泵與風(fēng)機(jī)的分類及其工作原理

第一章 泵與風(fēng)機(jī)綜述第一節(jié)泵與風(fēng)機(jī)的分類和型號編制一、泵與風(fēng)機(jī)的分類泵與風(fēng)機(jī)是利用外加能旦輸送流體的流體機(jī)械。它們大量地應(yīng)用于燃?xì)饧肮崤c通風(fēng)專業(yè)。根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)的工作原理，通?？梢詫⑺鼈兎诸惾缦拢弘x，&式'^centrifugal)軸游f式flow)叱片式泵j粕gpump)I貫流式(vaneI,泵=...pump,.|復(fù)式i'reciproca'ting''回轉(zhuǎn)式(rotary)盲空(vacuum)其他類型｛射流泵。出I.齒輪泵(searf容積式泵(volumepump.)風(fēng)機(jī)(fan)葉片式風(fēng)機(jī)(..v：anefan.)離心風(fēng)機(jī)(centrifugal)軸流風(fēng)機(jī)^xialflow)容積式風(fēng)機(jī)(..voluiriefan.)往復(fù)風(fēng)機(jī)Reciprocating)回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)(rot；2iry)容積式容積式泵與風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時，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；回轉(zhuǎn)式機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)動部件旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的工作容積發(fā)生變化，借以吸入和排出流體，如齒輪泵(gearpump)、螺桿泵(screwpump)等。葉片式葉片式泵與風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是可旋轉(zhuǎn)的、帶葉片的葉輪和固定的機(jī)殼。通過葉輪的旋轉(zhuǎn)對流體作功，從而使流體獲得能量。根據(jù)流體的流動情況，可將它們再分為下列數(shù)種：離心式泵與風(fēng)機(jī)；軸流式泵與風(fēng)機(jī)；混流式泵與風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)是前兩種的混合體。貫流式風(fēng)機(jī)。其它類型的泵與風(fēng)機(jī)如噴射泵(jetpump)、旋渦泵(scrollpump)、真空泵(vacuumpump)等。本篇介紹和研討制冷專業(yè)常用的泵與風(fēng)機(jī)的理論、性能、運(yùn)行、調(diào)節(jié)和選用方法等知識。由于制冷專業(yè)常用泵是以不可壓縮的流體為工作對象的。而風(fēng)機(jī)的增壓程度不高(通常只有9807Pa或1000mmH2O以下)，所以本篇內(nèi)容都按不可壓縮流體進(jìn)行論述。二、泵與風(fēng)機(jī)的型號編制、泵的型號編制1、離心泵的基本型號及其代號泵的型式型式代號泵的型式型式代號單級單吸離心泵IS.B大型立式單級單吸離心泵沅江單級雙吸離心泵S.Sh臥式凝結(jié)水泵NB

分段式多級離心泵D立式凝結(jié)水泵NL分段式多級離心泵首級為雙吸DS立式筒袋型離心凝結(jié)水泵LDTN分段式多級鍋爐給水泵DG臥式疏水泵NW臥式圓筒型雙殼體多級離心泵YG單吸離心油泵Y中開式多級離心泵DK筒式離心油泵YT多級前置泵（離心泵）DQ單級單吸臥式離心灰渣泵PH熱水循環(huán)泵R長軸離心深井泵JC大型單級雙吸中開式離心泵湘江單級單吸耐腐蝕離心泵IH2、混流泵的基本型號及其代號泵的型式型式代號泵的型式型式代號單級單吸懸臂渦殼式混流泵HB立軸渦殼式混流泵HLWB立式混流泵HL單吸臥式混流泵FB3、軸流泵的基本型號及其代號泵的形式軸流式立式臥式半調(diào)葉式全調(diào)葉式型式代號ZLWBQ除上述基本型號表示泵的名稱外，還有一系列補(bǔ)充型號表示該泵的性能參數(shù)或結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。