《泵與風(fēng)機(jī)》課件(第1章)幻燈片

泵與風(fēng)機(jī)第一章泵與風(fēng)機(jī)概論一、定義流體機(jī)械是指流體具有的機(jī)械能和機(jī)械所做的功之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械。內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)不屬于流體機(jī)械的范疇。泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)等均屬于流體機(jī)械。第一節(jié)泵與風(fēng)機(jī)的定義及用途風(fēng)機(jī)泵泵與風(fēng)機(jī)逆向的機(jī)械是水輪機(jī)和風(fēng)車，將流體的流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

水輪機(jī)風(fēng)車二、用途

泵與風(fēng)機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用：火力發(fā)電、水利工程、化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、城市給排水及廢水處理、動(dòng)力工程、制冷與低溫工程、采礦工業(yè)、航天技術(shù)等。在全國的總用電量中，泵與風(fēng)機(jī)的耗電量約占30%，其中泵的耗電量約占21%。1.火力發(fā)電

火力發(fā)電是一個(gè)水汽循環(huán)過程。鍋爐把水加熱變成蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。圖1-1是火力發(fā)電廠系統(tǒng)圖。

以乙烯和合成氨的生產(chǎn)為例說明流體機(jī)械在化工過程中的作用。表1-l給出了乙烯流程中泵的使用情況。

3.化學(xué)工業(yè)

在化工流程中，參與反應(yīng)的原料、中間產(chǎn)品經(jīng)常是液體或氣體，即使是固體物料，也經(jīng)常以溶液或熔液的形態(tài)參與化學(xué)反應(yīng)。所以輸送各種流體的泵與壓縮機(jī)稱為化工廠的心臟。

圖1-2合成氨生產(chǎn)流程示意圖，在該流程中使用了4種壓縮機(jī)，這些壓縮機(jī)的動(dòng)力消耗占全廠的70％-80％，投資一船占全廠的20％-30％。4.石油工業(yè)

在石油和天然氣的鉆探、開采、運(yùn)輸和加工過程中，泵和壓縮機(jī)都是重要的設(shè)備。潛油泵

潛油泵可以從很深的油井中將原油輸送到地面，用潛水式電動(dòng)機(jī)，泵置于井下。由于受井徑的限制，葉輪直徑很小，為達(dá)到所需的揚(yáng)程，泵的級數(shù)可達(dá)數(shù)百。油田注水泵

用高壓向油層中注水，可以提高油層壓力，實(shí)現(xiàn)自噴。在我國的大慶油田，由于開采時(shí)間長，油層含油量減少，目前每采1t油需要注入6t水。因此需要大量的注水泵.注氣壓縮機(jī)

在海洋油田，將不能直接利用的油田伴生氣代替水注入油層以提高壓力。當(dāng)注氣量較小時(shí)用活塞式壓縮機(jī)，注氣量大時(shí)用離心式壓縮機(jī)。水下油氣輸送泵

油田中原油一般是與天然氣共生的，通常是將油與氣分離后分別用泵和壓縮機(jī)輸送。這需要在每個(gè)井口設(shè)置油氣分離裝置，泵與壓縮機(jī)組以及兩條管路。在海上油田中，這種配置的成本是很高的。使用油氣混輸泵以后，每個(gè)井口只需一臺(tái)機(jī)組和一條管路，使開采成本大大降低。圖3-1是水下油氣混輸裝置。5.鋼鐵工業(yè)

在鋼鐵的冶煉過程中需要大量的空氣和氧氣支持燃燒，因此需要使用風(fēng)機(jī)。另外，生產(chǎn)過程中也需要消耗大量的水，在供水和水處理方面使用泵的數(shù)量也很多。高爐鼓風(fēng)機(jī)

