單元13水泵與風機的構造與基本理論課件

1、13 泵與風機的構造與理論基礎13.1泵與風機的基本構造、工作原理13.2泵與風機的基本性能參數(shù)13.3泵與風機的性能曲線13.4泵的氣蝕與安裝高度13.5相似律與比轉數(shù) 泵與風機是利用原動機（電動機）驅使使流體提高能量的一種流體機械。也是一種換能裝置。輸送液體并提高液體能量的流體機械稱為泵；輸送氣體并提高氣體能量的流體機械稱為風機。壓能（勢能）電能 機械能 （一）葉片式葉片式泵與風機主要是通過高速旋轉的葉輪對流體做功，使流體獲得能量。根據(jù)流體的流動情況，可分為離心式、軸流式、混流式及貫流式幾種。葉片式泵與風機具有效率高、啟動方便、工作穩(wěn)定、性能可靠及容易調節(jié)等優(yōu)點，用途最為廣泛。根據(jù)泵與風機

2、的工作原理，通?？煞诸惾缦拢喝~片式、容積式、其他類型 （二）容積式容積式泵與風機主要是通過運轉時機械內部工作容積的改變對流體做功，使流體獲得能量。根據(jù)工作容積結構的不同，又可分為往復式和回轉式兩種。屬于往復式的如活塞式往復泵、蒸汽活塞泵等；屬于回轉式的如齒輪泵、轉子泵、羅茨鼓風機等。 （三）其他類型的泵與風機除上述兩種類型水泵以外還有利用高速流體工作的射流泵和氣升泵，利用螺旋推進原理工作的螺旋泵及利用有壓管道水擊原理工作的水錘泵等其它類型泵。名稱泵軸位置機殼形式吸入方式葉輪級數(shù)口徑（mm）實用揚程(m)離心泵臥式透平式單吸單級5015020120多級38250201500雙吸125800201

3、40蝸殼式單吸多級38300385單級50200201000雙吸12515004100立式透平式單吸單級501502090多級3830020300雙吸1254002085蝸殼式單吸多級7510001060單級5020020100雙吸250800460離心式泵的種類 離心式風機的種類離心式風機按其產生的壓力不同，可分為三類： 低壓離心式風機 風壓小于981Pa(100mmH2O)。一般用于送風系統(tǒng)或空氣調節(jié)系統(tǒng)。 中壓離心式風機 風壓在9812943Pa(即100300mmH2O)范圍內。一般用于除塵系統(tǒng)或管網(wǎng)較長，阻力較大的通風系統(tǒng)。 高壓離心式風機 風壓大于2943Pa(即300mmH2O)

4、。一般用于鍛冶設備的強制通風及某些氣力輸送系統(tǒng)。 圖1低壓離心式風機 圖2中壓離心式風機 圖3 高壓離心式風機泵與風機的應用 泵與風機的應用范圍很廣泛，是一般的通用機械。它們廣泛地應用于國民經(jīng)濟及國防工業(yè)等各部門；供熱、工業(yè)通風、空調制冷、鍋爐給水、沖灰除渣、消煙除塵、煤氣工程及給水排水工程等，都離不開泵與風機。如果把城市市政管網(wǎng)比作人身上的血管系統(tǒng)，那么泵與風機就是輸送血液的心臟。 離心式風機按其輸送氣體的性質不同，還可以分為：一般通風機、排塵通風機、鍋爐引風機、耐腐蝕通風機、防爆通風機及各種專用風機。按風機材質不同又可分為：普通鋼、不銹鋼、塑料以及玻璃鋼離心式通風機。在實際應用中，為方便起

5、見，往往使用漢語拼音字頭縮寫來表示通風機的用途，如表2所示。用途類別代號用途類別代號漢字拼音縮寫漢字拼音縮寫一般通用通風換氣通用T紡織工業(yè)通風換氣紡織FZ排塵通風排塵C工業(yè)冷卻水通風冷卻L防爆氣體輸送防爆B工業(yè)爐吹風工業(yè)GY防腐氣體輸送防腐F煤氣輸送煤氣MQ高溫氣體輸送高溫W降溫涼風用涼風LF煤粉吹風煤粉M冷凍用冷凍LD鍋爐通風鍋爐G空氣調節(jié)用空調KT鍋爐引風鍋引Y天然氣輸送天氣TQ礦井通風礦井K特殊場所通風換氣特殊TS當前泵與風機的發(fā)展趨勢和特點：(1)大型化、大容量化。 (2)高速化、高揚程化。 (3)系列化、標準化、通用化。 (4)自動與節(jié)能。 13.1.1 離心泵的基本構造及工作原理I

