(電廠培訓(xùn)泵與風(fēng)機(jī))專題三泵與風(fēng)機(jī)的性能

專題三泵與風(fēng)機(jī)的性能泵與風(fēng)機(jī)的各種功率、損失、效率泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用一、功率、損失、效率功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所做的功。有效功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體通過泵或風(fēng)機(jī)實(shí)際獲得的能量。泵：風(fēng)機(jī)：全壓功率靜壓功率風(fēng)機(jī)的靜壓風(fēng)機(jī)的全壓減去風(fēng)機(jī)出口截面處的動(dòng)壓pd2稱為風(fēng)機(jī)的靜壓。用pst表示，即：（Pa）不能錯(cuò)誤的表述為：風(fēng)機(jī)的靜壓就是風(fēng)機(jī)葉輪出口靜壓與進(jìn)口靜壓之差

軸功率(輸入功率)：原動(dòng)機(jī)傳遞到泵或風(fēng)機(jī)軸上的功率

原動(dòng)機(jī)功率：原動(dòng)機(jī)的輸出功率

ηtm傳動(dòng)效率：電動(dòng)機(jī)直聯(lián)1.0，聯(lián)軸器直聯(lián)0.98，皮帶傳動(dòng)0.95。配套電機(jī)功率：

安全系數(shù)K一般電廠中取1.15

內(nèi)功率實(shí)際消耗于流體的功率稱為泵與風(fēng)機(jī)的內(nèi)功率，用Pi表示。它等于有效功率加上除軸承、軸封外在泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)損失掉的功率。即：Pi=Pe+P

（kW）

Pi

Pe

P內(nèi)效率泵與風(fēng)機(jī)的有效功率與內(nèi)功率之比稱為泵與風(fēng)機(jī)的內(nèi)效率（風(fēng)機(jī)稱為全壓內(nèi)效率）。用i

表示，即：靜壓效率:靜壓效率是指風(fēng)機(jī)的靜壓有效功率和軸功率之比，用st表示，即：靜壓內(nèi)效率:靜壓內(nèi)效率等于靜壓有效功率與內(nèi)功率之比，用ist表示，即：損失、效率機(jī)械損失—與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)但與流體量無直接關(guān)聯(lián)的損失容積損失（泄漏損失）—與流量有關(guān)的損失流動(dòng)損失—與流體粘性、管路結(jié)構(gòu)（與輸送流體直接相關(guān)）的損失經(jīng)驗(yàn)方法，即用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

為盡量減少損失提高效率η

功率損失效率

需研究產(chǎn)生損失的原因程度需討論

及相互間關(guān)系。PhqVTHTPqVHTPeqVHP

Pm機(jī)械損失功率PV容積損失功率Ph流動(dòng)損失功率1、機(jī)械損失——機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦所造成的能量損失軸封、軸承的機(jī)械摩擦損失△P

葉輪前、后蓋板與流體摩擦產(chǎn)生的圓盤摩擦損失△Pdf

。機(jī)械摩擦損失△P（動(dòng)靜部分之間）：與軸封、軸承的結(jié)構(gòu)形式、潤(rùn)滑狀況、流體密度等有關(guān)。一般為軸功率的1~3%。圓盤摩擦△Pdf（葉輪與殼體之間流體內(nèi)耗）：圓盤與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及葉輪兩側(cè)流體的渦流。一般為軸功率的2~10%。

機(jī)械摩擦損失△P（動(dòng)靜部分之間）：與軸封、軸承的結(jié)構(gòu)形式、潤(rùn)滑狀況、流體密度等有關(guān)。一般為軸功率的1~3%。圓盤摩擦△Pdf（葉輪與殼體之間流體內(nèi)耗）：圓盤與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及葉輪兩側(cè)流體的渦流。一般為軸功率的2~10%。

圓盤摩擦損失大?。ń?jīng)驗(yàn)公式）：即與葉輪外徑的五次方成正比，與葉輪轉(zhuǎn)速的三次方成正比，與流體密度成正比。圓盤摩擦系數(shù)K=f(Re、B/D2、粗糙度）（其中B為間隙），一般可取K=0.85。ΔPdf∝n3D25ΔPdf∝n3D25總損失：機(jī)械效率：泵的比轉(zhuǎn)數(shù)