現(xiàn)代大型高爐需要的風(fēng)量很大，故通常使用軸流式壓縮機(jī)。氧氣壓縮機(jī)純氧頂吹轉(zhuǎn)爐是目前常用的煉鋼設(shè)備，需要用氧氣壓縮機(jī)向爐內(nèi)輸送高壓氧。6.城市給排水及廢水處理

城市給水城市給水與居民的生活息息相關(guān)。城市中的自來水是由水廠一級泵站中的泵抽吸江河之水經(jīng)沉淀消毒，再經(jīng)二級泵站中的泵將水送往用戶。城市工業(yè)用水量很大。所以給水排水系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市最主要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。城市排水用戶排除的廢水還需要收集，輸送和處理，這是城市排水。這項(xiàng)工作大多是由城市廢水提升泵站來承擔(dān)。泵站內(nèi)的水泵提升水的高程或使排水加壓輸送至指定地方。如圖1-4為排水提升泵站示意圖。污水處理廠7.動(dòng)力工程除了汽輪機(jī)、水輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)屬于現(xiàn)代最重要的動(dòng)力裝置以外，在動(dòng)力工程中還廣泛地使用壓縮機(jī)和液力傳動(dòng)裝置。燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)壓縮機(jī)是燃?xì)廨啓C(jī)的重要組成部分之一，壓縮機(jī)將空氣壓入燃燒室，使燃料得以燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓細(xì)馔苿?dòng)燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。渦輪增壓器

渦輪增壓器利用內(nèi)燃機(jī)氣缸排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，渦輪機(jī)則驅(qū)動(dòng)一個(gè)壓縮機(jī)壓縮空氣以提高進(jìn)入氣缸的空氣壓力，從而增加進(jìn)入氣缸中的空氣量。這樣在相同的氣缸容積下，可以相應(yīng)增加燃油量，也就提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率。動(dòng)力風(fēng)源在電站、機(jī)械工廠、建筑工地、礦井等許多地方，廣泛使用著各種風(fēng)動(dòng)工具都需要壓縮空氣作為動(dòng)力源，而壓縮空氣通常是利用活塞式或離心式壓縮機(jī)獲得的。風(fēng)炮壓縮機(jī)液力傳動(dòng)裝置

液力傳動(dòng)裝置(圖1-6)是一種利用葉片式流體機(jī)械進(jìn)行變速的裝置。原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)泵輪，泵輪將功率傳遞給液體工作介質(zhì)，介質(zhì)推動(dòng)一個(gè)與泵輪裝置在同一殼體中的渦輪，再由渦輪推動(dòng)工作機(jī)。液力傳動(dòng)裝置具有從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速可自動(dòng)適應(yīng)作用力矩而變化的特性，因而特別適于在車輛上使用。8.制冷與低溫工程

壓縮機(jī)是制冷裝置中最重要的設(shè)備。制冷裝置不僅在許多工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用，而且在生活領(lǐng)域中亦日益普及。在小型制冷裝置中都使用容積式壓縮機(jī)，而在大型裝置中則使用離心式壓縮機(jī)。9.采礦工業(yè)

礦井的排水和通風(fēng)是保證礦井正常工作的重要條件，為此需配備相應(yīng)的泵與風(fēng)機(jī)。10.航天技術(shù)燃料輸送泵是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分?；鸺囊后w燃料是易燃、易揮發(fā)的，有時(shí)溫度極低(液氫、液氧燃料)，而且泵的尺寸和重量受到嚴(yán)格的限制。在火箭和飛船的控制與導(dǎo)航系統(tǒng)中，常采用液壓裝置作為執(zhí)行元件，而用特殊的離心泵作為整個(gè)液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。三、泵的發(fā)展歷史

我國提水機(jī)具的發(fā)展可以推溯到五、六千年以前的仰韶文化，在西安市近郊半坡村遺址出土的尖底帶耳陶罐，據(jù)考證，就是當(dāng)時(shí)人們用以系繩從井中、河中提水的器具。隨后又出現(xiàn)了戽斗和利用簡單杠桿原理的桔槔和轆轤。大約在我國的隋唐時(shí)代，黃河上游沿岸就裝有以水為動(dòng)力的提水機(jī)械-----筒車出現(xiàn)，灌溉岸邊高地小塊農(nóng)田，至今在這些地區(qū)仍可看到這一古老的提水機(jī)械。