6、S型單級單吸臥式離心泵13.1 泵與風機的基本構造、工作原理吸入口聯(lián)軸器出水口泵殼吸入口出水口單級雙吸離心泵吸水管段吸入口出水口壓水管段圖9.2 單級雙吸臥式離心泵剖面圖1泵體； 2泵蓋； 3泵軸； 4葉輪； 5葉輪上減漏環(huán)； 6泵殼上減漏環(huán)； 7水封管；8充水孔； 9油孔； 10雙列滾珠軸承； 11鍵； 12填料套； 13填料環(huán)； 14填料；15壓蓋； 16聯(lián)軸器； 17油杯指示管； 18壓水管法蘭； 19泵座； 20吸水管；21泄水孔； 22放油孔中開式單級雙吸泵安裝示意圖 SLOW900-900單級雙吸離心泵是專門為深圳自來水廠開發(fā)的大型泵。 該泵泵體重6.3噸，泵蓋重2.5噸，泵的總高

7、度2.8m，進出水法蘭間距2.8m，軸承檔間距2.8m，進水法蘭最大外徑為1.23m，出水法蘭最大外徑為1.12m。 部 分主要零件轉動部分葉輪、泵軸固定部分泵殼、泵座交接部分軸承、軸封、聯(lián)軸器、減漏環(huán)及軸向力平衡裝置等。 離心泵的主要零件 葉輪是離心泵的最主要零件之一，它由蓋板、葉片和輪轂等部件組成。 （1）葉輪葉輪依其蓋板覆蓋情況可分為開式、半開式和封閉式葉輪三種 泵殼的主要作用是以最小的損失匯集由葉輪流出的液體，使其部分動能轉變?yōu)閴耗?，并均勻地將液體導向水泵出口。 （2）泵殼泵殼頂部通常設有灌水漏斗和排氣栓，以便啟動前灌水和排氣。底部有放水方頭螺栓，以便停用或檢修時泄水。（3）泵軸 泵軸

8、是用來旋轉葉輪并傳遞扭矩的。常用的材料是碳素鋼和不銹鋼。泵軸應有足夠的抗扭強度和足夠的剛度。它與葉輪用鍵進行連接。 泵座上有收集軸封滴水的水槽，軸向的水槽槽底設有泄水螺孔，以便隨時排出由填料盒內滲出的水。（4 ）泵座（5）軸封裝置軸封的作用是密閉泵軸與泵殼之間的空隙，以防止泵內高壓水流出泵外和防止空氣進入泵內。 （6）聯(lián)軸器 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接水泵軸和電機軸的部件，又稱靠背輪，有剛性和撓性兩種。 剛性聯(lián)軸器實際上就是兩個圓法蘭盤用螺栓連接，它對泵軸與電機軸的不同心無調節(jié)余地，當泵軸與電機軸偏心時，可能會加劇機組的振動； 撓性聯(lián)軸器是用帶有橡膠圈的鋼柱銷聯(lián)接。它能在一定范圍內調節(jié)水泵軸與電機軸的不

9、同心度，從而減小轉動時因機軸少量偏心而引起的軸周期性彎曲應力和振動。 （6 ）減漏裝置 減少漏損和防止磨損的作用，稱為減漏環(huán)或承磨環(huán) （7）軸向力平衡措施單吸離心泵或某些多級泵的葉輪有軸向推力存在，產生軸向推力的原因是作用在葉輪兩側的流體壓力不平衡造成的。 離心泵的管路及附件1離心式泵；2電動機；3攔污柵；4底閥；5真空表；6防振件；7壓力表；8止回閥；9閘閥；10排水管； 11吸水管；12支座；13排水溝；14壓水管吸水管段壓水管段離心泵工作原理13.1.2離心風機的基本構造及工作原理 離心式風機主要結構分解示意圖1吸入口； 2葉輪前盤； 3葉片； 4后盤； 5機殼； 6出口；7截流板，即風

