正文课件第九章热能与动力系统辅助机械.ppt

（1）风机的能量损失 风机在工作中不可避免地会发生流体的摩擦、撞击和泄漏，风机本身的传动部分也有摩擦损失。风机的能量损失可分机械损失、容积损失和流动损失三部分。 1）机械损失 轴承、联轴器和带轮等机械摩擦以及叶轮圆周盘摩檫所消耗的功率称为机械损失。这里所讲的叶轮圆周盘摩擦损失，是指在叶轮前、后盘外侧的摩檫损失，至于气体在叶轮前、后盘内侧(即叶轮流道内)的摩擦损失，则属于流动损失的范畴。所有消耗于这些损失中的能量，都将转化为热能，并耗散于气体中。 2)容积损失 风机静、动部件之间有一定的间隙，造成气体泄漏．使风机的流量减少和能量损失增多。这种通过间隙泄漏造成的损失，称为容积损失。对于流量小的风机，气体的相对泄漏量增大，故容积损失对流量小、风压高的风机性能的影响较流量大、风压低的风机为大。 3)流动损失 气体流动过程中，出于粘性会产生摩檫损失，由于流速的方向和大小变化会引起旋涡和脱离而产生的能量损失，统称为流动损失。其中流道内出现旋涡和脱离带来的损失占较大比例，其损失量取决于叶轮入口处气流的冲角。 (2)风机的实际性能曲线 离心风机的风压、功率和效率对应于风量的变化规律，可用曲线来表示，而形成风机的性能曲线，主要有： 1)全风压与风量之间的关系曲线，即 p(或H )— 性能曲线。 2)轴功率与风量之间的关系曲线，即 性能曲线。 3)总效率与风量之间的关系曲线．即 性能曲线。 4)静压与风量之间的关系曲线，即 (或 )— 性能曲线。 5)静压效率与风量之间的关系曲线，即 — 性能曲线。 图9－6为试验测得的前弯式叶轮(带黑点的曲线)和后弯式叶轮(不带黑点的曲线)的通风机性能曲线。 图9－6 离心风机性能曲线 二、轴流风机 轴流风机与离心风机都是在叶轮作用下使气体获得能量，所不同的是离心风机中气流在叶轮内是沿径向流动，而轴流风机中气流在叶轮内是沿着回转轴作轴向流动。 图9－7为轴流风机的典型结构，它由进气口集流器、叶轮、导叶和扩压筒组成。其中，进口集流器和扩压筒组成了轴流风机的外壳。当叶轮旋转时，气流从进口集流器1进入，通过叶轮2使气体获得能量，然后进入导叶3、导叶把气体旋转部分的动能转化为静压，气体最后通过扩压筒4时将一部分轴向流动动能也转化为静压，从扩压简流入管路。轴流风机是一种大流量、低风压的风机，风压一般在4.9kPa(500mm )以下。 1－进口集流器 2－叶轮 3－导叶 4－扩压筒 图9－7 轴流风机简图 插图9-3 轴流式风机 1 插图9-4 轴流式风机 2 轴流风机是在最高效率点进行设计和计算的，而使用中风机的工作点经常发生变化，因 此就有必要研究风机的性能曲线。图9－8是轴流风机的性能曲线，它具有以下几个特点： 1)风压性能曲线 的右侧相当陡峭，而左侧呈马鞍形，c点的左侧称为不稳定工况区。 2)当风量减小时，功率P反而增大；在 ＝0时，功率达到最大值。 3)最高效率点的位置相当接近不稳定工况区的起始点c。 图9－8 轴流风机的性能曲线 轴流风机存在不稳定工况区现象的原因是“脱离”现象的存在。气流的相对速度与叶片叶弦之间的夹角(即冲角，见图9－9)越大，叶片背面气流的分离点A越靠近进口。当冲角达到临界冲角后，叶片背面出现脱离现象，风机的风压迅速下降，甚至出现气流阻塞现象。严重的脱离会引起风量、风压和电流的大幅度波动，噪声增加。即产生喘振现象。 图9－9 叶片的脱离工况 三、罗茨风机 罗茨风机属于容积风机，它是依靠壳内两个外形为渐开线的“8”字形转子所产生的工作室容积变化来输送气体的(图9－10)。两个转子将机壳分为A、B、C三室，随着转子的转动，与进气管相通的A室扩大而吸入气体，同时上边的转子将B室逐渐缩小而将压缩的气体由右侧的排气口排出，同样C室中的气体也被下边的转子所驱赶由排气口排出。可见，上下两个转子等速反向旋转一周，风机有4个吸气和排气过程。两个转子间以及转子与机壳间均应保持一定间隙，以免相对运动中发生摩擦。同时，为减少泄漏量，间隙要尽量小一些，一般间隙在0.25~0.4mm之间。 1－机壳 2－转子 图9－10 罗茨风机简图 插图9-5 罗茨风机组 罗茨风机的最大特点是随着管路阻力的变化，风压能升高或降低，而流量基本保持不变，因此适用于要求风量稳定的场合。罗茨风机结构紧凑，重量轻，使用方便。但当风压高时泄漏损失大，磨损严重，噪声大，加工制造工艺要求高，流量较低。 9.4 泵与风机的运行 当泵与风机装置在一定的管路系统中工作时，实际工作状况不仅取决于泵与风机本身的特性，还取决于整个装置