泵與風機的性能案例PPT課件

1、第二章 泵與風機的性能 功率、損失、效率 泵與風機性能曲線 第1頁/共59頁 功率：單位時間內(nèi)所做的功。 有效功率：單位時間內(nèi)流體通過泵或風機實際獲得的能量。 泵：n風機：全壓功率,kw1000vegq HP,1000veq pPkw,1000vste stq pPkw靜壓功率第2頁/共59頁原動機傳遞到泵或風機軸上的功率 ,1000evPgq HPkw,1000vq pPkw原動機的輸出功率 tmvtmgHgqPP1000tmvgpqP1000tm傳動效率：電動機直聯(lián)1.0，聯(lián)軸器直聯(lián)0.98，皮帶傳動0.95。 第3頁/共59頁 MtmgPPK安全系數(shù)K一般電廠中取1.15 第4頁/共59

2、頁損失、效率 機械損失與有關的損失機械效率 容積損失（泄露損失）與有關的損失容積效率 流動損失與有關的損失流動效率 流動損失Ph機械損失Pm 容積損失Pv P- Pm PP- Pm- PvPe為盡量減少損失提高效率 功率損失效率 需研究產(chǎn)生損失的原因程度需討論 及相互間關系。第5頁/共59頁 軸封、軸承的機械摩擦損失 ；葉輪前、后蓋板與流體摩擦產(chǎn)生的圓盤摩擦損失 。：與軸封、軸承的結(jié)構(gòu)形式、潤滑狀況、流體密度等有關。：圓盤與流體相對運動，以及葉輪兩側(cè)流體的渦流。 圓盤摩擦損失大?。杭磁c葉輪外徑的五次方成正比，與葉輪轉(zhuǎn)速的三次方成正比，與流體即與葉輪外徑的五次方成正比，與葉輪轉(zhuǎn)速的三次方成正比，

3、與流體密度成正比。圓盤摩擦系數(shù)密度成正比。圓盤摩擦系數(shù)K=f(ReK=f(Re、B/DB/D2 2 、粗糙度、粗糙度）（）（其中其中B B為間為間隙），一般可取隙），一般可取K=0.85K=0.85。6223210DuKPdfPdfn3D25第6頁/共59頁 采用合理的葉輪，對高壓泵與風機，采用多級葉輪，而非增大葉輪直徑來提高能頭。必要時提高轉(zhuǎn)速，減小葉輪直徑。 提高比轉(zhuǎn)數(shù)，P57 保持接觸面光滑，減少摩擦。第7頁/共59頁dfmPPPPHgqPPPTvTmm67100107. 01smn第8頁/共59頁 流體從高壓區(qū)側(cè)通過運動部件與靜止部件之間的間隙泄漏到低壓區(qū)，從而使流量有一定的損失，使q

4、qT， q叫容積損失。它只與流量有關，也叫流量損失。 葉輪入口與外殼密封環(huán)之間的間隙（A線） PV1； 平衡軸向力裝置泄漏 PV2； 軸封泄露 PV3（相對較?。? 多級泵前后級之間隔板、軸套間隙；圖中 B線，此部分泄露又回到回路中，不影響 流量。 PV= PV1+ PV2+ PV3第9頁/共59頁 (1) 葉輪入口與外殼密封環(huán)之間的間隙（A線） PV1；第10頁/共59頁 (2) 平衡軸向力裝置泄漏 PV2；第11頁/共59頁 (3) 軸封泄露 PV3（相對較?。?第12頁/共59頁 (4) 多級泵前后級之間隔板、軸套間隙；圖中B線，此部分泄露又回到回路中，不影響流量。Home PV= PV