10、舌； 8支架 葉輪是離心通風機的主要零件，葉輪的結構參數(shù)和幾何形狀對通風機的性能有著重要影響。葉輪一般由前盤、后盤、葉片和輪轂所組成，其結構有焊接和鉚接兩種形式。 （1）葉輪離心風機葉輪主要結構參數(shù) D0為葉輪進口直徑，D1為葉片進口直徑，D2為葉片出口直徑，即葉輪外徑，b1為葉片進口寬度，b2為葉片出口寬度，1為葉片進口安裝角，2為葉片出口安裝角。 葉片是葉輪最主要的部分，離心風機的葉片，一般為664個。葉片的形狀、數(shù)量及其出口安裝角度對通風機的性能有很大影響。根據(jù)葉片出口安裝角度的不同，可將葉輪的形式分為以下三種。徑向葉片的葉輪 后向葉片的葉輪 前向葉片的葉輪（1）前向葉片的葉輪葉片出口安

11、裝角度290，其中(a)為薄板前向葉輪，(b)為多葉前向葉輪。這種類型的葉輪流道短而出口寬度較寬。葉輪能量損失大，整機效率低，運轉時噪聲大，但產生的風壓較高，此類葉型的葉輪多用于中小型離心風機。 （2）徑向葉片的葉輪 葉片出口安裝角度2=90，其中(d)為曲線形徑向葉輪，(e)為直線形徑向葉輪。前者制作復雜，但損失小，后者則相反。其特點介于前向型葉片與后向型葉片之間。（3）后向葉片的葉輪葉片出口安裝角290。其中(c)為薄板后向葉輪，(f)為機翼形后向葉輪。這類葉型的葉輪能量損失少，整機效率高，運轉時噪聲小，但產生的風壓較低，一般大型離心風機多采用此類葉型的葉輪。 離心風機葉片的形狀有：平板形

12、、圓弧形和中空機翼形等幾種。平板形葉片制造簡單。目前，前向葉片一般多采用圓弧形葉片。在后向葉片中，對于大型離心風機多采用機翼形葉片，而對于中、小型離心風機，則以采用圓弧形和平板形葉片為宜。我國生產的4-72型離心風機均采用中空機翼形葉片。(a)平板葉片； (b)圓弧窄葉片； (c)圓弧葉片； (d)機翼型葉片 （2）機殼 風機的機殼與泵殼相似，呈蝸殼形。它的作用是匯集葉輪中甩出來的氣體，并將部分動壓轉換為靜壓，最后將氣體導向出口。 機殼可以用鋼板、塑料板、玻璃鋼等材料制成，其斷面有方形和圓形兩種，一般中、低壓風機多呈方形，高壓風機則呈圓形。目前研制生產的新型風機的機殼能在一定的范圍內轉動，以適

13、應用戶對出風口方向的不同需要。（3） 吸入口 風機的吸入口又稱集流器。作用是保證氣流能均勻地充滿葉輪進口截面，降低流動損失。 (a)圓筒形； (b)圓錐形； (c) 圓弧形； (d)錐筒形； (e)弧筒形； (f)錐弧形 進氣箱一般只使用在大型的或雙吸的離心風機上。其主要作用可使軸承裝于風機的機殼外邊，便于安裝與檢修，對改善鍋爐引風機的軸承工作條件更為有利。對進風口直接裝有彎管的風機，在進風口前裝上進氣箱，能減少因氣流不均勻進入葉輪產生的流動損失。斷面逐漸收斂的進氣箱的效果較好。（4） 進氣箱 一般在大型離心式風機或要求性能調節(jié)的風機的進風口或進風口的流道內裝置前導器。改變前導器葉片的角度，能

14、擴大風機性能、使用范圍和提高調節(jié)的經(jīng)濟性。前導器有軸向式和徑向式兩種。（5） 前導器 擴散器裝于風機機殼出口處，其作用是降低出口流體速度，使部分動壓轉變?yōu)殪o壓。根據(jù)出口管路的需要，擴散器有圓形截面和方形截面兩種。（6）擴散器離心風機的工作原理離心風機的結構形式（1）離心風機的旋轉方式 離心式風機可以做成右旋轉或左旋轉兩種形式。從原動機一端正視葉輪，葉輪旋轉為順時針方向的稱為右旋轉，用“右”表示；葉輪旋轉為逆時針方向的稱為左旋轉，用“左”表示。但必須注意葉輪只能順著蝸殼螺旋線的展開方向旋轉。（2）離心風機的出風口位置 基本位置04590135180225270315補充位/p>

