叶片式泵与风机的基本理论ppt课件.ppt

泵与风机泵与风机第第2 2章章 叶片式泵与风机的基本理论叶片式泵与风机的基本理论§§2 2 叶片式泵与风机的基本理论叶片式泵与风机的基本理论引引 言言 目目的的：：掌掌掌掌握握握握泵泵泵泵与与与与风机的原理和性能风机的原理和性能风机的原理和性能风机的原理和性能 结结结结构构构构角角度度：：分分析析流流体体流流动动与与各各各各过过过过流流流流部部部部件件件件几几何何形形状状之之间间的的关关系系，，以以便便确确定定适适宜宜的的流流道道形形状状，，获获得得符符合合要求的性能要求的性能离心式风机主要结构分解示意图离心式风机主要结构分解示意图1 1——吸入口；吸入口； 2 2——叶轮前盘；叶轮前盘； 3 3——叶片；叶片； 4 4——后盘；后盘； 5 5——机壳；机壳； 6 6——出口；出口；7 7——截流板，即风舌；截流板，即风舌； 8 8——支架支架§§2 2 叶片式泵与风机的基本理论叶片式泵与风机的基本理论 主要集中于流体在主要集中于流体在叶轮流道叶轮流道叶轮流道叶轮流道内流动规律的研究上内流动规律的研究上 叶片叶片轮毂轮毂轴轴前盘前盘后盘后盘空心叶片空心叶片板式叶片板式叶片§§2 2 叶片式泵与风机的基本理论叶片式泵与风机的基本理论流体在离心式叶轮流道内的相对流动情况。

流体在离心式叶轮流道内的相对流动情况叶轮内流动的数值模拟结果叶轮内流动的数值模拟结果流体在流体在离心式离心式叶轮内的流动分析叶轮内的流动分析 §§2 2-1 -1 流体在叶轮内的流动分析流体在叶轮内的流动分析 （一）叶轮流道投影图及其流动分析假设（一）叶轮流道投影图及其流动分析假设 （二）叶轮内流体的运动及其速度三角形（二）叶轮内流体的运动及其速度三角形 一、流体在一、流体在离心式离心式叶轮内的流动分析叶轮内的流动分析 （一）叶轮流道投影图及其流动分析假设（一）叶轮流道投影图及其流动分析假设 1.1. 叶轮流道投影图（简化后）叶轮流道投影图（简化后）平面投影图平面投影图平面投影图平面投影图轴面投影图轴面投影图轴面投影图轴面投影图叶片出口宽度叶片出口宽度叶片出口宽度叶片出口宽度叶片出口直径叶片出口直径叶片出口直径叶片出口直径D1一、流体在一、流体在离心式离心式叶轮内的流动分析叶轮内的流动分析 （一）叶轮流道投影图及其流动分析假设（一）叶轮流道投影图及其流动分析假设 2．．流动分析假设流动分析假设　　 （（1 1））叶叶叶叶轮轮轮轮中中的的叶叶叶叶片片片片为为为为无无无无限限限限多多多多无无无无限限限限薄薄薄薄，，，，流流体体微微团团的的运运动动轨轨迹完全与叶片型线相重合迹完全与叶片型线相重合。

　　　　　　（　　（5 5）流体在叶轮内的）流体在叶轮内的流动流动流动流动是是轴对称轴对称轴对称轴对称的流动　　 （（2 2））流流流流体体体体为为理理理理想想想想流流流流体体体体，，即即不不考考虑虑由由于于粘粘性性使使速速度度场场不不均均匀而带来的叶轮内的流动损失匀而带来的叶轮内的流动损失　　 （（3 3））流体流体流体流体是是不可压缩不可压缩不可压缩不可压缩的　　（　　（4 4））流动流动流动流动为为定常的定常的定常的定常的，即流动不随时间变化即流动不随时间变化 因此，流体在叶轮内的运动是一种因此，流体在叶轮内的运动是一种复合运动复合运动复合运动复合运动，即：，即： １．１．叶轮内流体的运动及其速度三角形叶轮内流体的运动及其速度三角形 牵连运动牵连运动牵连运动牵连运动 相对运动相对运动相对运动相对运动 绝对运动绝对运动绝对运动绝对运动 一、流体在一、流体在离心式离心式叶轮内的流动分析叶轮内的流动分析 （二）叶轮内流体的运动及其速度三角形（二）叶轮内流体的运动及其速度三角形一、流体在一、流体在离心式离心式叶轮内的流动分析叶轮内的流动分析 （二）叶轮内流体的运动及其速度三角形（二）叶轮内流体的运动及其速度三角形２．２．速度三角形的计算速度三角形的计算绝对速度角绝对速度角绝对速度角绝对速度角 流动角流动角流动角流动角 　　　　下下标标说说明明　　流流体体在在叶叶片片进进口口和和出出口口处处的的情情况况，，分分别别用用下下标标“1、、2”表表示示；；下下标标“ ”表表示示叶叶片片无无限限多多无无限限薄薄时时的的参参数数；；下标下标“r r（（a a）、）、u u”表示径向（轴向）和周向参数。

表示径向（轴向）和周向参数   y y y y 叶片安装角叶片安装角叶片安装角叶片安装角一、流体在一、流体在离心式离心式叶轮内的流动分析叶轮内的流动分析 （二）叶轮内流体的运动及其速度三角形（二）叶轮内流体的运动及其速度三角形２．２．速度三角形的计算速度三角形的计算（（1）圆周速度）圆周速度u为：为：u= （（2）绝对速度的径向分）绝对速度的径向分 速速r为：为： （（3）） 2及及  1角：角： 当叶片无限多时，当叶片无限多时， 2= 2y ；而；而 2y 在设计时可根据经验选取在设计时可根据经验选取同样同样 1 也可根据经验、吸入条件和设计要求取定也可根据经验、吸入条件和设计要求取定   u u= =   coscos   ，周向分速，周向分速，周向分速，周向分速   r r= =   sinsin   ，径向分，径向分，径向分，径向分速速速速理论流量理论流量理论流量理论流量一、能量方程式的推导一、能量方程式的推导§§2 2-2 -2 叶片式泵与风机的能量方程式叶片式泵与风机的能量方程式 二、二、能量方程式的分析能量方程式的分析一、能量方程式的推导一、能量方程式的推导（以离心式叶轮为例）（以离心式叶轮为例） 　　　　推推推推导导导导思思思思路路路路 利利用用动动量量矩矩定定理理，，建建立立叶叶片片对对流流体体作作功功与与流流体体运动状态变化之间的联系。