尖底帶耳陶罐戽斗轆轤桔槔筒車正月15元宵節(jié)，民間風(fēng)俗要掛花燈，走馬燈為其中一種。外形多為宮燈狀，內(nèi)以剪紙粘一輪，將即繪好的圖案粘貼其上。燃燈以后熱氣上熏，紙輪輻轉(zhuǎn)，燈屏上即出現(xiàn)人馬追逐、物換景移的影像。宋時(shí)已有走馬燈，當(dāng)時(shí)稱“馬騎燈”

技術(shù)史上第一臺(tái)葉片泵是最早在公元5世紀(jì)葡萄牙人在圣多明哥銅礦中所有的排水離心泵，為木制。離心泵的真正創(chuàng)造者為法國物理學(xué)家德尼斯.帕潘。1705年，帕潘制造了第一臺(tái)適用于提升液體的泵，1785年，J．斯蓋宣布了一臺(tái)新泵的專利，這是軸流泵的雛形。四、泵與風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢

泵與風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢：大容量由于發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷迅速增長，因此，作為熱力發(fā)電廠的輔機(jī)一泵與風(fēng)機(jī)也日趨大容量化。如國外已建成的180×104kW發(fā)電機(jī)組的給水泵，驅(qū)動(dòng)功率為55147kW，因而目前大型鍋爐給水泵的驅(qū)動(dòng)功率已接近60000kw。給水泵壓力也從超高壓發(fā)展到超臨界壓力。高速化由于泵與風(fēng)機(jī)容量的迅速增加，尤其是給水泵壓力的快速增加，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速也很快提高，近十幾年來，對于大型鍋爐給水泵的轉(zhuǎn)速，已由3000r／min提高到7500r／min，單級揚(yáng)程也已從200m提高1000m以上。高效率對于大容量的泵與風(fēng)機(jī)，提高效率有十分重要的意義，目前，世界各國都在研制高效率的水力模型，我國在這方面也進(jìn)行了大量的工作，產(chǎn)品效率普遍提高。自動(dòng)化隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)檢測技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)已不僅逐步應(yīng)用于泵與風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造過程中，而且還日益廣泛應(yīng)用在泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行上和實(shí)驗(yàn)裝置上。提高可靠性在泵零件強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的方法是安全系統(tǒng)法。隨著科學(xué)技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)的發(fā)展，許多情況下安全系數(shù)并不能表征泵產(chǎn)品的可靠度?？煽啃怨ぷ髟跈C(jī)械行業(yè)非常重耍，因此把提高產(chǎn)品可靠性水平作為提高產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的核心，對老產(chǎn)品進(jìn)行可靠性限期考核達(dá)標(biāo)，對新產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，大大提高了機(jī)械產(chǎn)品的整體性能和綜合質(zhì)量。

一、泵與風(fēng)機(jī)的分類按壓力分類泵：低壓泵、中壓泵、高壓泵；風(fēng)機(jī)：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)。按工作原理分類（1）葉片式泵與風(fēng)機(jī)

