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泵与风机应用技术 教学课件 ppt 作者 刘宏丽 第三章泵与风机的性能分析

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    • 1、第三章,泵与风机的性能分析,第一节,泵与风机的功率与效率,一、功率,有效功率 风机内功率 轴功率 原动机功率,二、效率,1、机械损失和机械效率 包括: 轴与轴承的摩擦损失 轴与轴封的摩擦损失 圆盘摩擦损失 效率:,克服的措施 1)降低叶轮与壳体 内侧表面的粗糙度 。 2)叶轮与壳体间的间 隙B不要太大。,2、容积损失和容积效率 包括: 流体发生从高压区通过缝隙泄漏到低压区的回流,未能有效利用。 对于离心泵来说,还有流过为平衡轴向推力而设置的平衡孔的泄漏回流量等。 效率,克服的措施 尽可能增加密封 装置的阻力; 密封环的直径尽 可能缩小,从而 降低其周长,使 流通面积减少。,3、水力损失和水力效率 包括 进口损失 冲击损失 叶轮中的水力损失 动压转换和机壳出口损失 效率,克服的措施 合理的设计叶片形状和流道 保证正确的制造尺寸,注意流道表面的粗糙度 提高检修质量 注意离心风机的几个主要尺寸与形状 离心风机进气箱的形状要尽量使旋涡区 减少 进风口的形状与尺寸要合理 蜗壳的宽度 蜗舌的形状与尺寸 进气箱进口与叶轮 进口的面积比,4、总效率 风机的静压效率 风机的全压效率,第二节,泵与风机的性

      2、能曲线,类型 泵或风机所提供的流量和扬程之间的关系。 泵或风机所提供的流量和所需外加轴功率之间的关系。 泵或风机所提供的流量与设备本身效率之间的关系。,一、理论分析绘制的性能曲线,二、实际分析绘制性能曲线,三、离心式泵与风机性能曲线分析,qV=0为阀门关闭时的工况, 称空转状态 qV曲线上有一最高效 率点 泵与风机的性能曲线分为三种 平坦型 陡降型 驼峰型,第三节,相似理论在泵与风机中的应用,一、相似条件,几何相似 运动相似 动力相似,二、泵与风机的相似定律,1、相似条件 几何相似 运动相似 动力相似,2、相似定律 流量相似定律 扬程(全压)相似定律 轴功率相似定律,三、泵与风机的相似定律的实际应用,当被输送流体的密度改变时性能参数的换算,例1 现有KZG13型锅炉引风机一台,铭牌上的参数为n0=960rrain,p0=140mmH2O,qV0=12000m3h,=65。配用电机功率为15kW,三角皮带传动,传动效率d=98%,今用此引风机输送温度为20的清洁空气,n不变,求在这种实际情况下风机的性能参数,并校核该配用电机的功率能否满足要求。,解:因为该风机铭牌上的参数是在大气压为10

      3、1325kPa、介质温度为200条件下给出的(该状态下空气的g=7.31Nm3)。当改送20空气时其相应的g=11.77Nm3,由相似定律可知该风机的实际性能参数为: qV=qV0 =12000m3/h 可见,配用电机的功率不能满足要求。,当转速改变时性能参数的换算 相似抛物线,例2 型号为IS6550160离心式清水泵铭牌上的参数为n0=2900rmin,H0=32m,qV0=25m3h,N0=4kW,0=66。如果该泵在n=1450rmin情况下运行,试问相应的流量qV、扬程H、轴功率N各为多少?,例2 型号为IS6550160离心式清水泵铭牌上的参数为n0=2900rmin,H0=32m,qV0=25m3h,N0=4kW,0=66。如果该泵在n=1450rmin情况下运行,试问相应的流量qV、扬程H、轴功率N各为多少? 解:根据上述公式可得:,当叶轮直径和转速都改变时性能曲线的换算 当已知泵或风机在某一叶轮直径D2m和转速nm下的性能曲线I时,即可按相似律换算出同一系列相似机,在另一轮径D2及转速n2下的性能曲线。 相似泵qV-H曲线的换算,例3 离心通风机在额定转速n=1450

