第二章泵與風(fēng)機(jī)的性能(1)

1、泵與風(fēng)機(jī)主講人：張春梅第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第3 3頁頁主要內(nèi)容2-2 2-2 葉片式泵與風(fēng)機(jī)性能曲線葉片式泵與風(fēng)機(jī)性能曲線2-1 2-1 葉片式泵與風(fēng)機(jī)的損失和效率葉片式泵與風(fēng)機(jī)的損失和效率2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第4 4頁頁2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第5 5頁頁傳動(dòng)裝置泵與風(fēng)機(jī)原動(dòng)機(jī)配套功率（Pg，in）原動(dòng)機(jī)功率 Pg軸功率 PPe=gqvH/1000 = qvp/1000傳動(dòng)效率tmPgtm=P泵與風(fēng)機(jī)效率=Pe/P引引 言言1、功

2、率和效率有效功率有效功率Pe 2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第6 6頁頁由于結(jié)構(gòu)、工藝及流體粘性的影響，流體流經(jīng)泵與風(fēng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)、工藝及流體粘性的影響，流體流經(jīng)泵與風(fēng)機(jī)時(shí)不可避免地要產(chǎn)生各種能量損失。時(shí)不可避免地要產(chǎn)生各種能量損失。哪些哪些損失？在哪些部位？與那些因素有關(guān)？損失？在哪些部位？與那些因素有關(guān)？措施措施 。Pe=P- Pm - PV- Ph2、損失與功率 Pm PV PhqVTHTqVHTPeqVHPP- PmP- Pm - Pv2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第7 7頁頁2-1 2-1 葉片式泵與風(fēng)機(jī)的損失和效率葉片式

3、泵與風(fēng)機(jī)的損失和效率一、機(jī)械損失和機(jī)械效率機(jī)械損失和機(jī)械效率 二、二、容積損失和容積效率容積損失和容積效率三、三、流動(dòng)損失和流動(dòng)效率流動(dòng)損失和流動(dòng)效率 引引 言言 2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第8 8頁頁 一、機(jī)械損失和機(jī)械效率機(jī)械損失和機(jī)械效率 機(jī)械損失（用功率機(jī)械損失（用功率 Pm表示）包括：表示）包括：軸與軸封、軸與軸軸與軸封、軸與軸承承及葉輪及葉輪圓盤摩擦圓盤摩擦所損失的功率，一般分別用所損失的功率，一般分別用 Pm1和和 Pm2表表示。示。1 1、什么是機(jī)械損失、什么是機(jī)械損失 2 2、機(jī)械損失的定性分析、機(jī)械損失的定性分析 ，葉輪在殼腔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因

4、克服殼腔內(nèi)流體與蓋板，葉輪在殼腔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因克服殼腔內(nèi)流體與蓋板之間存在的摩擦阻力而消耗的能量，稱為圓盤摩擦損失功率。之間存在的摩擦阻力而消耗的能量，稱為圓盤摩擦損失功率。 ，與軸承、軸封的結(jié)構(gòu)形式、填料種類、軸頸的加，與軸承、軸封的結(jié)構(gòu)形式、填料種類、軸頸的加工工藝以及流體密度有關(guān)，約為工工藝以及流體密度有關(guān)，約為1%3%P2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第9 9頁頁一、機(jī)械損失和機(jī)械效率機(jī)械損失和機(jī)械效率3 3、機(jī)械效率、機(jī)械效率機(jī)械損失功率的大小，用機(jī)械效率機(jī)械損失功率的大小，用機(jī)械效率 m來衡量。機(jī)械效率來衡量。機(jī)械效率等于軸功率克服機(jī)械損失后所剩余的功率

5、（即流動(dòng)功率等于軸功率克服機(jī)械損失后所剩余的功率（即流動(dòng)功率Ph）與軸功率與軸功率P之比：之比：PPPPPhmm-機(jī)械效率和比轉(zhuǎn)速有關(guān)，表機(jī)械效率和比轉(zhuǎn)速有關(guān)，表1-31-3可用來粗略估算泵的機(jī)械效率?？捎脕泶致怨浪惚玫臋C(jī)械效率。 表表1-3 m與與ns的關(guān)系（泵）的關(guān)系（泵）比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速 ns5060708090100機(jī)械效率機(jī)械效率m（%）8487899192932022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1010頁頁二、容積損失和容積效率二、容積損失和容積效率當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在動(dòng)、靜部件間隙兩側(cè)壓強(qiáng)差的作用下，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在動(dòng)、靜部件間隙兩側(cè)壓強(qiáng)差的作用下，部分流體從

6、高壓側(cè)通過間隙流向低壓側(cè)所造成的能量損失稱部分流體從高壓側(cè)通過間隙流向低壓側(cè)所造成的能量損失稱為容積（泄漏）損失，用功率為容積（泄漏）損失，用功率 PV 表示。表示。 （一）泵的容積損失（一）泵的容積損失 （二）通風(fēng)機(jī)的容積損失（二）通風(fēng)機(jī)的容積損失 2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1111頁頁二、容積損失和容積效率二、容積損失和容積效率 （一）泵的容積損失（一）泵的容積損失 1、泵的容積損失主要發(fā)生在以下幾個(gè)部位泵的容積損失主要發(fā)生在以下幾個(gè)部位葉輪入口與外殼之間的間隙處；葉輪入口與外殼之間的間隙處；多級(jí)泵的級(jí)間間隙處；多級(jí)泵的級(jí)間間隙處；平衡軸向力裝置與外殼