風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)：比轉(zhuǎn)數(shù)在相似定律基礎(chǔ)上得到的一個(gè)包括流量、能頭（揚(yáng)程或風(fēng)壓）、轉(zhuǎn)速在內(nèi)的一個(gè)綜合相似特征量；總損失：機(jī)械效率：與比轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系：隨著比轉(zhuǎn)數(shù)減少（葉輪直徑增加），機(jī)械損失增加，機(jī)械效率減小。采用合理的葉輪，對(duì)高壓泵與風(fēng)機(jī)，采用多級(jí)葉輪，而非增大葉輪直徑來提高能頭。必要時(shí)提高轉(zhuǎn)速，減小葉輪直徑。提高比轉(zhuǎn)數(shù)保持接觸面光滑，減少摩擦。主要預(yù)防措施：2、容積損失（泄漏損失）流體從高壓區(qū)側(cè)通過運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件之間的間隙泄漏到低壓區(qū)，從而使流量有一定的損失，使qv<qvT，q叫容積損失。它只與流量有關(guān)，也叫流量損失。

主要泄漏位置：1)葉輪入口與外殼密封環(huán)之間的間隙泄漏；2)平衡軸向力裝置泄漏；3)軸封泄露;

4)多級(jí)泵前后級(jí)之間隔板、軸套間隙；圖中B線，此部分泄露又回到回路中，不影響流量?！鱌V=△PV1+△PV2+△PV3

葉輪入口與外殼之間的間隙處q1；

多級(jí)泵的級(jí)間間隙處q2；

平衡軸向力裝置與外殼之間的間隙處以及軸封間隙處等q3。T主要預(yù)防措施維持動(dòng)靜部件間的最佳間隙，隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，間隙增大，效率會(huì)降低。增大間隙中的流阻增加密封的軸向長(zhǎng)度，可增大間隙內(nèi)沿程阻力在間隙入口和出口采取節(jié)流措施，增大間隙內(nèi)流動(dòng)的局部阻力采取不同形式的密封環(huán)泄漏量：容積效率：與比轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系：隨著比轉(zhuǎn)數(shù)減少（葉輪直徑增加），葉輪間隙兩側(cè)壓差增加，容積損失增加，容積效率減小。3、流動(dòng)損失是指流體在主流道(入口、葉輪、導(dǎo)葉、出口等）中流動(dòng)時(shí)，由于流動(dòng)阻力而產(chǎn)生的機(jī)械能損失。流體與各部分流道壁面摩擦所產(chǎn)生的摩擦阻力損失邊界層分離、二次渦流所產(chǎn)生的漩渦損失流量改變，流動(dòng)角不等于安裝角時(shí)，產(chǎn)生的沖擊損失摩擦損失渦流損失沖擊損失

與流體輸送量有關(guān)不僅與流體輸送量有關(guān)，還與該流量與設(shè)計(jì)流量的偏差有關(guān)流量、沖角與沖擊損失的關(guān)系沖角：相對(duì)速度方向與葉片進(jìn)口切線方向間的夾角稱為沖角。流量、沖角與沖擊損失的關(guān)系：當(dāng)qv<qvd時(shí)，1<1a，=1a-1>0為正沖角，損失較小。當(dāng)qv=qvd時(shí)，1=1a，=1a-1=0為零沖角，損失為零。當(dāng)qv>qvd時(shí)，1

>1a，=1a-1<0為負(fù)沖角，損失較大。實(shí)踐證明：正沖角時(shí)，由于渦流發(fā)生在吸力邊，能量損失比負(fù)沖角（渦流發(fā)生在壓力邊）時(shí)為小。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，一般取正沖角=3~5。

若全部流動(dòng)損失用hw表示，則：hw=hf+hj+hs

存在流動(dòng)損失最小工況。流動(dòng)損失曲線流動(dòng)效率：其中qvd——設(shè)計(jì)流量，n—轉(zhuǎn)速

合理設(shè)計(jì)葉片形式和過流部件的形狀；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

降低葉輪和流道表面的粗糙度；

選擇合理的葉片入口安裝角。

嚴(yán)格控制在合理的流量范圍內(nèi)工作。流動(dòng)損失減小措施

概念：泵與風(fēng)機(jī)的總效率等于有效功率與軸功率之比。結(jié)論：泵與風(fēng)機(jī)的總效率等于機(jī)械效率m、容積效率v、流動(dòng)效率h三者的乘積。目前泵與風(fēng)機(jī)效率范圍：離心泵約為60%~90%。離心風(fēng)機(jī)約為70%~90%，高效離心風(fēng)機(jī)

可達(dá)90%以上。軸流泵約為70%~89%，大型軸流風(fēng)機(jī)

可達(dá)90%左右

。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?