5、1+ PV2+ PV3容積效率：.mvvvmvTPPPqPPq回憶：容積效率的概念在前面提到過回憶：容積效率的概念在前面提到過第13頁/共59頁 維持動靜部件間的最佳間隙，隨著運行時間延長，間隙增大，效率會降低。 增大間隙中的流阻 增加密封的軸向長度，可增大間隙內(nèi)沿程阻力 在間隙入口和出口采取節(jié)流措施，增大間隙內(nèi)流動的局部阻力 采取不同形式的密封環(huán)（課本P60）第14頁/共59頁泄漏量：2qAg H容積效率：mvvTvvmvTTvTPPPgq HqPPgq Hq3268. 011svn與比轉(zhuǎn)數(shù)的關系：隨著比轉(zhuǎn)數(shù)減少（葉輪直徑增加），葉輪間隙兩側(cè)壓差增加，容積損失增加，容積效率減小。P57P57

6、圖2-32-3第15頁/共59頁 是指流體在流道中流動時，由于流動阻力而產(chǎn)生的機械能損失。21224vfqKgvRlh22vjqKh 24)(vdvsqqKh 不僅與流體輸送量有關，還與該流量與設計流量的偏差有關第16頁/共59頁流量、沖角與沖擊損失的關系流量、沖角與沖擊損失的關系 沖角：相對速度方向與間的夾 角稱為沖角 。流量、沖角 與沖擊損失的關系： 當當qvqvd 時，時， 1 0 為正沖角，損失較小。為正沖角，損失較小。 當當qv=qvd 時，時， 1 = 1a， = 1a- 1 =0 為零沖角，損失為零。為零沖角，損失為零。 當當qvqvd 時，時， 1 1a， = 1a- 1 02

7、22222cotaTvTuuHqgg D bvTTBqAHH隨流量增加而線性減少；隨流量增加而線性減少； 隨安裝角增加，隨安裝角增加，B減小，減小，H減少趨勢減緩。減少趨勢減緩。qvT AHT2 a900 A/B 第25頁/共59頁0290a2cot0a前彎式葉輪B0H隨流量增加而線性增大；隨流量增加而線性增大；隨安裝角增加，直線斜率增大，隨安裝角增加，直線斜率增大，H增加趨勢加快。增加趨勢加快。qvT A cHT2 a900222222cotaTvTuuHqgg D bvTTBqAH第26頁/共59頁 葉片有限時，環(huán)流系數(shù)K1，是結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù)，與葉片數(shù)、r1/r2有關，與流量無關。使曲線下

8、移 由于摩擦損失、渦流損失、沖擊損失，使H qvk 區(qū)域工作。第30頁/共59頁hvTTPgq HTTHKH222222cotaTvTuuHqgg D bmvTTPPgq HvTTmPgq HP假設：假設：hTPH222222cotaTvTvTuuHKKqgg D bAB q2( )hvTvTPg A qB q2222cotauBg D b第31頁/共59頁0290a2cot0a徑向式葉輪 這是一條過原點的直線，隨流量增加，流動功率直線增加 理想工況下理想工況下22hvTPK u q2( )hvTvTPg A qB q2222cotauBg D b第32頁/共59頁0290a2cot0avTA

9、qB后彎式葉輪Ph曲線為一條過原點的拋物線，與qvT有兩個交點，一個是qvT0，另一個是B02( )hvTvTPg A qB q2222cotauBg D b第33頁/共59頁0290a2cot0a前彎式葉輪Ph曲線為一條過原點的上升曲線，隨qvT增加而急劇增大B02( )hvTvTPg A qB q2222cotauBg D b第34頁/共59頁實際狀況下實際狀況下（以后彎式為例以后彎式為例） 在q vT Ph性能曲線上加一等值的Pm 即得q vT P曲線； 從q vT P曲線上對應q vT 減泄漏損失q即得q v P曲線。 在空載狀態(tài)（q qvTvT0）下，軸功率由兩部分組成： vmPPh