15、120150165195210240255285300330345（3） 離心風機的支承與傳動方式 代 號ABCDEF傳動方式無軸承，電機直接傳動懸臂支承，皮帶輪在軸承中間懸臂支承，皮帶輪在軸承外側懸臂支承，聯(lián)軸器傳動雙支承，皮帶輪在外側雙支承，聯(lián)軸器傳動（4） 離心式風機的表示方法 13.1.3 軸流泵與風機的基本構造及工作原理 軸流泵的主要零件1吸入管；2葉片；3葉輪；4導葉；5軸；6機殼；7壓水管 軸流泵的外形很像一根彎管。根據(jù)安裝方式不同，軸流泵通常分為立式、臥式和斜式三種。 軸流泵主要由吸入管、葉輪、導葉、軸和軸承、機殼、出水彎管及軸封裝置等零部件組成。 （1）吸水管。 形狀如流線型

16、的喇叭管，以便匯集水流，并使其得到良好的水力條件。 （2）葉輪。 是軸流泵的主要工作部件。按其調節(jié)的可能性分為固定式、半調式和全調式三種 半調式葉片1葉片；2輪轂體；3角度位置；4調節(jié)螺母 （3）導葉： 導葉固定在泵殼上，也有安裝在泵軸上的，一般為36片。水流經(jīng)過導葉時旋轉運動受限制而作直線運動，旋轉運動的動能轉變?yōu)閴毫δ?。因此，導葉的作用是把葉輪中向上流出的水流旋轉運動變?yōu)檩S向運動，并減少水頭損失。1吸入管；2葉片；3葉輪；4導葉；5軸；6機殼；7壓水管 （4）軸和軸承： 泵軸是用來傳遞扭矩的，全調節(jié)軸流泵泵軸做成空心，里面安置調節(jié)操作油管。軸承有兩種，一種稱為導軸承，主要用來承受徑向力，起

17、徑向定位作用；另一種稱為推力軸承，在立式軸流泵中用來承受水流作用在葉片上方的壓力及水泵轉動部件重量，維持轉子的軸向位置，并將這些推力傳遞到機組的基礎上去。 （5）軸封裝置： 軸流泵出水彎管的軸孔處需要設置軸封裝置，目前常用的軸封裝置和離心泵相似。軸流式風機的主要零件 主要由圓形風筒、鐘罩形吸入口、裝有扭曲葉片的輪轂、流線形輪轂罩、電動機、電動機罩、擴壓管等零部件組成。 軸流式風機基本構造圖1圓形風筒；2葉片及輪轂；3鐘罩形吸入口；4擴壓管；5電機及輪轂罩軸流式泵與風機的工作原理 軸流式泵與風機的葉輪形狀與離心式泵與風機不同，不是扁平的圓盤，而是一個圓柱體。其葉片呈迥轉狀，有螺旋漿形、機翼形等。

18、軸流泵的葉輪和泵軸一起安裝在圓筒形的機殼中，機殼浸沒在液體中。泵軸的伸出端通過聯(lián)軸器與電動機聯(lián)接。 當電動機帶動葉輪高速旋轉運動時，由于葉片對流體的推力作用，迫使自吸入管吸入機殼的流體產生迥轉上升運動，從而使流體的壓強及流速增高。增速增壓后的流體經(jīng)固定在機殼上的導葉作用，使流體的旋轉運動變?yōu)檩S向運動，把旋轉的動能變?yōu)閴毫δ芏詨撼龉芰鞒觥?軸流泵軸流風機 葉輪1、固定式 2、半調節(jié)ZLB型立式軸流泵13.2泵與風機的基本性能參數(shù)泵與風機的基本性能參數(shù)有：（1）流量。是指泵與風機在單位時間內所輸送的流體體積，即體積流量，以符號Q表示，單位為L/s、m3/h或m3/s。（2）揚程（全壓或壓頭）。單

19、位重量流體通過泵與風機后獲得的能量增量。 流經(jīng)泵的出口斷面與進口斷面單位重量流體所具有總能量之差稱為泵的揚程，以符號H表示，單位是Pa或mH2O。 流經(jīng)風機出口斷面與進口斷面單位體積流體具有的總能量之差稱為風機的全壓，以符號P表示，單位是Pa或mH2O。（3）功率。功率主要有兩種。有效功率：是指在單位時間內通過泵與風機的全部流體獲得的總能量。這部分功率完全傳遞給通過泵與風機的流體，以符號Ne表示，它等于流量和揚程（全壓）的乘積，常用的單位是kW，可按下式計算： 軸功率：是指原動機加在泵或風機轉軸上的功率，以符號N表示，常用的單位是kW。泵或風機不可能將原動機輸入的功率完全傳遞給流體，還有一部分