答：圓盤摩擦損失功率ΔPm2∝n3D25因此，一方面，在一定轉(zhuǎn)速下，D2↑→ΔPm2↑↑→↓↓；另一方面，對(duì)給定的能頭，n↑不一定→ΔPm2↑，相反有可能→ΔPm2↓→↑。這也是目前逐漸提高轉(zhuǎn)速以提高能頭的原因之一。例題1、有一離心泵，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450r/min時(shí)，qv.=1.24m3/s，H=70m，此時(shí)軸功率P=1100kw，v=93%，m=94%，水的密度=1000kg/m3，求h？解：例題2、有一離心通風(fēng)機(jī)，全壓p=2000Pa，流量q.v.=47100m3/h，現(xiàn)用聯(lián)軸器直聯(lián)傳動(dòng)，試計(jì)算風(fēng)機(jī)的有效功率、軸功率及應(yīng)選配多大的電動(dòng)機(jī)。風(fēng)機(jī)總效率=70%，取電動(dòng)機(jī)容量富裕系數(shù)K=1.15，傳動(dòng)效率tm=98%。解：例題有一臺(tái)可把15℃冷空氣加熱到170℃的空氣預(yù)熱器，當(dāng)其流量qm=2.957×103kg/h時(shí)，預(yù)熱器及管道系統(tǒng)的全部阻力損失為150kPa，如果在該系統(tǒng)中裝一臺(tái)離心風(fēng)機(jī)，問把它裝在預(yù)熱器前，還是裝在預(yù)熱器后（設(shè)風(fēng)機(jī)效率=70%）？解：由于風(fēng)機(jī)的全壓用來克服預(yù)熱器及管道系統(tǒng)的全部阻力損失，因此全壓

p＝150kPa

查表得在1atm下，15℃時(shí)空氣密度為

170℃時(shí)空氣密度為kg/m3kg/m3

風(fēng)機(jī)的軸功率為：注意：經(jīng)濟(jì)性分析-軸功率大?。粶y(cè)量流量：風(fēng)機(jī)入口；泵出口；測(cè)量流量時(shí)，對(duì)風(fēng)機(jī)以進(jìn)口流量計(jì)算，因此當(dāng)風(fēng)機(jī)裝在預(yù)熱器前時(shí)：

（kW）

當(dāng)風(fēng)機(jī)裝在預(yù)熱器后時(shí)：

（kW）

由于P2>P1

，即風(fēng)機(jī)裝在預(yù)熱器后時(shí)消耗的軸功率大，所以應(yīng)將風(fēng)機(jī)裝在預(yù)熱器前。

二、泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線

泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)之間都相互存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系，若用曲線形式表示其性能參數(shù)間的相互關(guān)系，稱這類曲線為泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線。泵與風(fēng)機(jī)性能曲線H(p)—qv，P—qv，η—qv的關(guān)系曲線。用于合理選擇泵與風(fēng)機(jī)，使其工作在最高效率范圍內(nèi)。離心式泵與風(fēng)機(jī)性能曲線軸流式泵與風(fēng)機(jī)性能曲線1、流量與揚(yáng)程（H—qv）曲線其中A、B為與葉輪結(jié)構(gòu)/安裝角有關(guān)的常數(shù)。無限多葉片，理想流體時(shí)HT∞—qvT曲線