运动状态变化之间的联系 1、前提条件、前提条件 2、控制体和坐标系（相对）、控制体和坐标系（相对） 叶片为叶片为“ ”,   =0, [  =const., ],   =const.，轴对称相对坐标系相对坐标系相对坐标系相对坐标系控制体控制体控制体控制体    2 2    速度矩速度矩速度矩速度矩 3、、动量矩定理及其分析动量矩定理及其分析 在在稳稳定定流流动动中中，， M= K且且，，单单位位时时间间内内流流出出、、流流进进控控制体的流体对转轴的动量矩制体的流体对转轴的动量矩K 分别为：分别为：K2= qVT 2 l2= qVT 2 r2cos 2 ，，K1= qVT 1 l1= qVT 1 r1cos 1  作作用用在在控控制制体体内内流流体体上上的的外外力力有有质质量量力力和和表表面面力力其其对对转转轴轴的的力力矩矩M由由假假设设可可知知：：该该力力矩矩只只有有转转轴轴通通过过叶叶片片传传给给流流体体的力矩则的力矩。

则一、能量方程式的推导一、能量方程式的推导（以离心式叶轮为例）（以离心式叶轮为例） M= qVT( 2 r2cos 2 - - 1 r1cos 1 )　　　　当当叶叶轮轮以以等等角角速速度度旋旋转转时时，，则则原原动动机机通通过过转转轴轴传传给给流流体体的功率为：的功率为： 　　 由由于于u2= r2、、u1=ωr1、、 2u = 2 cos 2 、、 1u = 1 cos 1 ，代入上式得，代入上式得 ：：P=M= qVT  ( 2 r2cos 2 - - 1 r1cos 1 )P= qVT(u2 2u - - u1 1u ) 3、、动量矩定理及其分析动量矩定理及其分析 一、能量方程式的推导一、能量方程式的推导（以离心式叶轮为例）（以离心式叶轮为例） 　　 上上两两式式对对轴轴流流式式叶叶轮轮也也成成立立，，故故称称其其为为叶叶片片式式泵泵与与风风机机的能量方程式，又称欧拉方程式（的能量方程式，又称欧拉方程式（Euler.L ，，1756.）。

3、、动量矩定理及其分析动量矩定理及其分析 一、能量方程式的推导一、能量方程式的推导（以离心式叶轮为例）（以离心式叶轮为例） （（PaPa））pT = gHT =   (u2 2u - - u1 1u )　　　　而而单单位位体体积积流流体体流流经经叶叶轮轮时时所所获获得得的的能能量量，，即即无无限限多多叶叶片时的理论能头片时的理论能头 pT  为：为： 　　　　则则单单位位重重力力流流体体流流经经叶叶轮轮时时所所获获得得的的能能量量，，即即无无限限多多叶叶片时的理论能头片时的理论能头 HT  为：为： （（mm）） 　　避避开开了了流流体体在在叶叶轮轮内内部部复复杂杂的的流流动动问问题题，，只只涉涉及及叶叶轮轮进进、、出口处流体的流动情况出口处流体的流动情况1 1、分析方法上的特点、分析方法上的特点: :二、二、能量方程式的分析能量方程式的分析 （（（（1 1））））   1u1u   反反反反映映映映了了了了泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机的的的的吸吸吸吸入入入入条条条条件件件件设设设设计计计计时时时时一一一一般般般般尽尽尽尽量量量量使使使使   1 1≈90≈90   （（（（   1u1u      0 0），流体在进口近似为），流体在进口近似为），流体在进口近似为），流体在进口近似为径向或轴向流入径向或轴向流入径向或轴向流入径向或轴向流入。

2 2、提高无限多叶片时理论能头的几项措施、提高无限多叶片时理论能头的几项措施：二、二、能量方程式的分析能量方程式的分析 （（2））增增增增大大大大叶叶叶叶轮轮轮轮外外外外径径径径和和和和提提提提高高高高叶叶叶叶轮轮轮轮转转转转速速速速因因u2=2 D2n/60，，故故D2 和和n HT   目前火力发电厂大型给水泵的转速已高达目前火力发电厂大型给水泵的转速已高达7500r/min由叶轮叶片进、出口速度三角形可知：由叶轮叶片进、出口速度三角形可知： 其中其中i=1或或 i=2，将上式代入理论扬程，将上式代入理论扬程HT 的表达式，得：的表达式，得： 二、二、能量方程式的分析能量方程式的分析4 4、能量方程式的第二形式：、能量方程式的第二形式： 表表示示流流体体流流经经叶叶轮轮时时动压头的增加值动压头的增加值动压头的增加值动压头的增加值共共同同表表示示了了流流体体流流经经叶叶轮时轮时静压头的增加值静压头的增加值静压头的增加值静压头的增加值 动能头动能头动能头动能头 静能头静能头静能头静能头4 4、能量方程式的第二形式：、能量方程式的第二形式： 对对于于轴轴流流式式叶叶轮轮：：由由于于HHst st   中中中中的的第第第第一一一一项项项项=0=0，，说说明明在在其其它它条件相同的情况下，轴流式泵与风机的能头低于离心式。

条件相同的情况下，轴流式泵与风机的能头低于离心式二、二、能量方程式的分析能量方程式的分析 动动能能头头HHd d   要要在在叶叶轮轮后后的的导导叶叶或或蜗蜗壳壳中中部部分分地地转转化化为为静静能头能头HHst st   ，并存在一定的能头损失并存在一定的能头损失一、离心式叶轮的三种型式一、离心式叶轮的三种型式 §§2 2-3 -3 叶片出口安装角对理论叶片出口安装角对理论能头的影响能头的影响 二、二、 2y 对对HT 的影响的影响三、三、 2y 对对Hst 及及Hd 的影响的影响 四、讨论四、讨论 五、叶片出口安装角的选用原则五、叶片出口安装角的选用原则 一、离心式叶轮的三种型式一、离心式叶轮的三种型式 后向式（后向式（ 2y ＜＜90 ））径向式（径向式（ 2y ＝＝90 ））前向式（前向式（ 2y ＞＞90 ））叶片出口安装角：叶片出口安装角： 2y = （叶片出口切向，（叶片出口切向，- - u2））　　　　1°从从结结构构角角度度：：当当HT =const.，，前前向向式式叶叶轮轮结结构构小小，，重重量轻，投资少。