20、功率被損耗掉了，這些損耗包括：轉動時，由于摩擦產生的機械損失；克服流動阻力產生的水力損失；由于泄漏產生的容積損失等。（4）效率。效率反映了泵或風機將軸功率N轉化為有效功率Ne的程度，有效功率Ne與軸功率N的比值稱為效率，即效率是衡量泵與風機性能好壞的一項技術經(jīng)濟指標。軸功率的計算公式為：（5）轉速。是指泵與風機葉輪每分鐘旋轉的圈數(shù)， 用符號n表示，單位是r/min(rpm)。轉速是影響泵與風機性能參數(shù)的一個重要因素，泵與風機是按一定的轉速設計的，當泵與風機的實際轉速不同于設計轉速時，泵與風機的其它性能參數(shù)將按一定的規(guī)律變化。（6）允許吸上真空高度Hs及汽蝕余量Hsv（或h)。 允許吸上真空高度

21、是指水泵在標準狀況下(即水溫為20、水泵工作環(huán)境壓力為一個標準大氣壓101.325KPa)運轉時，水泵吸入口處(一般指真空表連接處)所允許的最大吸上真空高度。單位為mH2O。水泵樣本中提供了Hs值，是水泵生產廠按國家規(guī)定通過汽蝕試驗得到的，它反映了離心泵的吸水能力。 汽蝕余量是指水泵吸入口處單位重量液體必須具有的超過飽和蒸汽壓力的富余能量，也稱為必須的凈正吸入水頭。汽蝕余量一般用來反映泵的吸水性能，其單位仍為mH2O。 Hs值與Hsv值是從不同角度反映水泵吸水性能的參數(shù)，通常，Hs值越大，水泵吸水性能越好；Hsv越小，水泵吸水性能越好。Hs及Hsv是確定水泵安裝高度的參數(shù)。 為了方便用戶使用，

22、水泵制造廠家提供兩種性能資料。一是水泵樣本。在樣本中，除了水泵的結構、尺寸外，主要提供一套各性能參數(shù)相互之間關系的性能曲線，以便用戶全面了解該水泵的性質。二是在每臺泵或風機的機殼上都釘有一塊銘牌，銘牌上簡明地列出了該泵或風機在設計轉速下運轉時，效率為最高時的流量、揚程(或全壓)、轉速、電機功率及允許吸上真空高度值。 IS65-50-125型單級單吸懸臂式離心泵銘牌：離心式清水泵 型號： IS65-50-125 流量：25m3/h揚程：20m允許吸上真空高度：7m出廠編號轉速：2900r/min效率：69%電機功率：3kW重量：出廠： 年 月 日銘牌上泵的型號為IS65-50-125，其中IS表

23、示國際標準離心泵；65表示進口直徑為65mm；50表示出口直徑為50mm；125表示葉輪名義直徑為125mm。 4-72型離心風機銘牌：離心式通風機 型號：4-72 5 流量：11830m3/h 電機功率：13kW 全壓：290mmH2O 轉速：2900r/min 出廠編號： 出廠： 年 月 日銘牌上風機的型號為4-725，其中4表示風機在最高效率點時全壓系數(shù)乘l0后的化整數(shù)，本例風機的全壓系數(shù)0.4；72表示比轉數(shù)；5代表風機的機號，以風機葉輪外徑的分米數(shù)表示，5表示葉輪外徑為500mm。13.3 泵與風機的性能曲線 泵和風機的性能曲線實際上都是由制造廠根據(jù)實驗得出的。這些性能曲線是選用泵或

24、風機和分析其運行工況的根據(jù)。 性能曲線包括三條線：Q H 關系曲線，Q N 關系曲線，Q 關系曲線。都是泵與風機在一定轉速下的基本性能曲線。其中Q H曲線最重要，它揭示了泵與風機的兩個最重要、最有實用意義的性能參數(shù)之間的關系。IS65-40-200型單級單吸離心泵的性能曲線 4-72No5型離心式風機的性能曲線 離心式泵與風機性能曲線的特點： 從上面兩圖可以看出： Q H 關系曲線一般是下降的，Q N 關系曲線是上揚的，離心式泵與風機應該閉閥門啟動。Q 曲線為駝峰型，其最高點表明為最大效率，它的位置與設計流量相對應的。最高效率點的10%的區(qū)間內屬于高效區(qū)段，也是經(jīng)濟使用范圍。 (a)軸流泵性能