7、之間的平衡軸向力裝置與外殼之間的間隙間隙處以及軸封間隙處等。處以及軸封間隙處等。2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1212頁頁2、減小泵容積損失的措施、減小泵容積損失的措施為了減小葉輪入口處的容積損失為了減小葉輪入口處的容積損失q1，一般在入口處都裝，一般在入口處都裝有密封環(huán)（承磨環(huán)或口環(huán)），如圖下所示。有密封環(huán)（承磨環(huán)或口環(huán)），如圖下所示。檢修中應(yīng)將密封間隙嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，密封間檢修中應(yīng)將密封間隙嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，密封間隙過大隙過大q1 ；密封間隙過??；密封間隙過小 Pm1 ； （一）泵的容積損失（一）泵的容積損失 2022-3-25第二章第二章

8、泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1313頁頁 （二）（二） 容積效率容積效率 容積效率容積效率V 與比轉(zhuǎn)速有關(guān)，對(duì)給水泵，表與比轉(zhuǎn)速有關(guān)，對(duì)給水泵，表1-4可供參考?？晒﹨⒖肌Ｈ莘e損失的大小用容積效率容積損失的大小用容積效率V 來衡量。容積效率為考慮來衡量。容積效率為考慮容積損失后的功率與未考慮容積損失前的功率之比：容積損失后的功率與未考慮容積損失前的功率之比：qqqqqHqHqPPVVVVVVV TTTThgg ns=5060708090100qV90m3/hqV145m3/h0.800.900.8350.9200.860.940.8750.9500.8900.9550.900.96 表表1

9、-4 1-4 給水泵的容積效率給水泵的容積效率比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速 V流量流量2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1414頁頁1 1、什么是流動(dòng)損失、什么是流動(dòng)損失 三、流動(dòng)損失和流動(dòng)效率三、流動(dòng)損失和流動(dòng)效率 流動(dòng)損失是指：泵與風(fēng)機(jī)工作時(shí)，由于流體和流道壁面流動(dòng)損失是指：泵與風(fēng)機(jī)工作時(shí)，由于流體和流道壁面發(fā)生發(fā)生摩擦摩擦、流道幾何形狀改變使流速變化而產(chǎn)生、流道幾何形狀改變使流速變化而產(chǎn)生旋渦旋渦、以及、以及偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)產(chǎn)生的偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)產(chǎn)生的沖擊沖擊等所造成的損失。等所造成的損失。2 2、流動(dòng)損失的影響因素、流動(dòng)損失的影響因素 流動(dòng)損失和過流部件的幾何形狀，壁面粗糙度

10、、流體的流動(dòng)損失和過流部件的幾何形狀，壁面粗糙度、流體的粘性及流速、運(yùn)行工況等因素密切相關(guān)。粘性及流速、運(yùn)行工況等因素密切相關(guān)。沖擊損失沖擊損失 摩擦損失和局部損失摩擦損失和局部損失分類分類2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1515頁頁三、流動(dòng)損失和流動(dòng)效率三、流動(dòng)損失和流動(dòng)效率 3 3、流動(dòng)效率、流動(dòng)效率 流動(dòng)損失的大小用流動(dòng)效率流動(dòng)損失的大小用流動(dòng)效率h來衡量。流動(dòng)效率等于考來衡量。流動(dòng)效率等于考慮流動(dòng)損失后的功率（即有效功率）與未考慮流動(dòng)損失前的慮流動(dòng)損失后的功率（即有效功率）與未考慮流動(dòng)損失前的功率之比功率之比 ，即，即TTTehppHHHgqHgqPPV

11、V 四、泵與風(fēng)機(jī)的總效率四、泵與風(fēng)機(jī)的總效率 泵與風(fēng)機(jī)的總效率等于有效功率和軸功率之比。即：泵與風(fēng)機(jī)的總效率等于有效功率和軸功率之比。即： hmehheVPPPPPPPP2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1616頁頁 1、試提出提高泵與風(fēng)機(jī)效率的幾點(diǎn)措施？、試提出提高泵與風(fēng)機(jī)效率的幾點(diǎn)措施？ 2 2、為什么提高轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地減小葉輪直徑可能使葉片、為什么提高轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地減小葉輪直徑可能使葉片式泵與風(fēng)機(jī)的效率得到提高。式泵與風(fēng)機(jī)的效率得到提高。 2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1717頁頁 【解解】 由已知，泵的有效功率為：由已知，泵的

12、有效功率為：Pe= gqV H/1000=10009.8061.2470/1000=851.161（kW）所以，所以， = Pe/P=851.161/1100 =0.774=77.4% h= /( V m)=0.774/(0.93020.94)=0.88519=88.52% 【例例1】 有一輸送冷水的離心泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為有一輸送冷水的離心泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí)，時(shí)，流量為流量為qV=1.24m3/s，揚(yáng)程，揚(yáng)程H=70m，此時(shí)所需的軸功率，此時(shí)所需的軸功率P=1100kW，容積效率，容積效率 V=0.93，機(jī)械效率機(jī)械效率 m=0.94，求流動(dòng)效，求流動(dòng)效率為多少率為多少?（已知水的密度

13、（已知水的密度=1000kg/m3）。）。2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1818頁頁v【例例2 2】某臺(tái)IR125-100-315型熱水離心泵的流量為240 m/h，揚(yáng)程為120m，泵效率為77，熱水溫度為80，密度為970kg/m，試計(jì)算該泵有效功率和軸功率的大小。06667. 03600240Vq1 .76100012006667. 081. 99701000HgqPVe9 .9877. 01 .76ePP2022-3-25第二章第二章 泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的性能第第1919頁頁v2-12-1有一葉輪外徑為有一葉輪外徑為460mm460mm的離心式風(fēng)機(jī)，在轉(zhuǎn)速為的離心式風(fēng)機(jī)，在轉(zhuǎn)速為1