根據(jù)泵的用途和要求不同，其型號的編制方法也不同，現(xiàn)以下列示例說明。IS80-65-160國際標(biāo)準(zhǔn)單級清水離心泵（基本型號）——」泵葉輪名義直徑（mm）（補(bǔ)充型號）—泵出口直役（mm）（補(bǔ)充型號）泵入口直徑（mm）（補(bǔ)充型號）—■一一泵葉輪外徑第一次切割泵吸入口直徑為250（mm）泉揚(yáng)程為39m國際標(biāo)準(zhǔn)單級清水離心泵（基本型號）——」泵葉輪名義直徑（mm）（補(bǔ)充型號）—泵出口直役（mm）（補(bǔ)充型號）泵入口直徑（mm）（補(bǔ)充型號）—■一一泵葉輪外徑第一次切割泵吸入口直徑為250（mm）泉揚(yáng)程為39m泵的級數(shù)（即葉輪數(shù)）（補(bǔ)充型號）泵入口直徑（mm）（補(bǔ)充型號） 1分段式多級離心泵（基本型號）J一原型泵葉輪被車削后的規(guī)格葉輪的數(shù)目」=2單級雙吸臥式離心清水泵一泵的比轉(zhuǎn)數(shù)，風(fēng)"50泵設(shè)計(jì)點(diǎn)單級揚(yáng)程值（m）〈補(bǔ)充型號）臥式、單吸多級分段式鍋爐給水泵（基本型號）一一系的級數(shù)（即葉輪數(shù)）（補(bǔ)充型號）泵設(shè)it點(diǎn)流裕（m3/h）（補(bǔ)充型號）泵設(shè)計(jì)點(diǎn)單級揚(yáng)程（m）（補(bǔ)充型號）（二）（二）、風(fēng)機(jī)的型號編制1、1、離心式風(fēng)機(jī)的型號編制離心式風(fēng)機(jī)的名稱包括：名稱、型號、機(jī)號、傳動方式、旋轉(zhuǎn)方向和風(fēng)口位置等六部分。（1） 名稱包括用途、作用原理和在管網(wǎng)中的作用三部分，多數(shù)產(chǎn)品第三部分不作表示，在型號前冠以用途代號，如鍋爐離心風(fēng)機(jī)G，鍋爐離心引風(fēng)機(jī)丫,冷凍用風(fēng)機(jī)LD,空調(diào)用風(fēng)機(jī)KT等名稱表示。（2） 型號由基本型號和補(bǔ)充型號組成，其形式如下：

第一組第二組第三組基本型號基本型號：第一組數(shù)字，表示全壓系數(shù)，補(bǔ)充型號第一組第二組第三組基本型號基本型號：第一組數(shù)字，表示全壓系數(shù)，pP—P"2乘以10后的整數(shù)。第二組數(shù)字，表示比轉(zhuǎn)數(shù)化整后的值。如果基本型號相同，用途不同時，為了便于區(qū)別，在基本型號前加上G或Y，LD、KT等符號，G表示鍋爐送風(fēng)機(jī)，Y表示鍋爐引風(fēng)機(jī)，LD表示冷凍用風(fēng)機(jī)，KT表示空調(diào)用風(fēng)機(jī)。補(bǔ)充型號：第三組數(shù)字，它由兩位數(shù)字組成。第一位數(shù)字表示風(fēng)機(jī)進(jìn)口吸入型式的代號，以0、1和2數(shù)字表示：0表示雙吸風(fēng)機(jī)；l表示單吸風(fēng)機(jī)；2表示兩級串聯(lián)風(fēng)機(jī)。第二位數(shù)字表示設(shè)計(jì)的順序號。機(jī)號一般用葉輪外徑的分米(dm)數(shù)表示，其前面冠以No.，在機(jī)號數(shù)字后加上小寫漢語拼音字母a或b表示變型。a一代表變型后葉輪外徑為原來的0.95倍。b一代表變型后葉輪外徑為原來的1.05倍。傳動方式風(fēng)機(jī)傳動方式有六種，分別以大寫字母A、B、C、D、E、F等表示，見表1一1及圖1一1所示。表1-1離心風(fēng)機(jī)傳動方式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)傳動方式ABCDFG單吸、單吸、單單吸、單單吸、單支架，懸臂支承，聯(lián)軸器傳動單吸、雙支架，皮帶輪軸承在外側(cè)單支支架，懸支架，懸單吸，雙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)架、無軸承，臂支承，皮帶輪臂支承，皮帶輪支架，聯(lián)軸器傳與電動在兩軸在兩軸動機(jī)直聯(lián)承之間承外側(cè)旋轉(zhuǎn)方向離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向有兩種。右轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)以“右”字表示，左轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)以“左”字表示。左右之分是以從風(fēng)機(jī)安裝電動機(jī)的一端正視，葉輪作順時針方向旋轉(zhuǎn)稱為右，作逆時針方向旋轉(zhuǎn)稱為左。以右轉(zhuǎn)方向作為風(fēng)機(jī)的基本旋轉(zhuǎn)方向。(6)出口位置風(fēng)機(jī)的出口位置基本定為八個，以角度0、45、90、135、180、225、

270、315等表示。對于右轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口是以水平向左方規(guī)定為0位置；左轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口則是以水平向右規(guī)定為0位置。以上六部分的排列順序如下：例：G4-73-11NO18D右90"——風(fēng)機(jī)出口位置在豎直方向和葉輪旋轉(zhuǎn)方向 從電動機(jī)端正視為順時針 ' 傳動方式為單吸，單支架，懸臂支承，聯(lián)軸器傳動 葉輪外徑=1800mm,即機(jī)號為18 十位數(shù)字1代表單吸，個位數(shù)字1代表第一次設(shè)計(jì) 風(fēng)，機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)ny=73L 最高效率點(diǎn)的壓力系數(shù)為0.437乘10后取整數(shù) 鋸爐風(fēng)機(jī)M6-30-12Nol7D 單吸，單支架，懸臂支承，彈性聯(lián)軸器傳動 ■■■葉輪直徑為1700mm 十位數(shù)字1代表單吸式，個位數(shù)字2代表第二次設(shè)計(jì) 比轉(zhuǎn)數(shù) 、 壓力系數(shù)乘以10并化為整數(shù)說明 .————燃爐排粉風(fēng)機(jī)1）一般用途的產(chǎn)品，可不用表示用途的代號。2）在產(chǎn)品形式中，產(chǎn)生有重復(fù)代號或派生型時，用羅馬數(shù)字I、11…等在比轉(zhuǎn)數(shù)后加注序號。3）第一次設(shè)計(jì)的序號可以不寫出。2、軸流式的型號編制軸流式風(fēng)機(jī)的名稱包括：名稱、型號、機(jī)號、傳動方式、氣流方向及風(fēng)口位置等六部分。（1）名稱包括用途、作用原理和管網(wǎng)中的作用三部分，多數(shù)產(chǎn)品第三部分不作表示，常在型號前冠以用途代號，如鍋爐軸流送風(fēng)機(jī)G,鍋爐軸流引風(fēng)機(jī)Y等。（2）型號 匚二I匚二口 I—II—]m—?-?— -?I——風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)順序號 —風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)于位置 風(fēng)機(jī)葉輪轂比息I ——一——風(fēng)機(jī)用途 風(fēng)機(jī)葉輪數(shù)說明：

用途代號和離心式風(fēng)機(jī)相同。葉輪代號、單葉輪不表示，雙葉輪用2表示。葉輪輪轂比為葉輪底徑與外徑之比，取兩位整數(shù)。轉(zhuǎn)子位置代號，臥式用A、立式用B表示，同系列產(chǎn)品轉(zhuǎn)子無位置變化的則不表示。_5)若產(chǎn)品的型式中有重復(fù)代號或派生時，則在輪轂比轉(zhuǎn)數(shù)后加注羅馬數(shù)字I、II…表示。6)設(shè)計(jì)序號用阿拉伯?dāng)?shù)字1、2…表示；若性能參數(shù)、外形尺寸、地腳尺寸、易損部件都沒有變化，則不采用設(shè)計(jì)順序號。機(jī)號一般用葉輪外徑的分米(dm)數(shù)表示。其前面冠以No.，在機(jī)號數(shù)字后加上小寫漢語拼音字母a或b表示變型。