25、曲線； (b)軸流風機性能曲線（1）QH曲線呈陡降型，曲線上有拐點。揚程隨流量的減小而急劇增大，當流量Q=0時，揚程達到最大值。軸流式泵或風機在運行過程中只適宜在較大的流量下工作。（2）QN曲線也呈陡降曲線。軸流式泵或風機應當在閘閥全開的情況下來啟動電動機，一般稱為“開閘啟動”。實際工作中，軸流式泵或風機在啟動時總會經(jīng)歷一個低流量階段，因而在選配電機時，應注意留出足夠的余量。（3）Q曲線呈駝峰型。這表明軸流式泵或風機的高效率工作范圍很窄。因此，一般軸流式泵或風機均不設置調節(jié)閥門來調節(jié)流量，而采用調節(jié)葉片安裝角度或改變轉速的方法來調節(jié)流量。 軸流式泵與風機的性能曲線特點： 。13.4 泵的汽蝕與

26、安裝高度13.4.1 汽蝕及其危害 水泵氣蝕的兩個階段：汽蝕第一階段：表現(xiàn)在水泵外部有輕微噪音和振動，水泵揚程和功率開始有些下降。汽蝕第二階段：空穴區(qū)會突然擴大，這時，水泵的H、N、將到達臨界值而急劇下降，最后終于停止出水。 氣蝕對水泵的危害通常表現(xiàn)為以下三種現(xiàn)象：（1）對葉輪的破壞（2）產生噪音和振動（3）使泵的性能下降： 13.4.2 泵的安裝高度泵吸入口的真空高度Hs 和幾何安裝高度Hg的關系為通常泵是在一定流量下運行的， 及hws都應是定值，所以Hs將隨Hg的增加而增加。如果吸入口增加至某一最大值Hsmax時，即泵的吸入口處壓強接近液體的汽化壓強時，泵內就會開始出現(xiàn)汽蝕。為避免發(fā)生汽蝕

27、，實際Hs必須滿足：在已知泵的允許吸入口真空度Hs的條件下，可用公式計算出“允許的”水泵安裝高度Hg，而實際的安裝高度Hg應遵守： 在應用上式時應注意以下兩點：1）當泵的流量增加時，吸水管水頭損失和泵吸入口速度水頭都隨之增加，導致Hg隨流量增加而有所降低。因此，用上式確定泵的安裝高度時，必須以泵在運行中可能出現(xiàn)的最大流量為準。2）Hs值是制造廠在大氣壓為101325Pa和20的清水條件下通過實驗得出的，當泵的實際使用條件與上述條件不符時，應對產品樣本上規(guī)定的Hs值按下式進行修正。13.4.3 汽蝕余量 把泵進口處單位重量液體所具有超過飽和蒸汽壓力的富裕能量稱為汽蝕余量，以符號h表示，單位為m。

28、在工程實際中，為確保安全運行，規(guī)定了一個必需的氣蝕余量以h表示。必須使葉片入口處的實際氣蝕余量h符合下述安全條件：汽蝕余量h與泵的允許幾何安裝高度Hg之間的關系式： 與允許吸入口真空高度Hs相同，必須氣蝕余量h也是泵抗汽蝕性能的指標。 Hs越大，抗汽蝕性能越好； h越小，抗汽蝕性能越好。有的制造廠給出Hs ，有的制造廠給出h 。式中p0吸液池面絕對壓強，單位Pa； pv與工作流體相對應的汽化壓強，單位Pa。 泵的安裝高度大于零，即泵安裝在吸水池液面以上一定距離，此時稱該泵為吸入式泵。 當管網(wǎng)系統(tǒng)中泵輸送的流體溫度較高時（如供熱管網(wǎng)），或者吸水池液面壓強低于當?shù)卮髿鈮海ㄈ缯羝Y水管網(wǎng)），都可能

