问题的提出 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问题的提出问题的提出 相似设计相似设计如何选型

2、如何选型目的：目的：流量相似定律流量相似定律 qV, H, n眼花缭乱；眼花缭乱；结构型式结构型式结构尺寸结构尺寸寻求：寻求： 综合的特征参数综合的特征参数= = ( (参数参数, ,结构结构) )或全压相似定律或全压相似定律扬程相似定律扬程相似定律构造之；构造之；用于泵与风机的理论研究、选择和设计中。用于泵与风机的理论研究、选择和设计中。1.32cnDqmpV2.222cnDHmp平方，平方，立方立方除以除以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）泵的比转速（一）泵的比转速 4/

3、3s65. 3HqnnV（1-119） 3.653.65引自原苏联水轮机的比转速：引自原苏联水轮机的比转速：4/5sHPnn ，将，将P（马力，（马力，PS）Pe =7351000HgqV 由于各国习惯采用的计算泵比转速的公式不同，以及对流由于各国习惯采用的计算泵比转速的公式不同，以及对流量、扬程、转速所取的单位不同，使得对同一台泵计算出来的量、扬程、转速所取的单位不同，使得对同一台泵计算出来的比转速的数值就不同。其换算关系如表比转速的数值就不同。其换算关系如表1-71-7所示。所示。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

4、FansPumps and Fans 表表1-7 不同单位比转速的换算不同单位比转速的换算计算公式国 别中国、前苏联美 国英 国日 本德 国单 位qVm3/sUSgal/minUKgal/minm3/minm3/sHmftftmmnr/minr/minr/minr/minr/min换 算 关 系 114.16 12.892.12 3.650.0706 10.910.150.2580.0776 1.1 1 0.1640.2830.47176.686.08 11.7220.27403.883.53 0.581 1 注注 ft英尺； USgal美加仑；UKgal英加仑4/3s65. 3HqnnV4/

5、3qHqnnV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）风机的比转速：（二）风机的比转速： 3/420ypqnnV（1-1221-122）4/3y2 . 1pqnnV（1-1231-123） 由于公制压强单位由于公制压强单位kgf/m2=9.80665Pa，所以，所以，公制单位公制单位的比转速的比转速是是SI制单位比转速的制单位比转速的9.806653/4倍倍，并取整。，并取整。（三）关于比转速的几点说明（三）关于比转速的几点说明 1 比转速是工况的函数，取最佳工况比转速是工况的函数，

6、取最佳工况取值取值。 2 比转速是由相似定律引出的一个用于比转速是由相似定律引出的一个用于的的，与转速无关。，与转速无关。 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 3 不是不是相似相似，而是而是相似的必然相似的必然：即两台几何相：即两台几何相似的泵或风机比转速必然相等；相反，则不然。似的泵或风机比转速必然相等；相反，则不然。 4 ，所以，计算比转速时，所以，计算比转速时. 对对泵，泵，以qV /2qV. 对对泵，泵，以H/iH. 对双吸多级泵，对双吸多级泵，以qV、H. 参数单位：参数单

7、位：qV（m3/s）、H（m）、p（Pa）、n（r/min）3、用比转速可以大致决定泵与风机的型式、用比转速可以大致决定泵与风机的型式1、比转速可以反映泵与风机的结构特点、比转速可以反映泵与风机的结构特点2、比转速可以大致反映性能曲线的变化趋势、比转速可以大致反映性能曲线的变化趋势 4、用比转速可以进行泵与风机的相似设计、用比转速可以进行泵与风机的相似设计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 泵的类型离心泵混流泵轴流泵低比转速中比转速高比转速比转速ns30ns8080ns150150n

8、s300300ns500500ns1000叶轮形状尺寸比D2/D032.31.81.41.21.11叶片形状柱形叶片入口处扭曲出口处柱形扭曲叶片扭曲叶片翼形叶片性能曲线形状表表1-9 比转速与叶轮形状和性能曲线形状的关系比转速与叶轮形状和性能曲线形状的关系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续表续表1-91-9 泵的类型离心泵混流泵轴流泵低比转速中比转速高比转速扬程-流量曲线特点关死扬程为设计工况的1.11.3倍扬程随流量减少而增加，。 关死扬程为设计工况的1.51.8倍扬程随流量减少

9、而增加，关死扬程为设计工况的2倍左右，扬程随流量减少而。功率-流量曲线特点，轴功率随流量增加而上升流量变动时轴功率，设计工况附近变化比较少，以后轴功率随流量增大而下降效率-流量曲线特点比轴流泵平坦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 比转速比转速在实际应用中在实际应用中的的主要主要缺点缺点是：它是一个是：它是一个有因次有因次的相的相似准则数，因而似准则数，因而其通用性受到很大限制其通用性受到很大限制，也，也不利于学术交流不利于学术交流和和国际间的贸易往来国际间的贸易往来。 为此，国际标

10、准化组织（为此，国际标准化组织（ISO/TC）定义了无因次型式数，）定义了无因次型式数，其计算公式为：其计算公式为：4/3)g(2HqnV（1-124） 并以此取代现在用的比转速。并以此取代现在用的比转速。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 由于它是无因次数，因而具有广泛的通用性；由于它是无因次数，因而具有广泛的通用性； 作为两泵流动的相似准则数，物理意义清楚，概念统作为两泵流动的相似准则数，物理意义清楚，概念统一，便于理解和掌握；一，便于理解和掌握； 与泵所输送流体的密度无关，可唯