徑向式葉輪H不隨流量改變qvT

AbHT∞β2a∞=900后彎式葉輪H隨流量增加而線性減少；隨安裝角增加，B減小，H減少趨勢(shì)減緩。

前彎式葉輪H隨流量增加而線性增大；隨安裝角增加，直線斜率增大，H增加趨勢(shì)加快。

qvT

Aab

cHT∞β2a∞＞900β2a∞=900β2a∞＜900

A/B隨安裝角增加，揚(yáng)程由陡直下降變?yōu)槠交陆?，甚至平穩(wěn)增加，直至急劇增加流動(dòng)損失是指流體在流道中流動(dòng)時(shí)，由于流動(dòng)阻力而產(chǎn)生的機(jī)械能損失。流體與各部分流道壁面摩擦所產(chǎn)生的摩擦阻力損失邊界層分離、二次渦流所產(chǎn)生的漩渦損失流量改變，流動(dòng)角不等于安裝角時(shí)，產(chǎn)生的沖擊損失摩擦損失渦流損失沖擊損失

與流體輸送量有關(guān)不僅與流體輸送量有關(guān)，還與該流量與設(shè)計(jì)流量的偏差有關(guān)HT∞—qvT

HT—qvT

摩擦、渦流損失沖擊損失泄漏損失以后彎式為例HqvH—qvTH—qv

三種揚(yáng)程H—流量qv的性能曲線●陡降的曲線a：25%-30%的斜度，q.v.變化小，H變化大（如電廠循環(huán)水泵，水位H變化大而qv變化小的場(chǎng)合)。●平緩的曲線b：8%-12%的斜度，qv變化很大，H變化很?。ㄈ珉姀S給水泵，qv變化大而揚(yáng)程H變化小的場(chǎng)合)?！裼旭劮迩€c：qv增加，H由小增加到最大值HK后減小，K點(diǎn)左邊為不穩(wěn)定工作區(qū),只允許q.v.>qvk區(qū)域工作?？傏厔?shì)：H隨q.v.的增大而減小。形狀與結(jié)構(gòu)及葉片安裝角有關(guān)。由于：定義流動(dòng)功率：根據(jù)前面分析：則：所以：因：△Pm與qvT無關(guān)，因此可先求流動(dòng)功率Ph與qvT的關(guān)系2、流量與功率

（P—qv）曲線徑向式葉輪

這是一條過原點(diǎn)的直線，隨流量增加，流動(dòng)功率直線增加

理想工況下后彎式葉輪Ph曲線為一條過原點(diǎn)的拋物線，與qvT有兩個(gè)交點(diǎn)，一個(gè)是qvT＝0，另一個(gè)是前彎式葉輪Ph曲線為一條過原點(diǎn)的上升曲線，隨qvT增加而急劇增大實(shí)際狀況下（以后彎式為例）在qvT~Ph性能曲線上加一等值的△Pm

即得qvT~P曲線；從qvT~P曲線上對(duì)應(yīng)qvT減泄漏損失△qv即得qv~P曲線。在空載狀態(tài)（qvT＝0）下，軸功率由兩部分組成：

h導(dǎo)致溫度升高1

空載功率P0=Pm+PV，若現(xiàn)場(chǎng)的凝結(jié)泵和給水泵閉閥啟動(dòng)，則這部分功率將導(dǎo)致泵內(nèi)水溫有較大的溫升，易產(chǎn)生泵內(nèi)汽蝕，故凝結(jié)泵和給水泵不允許空載運(yùn)行。2在大流量區(qū)，由于容積損失PV→軸功率P↓了，難道性能變好了？否??！因?yàn)閝VT→qV→Pe↓↓→↓，性能不是變好而是變壞了。3、流量與效率（η—qv）曲線

當(dāng)qv＝0和H＝0時(shí)，η＝0，因此，理論上，效率曲線是一條過原點(diǎn)的拋物線。實(shí)際上，效率曲線不可能出現(xiàn)第二個(gè)零點(diǎn)。但存在一個(gè)最高效率點(diǎn)。希望效率高；高效范圍寬前向式葉輪的某些特點(diǎn)

前向式葉輪的效率較低，但在額定流量附近，效率下降較慢；后向式葉輪的效率較高，但高效區(qū)較窄；而徑向式葉輪的效率居中。

因此，為了提高效率，泵幾乎不采用前向式葉輪，而采用后向式葉輪。即使對(duì)于風(fēng)機(jī)，也趨向于采用效率較高的后向式葉輪。從理論上定性地分析了離心式泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線。而實(shí)際性能曲線只能用試驗(yàn)方法及借助比例定律來繪制，并隨性能表一起附于制造廠家的產(chǎn)品說明書或產(chǎn)品樣本中。某鍋爐給水泵的性能曲線電動(dòng)泵性能曲線