29、導致為負值，這說明此時泵必須安裝在吸水池液面以下一定距離，才能保證不發(fā)生汽蝕，此時稱該泵為灌注式泵。 因此實際工程中泵的安裝高度一定要具體問題具體分析，才能確保泵的安全運行。【例題】12SH-19A型離心泵，泵進水口直徑300mm，泵的允許吸入口真空高度Hs=4.5m，流量0.24m3/s，泵吸入管段的水頭損失為1.0m。試求：（1）若泵的幾何安裝高度為3m時，輸送常溫清水，該泵能否正常工作？（2）若該泵安裝在海拔1000m的地區(qū)，輸送40的清水，問泵的最大安裝高度Hg為多少？【解】（1）計算泵的吸入口流速因為泵的幾何安裝高度為3m2.91m，所以此時泵不能正常工作。(2)查表，海拔1000m

30、處的大氣壓為9.2m，40清水的汽化壓強為0.75m，則修正后的泵允許吸入口真空高度【例題】某單級單吸離心泵，流量Q=70m3/h，必須氣蝕余量h=2.3m，從封閉容器抽送40的清水，封閉容器液面絕對壓強為8.8KPa，泵吸入管段水頭損失為0.5 m，試求該泵的允許安裝高度？（40水的密度為992kg/m3）【解】查表得40水的汽化壓強泵的允許安裝高度為負值，說明此時泵必須安裝在封閉容器液面以下2.64 m，才能保證不發(fā)生汽蝕。13.5 相似律與比轉數(shù) 泵或風機的相似律表明了同一系列相似機器的相似工況之間的相似關系。泵或風機的設計、制造通常是按“系列”進行的。同一系列中，大小不等的泵或風機都是

31、相似的，也就是說它們之間的流體力學性質遵循本書所闡明的力學相似原理。相似律是根據(jù)相似原理導出的，除用于設計泵或風機外，對于從事本專業(yè)的工作人員來說，更重要的還在于用來作為運行、調節(jié)和選用型號等的理論根據(jù)和實用工具。13.5.1 泵與風機的相似條件 根據(jù)力學相似理論，流體在兩臺泵或風機中作相似流動，其相似條件為：幾何相似、運動相似和動力相似。 （1）幾何相似 兩相似泵或風機的各過流部分一切相對應的尺寸比例相等，相對應的角度相等，即： （2）運動相似 兩臺相似的泵或風機，各相應點上速度三角形相似。即相應點的同名速度方向相同，大小比值等于常數(shù)。即凡是滿足幾何相似和運動相似條件的兩臺泵或風機稱工況相似

32、的泵或風機。 （3）動力相似 動力相似要求作用于流體的同名力之間的比值相等。作用在泵或風機內流體的諸力中，主要是壓力，對于黏性力，由于雷諾數(shù)較大，所以影響不大，一般可以略而不計自動滿足動力相似。 13.5.2 相似律在相似工況下，研究原型與模型之間流量、揚程和功率的關系，此關系叫相似律。 （1）流量相似定律： （2）揚程（壓頭）相似定律： （3）功率相似定律： 注意各個物理量的含義以上各公式中的 、 、 分別表示相似機的泄漏效率、水力效率、機械效率比例常數(shù)， 為密度比例常數(shù)。如果兩個工況相似的泵或風機的尺寸比值不是很大，轉速的比值也不很大，可近似認為兩臺相似泵或風機的各種效率均相等，于是得到：

33、13.5.3 比例律把相似定律應用于不同轉速運行的同一臺泵或風機時， 則相似律變?yōu)椋荷鲜龉绞峭慌_水泵在不同轉速下運行時，性能參數(shù)的換算公式，是相似定律的一個特殊形式，稱為比例律。 13.5.4 比轉數(shù) 對不同系列的泵或風機進行比較時，就提出一個代表整個系列泵或風機的單一的綜合性能系數(shù)，即比轉數(shù)。所謂比轉數(shù)是從每一相似泵群中設法給出一臺標準模型泵作為代表，用它的主要性能參數(shù)(Q、H、n、)綜合出來的一個反映該相似泵群的共同特性和葉輪構造的特征數(shù)，用符號表示，單位r/min。同一系列泵或風機具有唯一的比轉數(shù)，不同系列的泵或風機因不相似而具有不同的比轉數(shù)。 我國規(guī)定，在相似系列水泵中，確定某種標準水泵，該標準水泵在最高效率的情況下，有效功率Nm=1馬力(1HP = 735.5W)，揚程Hm=1m，流量Qm=0.075m3/s時，此標準水泵的轉速稱為該系列泵的比轉數(shù)ns，在數(shù)值上n0=ns。水泵的比轉數(shù)