泵與風(fēng)機(jī)復(fù)習(xí)資料

1、泵與風(fēng)機(jī)復(fù)習(xí)資料辛苦整理全部獻(xiàn)出1.離心式泵與風(fēng)機(jī)有哪些主要部件?各有何作用?答:離心泵葉輪:將原動機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體,使流體獲得壓力能和動能。吸入室:以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪,并使葉輪進(jìn)口處的液體流速分布均勻。壓出室:收集從葉輪流出的高速流體,然后以最小的阻力損失引入壓水管或次級葉輪進(jìn)口,同時還將液體的部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?dǎo)葉:匯集前一級葉輪流出的液體,并在損失最小的條件下引入次級葉輪的進(jìn)口或壓出室,同時在導(dǎo)葉內(nèi)把部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。密封裝置:密封環(huán):防止高壓流體通過葉輪進(jìn)口與泵殼之間的間隙泄露至吸入口。軸端密封:防止高壓流體從泵內(nèi)通過轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間的間隙泄漏到泵

2、外。離心風(fēng)機(jī)葉輪:將原動機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體,使流體獲得壓力能和動能蝸殼:匯集從葉輪流出的氣體并引向風(fēng)機(jī)的出口,同時將氣體的部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。集流器:以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。進(jìn)氣箱:改善氣流的進(jìn)氣條件,減少氣流分布不均而引起的阻力損失。2.軸流式泵與風(fēng)機(jī)有哪些主要部件?各有何作用?答:葉輪:把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體的壓力能和動能的主要部件。導(dǎo)葉:使通過葉輪的前后的流體具有一定的流動方向,并使其阻力損失最小。吸入室(泵:以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進(jìn)入葉輪,并使葉輪進(jìn)口處的液體流速分布均勻。集流器(風(fēng)機(jī):以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。擴(kuò)壓筒:將后導(dǎo)葉流出

3、氣流的動能轉(zhuǎn)化為壓力能。3. 離心式泵與風(fēng)機(jī)有哪幾種葉片形式?各對性能有何影響?為什么離心泵均采用后彎式葉片?答:后彎式:<90°時,cot為正值,越小,cot越大,則越小。即隨不斷減小,亦不斷下降。當(dāng)減小到等于最小角時,。徑向式:=90°時,cot =0,=。前彎式:>90°時,cot為負(fù)值,越大,cot越小,則越大即隨不斷增大,亦不斷增大。當(dāng)增加到等于最大角時,。以上分析表明,隨葉片出口安裝角的增加,流體從葉輪獲得的能量越大。因此,前彎式葉片所產(chǎn)生的揚程最大,徑向式葉片次之,后彎式葉片最小。當(dāng)三種不同的葉片在進(jìn)、出口流道面積相等,葉片進(jìn)口幾何角相等

4、時,后彎式葉片流道較長,彎曲度較小,且流體在葉輪出口絕對速度小。因此,當(dāng)流體流經(jīng)葉輪及轉(zhuǎn)能裝置(導(dǎo)葉或蝸殼時,能量損失小,效率高,噪聲低。但后彎式葉片產(chǎn)生的總揚程較低,所以在產(chǎn)生相同的揚程(風(fēng)壓時,需要較大的葉輪外徑或較高的轉(zhuǎn)速。為了高效率的要求,離心泵均采用后彎式葉片,通常為20°30°。4. 軸流式泵與風(fēng)機(jī)與離心式相比較,有何性能特點?使用于何種場合?答:軸流式泵與風(fēng)機(jī)的性能特點是流量大,揚程低,比轉(zhuǎn)數(shù)大,流體沿軸向流入、流出葉輪。目前國內(nèi)外大型電站普遍采用軸流式風(fēng)機(jī)作為鍋爐的送引風(fēng)機(jī)、軸流式水泵作為循環(huán)水泵。5. 離心式和軸流式泵與風(fēng)機(jī)在啟動方式上有何不同?答:離心式