工作葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)葉輪上的葉片將能量連續(xù)地傳給流體，從而將流體輸送到高壓、高位處或遠(yuǎn)處的泵與風(fēng)機(jī)。例如：離心式、軸流式、混流式泵與風(fēng)機(jī)，如圖1-7所示。第二節(jié)泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理離心式水泵軸流泵混流泵（2）容積式泵與風(fēng)機(jī)通過工作室容積周期性變化而實(shí)現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機(jī)。根據(jù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式的不同還可分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式。（3）其他類型的泵與風(fēng)機(jī)無法歸入前面兩大類的泵與風(fēng)機(jī)。這類泵與風(fēng)機(jī)的主要特點(diǎn)是利用具有較高能量工作流體來輸送能量較低的流體。例如：液環(huán)泵、射流泵等。泵與風(fēng)機(jī)分類的直觀表示泵的使用范圍風(fēng)機(jī)的使用范圍二、葉片式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理1．離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理是，葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量，即流體通過葉輪后，壓能和動(dòng)能都得到提高，從而能夠被輸送到高處或遠(yuǎn)處。離心式泵與風(fēng)機(jī)最簡單的結(jié)構(gòu)型式如圖所示。葉輪裝在一個(gè)螺旋形的外殼內(nèi)，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體軸向流入，然后轉(zhuǎn)90度進(jìn)入葉輪流道并徑向流出。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在葉輪入口處不斷形成真空，從而使流體連續(xù)不斷地被泵吸入和排出。2．軸流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理軸流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理是：旋轉(zhuǎn)葉片的擠壓推進(jìn)力使流體獲得能量，升高其壓能和動(dòng)能。

3．混流式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理介于離心式和軸流式之間的一種泵與風(fēng)機(jī)。與離心式泵與風(fēng)機(jī)相比，混流式泵與風(fēng)機(jī)流量較大，能頭較低；但和軸流式泵與風(fēng)機(jī)相比，混流式泵與風(fēng)機(jī)卻又流量較小，能頭較高。

三、容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理

容積式泵與風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)械內(nèi)部的工作容積不斷發(fā)生變化，從而吸入或排出流體。按其結(jié)構(gòu)不同，又可再分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩類。1．往復(fù)式這種機(jī)械借活塞在汽缸內(nèi)的往復(fù)作用使缸內(nèi)容積反復(fù)變化，以吸入和排出流體，如活塞泵(pistonpump)等；2．齒輪式齒輪泵具有一對互相嚙合的齒輪，通常用作供油系統(tǒng)的動(dòng)力泵，如圖所示，齒輪(主動(dòng)輪)固定在主動(dòng)軸上，軸的一端伸出殼外由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)齒輪(從動(dòng)輪)裝在另一個(gè)軸上，齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體沿吸油管進(jìn)入到吸入空間，沿上下殼壁被兩個(gè)齒輪分別擠壓到排出空間匯合(齒與齒嚙合前)，然后進(jìn)入壓油管排出。3．螺桿式如圖所示，螺桿泵乃是一種利用螺桿相互嚙合來吸入和排出液體的回轉(zhuǎn)式泵。螺桿泵的轉(zhuǎn)子由主動(dòng)螺桿(可以是一根，也可有兩根或三根)和從動(dòng)螺桿組成。主動(dòng)螺桿與從動(dòng)螺桿做相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋相互嚙合，流體從吸入口進(jìn)入，被螺旋軸向前推進(jìn)增壓至排出口。此泵適用于高壓力、小流量。制冷系統(tǒng)中常用作輸送軸承潤滑油及調(diào)速器用油的油泵。四、其他類型泵工作原理1．噴射泵如圖所示，將高壓的工作流體，由壓力管送入工作噴嘴，經(jīng)噴嘴后壓能變成高速動(dòng)能，將噴嘴外圍的液體(或氣體)帶走。此時(shí)因噴嘴出口形成高速使擴(kuò)散室的喉部吸入室造成真空，從而使被抽吸流體不斷進(jìn)入與工作流體混合，然后通過擴(kuò)散室將壓力稍升高輸送出去。由于工作流體連續(xù)噴射，吸入室繼續(xù)保持真空，于是得以不斷地抽吸和排出流體。2．射水－離心泵組如圖1-14所示，它是一個(gè)用來代替凝結(jié)水泵的泵組。由離心泵出口再循環(huán)噴嘴3流出的高速射流，與由熱井1進(jìn)入喉部的低速凝結(jié)水混合在一起，在擴(kuò)散管中降低速度，把動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗?，進(jìn)入離心泵2，再由離心泵升壓排出。五、葉片式與容積式泵與風(fēng)機(jī)特點(diǎn)的比較優(yōu)點(diǎn)：與容積式泵與風(fēng)機(jī)相比較，葉片式泵與風(fēng)機(jī)最大的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高、流量大、輸出流量均勻，在設(shè)計(jì)工況下效率高等。葉片式泵與風(fēng)機(jī)的缺點(diǎn)：（1）流量小而揚(yáng)程高時(shí),效率低；（2）啟動(dòng)前大部分葉片泵式泵必須灌液；（3）葉片泵運(yùn)行時(shí)，如果吸入空氣、吸入管路漏氣或吸入管路布置不當(dāng)時(shí)，泵可能停止抽吸或停止運(yùn)行一、泵的基本性能參數(shù)

