流体输配管网付祥钊五章泵与风机的理论基础一

流体输配管网付祥钊五章泵与风机的理论基础一第1页/共34页第5章泵与风机的理论基础第2页/共34页第3页/共34页第4页/共34页5.1离心式泵与风机的基本结构5.1.1离心式风机的基本结构（1）叶轮前盘、叶片（2）机壳蜗壳、进风口（3）进气箱（4）前导器（5）扩散器（6）电动机第5页/共34页5.1.2离心式泵的基本结构（1）叶轮（2）泵壳（3）泵座（4）轴封装置第6页/共34页5.2离心式泵与风机的工作原理及性能参数5.2.1离心式泵与风机的工作原理过程：流体受到离心力的作用——经叶片被甩出叶轮——挤入机（泵）壳——流体压强增高——排出——叶轮中心形成真空——外界的流体吸入叶轮——不断地输送流体。实质：能量的传递和转化过程。电动机高速旋转的机械能——被输送流体的动能和势能。在这个能量的传递和转化过程中，必然伴随着诸多的能量损失，这种损失越大，该泵或风机的性能就越差，工作效率越低。第7页/共34页5.2.2离心式泵与风机的性能参数（1）流量Q(m3/s,m3/h)（2）扬程H/全压P(mH2O,Pa)（3）功率：有效功率；轴功率(kW)（4）效率η(%)（5）转速n(r/min)第8页/共34页5.3.1绝对速度与相对速度、圆周速度5.3离心式泵与风机的基本方程—欧拉方程第9页/共34页5.3.2流体在叶轮中的运动与速度三角形第10页/共34页流体在叶轮中运动的速度三角形第11页/共34页已知流量和叶轮的转速，求速度三角形：第12页/共34页5.3.3欧拉方程基本假定（1）恒定流（2）不可压缩流（3）叶片数目无限多，厚度无限薄（4）理想流动（无能量损失）第13页/共34页欧拉方程第14页/共34页欧拉方程分析（1）理论扬程HT∞，单位是输送流体的“流体柱高度”。仅与流体的速度三角形有关，与流动过程无关。（2）流体所获得的理论扬程HT∞与被输送流体的种类无关。只要叶片进、出口处的速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或气柱高度（扬程）。（3）代表的是单位重量流量获得的全部能量，包括压力能和动能。

第15页/共34页5.3.4欧拉方程的修正恒定流不可压缩叶片无限多，无限薄理想流动K称为环流系数。它说明轴向涡流的影响，有限多叶片比无限多叶片作功小，这并非粘性的缘故，对离心式泵与风机来说，K值一般在0.78~0.85之间。

第16页/共34页1＝90时，进口切向分速vu1＝v1cos1＝0。

理论扬程将达到最大值。这时流体按径向进入叶片的流道，理论扬程方程式就简化为：

为简明起见，将流体运动诸量中用来表示理想条件的下角标“T”去掉：第17页/共34页5.3.4欧拉方程的物理意义第一项是离心力作功，使流体自进口到出口产生一个向外的压能增量。第二项是由于叶片间流道展宽、相对速度降低而获得的压能增量，它代表叶轮中动能转化为压能的份额。由于相对速度变化不大，故其增量较小。

第三项是单位重量流体的动能增量。利用导流器及蜗壳的扩压作用，可取得一部分静压。

第18页/共34页5.4泵与风机的损失与效率5.4.1流动损失与流动效率流体在进口前预旋；相对速度并非沿叶片切向；叶轮进口——出口的摩擦损失；边界层分离及涡流损失等。第19页/共34页5.4泵与风机的损失与效率5.4.2泄漏损失与泄漏效率第20页/共34页5.4泵与风机的损失与效率5.4.3轮阻损失与轮阻效率

第21页/共34页5.4.4泵与风机的功率与效率有效功率：流体经过泵与风机后单位时间获得的能量内功率：消耗于流体的功率。轴功率：泵与风机轴上的输入功率。第22页/共34页第23页/共34页课堂思考题：离心水泵有轴封装置，而离心风机没有，为什么？水泵启动时，为什么要求灌满水？第24页/共34页离心风机的基本机构第25页/共34页叶轮结构形式示意图第26页/共34页叶片结构形式示意图第27页/共34页叶片形状示意图第28页/共34页进风口形式示意图第29页/共34页离心泵的基本机构第30页/共