量轻，投资少　　　　2°从从能能量量转转化化和和效效率率角角度度：：前前向向式式叶叶轮轮流流道道扩扩散散度度大大且且压压出出室室能能头头转转化化损损失失也也大大；；而而后后向向式式则则反反之之，，故故故故其其其其克克克克服服服服管管管管路路路路阻力的能力相对较好阻力的能力相对较好阻力的能力相对较好阻力的能力相对较好　　　　　　　　3°从从防防磨磨损损和和积积垢垢角角度度：：径径向向式式叶叶轮轮较较好好，，前前向向式式叶叶轮轮较差，而后向式居中较差，而后向式居中　　　　4°从从功功率率特特性性角角度度：：当当qV 时时，，前前向向式式叶叶轮轮Psh ，，易易发发生生过载问题过载问题三、三、 2y 对对Hst 及及Hd 的影响的影响 　　 （（1 1））为为了了提提高高泵泵与与风风机机的的效效率率和和降降低低噪噪声声，，工工程程上上对对离离心心式式泵泵均均采采用用后后向式叶轮；向式叶轮； 　　 （（2 2））为为了了提提高高压压头头、、流流量量、、缩缩小小尺尺寸寸，，减减轻轻重重量量，，工工程程上上对对小小型型通通风风机机也可采用前向式叶轮；也可采用前向式叶轮； 　　　　　　 （（3 3））由由于于径径向向式式叶叶轮轮防防磨磨、、防防积积垢垢性性能能好好，，所所以以，，可可用用做做引引风风机机、、排排尘尘风机和耐磨高温风机等。

风机和耐磨高温风机等 三、叶片出口安装角的选用原则三、叶片出口安装角的选用原则 表表2-1 一些叶片形式和出口安装角的大致范围一些叶片形式和出口安装角的大致范围叶叶 片片 形形 式式出口安装角范围出口安装角范围叶叶 片片 形形 式式出口安装角范围出口安装角范围强后向叶片（水泵型）强后向叶片（水泵型）后向圆弧叶片后向圆弧叶片后向直叶片后向直叶片后向翼型叶片后向翼型叶片20 ~30 30 ~60 40 ~60 40 ~60 径向出口叶片径向出口叶片径向直叶片径向直叶片前向叶片前向叶片强前向叶片（多翼叶）强前向叶片（多翼叶）90 90 118 ~150 150 ~175 一、轴向涡流的概念一、轴向涡流的概念§§2 2-4 -4 叶片数有限时对理论能头的影响叶片数有限时对理论能头的影响 二、叶片数有限时对理论能头的影响二、叶片数有限时对理论能头的影响 一、轴向涡流的概念一、轴向涡流的概念　　 1 1、无限叶片数的理解、无限叶片数的理解 叶片型线严格控制流体流动叶片型线严格控制流体流动。

　　　　2 2、、有限叶片数的理解　叶片型线不能完全控制流体流动有限叶片数的理解　叶片型线不能完全控制流体流动 AA轴向涡流试验轴向涡流试验　　　　3 3、、轴轴向向涡涡流流　　流流体体(理理想想)相相对对于于旋旋转转的的容容器器，，由由于于其其惯惯性性产产生生一一个个与旋转容器反向的旋转运动与旋转容器反向的旋转运动流体在叶轮流道中的流动流体在叶轮流道中的流动轴向涡流轴向涡流轴向涡流轴向涡流无限叶片数无限叶片数无限叶片数无限叶片数有限叶片数有限叶片数有限叶片数有限叶片数AA A    p p　　　　1 1、、流线和速度三角形发生变化，流线和速度三角形发生变化，分布不均分布不均；； 二、叶片数有限时对理论能头的影响二、叶片数有限时对理论能头的影响 轴向涡流对进、出口速度三角形的影响轴向涡流对进、出口速度三角形的影响  p形成形成阻力矩阻力矩；； 2 2、、二、叶片数有限时对理论能头的影响二、叶片数有限时对理论能头的影响 3 3、、使理论能头降低：使理论能头降低： 不是效率，不是由损失造成的；不是效率，不是由损失造成的；流体惯性流体惯性有限叶片有限叶片轴向滑移；轴向滑移；K = f（结构），见表（结构），见表1-2。

b b．．．．K K为滑移系数为滑移系数为滑移系数为滑移系数a. HT (pT )  HT (pT) ，，即：即： §§2 2-5 -5 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一、机械损失和机械效率机械损失和机械效率 二、容积损失和容积效率二、容积损失和容积效率三、流动损失和流动效率三、流动损失和流动效率 引引 言言 　　机机械械损损失失（（用用功功率率 Pm表表示示））包包括括：：轴轴与与轴轴封封、、轴轴与与轴轴承承及及叶叶轮轮圆圆盘摩擦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 　　　　   P Pm2m2∝∝∝∝n n3 3D D2 25 5，，叶叶轮轮在在壳壳腔腔内内转转动动时时，，因因克克服服壳壳腔腔内内流流体体与与盖盖板板之之间间存存在在的的摩摩擦擦阻阻力力而而消消耗耗的的能能量量，，称为圆盘摩擦损失功率称为圆盘摩擦损失功率 一、机械损失和机械效率机械损失和机械效率    P Pm1m1∝∝∝∝nDnD2 2，，与与轴轴承承、、轴轴封封的的结结构构形形式式、、填填料料种种类类、、轴轴颈颈的的加加工工工工艺艺以及流体密度有关，约为以及流体密度有关，约为1%～～3%Psh。

3 3、减小机械损失的一些措施、减小机械损失的一些措施 一、机械损失和机械效率机械损失和机械效率 （（1 1）合理地压紧填料压盖，对于泵采用机械密封合理地压紧填料压盖，对于泵采用机械密封 （（2 2）对给定的能头，增加转速，相应减小叶轮直径对给定的能头，增加转速，相应减小叶轮直径 （（4 4））适适当当选选取取叶叶轮轮和和壳壳体体的的间间隙隙，，可可以以降降低低圆圆盘盘摩摩擦擦损损失失，，一一般般取取B/D2=2%～～5% （（3 3））将将将将铸铸铸铸铁铁铁铁壳壳壳壳腔腔腔腔内内内内表表表表面面面面涂涂涂涂漆漆漆漆，，效效率率可可以以提提高高2%～～3%，，叶叶叶叶轮轮轮轮盖盖盖盖板板板板和和和和壳壳壳壳腔腔腔腔粗粗粗粗糙糙糙糙面面面面用用用用砂砂砂砂轮轮轮轮磨磨磨磨光光光光，，效效率率可可提提高高2%～～4%风风机机的的盖盖板板和和壳壳腔腔较较泵泵光光滑，风机的效率要比水泵高滑，风机的效率要比水泵高4 4、机械效率、机械效率一、机械损失和机械效率机械损失和机械效率 　　机机械械损损失失功功率率的的大大小小，，用用机机械械效效率率 m来来衡衡量量机机械械效效率率等等于于轴轴功功率率克克服机械损失后所剩余的功率（即流动功率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Psh之比：之比：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2-3 ηm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ηm（（%））848789919293　　　　当当叶叶轮轮旋旋转转时时，，在在动动、、静静部部件件间间隙隙两两侧侧压压强强差差的的作作用用下下，，部部分分流流体体从从高高压压侧侧通通过过间间隙隙流流向向低低压压侧侧所所造造成成的的能能量量损损失失称称为容积（泄漏）损失，用功率为容积（泄漏）损失，用功率 PV 表示 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 　　（二）通风机的容积损失（二）通风机的容积损失 　　 （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。