5、泵與風(fēng)機(jī),在空載時,所需軸功率(空載功率最小,一般為設(shè)計軸功率的30%左右。在這種狀態(tài)下啟動,可避免啟動電流過大,原動機(jī)過載。所以離心式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全關(guān)的狀態(tài)下啟動。軸流式泵與風(fēng)機(jī),功率P在空轉(zhuǎn)狀態(tài)(=0時最大,隨流量增加而減小,為避免原動機(jī)過載,對軸流式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全開狀態(tài)下啟動。6. 何謂汽蝕現(xiàn)象?它對泵的工作有何危害?答:汽泡的形成、發(fā)展和破裂以致材料受到破壞的全部過程,稱為汽蝕現(xiàn)象。危害:(1材料破壞(2噪聲和振動(3性能下降7. 為什么泵要求有一定的幾何安裝高度?在什么情況下出現(xiàn)倒灌高度?答:提高吸水性能,使泵在設(shè)計工況下工作時不發(fā)生汽蝕。當(dāng)吸水池液面壓力等于該溫度下液體所對

6、應(yīng)的飽和壓力Pv時,出現(xiàn)倒灌高度。8. 電廠的給水泵及凝結(jié)水泵為什么都安裝在給水容器的下面?答:給水泵的吸入容器是除氧器,凝結(jié)水泵的吸入容器是凝汽器,除氧器和凝汽器里都是飽和狀態(tài),即液面壓力等于該溫度下水的飽和壓力。為了避免發(fā)生汽蝕,需采用倒灌高度,因此給水泵及凝結(jié)水泵都安裝在水容器的下面。9. 何謂有效汽蝕余量和必需汽蝕余量,二者有何關(guān)系?答:有效汽蝕余量NPSHa:指泵在吸入口處,單位重量液體所具有的超過汽化壓力(飽和蒸汽壓力的富余能量。有效汽蝕余量是指由泵安裝條件所確定的汽蝕余量必需汽蝕余量NPSHr:指液體在泵吸入口的能頭對壓力最低點處靜壓能頭的富余能頭。對于給定泵,在給定轉(zhuǎn)速和流量下

7、必需具有的汽蝕余量稱為必需汽蝕余量,常用NPSHr表示。又稱為泵汽蝕余量,是規(guī)定泵要達(dá)到的汽蝕性能參數(shù)二者關(guān)系:當(dāng)NPSHr>NPSHa時,泵內(nèi)發(fā)生汽蝕;當(dāng)NPSHr<=NPSHa時,泵內(nèi)不會發(fā)生汽蝕;當(dāng)NPSHr=NPSHa時,處于臨界狀態(tài)。10. 提高轉(zhuǎn)速后,對泵的汽蝕性能有何影響?答:對同一臺泵來說,當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時,汽蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系變化,即當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高后,必需汽蝕余量成平方增加,泵的抗汽蝕性能大為惡化。11. 提高泵的抗汽蝕性能可采用那些措施?基于什么原理?答:一、提高泵本身的抗汽蝕性能(1降低葉輪入口部分流速。一般采用兩種方法:適當(dāng)增大葉輪入口直徑;增大葉片入

8、口邊寬度。也有同時采用既增大又增大的方法。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變,均應(yīng)有一定的限度,否則將影響泵效率。(2采用雙吸式葉輪。雙吸式葉輪的必需汽蝕余量是單吸式葉輪的63%,因而提高了泵的抗汽蝕性能。(3增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑。這樣可以減小局部阻力損失。(4葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加長。即向吸人方向延伸,并作成扭曲形。(5首級葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。如采用含鎳鉻的不銹鋼、鋁青銅、磷青銅等。二、提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量可以采取如下措施:(1減小吸入管路的流動損失。即可適當(dāng)加大吸入管直徑,盡量減少管路附件,如彎頭、閥門等,并使吸人管長最短。(2合理確定兩個高度。即幾何安裝高度及倒灌高度。(3采用誘導(dǎo)