前置泵性能曲線

汽動(dòng)泵性能曲線

汽動(dòng)泵調(diào)速性能曲線

離心式葉輪性能曲線分析

一定流量下，對(duì)應(yīng)一個(gè)揚(yáng)程，功率和效率，稱為一個(gè)工況點(diǎn)；最高效率對(duì)應(yīng)最佳工況點(diǎn)；最高效率左右（85～90％區(qū)域）稱為高效工作區(qū)；要求泵與風(fēng)機(jī)在高效工作區(qū)工作。qvT＝0時(shí)（閥門全關(guān)），為空轉(zhuǎn)狀態(tài)，消耗功率，這部分功率轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，使水溫升高，可能產(chǎn)生汽化，因此，泵運(yùn)行有一個(gè)最小流量要求；如系統(tǒng)要求流量小于最小流量，則應(yīng)開啟旁路。

啟動(dòng)：從功率曲線看，離心式葉輪空轉(zhuǎn)時(shí)，軸功率最?。ㄔO(shè)計(jì)軸功率的30%左右），應(yīng)在空載狀態(tài)啟動(dòng)；后彎式葉片：一般泵葉輪，采用后彎式葉片，其揚(yáng)程曲線總體上隨流量增加而下降；但其形狀與安裝角有關(guān)，隨安裝角增加，曲線由陡直下降趨于平坦，最后可能出現(xiàn)“駝峰”形式。前彎式葉片：H—qv曲線一般為“駝峰”形曲線；軸功率增加很快，電機(jī)容易超載，應(yīng)取較大安全系數(shù)；而后彎式葉片功率曲線增加緩慢，且有一最大功率點(diǎn)，電機(jī)不易超載。前彎式葉輪風(fēng)機(jī)效率遠(yuǎn)低于后彎式。

軸流式泵與風(fēng)機(jī)性能曲線

離心泵性能曲線

在一定轉(zhuǎn)速下，對(duì)葉片安裝角不變的軸流式泵與風(fēng)機(jī)，試驗(yàn)所得的典型性能曲線如右圖：離心式葉輪高效的范圍寬軸流式葉輪高效的范圍窄特點(diǎn)(1)qv—H(qv—p)性能曲線，在小流量區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)駝峰形狀，在c點(diǎn)的左邊為不穩(wěn)定工作區(qū)段。(2)功率P在空轉(zhuǎn)狀態(tài)(qv＝0)時(shí)最大，隨流量的增加而減小，為避免原動(dòng)機(jī)過載，對(duì)軸流式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全開狀態(tài)下啟動(dòng)。如果葉片安裝角是可調(diào)的，在葉片安裝角小時(shí)軸功率也小，所以對(duì)可調(diào)葉片的軸流式泵與風(fēng)機(jī)可在小安裝角時(shí)啟動(dòng)。

軸流式泵與風(fēng)機(jī)高效區(qū)窄，但如果采用可調(diào)葉片，則可使之在很大的流量變化范圍內(nèi)保持高效率，這就是可調(diào)葉片軸流式泵與風(fēng)機(jī)較為突出的優(yōu)點(diǎn)。某臺(tái)水泵在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)了軸承潤(rùn)滑不良，軸承處的機(jī)械摩擦比較嚴(yán)重，轉(zhuǎn)速?zèng)]有明顯變化，這時(shí)相應(yīng)地會(huì)出現(xiàn)（）。

流量減小、揚(yáng)程降低、電動(dòng)機(jī)功率增大；流量減小、揚(yáng)程降低、電動(dòng)機(jī)功率減?。涣髁繙p小、揚(yáng)程降低、電動(dòng)機(jī)功率變化不明顯；流量和揚(yáng)程不變、電動(dòng)機(jī)功率增大。某臺(tái)水泵在轉(zhuǎn)速不變時(shí)，當(dāng)輸送的水溫度增加時(shí)，其軸功率()A.增加B.降低C.不變D.先降低，后增加某水泵，轉(zhuǎn)速不變，當(dāng)輸送的水溫增加時(shí)，泵最高效率點(diǎn)的揚(yáng)程值（）A．增加B．降低C．先增加后降低D．不變軸流式泵與風(fēng)機(jī)與離心式在啟動(dòng)和調(diào)節(jié)方法上有何區(qū)別？某臺(tái)風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速不變時(shí)，當(dāng)輸送的空氣溫度增加時(shí)，其全壓()A.增加B.不變C.降低D.先增加后降低泵與風(fēng)機(jī)的（）大小不影響流量和揚(yáng)程。