T T　　 （一）泵的容积损失（一）泵的容积损失 　　2、、轴向力的产生轴向力的产生离心泵的轴向力离心泵的轴向力　　　　3、、平衡轴向力装置平衡轴向力装置平衡孔平衡孔平衡孔平衡孔双吸式叶轮双吸式叶轮双吸式叶轮双吸式叶轮对称排列的叶轮对称排列的叶轮对称排列的叶轮对称排列的叶轮背叶片平衡轴向力原理背叶片平衡轴向力原理背叶片平衡轴向力原理背叶片平衡轴向力原理用平衡盘平衡轴向力用平衡盘平衡轴向力用平衡盘平衡轴向力用平衡盘平衡轴向力平衡鼓、平衡盘和弹簧双向平衡鼓、平衡盘和弹簧双向平衡鼓、平衡盘和弹簧双向平衡鼓、平衡盘和弹簧双向止推轴承的平衡装置止推轴承的平衡装置止推轴承的平衡装置止推轴承的平衡装置　　 （一）泵的容积损失（一）泵的容积损失 4、减小泵容积损失的措施、减小泵容积损失的措施　　　　为为了了减减小小叶叶轮轮入入口口处处的的容容积积损损失失q1，，一一般般在在入入口口处处都都装装有有密密封封环环（（承承磨环或口环），如图下所示磨环或口环），如图下所示　　　　检检修修中中应应将将密密封封间间隙隙严严格格控控制制在在规规定定的的范范围围内内，，密密封封间间隙隙过过大大q1 ；密封间隙过小；密封间隙过小 Pm1 ；； 平面式密封环平面式密封环平面式密封环平面式密封环中间带一小室中间带一小室中间带一小室中间带一小室的密封环的密封环的密封环的密封环直角式密封环直角式密封环直角式密封环直角式密封环锐角式密封环锐角式密封环锐角式密封环锐角式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环曲径式密封环　　 （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 　　通风机的容积损失发生在以下部位通风机的容积损失发生在以下部位　　气气气气体体体体通通通通过过过过通通通通风风风风机机机机的的的的轴轴轴轴或或或或轴轴轴轴套套套套与与与与机机机机壳壳壳壳之之之之间间间间的的的的间间间间隙隙隙隙Δ Δ向向向向外外外外泄泄泄泄漏漏漏漏。

由由于于轴轴或或轴轴套套的的直直径径较较小小，，由由此此产产生生的的外泄漏可忽略不计外泄漏可忽略不计　　　　　　　　气气气气体体体体通通通通过过过过叶叶叶叶轮轮轮轮进进进进口口口口与与与与进进进进气气气气口口口口之之之之间间间间的的的的间间间间隙隙隙隙δδδδ流流流流回回回回到到到到叶叶叶叶轮轮轮轮进进进进口口口口的的的的低低低低压压压压区区区区和和泵泵的的情情况况类类似似，，容容积积损损失失q 的的大小和间隙形式有关大小和间隙形式有关 通风机容积损失示意图通风机容积损失示意图　　 （三）（三） 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　　容容积积损损失失的的大大小小用用容容积积效效率率V 来来衡衡量量容容积积效效率率为为考考虑虑容容积积损损失失后后的功率与未考虑容积损失前的功率之比：的功率与未考虑容积损失前的功率之比： ns=5060708090100qV＜＜90m3/hqV＞＞145m3/h0.800.900.8350.9200.860.940.8750.9500.8900.9550.900.96表表2 2-4 -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1 1、什么是流动损失、什么是流动损失 三、流动（水力）损失和流动（水力）效率三、流动（水力）损失和流动（水力）效率流流动动损损失失是是指指：：泵泵与与风风机机工工作作时时，，由由于于流流体体和和流流道道壁壁面面发发生生摩摩擦擦、、流流道道几几何何形形状状改改变变使使流流速速变变化化而而产产生生旋旋涡涡、、以以及及偏偏离离设设计计工工况况时时产产生生的的冲击冲击等所造成的损失。

等所造成的损失2 2、流动损失的定性分析、流动损失的定性分析 流流动动损损失失和和过过流流部部件件的的几几何何形形状状，，壁壁面面粗粗糙糙度度、、流流体体的的粘粘性性及及流流速速、、运行工况等因素密切相关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三、流动损失和流动效率三、流动损失和流动效率 2 2、流动损失的定性分析、流动损失的定性分析 1））摩摩擦擦损损失失和和局局部部损损失失 当当流流动动处处于于阻阻力力平平方方区区时时，，这这部部分分损损失失与与流量的平方成正比，可定性地用下式表示：流量的平方成正比，可定性地用下式表示：2））冲冲击击损损失失 当当流流量量偏偏离离设设计计流流量量时时，，在在叶叶片片入入口口和和出出口口处处，，流流速速变化使流动角不等于叶片的安装角，从而产生冲击损失变化使流动角不等于叶片的安装角，从而产生冲击损失 冲击损失可用下式估算，即冲击损失可用下式估算，即 三、流动损失和流动效率三、流动损失和流动效率 2）冲击损失）冲击损失当当当当流流流流量量量量小小小小于于于于设设设设计计计计流流流流量量量量 时时时时 ，，，，   1y1y> >   1 1，，，， 则则则则   = =   1y1y      1 1>0>0，，，， 称称称称 为为为为 正正正正 冲冲冲冲角；角；角；角；当当流流量量大大于于设设计计流流量量 时时 ，， 1y< 1，， 则则 = 1y  1<0，，称称为为负负冲冲角。

