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1、泵与风机,第5讲,第2章 泵与风机的性能,内容回顾：,1-2 轴流式泵与风机的叶轮理论,1-1 离心式泵与风机的叶轮理论,第1章 泵与风机的叶轮理论,绪 论 泵与风机概述,第2章 泵与风机的性能,1.功率、损失与效率,第2章 泵与风机的性能,2.泵与风机的性能曲线,性能参数,离心式泵与风机和轴流式泵与风机,后弯式叶轮和前弯式叶轮,单位时间内通过泵或风机的流体所获得的功率，用Pe表示，单位为kW。（输出功率）,有效功率：,1.功率、损失与效率,功率,轴功率：,泵与风机在一定工况下运行时，原动机传递到泵或风机转轴上的功率，用P表示，单位为kW。（输入功率）,1.功率、损失与效率,功率,原动机功率P
2、g：,1.功率、损失与效率,功率,指原动机的输出功率，kW。,传动效率,原动机的输入功率Pg,in：,1.功率、损失与效率,功率,原动机效率,原动机功率选择：,电动机的容量富裕系数,损失与效率：,1）机械损失Pm与叶轮转动相关，而与输送流体量无直接关系的损失；,1.功率、损失与效率,损失与效率,2）容积损失PV 经过叶轮而与流体泄漏量相关的损失；,3）流动损失Ph 经过叶轮与输送流体量直接相关的损失。,P-Pm-PV-Ph,=Pe,P,Pe,机械损失Pm,容积损失PV,流动损失Ph,P-Pm,P-Pm-Pv,1.功率、损失与效率,损失与效率,机械损失：与叶轮转动相关，机械运动过程中克服摩擦所造
3、成的能量损失。,机械效率：,1.功率、损失与效率,机械损失与机械效率,机械损失功率,轴功率去掉机械损失功率的剩余功率，用于对通过叶轮的流体做功,输入流动功率,P=（0.010.03）P,（1）轴与轴承及轴与轴端密封的摩擦损失P,机械损失功率：,1.功率、损失与效率,机械损失功率,（2）叶轮圆盘摩擦损失Pdf,叶轮前后盖板外表面与在泵或风机壳体内局部区域做循环运动的流体之间的摩擦损失，约为轴功率的2%10%。,K-圆盘摩擦系数，试验求得，与雷诺数、相对侧壁间隙B/D2，圆盘外侧面机外壳内侧面粗糙度有关；D2-叶轮出口直径；u2-叶轮出口圆周速度；B-侧壁间隙；,1.功率、损失与效率,机械损失功率
4、,叶轮圆盘摩擦损失：,减少叶轮圆盘摩擦损失的方法：,1.采用合理的结构,办法1：提高能头，宜采用多级叶轮，而非增大叶轮直径；,2.保持叶轮及泵体内侧表面的光洁,u23次方D25次方,1.功率、损失与效率,机械损失功率,办法2：提高单级扬程，首先提高转速；,办法3：产生相同的全压，提高转速的同时，叶轮外径可以相应减小，损失可能不增加。,叶轮转动时，间隙两侧产生压力差，使部分由叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧泄露。,1.功率、损失与效率,容积损失（泄露损失）:,容积损失与容积效率,（1）叶轮入口与外壳密封环之间间隙中的泄露；（2）平衡轴向力装置的间隙中泄露；（3）轴端密封间隙中的泄露；（
5、4）多级泵级间间隙中的泄露。,1.功率、损失与效率,泵与风机常见的泄露方式：,容积损失与容积效率,方式1：叶轮入口与外壳密封环之间间隙中的泄露,1.功率、损失与效率,容积损失与容积效率,容积损失计算公式：,方式2：平衡轴向力装置的间隙中泄露,容积损失计算公式：,1.功率、损失与效率,容积损失与效率,方式3：轴端密封间隙中的泄露（轴封损失）,1.功率、损失与效率,容积损失与容积效率,方式4：多级泵级间间隙中的泄露（圆盘摩擦损失）,1.功率、损失与效率,容积损失与容积效率,总容积损失：,容积效率：,1.功率、损失与效率,容积损失与容积效率,泵与风机的泄漏量一般为其理论流量的4%-10%,（1）维持
6、动、静部件间最佳的间隙；,1.功率、损失与效率,容积损失与容积效率,减少泄漏量的办法：,（2）增大间隙中的流动阻力：,当径向间隙与叶轮直径的比值从0.5%减少到0.05%时，可使泵与风机效率提高3%4%；一般情况下间隙取值:(1/2001/100)倍叶轮直径。,A）增加密封的轴向长度，可增大间隙内的沿程流动阻力；,B）在间隙入口和出口采取节流措施，可增大流体间隙流动的局部阻力；,C）采用不同形式的密封环，可引起间隙流动阻力的改变。,常用叶轮密封环型式：,1.功率、损失与效率,容积损失与容积效率,平环式,单齿迷宫式,多齿迷宫式,锯齿式,螺旋槽式,流动损失:,流体在泵与风机主流道（包括入口、叶轮、
7、导叶、出口）中流动时，由于流动阻力而产生的机械能损失。,（1）流体和各部分流道壁面摩擦所产生的摩擦阻力损失；,1.功率、损失与效率,流动损失与流动效率,流动损失的分类：,（2）流道断面变化、转弯等会使边界层分离、产生漩涡二次流和尾迹等而引起的涡流损失；,（3）由于工况改变，流量偏离设计流量时，叶轮入口流动角与叶片安装角不一致所引起的冲击损失。,（1）摩擦阻力损失：,摩擦损失系数,流道长度,流道断面水力半径,流速,流道形状复杂，摩擦阻力损失归并为以下简单公式：,1.功率、损失与效率,流动损失与流动效率,（2）涡流损失：,摩擦阻力损失与涡流损失之和：,1.功率、损失与效率,流动损失与流动效率,（3
8、）冲击损失：,1.功率、损失与效率,流动损失与流动效率,非设计工况下工作时，流体相对速度不是沿叶片切线流入，流体的入口流动角1不等于叶片入口安装角a，相对速度方向与叶片进口切线方向之间的夹角（冲角）为正或负，旋涡发生在叶片吸力面或压力面，从而产生冲击损失；,冲击损失：,qv0为正冲角，漩涡发生；,1.功率、损失与效率,流动损失与流动效率,qvqvd时，1 1a，=1a-10为负冲角，漩涡发生.,泵与风机的流动损失：,流动效率：,1.功率、损失与效率,流动损失与流动效率,流动损失功率，kW,提高流动效率，降低流动损失的措施：,（1）选用高效的叶轮及设计合理的流道形状；,1.功率、损失与效率,流动损失与流动效率,（2）严格制造工艺和检验精度，提高制造、安装、检修质量；,（3）保证叶轮及流道表面的粗糙度最低，尽可能减少摩擦阻力损失；,（4）严格控制在合理的流量范围内工作，以避免过大的冲击损失。,1.功率、损失与效率,总效率（全压效率）,离心泵0.600.90；离心风机0.700.90;,轴流泵0.700.89；大型轴流风机0.90。,谢谢各位！,欢迎同学讨论！,