      4、rmin时的qVp性能曲线,如图3-14所示。试求:(1)绘出风机转速降为1200rmin时的高效率区范围(最高效率下降5)。(2)在qV=18m3s、p=12kPa工况下,若叶轮出口直径D2不变,则通风机应使用什么转速。,第四节,比转速,一、泵的比转速,二、风机的比转速,三、比转速公式的分析,比转速不是转速,而是泵或风机相似的准则数 凡是泵或风机相似,它们的比转速相等。反之,则不然。 同一台泵或风机,可以有许多的不同工况点,相应就可以得到许多的不同比转速。 如果泵或风机是多级的 泵或风机的叶轮为单级双吸 比转速是有因次的,泵的比转速的单位是m3/4s-3/2,四、比转速的应用,根据比转速对泵或风机进行分类。 比转速是编制泵与风机系列的基础 比转速是泵与风机设计计算的基础,第五节,泵与风机的无因次性能曲线,一、无因次参数,(一)流量系数 (二)压力系数 (三)功率系数 (四)效率 (五)比转速ns,二、无因次性能曲线,无因次参数去掉了各种的物理性质。用无因次参数可画得无因次性能曲线 等。因为这些参数去除了计量单位的影响,所以对每一种型式的风机,仅有一组无因次性能曲线。无因次性能曲线与计

      5、量单位、几何尺寸、转速、流体密度等因素无关,所以使用起来十分方便。无因次性能曲线在风机的选型设计计算中应用得尤为广泛。,第六节,水泵内的汽蚀,一、泵的汽蚀现象,液体从汽化产生气泡至气泡的破碎,过流部件受到腐蚀、损坏,这就是汽蚀。 泵内汽蚀对泵的运行将产生影响,威胁泵的正常运转。泵汽蚀时,由于气泡的突然破裂会产生噪音和振动,甚至可发生共振;汽蚀发生后,不但过流部件受到腐蚀疲劳损坏。还会使性能下降,甚至发生“堵塞”现象,出现“断裂”工况。,二、泵的允许吸上真空高度Hs和泵的安装高度Hg,Hs恰是泵吸入口处真空计的读数,又称吸上真空高度,为了保证泵运转时不发生汽蚀,同时又有尽可能大的吸上真空高度,规定: Hs为允许吸上真空高度 HgHg=Hs-( ),Hs值是由制造厂在标准条件(大气压为101.325kPa,温度为20)下实验得出的,当泵的使用条件与标准条件不符时,应对样本上提供的Hs值进行修正: Hs=Hs+(Hamb-10.33)+(0.24-Hv),注意,一般卧式泵的安装高度Hg的数值,是指泵的轴心线距吸液池液面的高差;大型泵应以吸液池液面至叶轮入口边最高点的距离为准,三、泵的汽蚀余量,(一)有效汽蚀余量 表示液体由吸入液面流至泵吸入口(泵进口法兰)处,单位重量(N)的液体所具有的超过气化压强的富裕能量,(二)必需汽蚀余量 单位重量(N)液体从泵吸入口流至叶轮叶片进口压强最低处的压力降落量,称为必需汽蚀余量,又称泵的汽蚀余量,(三)允许汽蚀余量 汽蚀余量和必需汽蚀余量的关系,h=hmin+0.3,(四)泵的几种不同的吸入装置 泵的安装位置比吸液面高 泵的安装位置在吸液面下方 泵的倒灌,四、汽蚀相似定律和汽蚀比转速,(一)汽蚀相似定律 (二)汽蚀比转速,(三)提高泵抗汽蚀性能措施 提高泵的有效汽蚀余量、 降低必需汽蚀余量 改善工艺,

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