泵與風(fēng)機(jī)-P2-3

1、 問題一：問題一：怎樣來計(jì)算流體由泵與風(fēng)機(jī)中所獲得的功率？ 問題二：問題二：流體所獲得功率是怎樣傳遞的？有哪些損耗？ 問題三：問題三：怎樣根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)的參數(shù)來選擇原動機(jī)功率？ 問題四：問題四：功率傳遞中泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部存在哪些損失？原因？怎樣減小損失？第二章 泵與風(fēng)機(jī)第一節(jié) 功率、損失與效率一、功率電動機(jī)電動機(jī)聯(lián)軸器聯(lián)軸器泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)流體流體Pg,inPgPeP原動機(jī)損耗功率聯(lián)軸器損耗功率泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部損耗功率原動機(jī)輸入功率原動機(jī)功率軸功率有效功率1.有效功率Pe流體從泵與風(fēng)機(jī)中實(shí)際有效得到的功率泵：風(fēng)機(jī)：kW 1000VeHgqPkW 1000VepqP 2.軸功率P原動機(jī)傳給泵與風(fēng)機(jī)軸端上的

2、功率由于各種損失的存在Pe251.20.511.451.15121.3501.08二. 損失和效率 機(jī)械損失Pm 與葉輪轉(zhuǎn)動相關(guān)，與流量無關(guān) 容積損失PV 經(jīng)過葉輪與流體泄漏量相關(guān) 流動損失Ph 經(jīng)過葉輪與輸送流體量直接相關(guān)（一）機(jī)械損失和機(jī)械效率 是指在機(jī)械運(yùn)動過程中克服摩擦所造成的能量損失。 軸與軸承及軸與軸端密封間的摩擦損失P 與軸承的結(jié)構(gòu)型式、軸端密封的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，約為軸功率的1%3%（機(jī)械密封1%，填料密封1.3%3%） P =（0.010.03）P 葉輪圓盤摩擦損失：葉輪前后蓋板外表面與殼體內(nèi)局部區(qū)域作循環(huán)流動的流體間的摩擦損失Pdf 約為軸功率的2%10%，是機(jī)械損失的主要部分

3、 圓盤摩擦系數(shù)-K 2232dfDuKP 降低機(jī)械損失的方法：盡可能降低葉輪圓盤摩擦損失 采用合理的結(jié)構(gòu) 合理的轉(zhuǎn)速和葉輪外徑、葉輪級數(shù)、合理的葉輪與泵殼之間的間隙 保持葉輪及泵體內(nèi)側(cè)表面的光潔 機(jī)械損失的計(jì)算：Pm = P +Pdf 機(jī)械效率：m mmPPP- （二）容積損失和容積效率 部分已從葉輪中獲得能量的流體從高壓側(cè)通過間隙向低壓側(cè)泄漏所引起的能量損失。 容積損失是由泄漏引起。 四種泄漏方式： 1. 葉輪入口與外殼密封環(huán)之間間隙中的泄漏 2. 平衡軸向力裝置間隙中的泄漏 3. 軸端密封間隙中的泄漏 4. 多級泵級間間隙中的泄漏1. 葉輪入口與外殼密封環(huán)之間間隙中的泄漏 稱為進(jìn)出口泄漏損

4、失或密封環(huán)損失，是容積損失的主要部分p密封環(huán)間隙的泄漏量q1： A1間隙的環(huán)形面積： 1流量系數(shù)（圓環(huán)形）： H1密封環(huán)間隙兩側(cè)的能頭差：p密封環(huán)泄漏的容積損失PV1： 21111HgAq 1bDAwl/b0.50.51 11guugppH8222121 11V1HgqP2. 平衡軸向力裝置間隙中的泄漏 軸向力平衡裝置帶有徑向間隙，允許少量流體從出口高壓端泄漏到低壓端平衡盤裝置平衡鼓與平衡盤組合裝置p通過平衡軸向力裝置間隙的泄漏量q2： A2平衡間隙環(huán)形面積： 2流量系數(shù)，試驗(yàn)確定 H2平衡裝置間隙兩側(cè)的能頭差： p平衡裝置徑向間隙兩端的壓力差p密封環(huán)泄漏的容積損失PV2： 22222HgAq