角正冲角及速度三角形正冲角及速度三角形正冲角及速度三角形正冲角及速度三角形负冲角及速度三角形负冲角及速度三角形负冲角及速度三角形负冲角及速度三角形w w1 1d d w w1 1   工作面背面工作面背面工作面背面工作面背面称称称称吸吸吸吸力边力边力边力边工作面工作面工作面工作面称称称称压压压压力边力边力边力边2 2、流动损失的定性分析、流动损失的定性分析 三、流动损失和流动效率三、流动损失和流动效率 2 2、流动损失的定性分析、流动损失的定性分析 实实践践证证明明：：正正冲冲角角时时，，由由于于涡涡涡涡流流流流发发发发生生生生在在在在吸吸吸吸力力力力边边边边，，能能量量损损失失比比负负冲冲角角（（涡流发生在压力边涡流发生在压力边涡流发生在压力边涡流发生在压力边））））时为小因此，设计时，一般取正冲角时为小因此，设计时，一般取正冲角 =3 ~5 　　　　若全部流动损失用若全部流动损失用hw表示，则：表示，则： hw= hf+ hj+ hs 正正冲冲角角的的存存在在，，对对改改善善泵泵的的汽蚀性能也有好处汽蚀性能也有好处 流动损失曲线流动损失曲线　　　　存在存在流动损失最小工况。

流动损失最小工况三、流动损失和流动效率三、流动损失和流动效率 2 2、流动损失的定性分析、流动损失的定性分析 表表2-5 某分段式多级给水泵通流部分水力损失的分布（某一级）某分段式多级给水泵通流部分水力损失的分布（某一级）区区 域域 名名 称称损损 失失（（m））占总损失的占总损失的百分数（％）百分数（％）区区 域域 名名 称称损损 失失（（m））占总损失的占总损失的百分数（％）百分数（％）叶轮叶轮叶轮叶轮1-11-1至至至至2-22-24.74.750.550.5流出正导叶流入反导叶流出正导叶流入反导叶（环型空间）（环型空间）4-4至至5-52.0622.15流出叶轮进入导叶流出叶轮进入导叶2-2至至3-31.0110.85流出反导叶流出反导叶5-5至至6-6至至7-70.576.1导叶扩散段导叶扩散段3-3至至4-40.9710.4节段的总损失节段的总损失9.31100 可以看出：可以看出：叶轮和导叶中的流动损失几乎是相等的，叶轮和导叶中的流动损失几乎是相等的，约各占约各占50%因此，在设计离心泵时，只有将改善叶轮因此，在设计离心泵时，只有将改善叶轮和压出室的流动性能统一考虑才能取得较好的效果和压出室的流动性能统一考虑才能取得较好的效果。

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 流流动动损损失失的的大大小小用用流流动动效效率率h来来衡衡量量流流动动效效率率等等于于考考虑虑流流动动损损失失后的功率（即有效功率）与未考虑流动损失前的功率之比后的功率（即有效功率）与未考虑流动损失前的功率之比 ，即，即四、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：  【【例例 2-2】】 有有一一输输送送冷冷水水的的离离心心泵泵，，当当转转速速为为1450r/min时时，，流流量量为为qV=1.24m3/s，，扬扬程程H=70m，，此此时时所所需需的的轴轴功功率率Psh=1100kW，，容容积积效效率率 V=0.93，，机机械械效效率率 m=0.94，，求求流流动动效率为多少效率为多少?（已知水的密度（已知水的密度ρ=1000kg/m3） 【解】【解】 由已知，泵的有效功率为：由已知，泵的有效功率为：Pe= gqV H/1000=1000×9.806×1.24×70/1000=851.161（（kW））所以，所以，  = Pe/Psh=851.161/1100 =0.774=77.4% h= /( V m)=0.774/(0.9302×0.94)=0.88519=88.52%§§2 2-6 -6 叶片式泵与风机的性能曲线叶片式泵与风机的性能曲线 一、能头与流量性能曲线一、能头与流量性能曲线二、功率与流量性能曲线二、功率与流量性能曲线 引引 言言 引引 言言1 1、泵与风机的性能及性能曲线、泵与风机的性能及性能曲线3 3、性能曲线的绘制方法、性能曲线的绘制方法（（试验方法及借助比例定律试验方法及借助比例定律））2 2、性能曲线的作用、性能曲线的作用　　能能直直观观地地反反映映泵泵与与风风机机的的总总体体性性能能，，对对其其所所在在系系统统的的安安全和经济运行意义重大；全和经济运行意义重大；　　作为设计及修改新、老产品的依据；相似设计的基础；作为设计及修改新、老产品的依据；相似设计的基础；工作状态工作状态——工况（运行、设计、最佳）工况（运行、设计、最佳）n=const.主要的主要的H- -qV 或或 p- -qVPsh- -qV   - -qV[NPSH]- -qVn=const.其次其次[Hs]- -qV qVH2））H-qV曲线曲线一、能头与流量性能曲线（一、能头与流量性能曲线（H- -qV））1））HT - -qVT曲线曲线 由无限多叶片时的理论能头可得：由无限多叶片时的理论能头可得：HT=KHT  ，，qVT- -q =qVH=HT- -hw ，，HT - -qVTHT- -qVThf+ +hjhsH- -qVTH- -qVVd后向式后向式径向式径向式前向式前向式qVPshOPh-qVT二、功率与流量性能曲线二、功率与流量性能曲线（（Psh- -qV ）） 　　　　　　　　空空空空载载载载功功功功率率率率P Psh0sh0= =   P Pmm+ +   P PV V，，若若现现场的凝结泵和给水泵闭阀启场的凝结泵和给水泵闭阀启动，动，则则这这部部分分功功率率将将导导致致泵泵内内水水温温有有较较大大的的温温升升，，易易产产生生泵泵内内汽汽蚀蚀，，故故凝结泵和给水泵不允许空载运行凝结泵和给水泵不允许空载运行凝结泵和给水泵不允许空载运行凝结泵和给水泵不允许空载运行。