9、輪。主葉輪前裝誘導(dǎo)輪,使液體通過誘導(dǎo)輪升壓后流入主葉輪(多級泵為首級葉輪,因而提高了主葉輪的有效汽蝕余量,改善了泵的汽蝕性能。(4采用雙重翼葉輪。雙重翼葉輪由前置葉輪和后置離心葉輪組成,與誘導(dǎo)輪相比,其主要優(yōu)點是軸向尺寸小,結(jié)構(gòu)簡單,且不存在誘導(dǎo)輪與主葉輪配合不好,而導(dǎo)致效率下降的問題。所以,雙重翼離心泵不會降低泵的性能,卻使泵的抗汽蝕性能大為改善。(5采用超汽蝕泵。在主葉輪之前裝一個類似軸流式的超汽蝕葉輪,其葉片采用了薄而尖的超汽蝕翼型,使其誘發(fā)一種固定型的汽泡,覆蓋整個翼型葉片背面,并擴(kuò)展到后部,與原來葉片的翼型和空穴組成了新的翼型。其優(yōu)點是汽泡保護(hù)了葉片,避免汽蝕并在葉片后部潰滅,因而不

10、損壞葉片。(6設(shè)置前置泵。采用在給水泵前裝置低速前置泵,使給水經(jīng)前置泵升壓后再進(jìn)入給水泵,從而提高了泵的有效汽蝕余量,改善了給水泵的汽蝕性能;同時除氧器的安裝高度也大為降低。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡單而又可靠的一種方法。12. 什么是泵與風(fēng)機(jī)的運行工況點?泵(風(fēng)機(jī)的揚程(全壓與泵(風(fēng)機(jī)裝置揚程(裝置風(fēng)壓區(qū)別是什么?兩者又有什么聯(lián)系?答:將泵本身的性能曲線與管路特性曲線按同一比例繪在同一張圖上,則這兩條曲線相交于一點,這點即泵在管路中的工作點。區(qū)別:泵(風(fēng)機(jī)的揚程:是提供能量的,隨流量的增加揚程降低,曲線下降。裝置揚程:管路系統(tǒng)所消耗的能量,隨流量的增加,揚程增加,曲線上升。關(guān)系:當(dāng)二者相等時

11、,泵(風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作。13. 試述泵與風(fēng)機(jī)的串聯(lián)工作和并聯(lián)工作的特點?答:并聯(lián)特點:揚程彼此相等,總流量為每臺泵(風(fēng)機(jī)輸出流量之和。串聯(lián)特點:流量彼此相等,總揚程為每臺泵(風(fēng)機(jī)揚程之和。14. 泵與風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的目的是什么?并聯(lián)后流量和揚程(或全壓如何變化?并聯(lián)后為什么揚程會有所增加?答:(1泵與風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的目的是保證揚程相同時增加流量。(2兩臺泵并聯(lián)后的流量等于各泵流量之和,與各泵單獨工作時相比,兩臺泵并聯(lián)后的總流量小于各泵單獨工作時流量的二倍,而大于一臺泵單獨工作時的流量。并聯(lián)后每臺泵工作流量較單獨工作時的較小。(3因為輸送的管道仍是原有的,直徑也沒增大,而管道摩擦損失隨流量的增加而增大了

12、,從而導(dǎo)致總阻力增大,這就需要每臺泵都提高它的揚程來克服增加的阻力,故并聯(lián)后揚程大于并聯(lián)前揚程。15. 泵與風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作的目的是什么?串聯(lián)后流量和揚程(或全壓如何變化?串聯(lián)后為什么流量會有所增加?答:(1泵與風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作的目的是提高揚程。(2兩臺泵串聯(lián)工作時所產(chǎn)生的總揚程小于泵單獨工作時揚程的二倍,而大于串聯(lián)前單獨運行的揚程。(3因為揚程的增加大于管路阻力的增加,致使富裕的揚程促使流量增加。16. 泵與風(fēng)機(jī)運行時有哪幾種調(diào)節(jié)方式?其原理是什么?各有何優(yōu)缺點?答:變速調(diào)節(jié):原理是在管路特性曲線不變時,用變轉(zhuǎn)速改變泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線,從而改變工況點。優(yōu)點是大大減少附加的節(jié)流損失,在很大變工況范圍內(nèi)

