泵与风机课件(1)分析

泵与风机泵与风机PumpsandFans《泵与风机》，安连锁编著，中国电力出版社，2001.8课程概况一、学时总学时：32，讲课：26，实验：4，考试：2。二、教材三、教师与辅导主讲教师：，电话：2641（O），（H）辅导教师：，电话：2641（O），（H）辅导时间和地点：每周四晚7:30-8:30，热能教研室泵与风机PumpsandFans1、成绩评定比例：分为两个部分（含三个阶段），即：知识掌握部分，包括平时作业和课内实验占总成绩的15%，结课后开卷笔试占总成绩的50%；应用能力部分，完成拟工程课题（小论文、大计算题和综合性试验）情况占总成绩的35%。四、考核方法2、成绩评定方式：知识掌握部分，由教师根据平时作业、实验报告和开卷笔试情况评定；应用能力部分，采用综合答辩的方式，讲稿命名为“题目.姓名.班级”并制成PowerPoint格式，答辩成绩完全由学生根据综合答辩的组织与安排及自评成绩的确定方法评定。泵与风机PumpsandFans四、考核方法3、综合答辩的组织与安排：①．每班分三组，设组长一名，由班长、团支书、学委兼任；②．分组方法：试验组打散，结论可比较者在一组；③．答辩进行：答辩陈述每人限10~15分钟、不得低于10分钟，答辩5分钟，各组组长做答辩记录（内容、答辩情况）。泵与风机PumpsandFans4、自评成绩的确定：①．每位同学应按相应的自评成绩标准，为小组内的各位同学分项评分，最后统计总分，并签名；②．各组组长汇总统计总分，并签名；最后，由各班学委到教研室在网上登录汇总平均成绩；③．教师完成循检工作；④．对打分极端、均分等不公正者，另行组织答辩并考量其成绩，严重者按扰乱考场纪律论处。四、考核方法泵与风机PumpsandFans1、《流体力学及泵与风机》网络资源校园网地址：

http：3/jpkc

五、网络资源和自学指导2、自学指导

学生可自行下载《流体力学及泵与风机》网络资源中的课件、电子教案等。泵与风机PumpsandFans§0绪论初识泵与风机1、从学科角度：泵与风机是流体力学的应用和发展。2、从能量角度：泵与风机是一类能将原动机的机械能转换成被输送流体的压力势能和动能的流体机械。如果输送的流体是液体，则称为泵；输送的流体为气体，则称为风机。泵与风机PumpsandFans一、泵与风机在国民经济建设中的地位§0-1泵与风机在国民经济建设和火力发电厂中的地位

二、泵与风机在火力发电厂中的地位

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、学习方法泵与风机PumpsandFans一、泵与风机在国民经济建设中的地位1、泵与风机属通用机械的范畴：它们在国民经济的各个部门中应用十分广泛。农业方面：排涝、灌溉；采矿工业：坑道的通风及排水；冶金工业：各种冶炼炉的鼓风以及气体和液体的输送；石油工业：输油和注水；化学工业：高温、腐蚀性气体的排送；一般工业：厂房、车间空调以及原子防护设备的通风等。泵与风机PumpsandFans一、泵与风机在国民经济建设中的地位2、定量分析：据统计，泵与风机耗电约占全国总用电量的百分比逐步从原30%向40%过渡。

数量之多可见其：应用之广地位之重泵与风机PumpsandFans一、泵与风机在国民经济建设中的地位§0-1泵与风机在国民经济建设和火力发电厂中的地位

二、泵与风机在火力发电厂中的地位

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、学习方法泵与风机PumpsandFans二、泵与风机在火力发电厂中的地位

1、从应用角度看：汽轮机系统循环水泵凝结水泵疏水泵补给水泵锅炉给水泵

锅炉系统送风机一次风机排粉机引风机灰渣泵冲灰水泵泵与风机PumpsandFans二、泵与风机在火力发电厂中的地位

人体比喻“心脏，呼吸、消化和排泄系统”泵与风机PumpsandFans二、泵与风机在火力发电厂中的地位

2、从经济角度看：泵与风机是电厂的耗电大户，特别是给水泵素有“电老虎”之称。据统计，各种泵与风机的耗电量约占厂用电的70%~80%（采用汽动给水泵除外）约为机组容量的5%~10%左右；其中泵约占50%，风机约占30%。