泵的基本性能參數(shù)包括流量、揚(yáng)程、軸功率、效率、比轉(zhuǎn)速、允許汽蝕余量（允許吸上真空度）。1．流量

泵流量是指泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的液體量。通常用體積流量表示，單位是m3/s,L/s或m3/h；也可以用質(zhì)量流量表示,單位是kg/s或kg/h。其中為液體的密度，單位是kg/m3。

第三節(jié)泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)2．揚(yáng)程單位重量的液體在泵內(nèi)所獲得總能量叫泵的揚(yáng)程。單位為：米液柱。泵的揚(yáng)程H的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其中和分別為泵進(jìn)、出口截面處單位重量液體的機(jī)械能，單位為m。其中和分別為泵進(jìn)、出口截面處的液體壓強(qiáng)，Pa；和分別為泵進(jìn)、出口截面處的液體平均速度，m/s；和分別為泵進(jìn)、出口截面中心到基準(zhǔn)面的距離，m。3．功率和效率軸功率

軸功率通常是指泵的輸入功率，也就是原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率，用表示，單位為kW。有效功率：通過泵的液體在單位時(shí)間內(nèi)從泵中獲得的能量稱為泵的有效功率。由于這部分能量被流出泵的液體所攜帶，故又稱為輸出功率，用表示，其計(jì)算式為：（kW）其中為體積流量，m3/s；為揚(yáng)程,m；為重力加速度m/s2；原動(dòng)機(jī)輸入功率：電網(wǎng)輸送給電動(dòng)機(jī)的電能或油料燃燒輸送給內(nèi)燃機(jī)的化學(xué)能等稱為原動(dòng)機(jī)輸入功率，用表示，單位為kW。

泵效率有效功率與軸功率之比稱為泵效率，用表示。機(jī)組效率有效功率與原動(dòng)機(jī)輸入功率之比稱為機(jī)組效率，用表示。配套功率在選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)，考慮到過載的可能，通常在原動(dòng)機(jī)軸功率的基礎(chǔ)上考慮一定的安全系數(shù)，以計(jì)算出原動(dòng)機(jī)的配套功率：其中為安全系數(shù)。安全系數(shù)K與電動(dòng)機(jī)的容量大小、泵的工作特性有關(guān)。對于一般泵的安全系數(shù)可參照表1-2。4．轉(zhuǎn)速泵的轉(zhuǎn)速是指泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)速，用n表示，單位為r/min。二、風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)

風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)包括流量、全壓、靜壓、功率、全壓效率、靜壓效率、轉(zhuǎn)速、比轉(zhuǎn)速等。1．流量

風(fēng)機(jī)流量是指在單位時(shí)間內(nèi)通過風(fēng)機(jī)進(jìn)口的氣體體積，通常用表示，單位是m3/s或m3/h。2．全壓

風(fēng)機(jī)全壓是指單位體積氣體從風(fēng)機(jī)進(jìn)口截面經(jīng)葉輪到風(fēng)機(jī)出口截面所獲得的機(jī)械能，用表示，單位為Pa。風(fēng)機(jī)全壓可以表示為：

