能源动力装置基础3-2.ppt

能源动力第二节 主要性能参数和特性曲线一、主要性能参数 1、流量: 2、扬程H、压力升Δ p（与能量头hx有关）n泵为不可压缩介质,有效能量头h扬程H为单位重力流体获得的有效能量，常用液体的高度m表示；能源动力n通风机全压ptF：定义为其进出口的全压差Δ ptF ，对于气体，位能差可以忽略；h = gH （泵） = ptF / ρ （通风机） ptF = Δ ptF =Δp*= p2-p1+0.5 ρ (c22-c12)= ρ h 能源动力有效能量头h = gH(泵)=pf/ρ (通风机)= (压缩机)n压缩机工质是气体，进出口动能、位能差可以忽略 ；有效能量头h=能源动力4、功率P: P=qmh / η 5、转速n——r.p.m; 参变量理论功率 Pth =qmh/ηhyd内(轴)功率 Pi = qm h / ηi = ρqv gH/ ηi = qv ptF / ηi整机功率 Pe = qm h / ηe3、效率（第2章的内容）流动(水力)效率ηhyd=有效能量头h/（h+δhhyd ）=h/ hth内(全压、多变)效率ηi= h / (hth+非流道损失)整机(总)效率ηe =h / (hth+非流道损失+轴承等损失) 能源动力例3-1 已知叶轮直径D2=0.88m，出口宽b2=0.182m，流 量系数r2=0.24，叶片数z=16，叶片出口角β2b=50o，转 速2900rpm，通风机的流动效率=0.85，假设泄露和轮 阻损失为3%hth，求标准空气的理论压力升和实际压力 升，容积流量，实际输入功率。

解：由例2-3计算该叶轮的理论能量头 hth=11574J/kg，这也是空 气得到的能量 容积流量qv=φr2u2b2πD2=0.24×133.6×0.182 × π × 0.88=16.133m3/s理论压力升pth = ρhth =1.2 × 11574=13889Pa 实际压力升ptF= pth =0.85 × 13889=11806Pa 实际输入功率P=ρqv hth (1+3%)=1.2×16.133 × 11574 × 1.03=230791J/s=231Kw能源动力理论功率Pth = ρ qv hth=1.2* 3.8*11574J/kg=52777w=52.81Kw解：理论全压pth = ρ hth =1.2*11574=13889Pa=0 .134大气压力例3-2：已知 hth= 11574J/kg,流量qv=3.8m3/s ，如果流动效率 ηhyd =0.85，求实际的全压和理论功率Pth？ 如果还已知风机全 压效率为80%，求内功率？机械等外部损失3%，求整机功率？ 配用多少电机功率？理论功率Pth 〈内功率Pi 〈整机功率Pe 〈配用电机功率=ρhthηhyd=13889*0.85=11806Pa=0. 118大气压力实际全压ptF 内功率Pi = ρ qv hi = ρ qv h /ηi = ρ qvhth ηhyd /ηi =1.2* 3.8*11574*0.85/0.8= 54708w=54.7Kw能源动力相同能量头，工质不同，压力提高和功率差别很大！密度引起理论功率Pth = ρ qv hth=1000 qv hth=43981000w=43981Kw 实际扬程H= hth ηhyd /g = 11574 *0.85 / 9.807 =1003m 相当100 .3个大气压力例3-2-1：例3-2中，如果工质是清水，求实际的扬程和 理论功率Pth？n0. 118个大气压力 空气n54.81Kw 空气能源动力例3-3 已知原叶轮hth=11574J/kg，φm2=c2m/u2 =0.24，u2=133.6 ，流 动效率ηhyd=0.85，如果要求风机流量不变，全压p=13000Pa，此 时，该叶轮是否满足要求，如果不满足，叶轮的几何参数应该如 何变化？试画改变后的叶轮出口速度三角形？u2cm2c2w2解：hth=pth / ρ=p /ηhyd /ρ =10000/0.85/1.2=12745Pac2m = u2* φm2 =133.6*0.24=74m/s由hth=(σ-φm2ctgβ2b)u22=(1–πsinβ2b/z-φm2 ctgβ2b)u22>已有的hth= 11574J/kg,不满足要求增加叶轮的β2b或 z 或u2n增加叶片的β2b或 z ，即流动角β2n增加u2，即叶轮直径或转速，？？能源动力二、工况与变工况时机器的工作 n工况——机器的工作状况 与介质进口状态（例如R、 和机器进口处的 p、T 等 ）和机器工作参数（qV、H( pf )、n等）有关；（实际 工况还与系统有关）n设计工况（名义工况、额定工况 ） ——各工作参数都为设计值。

设计工况叶片进口由速度三角形,叶片进口处的相对速 度的方向与叶片的方向一致，即冲角i=b1-1 =0 ，没有冲击损失，效率高能源动力n非设计工况——变工 况叶片 进口叶片 出口设计工况冲角i=b1-1 0，绿色点划线， 流量变小，能量头变大，效率下降结论： b2 （ 0；b90o =0 β2 =90o >0 β2 <90o n理论性能曲线，β2 = β2b ，没有考虑损失能源动力n实际性能曲线(图中蓝线)理论值nd 区约为一常量，是机 械和圆盘磨擦功率δP等 ，与流量关系不大nb 区冲击损失，在设计工况下，没有冲击损失在 非设计工况下，冲击损失值与流量偏离值的平方（qV,d －qV,th）2成正比，其中qV,d为设计流量na 区以磨擦损失为代表的与流量的平方成正比的损 失 a cbdn c区表示泄漏损失等能源动力能源动力问题？n有效能量头h、H、ptF的定义和单位是什么？写出 三者之间的关系？n试说明叶片工作机的性能曲线中，一般压力、功 率、效率随流量的变化趋势？。