110比轉(zhuǎn)速和型式數(shù)一比轉(zhuǎn)速二型式數(shù)問題的提出73課件講

泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans一、比轉(zhuǎn)速

§1-10比轉(zhuǎn)速和型式數(shù)

二、型式數(shù)

問題的提出

泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans問題的提出

相似設(shè)計(jì)→如何選型→眼花繚亂；

qV,H,n結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)尺寸尋求：綜合的特征參數(shù)=

(性能,結(jié)構(gòu))流量相似定律或全壓相似定律揚(yáng)程相似定律構(gòu)造之；③目的：用于泵與風(fēng)機(jī)的理論研究、選擇和設(shè)計(jì)中。平方，立方除以泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans一、比轉(zhuǎn)速（一）泵的比轉(zhuǎn)速

（1-119）

3.65引自原蘇聯(lián)水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速：，將P（馬力，PS）→

不同國(guó)別、不同單位比轉(zhuǎn)速的換算如表1-7所示。泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans表1-7不同國(guó)別、不同單位比轉(zhuǎn)速的換算計(jì)算公式國(guó)別中國(guó)、前蘇聯(lián)美國(guó)英國(guó)日本德國(guó)單位qVm3/sUSgal/minUKgal/minm3/minm3/sHmftftmmnr/minr/minr/minr/minr/min換算關(guān)系

114.1612.892.123.650.070610.910.150.2580.07761.110.1640.2830.47176.686.0811.7220.27403.883.530.5811

注ft——英尺；USgal——美加侖；UKgal——英加侖泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans（二）風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速：（1-122）（1-123）

由于kgf/m2=9.80665Pa，故公制單位的比轉(zhuǎn)速是SI制單位的比轉(zhuǎn)速的9.806653/4→5.54倍，并取整。（三）關(guān)于比轉(zhuǎn)速的幾點(diǎn)說明1

取值具有唯一性（最佳工況）。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)。泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans3

不是相似條件，而是相似的必然結(jié)果。4

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、H④.參數(shù)單位：qV(m3/s)、H

(m)、p

(Pa)、n

(r/min)（四）比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用3、用比轉(zhuǎn)速可以大致決定泵與風(fēng)機(jī)的型式1、比轉(zhuǎn)速可以反映泵與風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2、比轉(zhuǎn)速可以大致反映性能曲線的變化趨勢(shì)

4、用比轉(zhuǎn)速可以進(jìn)行泵與風(fēng)機(jī)的相似設(shè)計(jì)參見表1-9泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans

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表1-9比轉(zhuǎn)速與葉輪形狀和性能曲線形狀的關(guān)系泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans續(xù)表1-9

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)速揚(yáng)程-流量曲線特點(diǎn)關(guān)死揚(yáng)程為設(shè)計(jì)工況的1.1~1.3倍揚(yáng)程隨流量減少而增加，變化比較緩慢。

關(guān)死揚(yáng)程為設(shè)計(jì)工況的1.5~1.8倍揚(yáng)程隨流量減少而增加，變化較急。關(guān)死揚(yáng)程為設(shè)計(jì)工況的2倍左右，揚(yáng)程隨流量減少而急速上升，又急速下降。功率-流量曲線特點(diǎn)關(guān)死功率較小，軸功率隨流量增加而上升。流量變動(dòng)時(shí)軸功率變化較少。關(guān)死點(diǎn)功率最大，設(shè)計(jì)工況附近變化比較少，以后軸功率隨流量增大而下降。效率-流量曲線特點(diǎn)比較平坦。比軸流泵平坦。急速上升后又急速下降。泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans二、型式數(shù)

比轉(zhuǎn)速在實(shí)際應(yīng)用中的主要缺點(diǎn)是：它是一個(gè)有因次的相似準(zhǔn)則數(shù)，因而其通用性受到很大限制，也不利于學(xué)術(shù)交流和國(guó)際間的貿(mào)易往來。

為此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO/TC）定義了無因次型式數(shù)，其計(jì)算公式為：（1-124）并以此取代現(xiàn)在用的比轉(zhuǎn)速。泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans①．由于它是無因次數(shù)，因而具有廣泛的通用性；②．作為兩泵流動(dòng)的相似準(zhǔn)則數(shù)，物理意義清楚，概念統(tǒng)一，便于理解和掌握；③．與泵所輸送流體的密度無關(guān)，可唯一地確定葉輪的幾何形狀。

使用缺點(diǎn)是數(shù)值偏小。二、型式數(shù)應(yīng)用型式數(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans§3-2葉片式通風(fēng)機(jī)的無因次性能曲線和空氣動(dòng)力學(xué)略圖一、問題的提出二、無因次性能參數(shù)和無因次性能曲線三、無因次性能參數(shù)的意義四、通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)略圖泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans一、問題的提出②．對(duì)同一系列（相似）風(fēng)機(jī)，可依據(jù)相似定律實(shí)現(xiàn)；對(duì)不同系列（不相似）風(fēng)機(jī)，則不能依此進(jìn)行，需要構(gòu)造一個(gè)比較的方法。