3、从安全角度看：由于泵与风机故障而引起停机、停炉的事例是很多的，并且由此造成了很大的直接和间接的经济损失，应引起我们的足够重视。经验表明，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。特别是随着机组向大容量、高效率、自动化方向的发展，对泵与风机的安全可靠性也提出了越来越高的要求。泵与风机PumpsandFans二、泵与风机在火力发电厂中的地位

【例】现代大型锅炉容量大、汽包的水容积相对较小，如果锅炉给水泵由于某种原因发生故障而中断给水，则汽包在一、二分钟甚至更短的时间内就可“干锅”，引发重大设备事故。此外，泵与风机的运行方式也直接影响到电厂的安全经济运行。总之，泵与风机的安全经济运行是与整个电厂的安全经济运行密切相关的。

泵与风机PumpsandFans一、泵与风机在国民经济建设中的地位§0-1泵与风机在国民经济建设和火力发电厂中的地位

二、泵与风机在火力发电厂中的地位

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、学习方法泵与风机PumpsandFans三、泵与风机现状及其发展趋势

设备陈旧；现状：一般：余量过大；环保：余量过小；调节方式相对落后。

大容量；发展趋势：高效率；自动化。泵与风机PumpsandFans一、泵与风机在国民经济建设中的地位§0-1泵与风机在国民经济建设和火力发电厂中的地位

二、泵与风机在火力发电厂中的地位

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、学习方法泵与风机PumpsandFans四、学习本课程的目的与任务、学习方法本课程是热能与动力工程及其相近专业的一门重要的专业基础课程。泵与风机属于通用机械的范畴，在国民经济的各部门应用十分广泛。在火力发电厂中，泵与风机是实现动力循环的重要组成部分，是重要的辅机之一。

1、学习本课程的目的与任务为了实现泵与风机的安全经济运行，首先，必须掌握泵与风机的基本原理、性能、结构、及运行调节等方面的必要知识，掌握泵与风机性能试验技术。同时，随着泵与风机设备的不断更新和高技术驱动装置的投入，还需不断地提高运行操作技术和管理水平。为今后从事专业技术工作和科学研究打下必要的基础。泵与风机PumpsandFans四、学习本课程的目的与任务、学习方法①．及时复习有关知识：本课程以“流体力学”为其主要先修课程。学生应及时复习“流体力学”的基本理论（如动量矩方程、连续方程、能量方程、管路水力计算、翼型及叶栅原理、边界层的基本概念及其分离现象和相似原理等），以便更好地理解和掌握泵与风机的相关知识。2、学习方法泵与风机PumpsandFans四、学习本课程的目的与任务、学习方法②．培养良好的作题习惯：列出已知和所求；画出示意图（如有必要）；对问题进行分析和简化处理；列出数学描述（包括规范的书写格式）；求解（要有代入数据的过程）；对所得结果进行不同层次的讨论（如结果的正误、涉及了哪些知识点、结果有否推广应用的价值等）。

2、学习方法泵与风机PumpsandFans四、学习本课程的目的与任务、学习方法③．树立工程概念：注重分析和解决问题的方法，不要过于追求细节的东西，对一些繁琐的公式不一定要求死记硬背。但是，应：•记住一些常用数据的取值或大致范围；•树立节能理念。

2、学习方法泵与风机PumpsandFans

【例题】某电厂300MW机组采用简易导流器调节的G4-73-11№28D型送风机转速为n=730r/min，当导流器全开时其工作点位于最高效率点上。负荷分布100%90%80%70%60%年运行小时2000200018001000200试确定该风机的年耗电量。A：（1）试绘出当流量裕量为1.1时，风机出力与风机运行效率关系曲线。B：若将上题中的简易导流器改为轴向导流器，(1)、(2)问题的情况又如何？（2）若机组负荷分布为：泵与风机PumpsandFans【要求】分两组完成问题A、B其一即可。【目的】使学生能从“总量的概念”上了解某种风机全年的能耗情况；但我们更深层的目的是考察学生是否有“节能理念”，为此提示学生两小题可以相互参考。【结果】虽然学生均按题目要求正确完成了其中一个小题的计算任务，但没有一名同学将A、B两小题的结果互相比较，从而得出那种风机导流器更经济。这从某种程度上说明学生的“节能理念”还没有建立起来。【分析】综合能力的培养并不是一蹴而就的，需要从点点滴滴作起。比如，平时可多加强“比较引申法”、“题后思考的层次”等方面的训练。泵与风机PumpsandFans§0-2泵与风机的基本性能参数