13、保持較高的效率。缺點是投資昂貴。節(jié)流調(diào)節(jié):原理是在管路中裝設(shè)節(jié)流部件,利用改變閥門開度,使管路的局部阻力發(fā)生變化,來達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。出口端節(jié)流:只改變管路特性曲線。優(yōu)點是方法可靠,簡單易行。缺點是調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟(jì),而且只能在小于設(shè)計流量一方調(diào)節(jié)。入口端節(jié)流:既改變管路特性曲線,也改變風(fēng)機(jī)本身的性能曲線。同一流量下,入口端節(jié)流損失小于出口端節(jié)流損失,但由于入口端調(diào)節(jié)會使進(jìn)口壓力下降,對于泵有引起汽蝕的危險,只能適用于風(fēng)機(jī)。入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié):原理是改變風(fēng)機(jī)本身性能曲線。優(yōu)點是節(jié)省功率。只適用于風(fēng)機(jī)。汽蝕調(diào)節(jié):原理是利用泵的汽蝕特性來調(diào)節(jié)流量,改變泵本身的性能曲線。優(yōu)缺點:對通流部件損壞并不嚴(yán)重,可使泵

14、自動調(diào)節(jié)流量,減少運行人員,降低水泵耗電。如果汽輪機(jī)負(fù)荷常變,特別是長期在底負(fù)荷下時采用汽蝕調(diào)節(jié)會使壽命大大降低。只適用于泵。可動葉片調(diào)節(jié):原理是動葉安裝角可隨不同工況而改變,通過改變泵與風(fēng)機(jī)本身的性能曲線來調(diào)節(jié)流量。泵與風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷時的效率大大提高。在較大流量范圍內(nèi)幾乎可以保持高效率,避免了采用閥門調(diào)節(jié)的節(jié)流損失。變頻調(diào)節(jié):通過改變電源頻率來調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而改變泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線,從而改變它們的工作點。變頻調(diào)速節(jié)能效果明顯,且易于實現(xiàn)過程自動化。但變頻調(diào)速器的功率不能適應(yīng)大型火力發(fā)電廠主要泵與風(fēng)機(jī)的需要,功率因素也不是非常高,在實際應(yīng)用中,以中小型泵與風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)為主。17. 離心泵

15、軸向力是如何產(chǎn)生的?又如何平衡的?答:以單級葉輪為例,如圖所示,由葉輪流出的液體,有一部分經(jīng)間隙回流到了葉輪蓋板的兩側(cè)。在密封環(huán)(直徑處以上,由于葉輪左右兩側(cè)腔室中的壓力均為,方向相反而相互抵消,但在密封環(huán)以下,左側(cè)壓力為,右側(cè)壓力為,且戶>,產(chǎn)生壓力差。此壓力差積分后就是作用在葉輪上的推力,以符號表示。 另外,液體在進(jìn)入葉輪后流動方向由軸向轉(zhuǎn)為徑向,由于流動方向的改變,產(chǎn)生了動量,導(dǎo)致流體對葉輪產(chǎn)生一個反沖力。反沖力的方向與軸向力的方向相反。在泵正常工作時,反沖力與軸向力相比數(shù)值很小,可以忽略不計。但在啟動時,由于泵的正常壓力還未建立,所以反沖力的作用較為明顯。啟動時臥式泵轉(zhuǎn)子后竄或立