傳動方式如表1—2所示。表1-2軸流風(fēng)機(jī)傳動方式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表1-1 離心風(fēng)機(jī)傳動方式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)傳動方式ABCDFG結(jié)構(gòu)特點(diǎn)無軸承，電動機(jī)直聯(lián)傳動懸臂支承，皮帶輪在兩軸承之間懸臂支承，皮帶輪在兩軸承外側(cè)懸臂支承，聯(lián)軸器傳動(有風(fēng)筒)懸臂支承，聯(lián)軸器傳動(無風(fēng)筒)齒輪箱，直聯(lián)傳動氣流方向用以區(qū)別吸氣和出氣方向，分別以入和出表示；選用時一般不表示。風(fēng)口位置分進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口兩種，用入、出若干角度表示；基本風(fēng)口位置有4個，0o、90o，180o、270o。軸流式風(fēng)機(jī)型號含義舉例：30K4—1 1No3A風(fēng)機(jī)傳動方式為電機(jī)直聯(lián)式第一>1第一>1J 節(jié)泵與風(fēng)機(jī)的工作原理—、 —表示該型風(fēng)機(jī)葉輪為1級表示該型葉片第4次設(shè)計(jì)表示該型風(fēng)機(jī)的葉型為等厚板型的扭曲葉片表示該型風(fēng)楓的轂比(0.30)100倍后的整數(shù)一輪轂直徑比葉輪外徑離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理

圖離心泵示意圖離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理是壓葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(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1—2、圖1—3所示。葉輪l裝在一個螺旋形的外殼內(nèi)，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，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。圖1-3離心式風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)分解示意圖1—吸入口；2一葉輪前盤；3一葉片；4—后盤；5—機(jī)殼；6一出口7一截流板，即風(fēng)舌；8一支架二、軸流式泵與風(fēng)機(jī)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，升高其壓能和動能，其結(jié)構(gòu)如圖1—4、圖1—5所示。葉輪1安裝在圓筒形（風(fēng)機(jī)為圓錐形）泵殼3內(nèi),當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，流體軸向流入，在葉片葉道內(nèi)獲得能量后，沿軸向流出。軸流式泵與風(fēng)機(jī)適用于大流量、低壓力，制冷系統(tǒng)中常用作循環(huán)水泵及送引風(fēng)機(jī)。圖1-4軸流泵示意圖1-葉輪2-導(dǎo)流器3-泵殼1 51 5EHn_7址沽沙RTiflM士囪圖1-5軸流風(fēng)機(jī)示意圖1-整流罩2-前導(dǎo)葉3-葉輪4-擴(kuò)散筒5-整流體圖1-6貫流式風(fēng)機(jī)示意圖貫流式風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)示意圖 1-葉片貫流式風(fēng)機(jī)中的氣流 2-封閉端面三、貫流式風(fēng)機(jī)的工作原理近年來由于空氣調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展，要求有一種小風(fēng)量、低噪聲、壓頭適當(dāng)和在安裝上便于與建筑物相配合的小型風(fēng)機(jī)。貫流式風(fēng)機(jī)就是適應(yīng)這種要求的新型風(fēng)機(jī)。貫流式風(fēng)機(jī)的主要特點(diǎn)如下(圖1—6)：葉輪一般是多葉式前向葉型，但兩個端面是封閉的。葉輪的寬度b沒有限制，當(dāng)寬度加大時.流量也增加。貫流式風(fēng)機(jī)不像離心式風(fēng)機(jī)是在機(jī)殼側(cè)板上開口使氣流軸向進(jìn)入風(fēng)機(jī)，而是將機(jī)殼1、活塞21、活塞2、泵缸3、工作室4、吸水閥5、壓水閥(4)在性能上，貫流式風(fēng)機(jī)的