泵与风机的基本性能参数主要有：流量qV、能头（扬程H或全压p）、轴功率Psh、有效功率Pe、效率和转速n等。一、流量

二、能头

三、功率和效率

四、转速

五、其它基本性能参数

泵与风机PumpsandFans一、流量

泵与风机在单位时间内所输送的流体量，通常用体积流量qV表示，单位为m3/s，m3/h。

测量时,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qm表示，单位为kg/s，kg/h。qm和qV的换算关系为：qm=

qV泵与风机PumpsandFans§0-2泵与风机的基本性能参数一、流量

二、能头

三、功率和效率

四、转速

五、其它基本性能参数

泵与风机PumpsandFans二、能头

单位重力或单位体积流体通过泵或风机所获得的机械能。

对于泵：通常用扬程H表示，单位为m；

通常，分别以下标“1”、“2”表示泵与风机的进口和出口截面。对于风机：通常用全压p表示，单位为Pa。泵与风机PumpsandFans§0-2泵与风机的基本性能参数一、流量

二、能头

三、功率和效率

四、转速

五、其它基本性能参数

泵与风机PumpsandFans三、功率和效率

原动机传动装置泵与风机原动机配套功率Pgr=KPg，K为容量安全系数效率：传动效率：tm

原动机输出功率：（kW）

轴功率：传到泵与风机轴上的功率（kW）四、转速泵与风机轴每分钟的转数，通常用n表示，单位为r/min。泵与风机PumpsandFans§0-2泵与风机的基本性能参数一、流量

二、能头

三、功率和效率

四、转速

五、其它基本性能参数

泵与风机PumpsandFans五、其它基本性能参数

1、风机的静压

风机的全压减去风机出口截面处的动压pd2（通常将风机出口截面处的动压作为风机的动压）称为风机的静压。用pst表示，即：

2、风机的静压有效功率用Pest表示，其计算式如下：泵与风机PumpsandFans3、内功率流体通过泵与风机时要引起一系列损失，我们把实际消耗于流体的功率称为泵与风机的内功率，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损失掉的功率。即：五、其它基本性能参数

4、内效率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）。用i

表示，即：Pi=Pe+P（kW）式中P——除轴承、轴封外在泵与风机内损失掉的功率。泵与风机PumpsandFans五、其它基本性能参数

5、静压效率和静压内效率静压效率是指风机的静压有效功率和轴功率之比，用st表示，即：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：它们也从不同的角度表示了泵与风机的工作性能。泵与风机PumpsandFans五、其它基本性能参数

此外，对于泵，还有泵的比转速（或型式数）、汽蚀余量（或吸上真空高度）等；对于风机，还有风机的比转速及无因次性能参数等，这些将分别在以后的有关章节中讨论。泵与风机PumpsandFans一、分类

1、按泵与风机所产生的全压高低分类：

低压小于1

kPa通风机：中压处于1~3kPa高压高于3

kPa高压大于6MPa泵中压处于2~6MPa鼓风机：处于10~15kPa低压小于2MPa压气机：大于290-340kPa风机

§0-3泵与风机的分类及工作原理

泵与风机PumpsandFans一、分类

2、按泵与风机工作原理分类：风机泵与风机PumpsandFans二、工作原理

图0-4叶片式泵结构示意图

（一）叶片式泵与风机

工作叶轮旋转时叶轮上的叶片将能量连续地传给流体，从而将流体输送到高压、高位处或远处的泵与风机。按叶片对流体作功的原理不同，又可分为离心式、轴流式和混流式三种，如图0-4所示。离心泵示意图轴流泵示意图混流泵示意图叶轮叶轮叶轮压出室吸入室扩散管导叶导叶泵壳泵与风机PumpsandFans二、工作原理