16、式泵轉(zhuǎn)子上竄就是這個原因。對于立式水泵,轉(zhuǎn)子的重量是軸向的,也是軸向力的一部分,用表示,方向指向葉輪入口?？偟妮S向力F為在這三部分軸向力中,是主要的。如何平衡:(1采用雙吸葉輪或?qū)ΨQ排列的方式平衡(2采用平衡孔和平衡管平衡(3采用平衡盤平衡(4采用平衡鼓平衡18. 離心泵徑向力是如何產(chǎn)生的?又如何平衡的?答:采用螺旋形壓水室的水泵,在設(shè)計工況工作時,沒有徑向力。在變工況下工作時會產(chǎn)生徑向力。在設(shè)計流量時,壓水室內(nèi)液體流動的速度和方向與液體流出葉輪的速度和方向基本上是一致的,因此從葉輪流出的液體能平順地流入壓水室,所以葉輪周圍液體的速度和壓力分布是均勻的,此時沒有徑向力。在小于設(shè)計流量時,壓水室

17、內(nèi)液體流動的速度減小,但是,液體流出葉輪時的速度卻由增加到,如左圖所示。>,并且方向也改變了,結(jié)果使流出葉輪的液體撞擊壓水室中的液體,使流出葉輪的液體速度減慢,動能減小,在壓水室內(nèi)液體的壓力則升高。液體從壓水室的隔舌開始就受到?jīng)_擊而增加壓力。以后沿壓水室不斷受到?jīng)_擊,壓力不斷增加,因此壓水室的液體壓力在隔舌處最小,到出口擴(kuò)壓管處壓力處最大。由于這種壓力分布不均勻在葉輪上產(chǎn)生一個集中的徑向力,其方向為自隔舌開始沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)90°的位置。此外,壓水室中壓力越小的地方,從葉輪中流出的液體就越多,液體對葉輪的反沖力也越大。由此可見,反沖力的大小是隔舌處最大,擴(kuò)壓管處最小,而反沖力引

18、起的徑向力是從開始向葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向轉(zhuǎn)90°的方向,即指向隔舌的方向。這是引起徑向力的次要原因。于是,作用于葉輪上的總徑向力為和的向量和,其指向如左圖所示方向。當(dāng)流量大于設(shè)計流量時,壓水室內(nèi)的液體壓力是從隔舌開始下降到擴(kuò)壓管處最小,徑向力的方向是自隔舌開始沿葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向轉(zhuǎn)90°的位置,如左圖所示。而反沖力是隔舌處最小,擴(kuò)壓管處最大,由反沖力引起的徑向力的方向是從開始向葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向旋轉(zhuǎn)90°,此時作用于葉輪上總的徑向力為和的向量和,其指向如左圖所示。如何平衡:(1采用雙層壓水室平衡(2采用兩個壓水室相差180度的布置方法平衡各種名詞解釋揚程:單位重量液體從泵

19、進(jìn)口截面到泵出口截面所獲得的機(jī)械能。流量qv:單位時間內(nèi)通過風(fēng)機(jī)進(jìn)口的氣體的體積。全壓p:單位體積氣體從風(fēng)機(jī)進(jìn)口截面到風(fēng)機(jī)出口截面所獲得的機(jī)械能。軸向渦流的定義:容器轉(zhuǎn)了一周,流體微團(tuán)相對于容器也轉(zhuǎn)了一周,其旋轉(zhuǎn)角速度和容器的旋轉(zhuǎn)角速度大小相等而方向相反,這種旋轉(zhuǎn)運動就稱軸向渦流。影響:使流線發(fā)生偏移從而使進(jìn)出口速度三角形發(fā)生變化。使出口圓周速度減小。葉片式泵與風(fēng)機(jī)的損失:(一機(jī)械損失:指葉輪旋轉(zhuǎn)時,軸與軸封、軸與軸承及葉輪圓盤摩擦所損失的功率。(二容積損失:部分已經(jīng)從葉輪獲得能量的流體從高壓側(cè)通過間隙向低壓側(cè)流動造成能量損失。泵的葉輪入口處的容積損失,為了減小這部分損失,一般在入口處都裝有密