(Pa)其中和分別風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口截面處的氣體壓強(qiáng)，Pa；和分別為風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口截面處的氣體平均速度，m/s。3．靜壓風(fēng)機(jī)的全壓減去風(fēng)機(jī)出口截面處的動(dòng)壓(通常將風(fēng)機(jī)出口截面處的動(dòng)壓作為風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓)稱為風(fēng)機(jī)的靜壓，用表示，即：

(Pa)4.功率風(fēng)機(jī)的功率通常是指風(fēng)機(jī)的輸入功率，亦稱軸功率，用表示，單位為kW。

內(nèi)功率、全壓有效功率和靜壓有效功率，其計(jì)算式分別為：

(kW)(kW)(kW)其中為除軸承外風(fēng)機(jī)內(nèi)損失掉的各種功率。

5．全壓效率和全壓內(nèi)效率全壓效率：風(fēng)機(jī)全壓有效功率與軸功率之比，用表示。全壓內(nèi)效率：風(fēng)機(jī)全壓有效功率與內(nèi)功率之比，用表示。6．靜壓效率和靜壓內(nèi)效率靜壓效率：風(fēng)機(jī)靜壓有效功率與軸功率之比，用表示。靜壓內(nèi)效率：風(fēng)機(jī)靜壓有效功率與內(nèi)功率之比，用表示。7．轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是指風(fēng)機(jī)軸每分鐘的轉(zhuǎn)速，用n表示，單位為r/min。一、葉片式泵的過流部件泵的主要過流部件是吸入室、葉輪和壓出室。

第四節(jié)葉片式泵的過流部件和典型結(jié)構(gòu)離心泵軸流泵混流泵2．葉輪

葉輪是泵的核心。葉輪按液體流出的方向分為：離心式葉輪、混流式葉輪、軸流式葉輪。

離心式葉輪混流式葉輪軸流式葉輪葉輪按液體吸入方式分為：單吸葉輪、雙吸葉輪。單吸葉輪雙吸葉輪3．壓出室壓出室位于葉輪出口之后，作用：收集液體；降低液體速度，變動(dòng)能為壓能；將液體送入下級葉輪進(jìn)口或送入排出管。壓出室分為：螺旋形壓水室、葉片式導(dǎo)葉，流道式導(dǎo)葉。二、葉片式泵型式和典型結(jié)構(gòu)

葉片式泵按其結(jié)構(gòu)分類。1．按主軸方向臥式：主軸水平放置（如圖1-19）立式：主軸垂直放置斜式：主軸傾斜放置臥式泵臥式泵立式泵2．按液體流出葉輪的方向分離心式（如圖1-19）軸流式（如圖1-20）混流式（如圖1-21）離心式泵混流式泵軸流式泵3．按吸入方式分單吸和雙吸。單吸雙吸4．按級數(shù)分單級和多級。單級多級5．按葉片安裝方法分可調(diào)葉片和固定葉片。6．按殼體剖分方式分為分段式、節(jié)段式、中開式、垂直中開式和斜中開式。7．按泵體形式分蝸殼泵、雙蝸殼泵、透平泵、筒式泵和雙殼泵。8．特殊結(jié)構(gòu)的葉片式泵分潛水電泵、貫流式泵、屏蔽泵、自吸式泵、管道泵、無堵塞泵和磁力泵。第五節(jié)葉片式風(fēng)機(jī)的主要部件和結(jié)構(gòu)型式

葉片式風(fēng)機(jī)按其工作原理也可以分為離心式、軸流式和混流式三種結(jié)構(gòu)型式。離心式風(fēng)機(jī)的工作原理與離心泵的工作原理相同。