（一）叶片式泵与风机

1、离心式泵与风机的工作原理叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对流体沿它的运动方向作功；叶轮连续地旋转，流体也就连续地排出、吸入，形成离心式泵与风机的连续工作。流体在惯性力的作用下，从叶轮中心流出，并进入压出室；在叶轮中心形成低压区，在吸入端压强的作用下，流体经吸入室进入叶轮；泵与风机PumpsandFans二、工作原理

（一）叶片式泵与风机

1、离心式泵与风机的工作原理

叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对流体沿它的运动方向作功；流体在惯性力的作用下，从叶轮中心流出，并进入压出室；在叶轮中心形成低压区，在吸入端压强的作用下，流体经吸入室进入叶轮；叶轮连续地旋转，流体也就连续地排出、吸入，形成离心式泵与风机的连续工作。风机叶轮离心泵模型离心泵剖面图泵与风机PumpsandFans二、工作原理

（一）叶片式泵与风机

2、轴流式泵与风机的工作原理流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，旋转着的叶片给绕流流体一个轴向的推力此叶片的推力对流体作功，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。入口静叶动叶出口静叶入口静叶调节机构泵与风机PumpsandFans二、工作原理

（一）叶片式泵与风机

2、轴流式泵与风机的工作原理流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，旋转着的叶片给绕流流体一个轴向的推力此叶片的推力对流体作功，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。轴流泵泵与风机PumpsandFans二、工作原理

（一）叶片式泵与风机

3、混流式泵与风机的工作原理与离心式相比，混流式泵与风机流量较大、能头较低；但和轴流式相比，混流式泵与风机流量较小、能头较高。总之，从性能上看，它是介于离心式和轴流式之间的一种泵与风机。而其叶轮形状和工作原理也都具有两者的特点。

叶轮导叶泵与风机PumpsandFans二、工作原理

（二）容积式（又称定排量式）泵与风机通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风机。根据机械运动方式的不同还可分为往复式和回转式。往复式活塞泵原理图活塞泵模型泵与风机PumpsandFans二、工作原理

（二）容积式（又称定排量式）泵与风机通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风机。根据机械运动方式的不同还可分为往复式和回转式。回转式悬片式真空泵齿轮泵双螺杆泵萝次风机泵与风机PumpsandFans二、工作原理

（三）其它类型的泵与风机液环泵射流泵无法归入前面两大类的泵与风机。这类泵与风机主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流体。例如，液环泵、射流泵等。泵与风机PumpsandFans二、工作原理

上述三种类型的泵与风机中，用途最广泛的是叶片式泵与风机。这是因为，与其它类型相比，叶片式泵与风机具有效率高、性能可靠、容易调节等优点，特别是可以制成各种能头及流量的泵与风机以满足不同的需求。所以在火力发电厂及其它工业中得到了广泛的应用。因此，授课时我们将着重讨论叶片式泵与风机。考虑到火力发电厂厂用泵与风机的实际情况，教材中也对活塞泵和柱塞泵、齿轮泵和螺杆泵、罗茨风机以及液环泵和射流泵等的工作原理与性能作了一般性介绍，供同学们自学。泵与风机PumpsandFans【例0-1】水泵在如图0-5所示的管路系统中工作时，若吸水池液面的压强为pe1，压水池液面的压强为pe2，且两水池液面的高度差为HZ，吸水管和压水管的流动损失之和为hw，试推导在这种情况下，泵扬程的表达式。图0-5例0-1附图【解】设泵的扬程为H，在如图0-5所示的1-1、2-2截面上，应用粘性流体总流的伯努利方程得：泵与风机PumpsandFans由已知可得：(Ze2－Ze1)=HZ，Ve1≈0，Ve2≈0。将其代入上式，即可得该情况下泵扬程的表达式为：

上式表明：泵的扬程可由它的实际工作参数求出。此时，扬程H不一定是额定参数，其值会随着工作条件的改变而变化。泵与风机PumpsandFans花絮：汲水和鼓风设备发展简史汲水和鼓风设备时间国别发明者尖底、小口、大腹的陶罐公元前4千年中国不详单动式单活塞唧筒公元前3世纪希腊与罗马特