A.容積損失B.機(jī)械損失

C.流動(dòng)損失D.沖擊損失對(duì)于一臺(tái)后彎式離心風(fēng)機(jī)，一般來說，當(dāng)流量增大時(shí)（）。A.全壓和軸功率增大B.動(dòng)壓和軸功率增大C.效率和軸功率增大D.全壓和效率增大對(duì)一臺(tái)qv—H曲線無不穩(wěn)區(qū)的離心泵，通過在泵的出口端安裝閥門進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，當(dāng)將閥門的開度關(guān)小時(shí)，泵的流量qv和揚(yáng)程H的變化為()

A.qv與H均減小B.qv與H均增大

C.qv減小，H升高D.qv增大，H降低

給水泵是把除氧器內(nèi)的水壓送至鍋爐汽包內(nèi)，當(dāng)除氧器液面壓強(qiáng)在運(yùn)行中變化時(shí)，隨著除氧器內(nèi)液面壓力的不斷升高，鍋爐給水泵的流量qv和揚(yáng)程H也將不斷變化，其變化規(guī)律是()A.qv增大、H升高B.qv減小、H降低C.qv增大、H降低D.qv減小、H升高判斷正誤流體在泵或風(fēng)機(jī)中所獲得的理論壓頭與流體的種類和性質(zhì)無關(guān)。（）風(fēng)機(jī)的靜壓就是風(fēng)機(jī)葉輪出口靜壓與進(jìn)口靜壓之差。（）

軸功率曲線液環(huán)真空泵在一定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，以常溫水為工作液，通過入口節(jié)流的方法形成不同吸入真空，測(cè)出對(duì)應(yīng)吸入真空點(diǎn)(通常以吸入絕對(duì)壓力表示)下的軸功率。然后以吸入真空點(diǎn)作為橫坐標(biāo)，以軸功率為縱坐標(biāo)，在0～1013hPa(百帕)絕對(duì)真空范圍內(nèi)，將不同真空點(diǎn)對(duì)應(yīng)下的軸功率連成曲線。抽氣量曲線液環(huán)真空泵在一定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，以吸入真空點(diǎn)作為橫坐標(biāo)，以抽氣量為縱坐標(biāo)，在0～1013hPa絕對(duì)壓力范圍內(nèi)，將不同真空點(diǎn)對(duì)應(yīng)下的抽氣量連成曲線。按行業(yè)習(xí)慣，樣本曲線上的氣量是指真空泵在規(guī)定條件(15℃工作水溫、20℃進(jìn)氣溫度)下的抽吸飽和空氣的體積流量。學(xué)習(xí)相似理論的目的相似理論比轉(zhuǎn)速、性能曲線等基礎(chǔ)理論設(shè)計(jì)出新型機(jī)械對(duì)已有的機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)相似條件三、相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中應(yīng)用

(1)對(duì)新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，需將原型泵與風(fēng)機(jī)縮小為模型，進(jìn)行?；囼?yàn)以驗(yàn)證其性能是否達(dá)到要求。(2)由性能參數(shù)的相似關(guān)系，在改變轉(zhuǎn)速、葉輪幾何尺寸及流體密度時(shí)，可進(jìn)行性能參數(shù)的相似換算(3)在現(xiàn)有效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠的泵與風(fēng)機(jī)資料中，選一臺(tái)合適的(比轉(zhuǎn)數(shù)接近的)作為模型，按相似關(guān)系對(duì)該型進(jìn)行設(shè)計(jì)。1、相似條件（1）、幾何相似：通流部分對(duì)應(yīng)成比例——前提條件；指模型和原型各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的幾何尺寸成比例，比值相等，各對(duì)應(yīng)角、葉片數(shù)相等。（2）、運(yùn)動(dòng)相似：速度三角形對(duì)應(yīng)成比例——相似結(jié)果；