軸流風(fēng)機(jī)中，氣流由軸向進(jìn)入葉輪，并在風(fēng)機(jī)翼型的升力作用下，沿軸向運(yùn)動(dòng)。

混流風(fēng)機(jī)中，軸向進(jìn)入的氣體沿著與軸線傾斜的方向從葉輪流出去。一、離心式通風(fēng)機(jī)的主要部件

離心式通風(fēng)機(jī)的主要部件包括葉輪、機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)氣箱、導(dǎo)流器和擴(kuò)壓器等。1．葉輪葉輪是通風(fēng)機(jī)的心臟部分，它通常分為封閉式和開式兩種，封閉式葉輪一般由前盤、后(中)盤、葉片和輪轂等組成。開式葉輪封閉式葉輪半開式葉輪封閉式葉輪一般由前盤、后(中)盤、葉片和輪轂等組成。封閉式葉輪前盤前盤后盤葉片輪轂后盤葉輪前盤的型式主要有直前盤，錐形前盤和弧形前盤三種，如圖1-28所示。直前盤制造簡單。但一般對氣流的流動(dòng)情況有不良影響；錐形前盤和弧形前盤制造比較復(fù)雜，但其氣動(dòng)效率和葉輪強(qiáng)度都比直前盤優(yōu)越。

葉輪上主要零件是葉片,離心通風(fēng)機(jī)的葉片一般為6-64個(gè)。葉片按其結(jié)構(gòu)型式可分為三種：平板型、圓弧型和機(jī)翼型，如圖1—29所示。平板型葉片制造簡單；機(jī)冀型葉片具有優(yōu)良的空氣動(dòng)力特性，葉片強(qiáng)度高，氣動(dòng)效率也較高。2．機(jī)殼機(jī)殼是由蝸板和左右兩塊側(cè)板焊接或咬口而成，主要有螺旋形室(蝸殼)、風(fēng)舌等組成。蝸殼的作用是收集從葉輪出來的氣體，并引導(dǎo)到蝸殼的出口，經(jīng)過出風(fēng)口，把氣體輸送到管道中或排到大氣中去。蝸殼的蝸板是一阿基米德螺旋線或?qū)?shù)螺旋線，它的軸面一般為等寬矩形。3．進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)口又稱集流器，它的作用在于使氣流順利地進(jìn)入葉輪，從而減小氣體的流動(dòng)損失。離心通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口有筒形、錐形、筒錐形、圓弧形、錐弧形等多種形式，如圖I-30所示。在大型風(fēng)機(jī)上采用弧形或錐弧形進(jìn)風(fēng)口，以提高風(fēng)機(jī)效率。4．進(jìn)氣箱進(jìn)氣箱—般只使用在大型或雙吸離心通風(fēng)機(jī)上，如圖1-31所示。主要作用可使軸承裝于通風(fēng)機(jī)的機(jī)殼外邊，便于安裝與檢修，對改善鍋爐引風(fēng)機(jī)的軸承工作條件更有利。另外，進(jìn)氣箱還能減少氣流不均勻進(jìn)入葉輪產(chǎn)生的流動(dòng)損失，一般斷面逐漸收斂的進(jìn)氣箱效果較好。6．?dāng)U壓器擴(kuò)壓器裝于通風(fēng)機(jī)機(jī)殼出口處，其作用是降低出口氣流速度，使部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，并減少機(jī)殼中的旋渦，提高風(fēng)機(jī)的效率。根據(jù)出口管路的需要，擴(kuò)壓器有圓形和方形截面兩種。擴(kuò)壓器一般做成向葉輪一邊擴(kuò)大，其擴(kuò)散角通常為6°-8°。二、離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式離心式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，葉輪和機(jī)殼一般都用鋼板制成，通常都采用焊接，時(shí)也用鉚接。離心式通風(fēng)機(jī)分類方式主要有：