后向式后向式径向式径向式前向式前向式q理论的理论的Psh-qV曲线曲线Psh-qVT Pm PV实际的实际的Psh-qV 曲线曲线一、管路系统性能曲线一、管路系统性能曲线 §§2 2-7 -7 泵与风机的运行工况点泵与风机的运行工况点 三、三、泵与风机泵与风机运行工况点的稳定性运行工况点的稳定性二、泵与风机的运行工况点二、泵与风机的运行工况点 四、泵与风机运行工况点变化的影响因素四、泵与风机运行工况点变化的影响因素引引 言言 目目 的：掌握泵与风机的原理和性能的：掌握泵与风机的原理和性能 运行运行运行运行角度：考虑角度：考虑管路系统对管路系统对泵与风机泵与风机运行性能的影响运行性能的影响　　管路系统能头与通过管路中流体流量的关系曲线　　管路系统能头与通过管路中流体流量的关系曲线 Hst称为管路系统的静能头；称为管路系统的静能头；，即管路系统的静能头为零即管路系统的静能头为零 一、管路系统性能曲线一、管路系统性能曲线 对于泵：对于泵：对于风机：对于风机：流量计流量计调阀调阀阀门阀门真空计真空计p p HZ压强表压强表泵泵泵的系统装置泵的系统装置二、泵与风机的运行工况点二、泵与风机的运行工况点 2 2、实质：反映了两者的能量供与求的平衡关系。

实质：反映了两者的能量供与求的平衡关系 三、泵与风机运行工况点的稳定性三、泵与风机运行工况点的稳定性泵运行工况点的稳定性泵运行工况点的稳定性KOqVH3 3、有驼峰、有驼峰→→不稳定工作区不稳定工作区→→喘振1 1、稳定工况点条件是：、稳定工况点条件是： 2 2、不稳定工况点条件是：、不稳定工况点条件是： M1 1、同比例、同比例的性能曲线的交点；的性能曲线的交点；Hc-qVH-qV1 1、、吸入空间（压出空间）压强（位高）变化的影响吸入空间（压出空间）压强（位高）变化的影响 四、泵与风机运行工况点变化的影响因素四、泵与风机运行工况点变化的影响因素①.①.不影响泵与风机本身性能；不影响泵与风机本身性能；②.②.影响管路系统性能影响管路系统性能这是因为：这是因为：吸水池液面吸水池液面↓↓（压水池液面（压水池液面↑↑））→Hst↑压水池压强压水池压强↑↑（吸水池压强（吸水池压强↓↓））2 2、密度变化的影响、密度变化的影响（设密度下降为原来的一半）（设密度下降为原来的一半） 四、泵与风机运行工况点变化的影响因素四、泵与风机运行工况点变化的影响因素　　泵泵泵泵的的的的扬扬扬扬程程程程HH不不不不变变变变，，而而  ，，其其工工况况点点变变化化如左下图所示；如左下图所示；　　风风风风机机机机的的的的全全全全压压压压p p   ，，且且且且p pc c    （（p、、pc均均∝∝ ）），，其其工工况况点点变变化化如右下图所示。

如右下图所示　　　　　　　　当当当当流流流流体体体体含含含含有有有有固固固固体体体体杂杂杂杂质质质质时时时时，，，，会会会会使使使使流流流流体体体体的的的的密密密密度度度度和和和和浓度浓度浓度浓度增加3 3、流体含固体杂质时运行工况点的变化、流体含固体杂质时运行工况点的变化 四、泵与风机运行工况点变化的影响因素四、泵与风机运行工况点变化的影响因素　　　　此此外外，，流流体体的的粘粘性性变变化化，，管管路路的的积积垢垢、、积积灰灰、、结结焦焦、、泄泄漏、堵塞等都会影响泵与风机的运行工况点漏、堵塞等都会影响泵与风机的运行工况点清水清水清水清水含固体杂质含固体杂质含固体杂质含固体杂质MM    浓浓浓浓度度度度的的的的影影影影响响响响：：：：与与与与固固固固体体体体杂杂杂杂质质质质颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的大大大大小小小小有有有有关关关关，，，，颗颗颗颗粒粒粒粒大大大大时时时时，，，，产产产产生生生生颗颗颗颗粒粒粒粒间间间间碰碰碰碰撞撞撞撞以以以以及及及及颗颗颗颗粒粒粒粒与与与与管管管管壁壁壁壁、、、、流流流流道道道道间间间间的的的的碰碰碰碰撞撞撞撞与与与与摩摩摩摩擦擦擦擦，，，，导导导导致致致致流流流流动动动动阻阻阻阻力力力力增增增增加加加加。

当当当当输输输输送送送送的的的的流流流流体体体体杂杂杂杂质质质质颗颗颗颗粒粒粒粒很很很很小小小小且且且且分分分分布布布布均均均均匀时，流动阻力损失则相对增加较小匀时，流动阻力损失则相对增加较小匀时，流动阻力损失则相对增加较小匀时，流动阻力损失则相对增加较小q qV VP Pshsh   HHMM 密度的影响：密度的影响：密度的影响：密度的影响：一一、相似条件、相似条件 §§2-8 2-8 叶片式泵与风机的相似叶片式泵与风机的相似定律及其应用定律及其应用 二、二、相似三定律相似三定律 三、三、相似定律的几点说明相似定律的几点说明 问题的提出问题的提出 四、相似定律的应用四、相似定律的应用 ①. ①. ①. ①. 实型设计实型设计实型设计实型设计→→→→模型设计模型设计模型设计模型设计②②②②．．．．相似设计相似设计相似设计相似设计③③③③．．．．工程实际问题：工程实际问题：工程实际问题：工程实际问题：问题的提出问题的提出 设计任务：结构设计任务：结构→→要求：要求：造价低、耗功少、效率高造价低、耗功少、效率高出力不足出力不足裕量过大裕量过大→改造；改造；不能满足要求不能满足要求转速变化时进行性能的换算转速变化时进行性能的换算反复设计反复设计→试验试验→修改修改→受限；受限；利用优良的模型进行相似设计，设计选型的捷径利用优良的模型进行相似设计，设计选型的捷径一一、相似条件、相似条件 二、二、相似三定律相似三定律 几何相似：通流部分对应成比例几何相似：通流部分对应成比例——前提条件；前提条件； 运动相似：速度三角形对应成比例运动相似：速度三角形对应成比例——相似结果；相似结果； 动力相似：同名力对应成比例动力相似：同名力对应成比例——根本原因。