運(yùn)動(dòng)相似是指模型與原型各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度方向相同，大小成同一比值，對(duì)應(yīng)角相等。（3）、動(dòng)力相似：同名稱力對(duì)應(yīng)成比例——根本原因。

（但Re＞105，已自?；?、相似定律參數(shù)轉(zhuǎn)速n改變幾何尺寸D改變密度改變流量揚(yáng)程H全壓p功率P例題3、比轉(zhuǎn)數(shù)（1）泵的比轉(zhuǎn)數(shù)

3.65引自原蘇聯(lián)水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)：，將P（馬力，PS）→（2）風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)：（3）關(guān)于比轉(zhuǎn)數(shù)的幾點(diǎn)說明1

取值具有唯一性（最高效率點(diǎn)）2

是比較泵或風(fēng)機(jī)型式的相似準(zhǔn)則數(shù)，與轉(zhuǎn)速無關(guān)3以單吸單級(jí)葉輪為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：①.對(duì)雙吸單級(jí)泵，以qV/2→qV②.對(duì)單吸多級(jí)泵，以H/i→H③.對(duì)雙吸多級(jí)泵，以？、？→qV、H

以qV

/2→qVH/i→H→qV、H④.參數(shù)單位：qV(m3/s)、H

(m)、p20(Pa)、n

(r/min)比轉(zhuǎn)速是由相似定律推得的，因此，它不是相似條件而是相似的泵與風(fēng)機(jī)的必然結(jié)果，即：兩臺(tái)幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)在相似工況下比轉(zhuǎn)速必然相等。相反，比轉(zhuǎn)速相等的泵與風(fēng)機(jī)不一定相似。如比轉(zhuǎn)速為500的泵，可以設(shè)計(jì)混流泵，也可能設(shè)計(jì)出軸流泵。4

不是相似條件，而是相似的必然結(jié)果（4）比轉(zhuǎn)數(shù)的應(yīng)用1）用比轉(zhuǎn)數(shù)劃分泵（風(fēng)機(jī)）的類型

比轉(zhuǎn)數(shù)大，反映泵與風(fēng)機(jī)的流量大、壓力低；反之，比轉(zhuǎn)數(shù)小，則流量小、壓力高。在設(shè)計(jì)參數(shù)給定時(shí)，可先計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)，再根據(jù)比轉(zhuǎn)數(shù)的大小決定采用哪種類型的泵（風(fēng)機(jī)）。對(duì)泵:ns＝30～300為離心式；ns＝30～80為低比轉(zhuǎn)數(shù)離心式ns＝80～150為中比轉(zhuǎn)數(shù)離心式ns＝150—300為高比轉(zhuǎn)數(shù)離心式ns＝300～500為混流式；ns＝500～1000為軸流式；對(duì)風(fēng)機(jī)：ny＝2.7～12為前彎式離心風(fēng)機(jī)；ny＝3.6～16.6為后彎式離心風(fēng)機(jī)；ny＝18～36為軸流式風(fēng)機(jī)；比轉(zhuǎn)數(shù)與葉輪形狀和性能曲線的關(guān)系泵的類型離心泵混流泵軸流泵低比轉(zhuǎn)速中比轉(zhuǎn)速高比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速ns30＜ns＜8080＜ns＜150150＜ns＜300300＜ns＜500500＜ns＜1000葉輪形狀尺寸比D2/D0≈3≈2.3≈1.8~1.4≈1.2~1.1≈1葉片形狀柱形葉片入口處扭曲出口處柱形扭曲葉片扭曲葉片翼形葉片性能曲線形狀2）反映葉輪的幾何形狀

比轉(zhuǎn)數(shù)越大，流量系數(shù)越大，葉輪出口相對(duì)寬度b2/D2大；比轉(zhuǎn)數(shù)越小，流量系數(shù)越小，則相應(yīng)葉輪的出口寬度b2/D2就越小。(圖3-2示）3）比轉(zhuǎn)數(shù)可用于泵與風(fēng)機(jī)的相似設(shè)計(jì)用設(shè)計(jì)參數(shù)qv、H、n計(jì)算出比轉(zhuǎn)數(shù)ns，用這個(gè)比轉(zhuǎn)數(shù)，選擇性能良好的模型進(jìn)行相似設(shè)計(jì)