效率較低，一般約為30%—50%。（5）進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口都是矩形的，易與建筑物相配合。貫流式風(fēng)機(jī)至今還存在許多問題有待解決。特別是各部分的幾何形狀對其性能有重大影響。不完善的結(jié)構(gòu)甚至完全不能工作，但小型的貫流式風(fēng)機(jī)的使用范圍正在穩(wěn)步擴(kuò)大。四、四、其他常用泵（一） 、往復(fù)泵現(xiàn)以活塞式為例來說明其工作原理。如圖1—7所示，活塞泵主要由活塞1在泵缸2內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動來吸入和排除液體。當(dāng)活塞1開始自極左端位置向右移動時，工作室3的容積逐漸擴(kuò)大，室內(nèi)壓力降低，流體頂開吸水閥4，進(jìn)入活塞1所讓出的空間，直至活塞l移動到極右端為止，此過程為泵的吸水過程。當(dāng)活塞1從右端開始向左端移動時，充滿泵的流體受擠壓，將吸水閥4關(guān)閉，并打開壓水閥5而排出，此過程稱為泵的壓水過程?；钊粩嗤鶑?fù)運(yùn)動，泵的吸水與壓水過程就連續(xù)不斷地交替進(jìn)行。此泵實(shí)際上工作原理是與制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)一樣的，所以在本篇中我們不詳解，而在后面壓縮機(jī)部分再詳細(xì)介紹。此泵適用于小流量、高壓力，在大型制冷機(jī)組中用得多些。（二） 、水環(huán)式真空泵真空式氣力輸送系統(tǒng)中，要利用真空泵在管路中保持一定的真空度。有吸升式吸入管段的大型泵裝置中，在啟動時也常用真空泵抽氣充水。常用的真空泵是水環(huán)式真空泵。水環(huán)式真空泵實(shí)際上是一種壓氣機(jī)，它抽取容器中的氣體將其加壓到高于大氣壓，從而能夠克服排氣阻力將氣體排入大氣。水環(huán)式真空泵的構(gòu)造簡圖示于圖1—8。有12個葉片的葉輪1偏心地裝在圓柱形泵殼圖1-8水環(huán)式真空泵1、葉輪2、泵殼3、進(jìn)氣管4、進(jìn)氣空間5、排氣空間6、排氣管圖圖1-8水環(huán)式真空泵1、葉輪2、泵殼3、進(jìn)氣管4、進(jìn)氣空間5、排氣空間6、排氣管圖1-9齒輪泵示意圖1-主動輪2-從動輪3-吸油真空泵在工作時應(yīng)不斷補(bǔ)充水，用來保證形成水環(huán)和帶走摩擦引起的熱量。我國生產(chǎn)的水環(huán)式真空泵有SZ型和SZB型，前者最高壓強(qiáng)可達(dá)205.933Kpa（作為壓氣機(jī)用時）。SZB是懸臂式的小型真空泵。表1—3是SZ型水環(huán)式真空泵的性能簡表。下列壓強(qiáng)下的抽氣SfmVmin）極限壓強(qiáng)電機(jī)功率轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)耗水量（下列壓強(qiáng)下的抽氣SfmVmin）極限壓強(qiáng)電機(jī)功率轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)耗水量（1/niin）型號75045630415276(kPa)(kPa)(kW)SZ-10.20,0850.05(),016一16.34145010SZ-20.45G.220.130.33一13.1101450初SZ-31.530.910.480.200.0678309757()SZ-43.602.351-470.4017.1707X1表1-3表SZ型水環(huán)式真空泵的工作性能齒輪泵具有一對互相嚙合的齒輪，通常用作供油系統(tǒng)的動力泵，如圖0—9所