20、封環(huán)。(三,流動損失:流體和流道壁面生摸差,流道的幾何形狀改變使流體產(chǎn)生旋渦,以及沖擊等所造成的損失。多發(fā)部位:吸入室,葉輪流道,壓出室。如何降低葉輪圓盤的摩擦損失:1、適當(dāng)選取n和D2的搭配。2、降低葉輪蓋板外表面和殼腔內(nèi)表面的粗糙度可以降低Pm2。3、適當(dāng)選取葉輪和殼體的間隙。軸流式泵與風(fēng)機(jī)應(yīng)在全開閥門的情況下啟動,而離心式泵與風(fēng)機(jī)應(yīng)在關(guān)閉閥門的情況下啟動。不穩(wěn)定運行工況點:在受到外界影響而脫離了原來的平衡狀態(tài)后,在新的條件下不能再恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)的工況點。影響工況點的因素:H-qv 1 、n 2、zy(動葉可調(diào)3、流體粘性4、積灰、結(jié)焦、積垢。5、泄露。HC-qv:1、吸水池、壓水池、

21、液面高度。2、3、流體的粘性4、積灰、結(jié)焦、積垢。5、泄露。幾何相似的兩臺泵在相似工況下,其比值n-(Qv/(H3/4必然相等,因此它反映了相似泵的特征,稱之為泵的比轉(zhuǎn)速,用Nq表示。泵內(nèi)汽蝕現(xiàn)象:氣泡形成、發(fā)展、潰滅、以致使過流壁面遭到破壞的全過程。危害及防止措施:1、縮短泵的使用壽命,為了延長泵的使用壽命,對泵易汽蝕的部位常采用抗汽蝕性能較好的材料。2,產(chǎn)生噪聲和振動,機(jī)組在這種情況下應(yīng)停止工作。3、影響泵的運行性能。有效汽蝕余量NPSHa:在泵吸入口處,單位重力流體所具有的超過汽化壓力能頭的富裕能頭。2,qv增大NPSHa降低3、越大越好。4、只與吸入管路有關(guān),與泵結(jié)構(gòu)無關(guān)。必需汽蝕余量

22、NPSHr:單位重力流體從泵吸入口至葉輪內(nèi)壓力最底點所必需的壓力降。2、越小越好。3、只與泵入口結(jié)構(gòu)有關(guān),而與吸入管路無關(guān)。4、隨qv的增大而增大軸向力產(chǎn)生的原因:前后蓋板面積不等;軸向流入,徑向流出。平衡方法:徑向止推軸承,平衡孔和管,單級泵用雙吸輪。多級泵用葉輪對稱排列的方式。平衡盤(?自動平衡軸向力。平衡鼓。平衡盤為什么采用自動平衡軸向力:作用于轉(zhuǎn)子上的軸向力大于平衡盤上的平衡力則轉(zhuǎn)子就會向低壓側(cè)竄動而平衡盤是固定在轉(zhuǎn)軸上的,因此,使軸向間隙減小,經(jīng)間隙的流動阻力增加,泄漏量減少。這將導(dǎo)致液體流過徑向間隙的速度減小,既經(jīng)間隙中流動損失減小,從而提高了平衡盤前面的壓強(qiáng),于是作用在盤上的平衡力也就增大。軸端密封類型:1壓蓋填料密封,只用于低速泵。通過適當(dāng)擰緊螺栓使填料和軸之間保持很小的間隙。2機(jī)械密封,適用于高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的給水泵。3迷宮密封:泄露大,功率損耗小。吸入室的分類:1、圓錐管2、圓環(huán)形3、半螺旋形。作用:引導(dǎo)液體在流動損失最小的情況下平穩(wěn)地流入葉輪,并使葉輪進(jìn)口處流速分布均勻。壓出室的分類:1、螺旋形2、