1．按旋轉(zhuǎn)方式

2．按進(jìn)氣方式3．按出風(fēng)口位置4．按傳動(dòng)方式1．按旋轉(zhuǎn)方式離心式通風(fēng)機(jī)可以做成右旋轉(zhuǎn)和左旋轉(zhuǎn)兩種型式。從原動(dòng)機(jī)一端看風(fēng)機(jī)，葉輪旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向的稱為右旋轉(zhuǎn)，用“右”表示；葉輪旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向的稱為左旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)。2．按進(jìn)氣方式離心式通風(fēng)機(jī)又可分成單側(cè)進(jìn)氣(單吸)和雙側(cè)進(jìn)氣(雙吸)兩種型式。單吸是氣體只從一面進(jìn)入葉輪，用代號“1”表示，可以是單級或雙級葉輪；雙吸則是氣體由兩面進(jìn)入葉輪，用代號“0”表示，其流量是單吸的兩倍。特殊情況下，離心通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口裝有進(jìn)氣室，按葉輪“左”或“右”旋轉(zhuǎn)方向，各有五種不同的進(jìn)口角度位置，如圖1-32所示。

進(jìn)氣室3．按出風(fēng)口位置根據(jù)使用要求，離心式通風(fēng)機(jī)機(jī)殼出風(fēng)口位置以機(jī)殼的出風(fēng)口角度和葉輪旋轉(zhuǎn)方向，可以分為圖1-33所示的16種型式。這點(diǎn)在選擇(購置)通風(fēng)機(jī)時(shí)，須要注明。目前國內(nèi)生產(chǎn)的通風(fēng)機(jī)，有些出風(fēng)口方向可以調(diào)正。原動(dòng)機(jī)4．按傳動(dòng)方式

根據(jù)使用情況的不同，離心式通風(fēng)機(jī)有六種傳動(dòng)方式(裝置形式)，如圖所示。

A式為無軸承，電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)；B式為懸臂支承，皮帶輪在軸承中間；c式為懸臂支承，皮帶輪在軸承外側(cè)。D式為懸臂支承，聯(lián)軸器傳動(dòng)；E式為雙支承，皮帶輪在外側(cè)；F式為雙支承，聯(lián)軸器傳動(dòng)。電機(jī)直聯(lián)與聯(lián)軸器傳動(dòng)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，取決于電機(jī)轉(zhuǎn)速。皮帶傳動(dòng)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速便于調(diào)節(jié)。懸臂式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是拆卸方便。而雙支承結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。泵與風(fēng)機(jī)對流體做功，在轉(zhuǎn)化為流體能量的過程中，伴有各種損失，這些損失用相應(yīng)的效率來表示。為了提高泵與風(fēng)機(jī)的效率，必須研究其能量平衡關(guān)系，搞清來龍去脈，為減少損失，提高泵與風(fēng)機(jī)的效率指明方向。

第六節(jié)泵與風(fēng)機(jī)的損失和效率

一、機(jī)械損失和機(jī)械效率

原動(dòng)機(jī)傳到泵與風(fēng)機(jī)軸上的功率，首先要花費(fèi)一部分去克服軸承和軸封的摩擦損失，然后還要花費(fèi)一部分去克服葉輪前后蓋板外側(cè)與流體間的圓盤摩擦損失，如圖1-35所示。圓盤摩擦損失

在上述三種損失中，圓盤摩擦損失占的比重最大，而軸承和軸封的損失一般認(rèn)為與泵和風(fēng)機(jī)的尺寸無關(guān)，只與零件表面加工質(zhì)量、軸封結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，約占軸功率的1％-4％。上述三種損失功率之和稱為機(jī)械損失Pm，其大小用機(jī)械效率來衡量。軸功率去掉機(jī)械損失功率的剩余功率用來對通過葉輪的流體做功，稱為輸入水力功率，用表示。機(jī)械效率為輸入水力功率與軸功率之比，即：對于離心泵得

一般為0.90-0.98，而離心風(fēng)機(jī)的一般為0.92-0.98。

二、容積損失和容積效率