11、一地确定叶轮的几与泵所输送流体的密度无关，可唯一地确定叶轮的几何形状。何形状。 使用缺点是数值偏小。使用缺点是数值偏小。二、型式数二、型式数应用型式数的主要优点是：应用型式数的主要优点是：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 Fans3-2 叶片式通风机的无因次性能叶片式通风机的无因次性能曲线和空气动力学略图曲线和空气动力学略图一、问题的提出一、问题的提出二、无因次性能参数和无因次性能曲线二、无因次性能参数和无因次性能曲线三、无因次性能参数的意义三、无因次性能参数的意义四、通风机的空气动力学略图

12、四、通风机的空气动力学略图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 根据工程需要，我们可的相似，从而，以完成风机的设计、选择工作。 工程实际,（不同类型、不相似），以完成相应的工作；但，也就，。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、问题的提出一、问题的提出 那么就可以将所有不同系列风机的性能曲线绘制在一个图上进行比较了，事实上这是可能的。事实上这是可能的。 因为因为因而也就只能绘

13、制一条曲线了 。 由于这时的参数已没有因次，故称为。由称为无因次性能曲线。从而，。 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 Fans1.32cnDqmpV )m(4222222ADD 叶轮圆面积；2.222cnDpmp(m/s)60222unDnD 叶轮圆周速度；3.352shcnDPmp)kg/m(3流体的密度。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、无因次性能参数和无因次性能曲线二、无

14、因次性能参数和无因次性能曲线 效率系数：功率系数：全压系数：流量系数：23222221000AuPPuppAuqqshshVV（3-2）（3-4）（3-7）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、无因次性能参数和无因次性能曲线二、无因次性能参数和无因次性能曲线图图3-15是是4-13（72）通风机的性能曲线和无因次性能曲线。）通风机的性能曲线和无因次性能曲线。由图不难看出，两者形状完全相同。由图不难看出，两者形状完全相同。 应该指出：当应该指出：当 n和和 D2较大时，由于较大时，由于

15、的影响，两者会略有不同。的影响，两者会略有不同。 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、无因次性能参数的意义三、无因次性能参数的意义1、换言之：它是相似准则数，是相似的结果换言之：它是相似准则数，是相似的结果 。 2、与通风机的与通风机的几何尺寸、几何尺寸、 转速及输送流体的种类无关，转速及输送流体的种类无关， 而而。 故可以将不故可以将不同系列通风机的无因次性能曲线集中在一起，同系列通风机的无因次性能曲线集中在一起， 以便进行通风以便进行通风机性能的比较、选择。机性能的比较、选择。

16、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 由于同一系列的通风机都是按相似方法设计的，因此，它由于同一系列的通风机都是按相似方法设计的，因此，它们的无因次性能曲线相同，流道的几何形状相似。故们的无因次性能曲线相同，流道的几何形状相似。故 即，相似的通风机，每台所有各通流部分的尺寸与其叶轮即，相似的通风机，每台所有各通流部分的尺寸与其叶轮外径外径D2的比值都对应相等。为了便于系列相似设计，风机行业的比值都对应相等。为了便于系列相似设计，风机行业通常通常， 。lDDDDbbbb 2m2P1m1P

17、2m2p1m1p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，4-73型离心通风机例图如图型离心通风机例图如图3-16所示。使用所示。使用之，之，又大大，又大大了了。 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 Fans3-3 叶片式通风机的叶片式通风机的选择曲线概述选择曲线概述一、什么是叶片式通风机的选择曲线一、什么是叶片式通风机的选择曲线二、目的二、目的三、三组等值线及其特点三、三组等值线及其特点

18、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选择曲线是用选择曲线是用把在把在下，下，上工作范围内工况点的上工作范围内工况点的的的D2，n、u2以及相应的以及相应的qV、p、Pgr的一种曲线，也称同系列通风机的对数坐标图。的一种曲线，也称同系列通风机的对数坐标图。选择曲线表示了同系列通风机的主要参数选择曲线表示了同系列通风机的主要参数n、D2、u2、qV、p、及及Pgr等之间的关系。图等之间的关系。图3-17是是G-4-13.2（73）型离心通风机的）型离心通风机的选择曲线。选择曲线。便于选择风

19、机产品（由制造厂提供风机）。便于选择风机产品（由制造厂提供风机）。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三、三组等值线及其特点三、三组等值线及其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 Fans三、三组等值线及其特点三、三组等值线及其特点等机号线所通过的几条性能曲线表示在等机号线所通过的几条性能曲线表示在下的性能曲线下的性能曲线等转速线所通过的几条性能曲线表示在等转速线所通过的几条性能曲线表示在的性能曲线，转速为电机的铭牌转速或配上皮带轮后所能达的性能曲线，转速为电机的铭牌转速或配上皮带轮后所能达到的转速；到的转速；等功率线其功率为电机系列产品的功率，即等功率线其功率为电机系列产品的功率，即 ，等，等Pgr线则不一定通过性能曲线中的最高效率点；线则不一定通过性能曲线中的最高效率点； 在使用时，应先在使用时，应先化为化为，然后再查