李崇祥主编_节能原理与技术_第9章.ppt

第9章 风机与水泵节能技术 要求: 1、了解风机与泵的工件原理及性能参数。 2、掌握风机与泵的联合工作特点。 9.1 风机与泵的工件原理及性能参数 9.1.1 风机与泵的性能参数 1、流量 定义：单位时间内通风机与泵所输送的流体的量。 可用质量流量(qm，kg/s)来和容积流量(qv，m3/s)度量。 通风机流量是指单位时间内流经风机进口法兰处的气体容积。 2、压力(扬程) 定义：气体在通风机内压力升高值，或者说通风机进出口处气体压力之差(Pa)。它有静压、动压、全压之分。 (1)风机压力：通风机出口滞止压力与通风机进口滞止压力之差。即： 第9章 风机与水泵节能技术 (2)风机动压：通风机出口处气体的动压。即： (3)风机静压：通风机压力减去用马赫系数修正的通风机动压。即： 3、风机与泵的功率 (1)有效功率(W or kW)：单位时间内流体从风机或者泵所得到的能量。即： (2)轴功率(W or kW)：原动机传到风机或者泵轴上的功率。用Ns表示。 4、效率 风机与泵的效率定义为有效功率与轴功率之比。即： 5、转速(r/min) 风机或者泵叶轮每分钟的转数。用n表示。 重力加速度 第9章 风机与水泵节能技术 风机(泵)的作用：把机械能转变为流体的压力能(势能)和动能。 1、风机与泵的工作原理 下图是离心通风机工作原理示意图。气体在离心通风机呈的流动先为轴向，后转变为垂直于通风机轴的径向运动，当气体通过旋转 9.1.2 风机与泵工作原理 离心通风机工作原理示意图 叶轮的叶道时，由于叶片的作用，气体获得能量，即气体压力提高和动能增加。 2、Euler(欧拉)方程式 风机(泵)叶轮进出口速度三角形如下图所示，绝对速度矢量c为相对速度矢量w和牵引速度矢量u之和，即：c=ω+u。 第9章 风机与水泵节能技术 在稳定流动的条件下，叶轮对1kg流体所做的理论功。即： (1)无限多叶片、不可压缩流体，欧拉方程为： 当α=900时，cu1=0，欧拉方程为： 而： 所以： 对于泵，无限多叶片时理论扬程为： 对于通风机，流体可视为不可压缩流体，因此风机的理论压力为： 叶片进出口速度三角形 第9章 风机与水泵节能技术 3、叶轮的实际功 实际上，(1)风机的叶片数(10～30片)和水泵的叶片数(5～10片)是有限的；(2)因流体的惯性而产生轴向涡流等。 因此，有限多叶片时所获得的理论能量头降低。用滑移系数K来修正有限多叶片的理论能量头，滑移系数的定义为： 实际流体是有粘性的，因此存在流动损失，通常用流动效率来度量，流动效率的定义为： 风机实际压力： 泵的实际扬程： 理论能量头 9.1.3 能量损失与实际性能曲线 1、能量损失 (1)流动损失：流道中流动所产生的能量损失。包括摩擦损失、涡流损失和冲击损失。其会降低实际压力或扬程。 第9章 风机与水泵节能技术 (2)泄漏损失：风机(泵)的叶轮与静止部件之间间隙而使之有效流量减少。用泄漏效率度量： (3)轮阻损失：叶轮旋转时气体与叶轮前后盘外侧面及轮缘的摩擦损失。会增加外功的消耗，用轮阻效率来度量： (4)机械损失：机械传动过程中所产生的损失。会增加外功的消耗，用机械传动效率来度量： 2、风机与泵的全效率 风机(泵)的全效率表达为： 3、风机与泵的实际性能曲线 性能曲线----风压(扬程)随流量变化的关系曲线。风机(泵)的实际能量头等于理论能量头减去所有损失后的能量头。即： 4、风机与泵的稳定工况范围 风机(泵)要稳定工件，其流量变化范围为： 第9章 风机与水泵节能技术 管网----与风机或泵连接在一起管道、阀门、除尘器等的总称。 1、管网特性曲线 管网风压(扬程)和流量的关系曲线。 2、风机与泵的工作点 风机或泵与管网联合工作时，必须满足下面关系： (1)通过风机或泵及无泄漏的管网的流体流量要完全相等。 (2)风机(泵)所产生的压力(扬程)，一部分用于克服管网中的阻力损失，其余部分消耗在管网出口时所具有的动能上。即： 3、稳定工作区和非稳定工作区 9.2 风机与泵的联合工作 9.2.1 风机与泵在管网中的工作 第9章 风机与水泵节能技术 1、风机与泵的并联运行 就是两台或两台以上的风机(泵)向同一管道中输送流体。其目的是在同一压力(扬程)下获得较大的流量。 2、风机与泵的串联运行 就是一台风机(泵)的出口管路与另一台风机(泵)的进口管路相联接的运行方式。其目的是在一定的流量下，获得更大的压力(扬程)。 3、风机与泵并联与串联运行的比较 9.2.2 泵的并联与串联运行 9.3 风机与泵的合理选型 9.3.1 风机与泵选型中存在的问题 风机(泵)的选型过程中，从技术上存在以下几个方面的问题。 1、风机与泵