①．在實(shí)際工程中，為選擇合適的風(fēng)機(jī)，需要進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能的比較。③．若能將某一系列風(fēng)機(jī)的性能只用一條曲線表示出來，那么，若將所有不同系列風(fēng)機(jī)的性能曲線繪制在一張圖上，就可以進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能的比較了。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)速密度④．風(fēng)機(jī)性能=f

計(jì)量單位設(shè)法除去

則對(duì)同一系列風(fēng)機(jī)就只有一組性能參數(shù)。泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans一、問題的提出

由于這時(shí)的參數(shù)已沒有因次，故稱為無因次性能參數(shù)，由其所描述的曲線稱為無因次性能曲線。用之實(shí)現(xiàn)不同系列風(fēng)機(jī)的性能比較。

對(duì)于同一系列風(fēng)機(jī)，在相似的運(yùn)行工況下有：OqVpp2mp1qVA

qVAqVA

pApA

pA

A

AA

O泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans二、無因次性能參數(shù)和無因次性能曲線

—

葉輪圓面積；1、定義方法

—

葉輪圓周速度；—流體的密度。泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans二、無因次性能參數(shù)和無因次性能曲線2、無因次性能參數(shù)的定義式

（3-2）（3-4）（3-7）泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans二、無因次性能參數(shù)和無因次性能曲線3、無因次性能曲線

圖3-15

是

4-13（72）№5

通風(fēng)機(jī)的性能曲線和無因次性能曲線。由圖不難看出，兩者形狀完全相同。

應(yīng)該指出：當(dāng)

n和

D2較大時(shí)，由于尺寸效應(yīng)和轉(zhuǎn)速效應(yīng)的影響，兩者會(huì)略有不同。

泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans三、無因次性能參數(shù)的意義

1、對(duì)于同一系列的通風(fēng)機(jī)，其無因次性能參數(shù)具有唯一性。換言之：它是相似準(zhǔn)則數(shù)，是相似的結(jié)果。2、對(duì)于不同系列的通風(fēng)機(jī)，其無因次性能參數(shù)與通風(fēng)機(jī)的幾何尺寸、轉(zhuǎn)速及輸送流體的種類無關(guān)，而只與通風(fēng)機(jī)的類型有關(guān)。3、它表征了不同系列通風(fēng)機(jī)性能的特征值。可將不同系列通風(fēng)機(jī)的無因次性能曲線集中在一起，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)性能的比較、選擇。泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans四、通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)略圖

由于同一系列的通風(fēng)機(jī)都是按相似方法設(shè)計(jì)的，因此，它們的無因次性能曲線相同，流道的幾何形狀相似。故

即，相似的通風(fēng)機(jī)，每臺(tái)所有各通流部分的尺寸與其葉輪外徑D2的比值都對(duì)應(yīng)相等。

為了便于系列相似設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)行業(yè)通常把模型風(fēng)機(jī)的葉輪外徑D2作為100，求出各通流部分相對(duì)D2的尺寸，并以此尺寸繪制通風(fēng)機(jī)的幾何圖形。泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans

無因次性能曲線＋相對(duì)于D2尺寸繪制的通流部分的圖形=空氣動(dòng)力學(xué)略圖，4-73型離心通風(fēng)機(jī)例圖如圖3-16所示。使用之，既便于選型，又大大簡(jiǎn)化了相似設(shè)計(jì)。

泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans§3-3葉片式通風(fēng)機(jī)的選擇曲線概述

一、什么是葉片式通風(fēng)機(jī)的選擇曲線二、目的

三、三組等值線及其特點(diǎn)泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans一、什么是葉片式通風(fēng)機(jī)的選擇曲線

選擇曲線是用對(duì)數(shù)坐標(biāo)把在標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)于無因次性能曲線上工作范圍內(nèi)工況點(diǎn)的所有同系列通風(fēng)機(jī)的葉輪直徑D2，轉(zhuǎn)速n、圓周速度u2以及相應(yīng)的流量qV、全壓p、功率Pgr全部表示出來的一種曲線，也稱同系列通風(fēng)機(jī)的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。選擇曲線表示了同系列通風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)n、D2、u2、qV、p、及Pgr等之間的關(guān)系。二、目的

便于選擇風(fēng)機(jī)產(chǎn)品（由制造廠提供風(fēng)機(jī)）。

泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans9401675960111450周速（m/s）qV（10000m3/h）全壓（10Pa）三、三組等值線及其特點(diǎn)等機(jī)號(hào)線

等轉(zhuǎn)速線

等功率線

圖3-17G-4-13.2（73）型離心通風(fēng)機(jī)的選擇曲線泵與風(fēng)機(jī)

PumpsandFans三、三組等值線及其特點(diǎn)

等機(jī)號(hào)