10、導致溫度升高導致溫度升高vThvTvhqPqPqP圖中藍色曲線圖中粉色曲線圖中紅色曲線第35頁/共59頁 PHgqPPve1000p當qv0和H0時，0 0，因此，理論上，效率曲線是一條過原點的拋物線。p實際上，效率曲線不可能出現(xiàn)第二個零點。p但存在一個最高效率點。第36頁/共59頁離心式葉輪性能曲線分析 一定流量下，對應一個揚程，功率和效率，稱為一個工況點；最高效率對應最佳工況點；最高效率左右（8590區(qū)域）稱為高效工作區(qū)；要求泵與風機在高效工作區(qū)工作。 qvT0時（閥門全關），為空轉(zhuǎn)狀態(tài)，消耗功率，這部分功率轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，使水溫升高，可能產(chǎn)生汽化，因此，泵運行有一個最小流量要求；。 第3

11、7頁/共59頁從功率曲線看，離心式葉輪空轉(zhuǎn)時，軸功率最?。ㄔO計軸功率的30%左右），應在空載狀態(tài)啟動；而軸流式葉輪空轉(zhuǎn)時，軸功率最大，應打開閥門啟動。 ：一般泵葉輪，采用后彎式葉片，其揚程曲線總體上隨流量增加而下降；但其形狀與安裝角有關，隨安裝角增加，曲線由陡直下降趨于平坦，最后可能出現(xiàn)“駝峰”形式（圖2-17）。 平坦的曲線適用于鍋爐給水泵，在流量大范圍波動時，揚程保持穩(wěn)定；陡直的曲線適用于循環(huán)水泵，在系統(tǒng)阻力波動（導致?lián)P程波動）時，流量變化較??；對“駝峰”形曲線，駝峰點（K）左側(cè)（即零流量到駝峰流量之間）為不穩(wěn)定區(qū)域，禁止在此范圍運行。 第38頁/共59頁Hqv曲線一般為“駝峰”形曲線；軸

12、功率增加很快，電機容易超載，應取較大安全系數(shù)；而后彎式葉片功率曲線增加緩慢，且有一最大功率點，電機不易超載。 前彎式葉輪風機效率遠低于后彎式前彎式葉輪風機效率遠低于后彎式。 第39頁/共59頁第40頁/共59頁 第41頁/共59頁 第42頁/共59頁 離心式葉輪的性能曲線？第43頁/共59頁n隨流量的變化帶有拐點，即隨流量的減少揚程首先增大，然后再降低，最后又上升到零流量(關死點)下的最大值。n關死點揚程可達設計工況下?lián)P程的2倍左右，關死點功率也相應最大。第44頁/共59頁 (1)qvH(qvp)性能曲線，在小流量區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)駝峰形狀，一般不允許泵與風機在此區(qū)域工作。 (2)功率P在空轉(zhuǎn)狀態(tài)(q

13、v0)時最大，隨流量的增加而減小，為避免原動機過載，。如果葉片安裝角是可調(diào)的，在葉片安裝角小時軸功率也小，所以對可調(diào)葉片的軸流式泵與風機可在小安裝角時啟動。 (3)軸流式泵與風機高效區(qū)窄，但如果采用可調(diào)葉片，則可使之在很大的流量變化范圍內(nèi)保持高效率，這就是可調(diào)葉片軸流式泵與風機較為突出的優(yōu)點。第45頁/共59頁FAF30-13-1軸流風機性能曲線(660MW送風機)動葉片的安裝角度動葉片的安裝角度439,4900315,3700第46頁/共59頁第47頁/共59頁離心引風機性能曲線 入口導流器的角度入口導流器的角度第48頁/共59頁第49頁/共59頁第50頁/共59頁第51頁/共59頁第52頁/共59頁第53頁/共59頁 離心式葉輪高效的范圍寬 軸流式葉輪高效的范圍窄第54頁/共59頁泵揚程測量 第55頁/共59頁12EEH222222ZgvgPE121112ZgvgPE)(21221221212ZZgvvgPPEEH11wgAhgHPP22wjBhgHPPwgjABhgvvHHgPPH2)(2122（Z2=