5、 n2bDAgpH2 22V2HgqP3. 軸端密封間隙中的泄漏 正常情況下，軸封出的泄漏q3比前兩項(xiàng)泄漏小得多，這部分泄漏伴隨的機(jī)械損失又稱為軸封損失，記為PV3 4. 多及泵級間間隙中的泄漏p部分液體通過級間隔板與軸套間的間隙回到前級葉輪側(cè)隙，形成級間泄漏。但是這些泄漏流體流經(jīng)葉輪與導(dǎo)葉的側(cè)隙后，又流經(jīng)導(dǎo)葉和反導(dǎo)葉，經(jīng)級間間隙流回前級葉輪，形成循環(huán)。p這部分泄漏不影響泵的流量，這種損失應(yīng)歸為圓盤摩擦損失。 容積損失和容積效率： 容積損失： P V= P V1+ P V2+ P V3 容積效率： 321VVVVmVmV )(qqqqqqqHqqgHgqPPPPPTT 減小泄漏量的方法： 維持

6、動、靜部件間最佳間隙。 增大間隙中的流動阻力：p 增加密封的軸向尺寸，增大沿程阻力p 在間隙入口和出口采用節(jié)流措施，增大局部阻力p 采用不同形式的密封環(huán) （三）流動損失和流動效率 指流體在泵與風(fēng)機(jī)主流道（入口、葉輪、導(dǎo)葉、出口等）中流動時，由于流動阻力而產(chǎn)生的機(jī)械能損失。 三種流動損失：p 流體和各部分流道壁面間的摩擦阻力損失p 流道斷面變化、轉(zhuǎn)彎等引起的渦流損失（邊界層分離、漩渦二次流和尾跡）p 由于工況改變，流量qV偏離設(shè)計(jì)之qVd時，葉輪入口流動角1與葉片安裝角1a不一致所引起的沖擊損失。 1. 摩擦阻力損失和擴(kuò)散（渦流）損失 摩擦阻力損失： 渦流損失： 兩項(xiàng)損失之和：2V1fqKh2V

7、2jqKh 2V3jhqKhh 2. 沖擊損失hs 沖角：相對速度方向與葉片進(jìn)口切線方向的夾角p 零沖角：qV=qVd ，1=1a，=0，hs=0p 正沖角：qVqVd ，10，漩渦在吸力面p 負(fù)沖角： qVqVd ，11a，=1a-10，漩渦在壓力面 8 沖擊損失hs: 流動損失： 流動效率：2VdV4s)(qqKhsjfhhhhhTTVVVmVmhVmh HHHgqHgqPPPPPPPPPPPe 減小流動損失的方法： 選用高效的葉輪及設(shè)計(jì)合理的流道形狀。 嚴(yán)格制造工藝和檢驗(yàn)精度，提高制造、安裝、檢修的質(zhì)量。 保證葉輪及流道表面的粗糙度最低，盡可能減小摩擦損失。 嚴(yán)格控制在合理的流量范圍內(nèi)工作，以避免過大的沖擊損失。（四）泵與風(fēng)機(jī)的總效率 總效率: 關(guān)于風(fēng)機(jī)的其他效率：關(guān)于風(fēng)機(jī)的其他效率： 風(fēng)機(jī)的總效率全壓效率 風(fēng)機(jī)的靜壓效率PpqstVstmVhmmVmVm PPPPPPPPPPPPPPee 風(fēng)機(jī)的全壓內(nèi)效率和靜壓內(nèi)效率p 全壓內(nèi)效率：p 靜壓內(nèi)效率：p