根本原因 （（但但ReRe＞＞10105 5，已自模化），已自模化）1 1、流量相似定律、流量相似定律 　　表表述述：：几几几几何何何何相相相相似似似似机机机机泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机，，，，在在在在相相相相似似似似的的的的工工工工况况况况下下下下，，，，其其流流量量与叶轮直径的三次方、转速及容积效率的一次方成正比与叶轮直径的三次方、转速及容积效率的一次方成正比 （由（由 推得）推得） 二、二、相似三定律相似三定律 2 2 2 2、能头相似定律、能头相似定律、能头相似定律、能头相似定律 　　表表述述：：几几几几何何何何相相相相似似似似机机机机泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机，，，，在在在在相相相相似似似似的的的的工工工工况况况况下下下下，，，，其其扬扬程程（（或或全全压压））与与叶叶轮轮直直径径及及转转速速的的二二次次方方、、以以及及流流动动效效率率（（流流体密度）的一次方成正比体密度）的一次方成正比 由　　　　　　　　　　　　　　 及 p=gH 推得）或或二、二、相似三定律相似三定律 3 3 3 3、功率相似定律、功率相似定律、功率相似定律、功率相似定律 　　表表述述：：几几几几何何何何相相相相似似似似机机机机泵泵泵泵与与与与风风风风机机机机，，，，在在在在相相相相似似似似的的的的工工工工况况况况下下下下，，，，其其轴轴功功率率与与流流体体密密度度的的一一次次方方、、叶叶轮轮直直径径五五次次方方、、转转速速的的三三次次方方成成正比；与机械效率的一次方成反比。

正比；与机械效率的一次方成反比 （由 　　 推得）三、三、相似定律的几点说明相似定律的几点说明 1 1、该三定律应用存在困难、该三定律应用存在困难（原因是：（原因是：（原因是：（原因是：   V V 、、、、   h h 和和和和   m m 未知）未知）未知）未知） 　　当当实实型型和和模模型型的的几几何何尺尺度度比比≤5，，相相对对转转速速比比≤20%时时，，实型和模型所对应的效率近似相等，实型和模型所对应的效率近似相等，可得可得等效的相似三定律：等效的相似三定律：等效的相似三定律：等效的相似三定律： 三、三、相似定律的几点说明相似定律的几点说明 2 2 2 2、等效的相似三定律、等效的相似三定律、等效的相似三定律、等效的相似三定律 或或　　尺寸效应：尺寸效应：尺寸效应：尺寸效应：（小模型） 三、三、相似定律的几点说明相似定律的几点说明 3 3、、、、 V V、、 h h 和和和和 m m 不等效的原因不等效的原因不等效的原因不等效的原因 相对粗糙度相对粗糙度↑→沿程损失系数沿程损失系数↑→h↓↑→泄漏流量泄漏流量q 相对相对↑→V↓ 相对间隙相对间隙　　转速效应：转速效应：转速效应：转速效应：（降转速） ↓(设D2不变) 结论：对于小模型、降转速，结论：对于小模型、降转速，  (V 、h 、m )。

1、变密度、变密度  时性能参数的换算时性能参数的换算 四、相似定律的应用四、相似定律的应用 　 qV = qV0　 p/p0=/0 Psh/Psh0=/0　　【【解解】】 锅锅炉炉引引风风机机铭铭牌牌参参数数是是以以大大气气压压10.13×104Pa，，介介质质温温度度为为200℃条条件件下下提提供供的的这这时时空空气气的的密密度度为为 0 0=0.745=0.745㎏㎏/m/m3 3，，当当输输送送20℃℃空空气气时时，， 2020=1.2=1.2㎏㎏/m/m3 3，，故故工工作作条条件件下下风风机的参数为：机的参数为： 　　【【例例2-4】】 现现有有Y9-6.3(35)-12№10D型型锅锅炉炉引引风风机机一一台台，，铭铭 牌牌 参参 数数 为为 : n0=960r/min, p0=1589Pa, qV0=20000m3/h, =60%，配配用用电电机机功功率率22kW现现用用此此风风机机输输送送20℃的的清清洁洁空空气气，，转转速速不不变变，，联联轴轴器器传传动动效效率率tm=0.98求求在在新新工工作作条条件下的性能参数，并核算电机是否能满足要求件下的性能参数，并核算电机是否能满足要求? （Pa） 　　　　 所以，电动机的功率为（安全系数取所以，电动机的功率为（安全系数取K =1.15）：）： 可见，这时需更换电机。

可见，这时需更换电机 2 2、转速、转速、转速、转速n n变化时性能参数的换算变化时性能参数的换算变化时性能参数的换算变化时性能参数的换算（比例定律）（比例定律） =　　注意：上述等式为联等式；　　注意：上述等式为联等式；　　　　　因　　　　　因n→qV→H →Psh　　 【【例例2-5】】 已已知知某某电电厂厂的的锅锅炉炉送送风风机机用用960r/min的的电电机机驱驱动动时时，，流流量量qV1=261000m3/h，，全全压压p1=6864Pa，，需需要要的的轴轴功功率率为为Psh=570kW当当流流量量减减小小到到qV2=158000m3/h时时，，问问这这时时的的转转速速应应为为多多少少？？相相应应的的轴轴功功率率、、全全压压为为多多少少？？设设空空气气密密度度不不变 　　【【解解】】 由比例定律得：由比例定律得： 　　　　按照现有电机的档次，取按照现有电机的档次，取n2=580r/min，则：，则： 同理，利用相似定律还可换算出几何尺寸改变时的性能参数同理，利用相似定律还可换算出几何尺寸改变时的性能参数 3 3、相似泵与风机性能曲线的换算、相似泵与风机性能曲线的换算 　　求：相似泵　　求：相似泵（D2、n）的性能曲线？的性能曲线？ 四、相似定律的应用四、相似定律的应用 已知：某泵已知：某泵（D20、n0）的性能曲线。

的性能曲线　　描描点点：：用用光光滑滑曲曲线线连连接接A、B、C、D、E …各点，即可得相似泵即可得相似泵（D2、n）的性能曲线的性能曲线 在原始曲线上任取若干点A ABCDE……读流量qV0值qV0A读扬程H0值H0A相似点定义为：A’A’B’C’D’E’……计算相似点流量qV值qVA‘计算相似点扬程H值HA’列表：列表： 计算依据：计算依据：A’A’HqVOnnA An0n0-qV H-qV 一、通用性能曲线一、通用性能曲线§§2-8 2-8 泵与风机的通用性能曲线泵与风机的通用性能曲线二、通用性能曲线的绘制二、通用性能曲线的绘制 　　　　把把一一台台泵泵与与风风机机在在各各种种不不同同转转速速下下的的性性能能曲曲线线绘绘制制在在一一张张图上所得到的曲线图上所得到的曲线一、通用性能曲线一、通用性能曲线二、通用性能曲线的绘制二、通用性能曲线的绘制 　　　　1 1 1 1、试验绘制通用性能曲线、试验绘制通用性能曲线、试验绘制通用性能曲线、试验绘制通用性能曲线 　　　　将将某某台台泵泵或或风风机机在在一一系系列列不不同同的的转转速速下下进进行行试试验验，，测测出出不不同同转转速速下下，，在在不不同同工工况况时时的的qV、H(或或p)和和Psh，，然然后后在在一一张张图图上上作作出出一一系系列列相相应应的的H-qV 等等效效曲曲线线。

优优点点是是准准确确可可靠靠，，缺缺点点是试验工作量大，浪费了人力物力是试验工作量大，浪费了人力物力 　　　　理理论论绘绘制制通通用用性性能能曲曲线线以以比比例例定定律律为为基基础础相相似似工工况况点点的的参数应满足：参数应满足： 二、通用性能曲线的绘制二、通用性能曲线的绘制 　　　　2 2 2 2、理论绘制通用性能曲线、理论绘制通用性能曲线、理论绘制通用性能曲线、理论绘制通用性能曲线 　　　　由由于于相相似似工工况况点点的的效效率率相相等等，，则则可可利利用用转转速速为为n0时时的的效效率率曲曲线线0-qV作作出出转转速速为为n时时的的效效率曲线率曲线-qV和n转速不同时的效率换算转速不同时的效率换算 n0-qV nn0H-qV HqVOA’A’A A　　　　工工况况相相似似的的一一系系列列点点其其扬扬程程（（或或全全压压））与与流流量的平方之比为一常数，即量的平方之比为一常数，即二、通用性能曲线的绘制二、通用性能曲线的绘制 　　　　2 2、理论绘制通用性能曲线、理论绘制通用性能曲线 　　当当转转速速改改变变时时，，工工况况相相似似的的一一系系列列点点是是按按顶顶点点过过坐坐标标原原点点的的二二次次抛抛物物线线规规律律变变化化的的，，称称此此抛抛物物线线为为相相似似抛抛物物线线。

常常数数Ki 取决于取决于H-qV 曲线上某点的参数，它表征了一簇抛物线曲线上某点的参数，它表征了一簇抛物线 或　　上上述述结结论论以以等等效效的的相相似似定定律律为为基基础础，，故故相相似似抛抛物物线线上上的的点点是是等等效效点点，，相相似似抛抛物物线线又又称称等等效效曲曲线线但但实实践践证证明明，，由由于于转速效应，转速效应，实际等效曲线偏离相似抛物线而成椭圆形实际等效曲线偏离相似抛物线而成椭圆形实际等效曲线偏离相似抛物线而成椭圆形实际等效曲线偏离相似抛物线而成椭圆形 §§2-9 2-9 比转速（比转数）比转速（比转数） 问题的提出问题的提出 相相似似律律采采用用了了无无量量纲纲性性能能曲曲线线来来代代表表整整个个系系列列风风机机的的特特性性为为进进一一步步便便于于泵泵与与风风机机的的理理论论研研究究、、选选择择和和设设计计，，现现采采用用一一个个““特特征征数数””来来代代表表整整个个系系列列泵泵或或风风机机的的综综合合性性能能，，并并根根据据此此““特特征征数数””比比较较不不同同系系列列泵泵或或风风机机的的性性能能特特点点，，这这一一““特特征数征数””称为比转数（比转速）。

称为比转数（比转速）一、比转速一、比转速 （一）泵的比转速（一）泵的比转速 由由于于各各国国习习惯惯采采用用的的计计算算泵泵比比转转速速的的公公式式不不同同，，以以及及对对流流量量、、扬扬程程、、转转速速所所取取的的单单位位不不同同，，使使得得对对同同一一台台泵泵计计算算出出来来的的比比转转速速的的数数值值就不同其换算关系如表就不同其换算关系如表2 2-7-7所示 表表2-7 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（二）风机的比转速：（二）风机的比转速： （三）关于比转速的几点说明（三）关于比转速的几点说明 1 1  比转速是工况的函数，取最佳工况比转速是工况的函数，取最佳工况→→取值取值具有唯一性具有唯一性具有唯一性具有唯一性。

2 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比较泵或风机型式比较泵或风机型式比较泵或风机型式比较泵或风机型式的的综综综综合性相似特征数合性相似特征数合性相似特征数合性相似特征数，与转速无关，与转速无关  3 3  不是相似不是相似条件条件条件条件，而是相似的必然，而是相似的必然结果结果结果结果：即两台几何相似的泵或：即两台几何相似的泵或风机比转速必然相等；相反，则不然风机比转速必然相等；相反，则不然 4 4  以单吸单级叶轮为标准以单吸单级叶轮为标准以单吸单级叶轮为标准以单吸单级叶轮为标准，所以，计算比转速时，所以，计算比转速时应注意以下几点：应注意以下几点：应注意以下几点：应注意以下几点：①. ①. 对对双吸单级双吸单级双吸单级双吸单级泵，泵，以qV /2→qV②. ②. 对对单吸多级单吸多级单吸多级单吸多级泵，泵，以H/n→H③. ③. 对对双吸多级双吸多级泵，泵，以qV /2、、、、H/n →qV、H④. ④. 参数单位：参数单位：qV（m3/s）、H（m）、p（Pa）、n（r/min）3 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（四）比转速的应用（四）比转速的应用（四）比转速的应用（四）比转速的应用1 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 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 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 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ns30＜ns＜8080＜ns＜150150＜ns＜300300＜ns＜500500＜ns＜1000叶轮形状尺寸比D2/D0≈3≈2.3≈1.8~1.4≈1.2~1.1≈1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2-9 2-9 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续表续表2-92-9 泵的泵的类型类型离心泵离心泵混流泵混流泵轴流泵轴流泵低比转速低比转速中比转速中比转速高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1.1~1.3倍扬程随流量减少而增加，变化比较缓慢变化比较缓慢变化比较缓慢变化比较缓慢。

关死扬程为设计工况的1.5~1.8倍扬程随流量减少而增加，变化较急变化较急变化较急变化较急关死扬程为设计工况的2倍左右，扬程随流量减少而急急急急速上升，又急速上升，又急速上升，又急速上升，又急速下降速下降速下降速下降功率-流量曲线特点关死功率较小关死功率较小关死功率较小关死功率较小，轴功率随流量增加而上升流量变动时轴功率变化较少变化较少变化较少变化较少关死点功率最关死点功率最关死点功率最关死点功率最大大大大，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-流量曲线特点比较平坦比较平坦比较平坦比较平坦比轴流泵平坦急速上升后又急速上升后又急速上升后又急速上升后又急速下降急速下降急速下降急速下降。