流体输配管网第2章讲课(2).ppt

2.5 性能曲线及叶型对性能的影响 泵与风机的性能曲线 2.5.1 理论性能曲线 HT—QT NT—QT 分析基础：欧拉方程 HT—QT 叶片形式 HT—QT NT—QT （理想状况下） NT—QT 前向型叶片易发生电机超载。后向型几乎不会发生超载现象。 （1）叶片的几种形式 （2）叶片安装角对压力的影响 （3）几种叶片形式的比较 2.5.2 叶型对性能的影响 2.5.3 泵与风机的实际性能曲线 离心风机的特性曲线 叶片安装角对压力的影响 叶片安装角对压力的影响 流体径向进入叶道； 叶道进口截面积等于出口。 分析： 扬程与vu2成正比。在其他条件相同时，采用前向叶片的叶轮给出的能量高，后向叶片的最低，而径向叶片的居中。 后向叶片型叶轮的vu2较小，全部理论扬程中的动压头成分较少；前向叶型叶轮vu2较大，动压头成分较多而静压头成分减少。 分析： 动压头成分大，流体在扩压器中的流速大，动静压转换损失较大。在其它条件相同时，前向叶型的泵或风机的总的扬程较大，但它们的损失也大，效率较低。因此，离心式泵全部采用后向叶轮。在大型风机中，为了增加效率和降低噪声水平，也几乎都采用后向叶型。但就中小型风机而论，效率不是主要考率因素，也有采用前向叶型的，这是因为叶轮是前向叶型的风机，在相同的压头下，轮径和外形可以做得较小。根据这个原理，在微型风机中，大都采用前向叶型的多叶叶轮。至于径向叶型叶轮的泵或风机的性能，显然介于两者之间。 （3）几种叶片形式的比较 （1）从流体所获得的扬程看，前向叶片最大，径向叶片稍次，后向叶片最小。 （2）从效率观点看，后向叶片最高，径向叶片居中，前向叶片最低。 （3）从结构尺寸看，在流量和转速一定时，达到相同的压力，前向叶轮直径最小，而径向叶轮直径稍次，后向叶轮直径最大。 （4）从工艺观点看，直叶片制造最简单。 因此，大功率的泵与风机一般用后向叶片较多。如果对泵与风机的压力要求较高，而转速或圆周速度又受到一定限制时，则往往选用前向叶片。从摩擦和积垢角度看，选用径向直叶片较为有利。 2.5.4泵与风机性能试验标准与试验方法 自学试验标准和方法 进行试验 说明：实际性能曲线考虑了泵与风机自身的各种损失，是在标准实验装置中得出的，实验装置尽可能避免管网对泵（或风机）的影响。它们在管网中的性能曲线可能还会有所不同，这需要对泵（或风机） 与管网进行合理匹配与连接，尽量减小管网对泵（或风机）的性能造成的影响。 2.6 相似律与比转数 2.6.1 泵与风机的相似原理 2.6.2 泵与风机的相似律及其应用 2.6.3 比转数 2.6.4 泵与风机的无因次性能曲线 2.6.1 泵与风机的相似原理 相似条件 几何相似 运动相似 动力相似 2.6.1 泵与风机的相似原理 入口速度三角形相似 要检查所有各对应点是否满足上述各种关系式，来判断两泵与风机的流通过程是否相似是很困难的，也是不必要的。实际上在几何相似的泵与风机中，只要能保持叶片入口速度三角形相似，且对应点的惯性力与粘性力的比值相等，则其流动过程必然相似。 若流量系数相等，则入口速度三角形相似。 2.6.1 泵与风机的相似原理 惯性力与粘性力的比值为雷诺数，泵与风机内部的流动常处于雷诺自模区。实际工程中通常并不采用相似准数判断泵或风机的相似。而是根据相似工况提出相似关系。 流动过程相似的工作状况——相似工况。 当两泵或风机的两个工作状况的流动过程相似，则它们的对应工况称为相似工况。即当一台泵或风机性能曲线上某点A（对应泵与风机的某个工作状况）与另一台与其相似的泵或风机性能曲线上的A所对应的流动相似，则A与A为相似工况点，所表示的工况为相似工况。在相似工况下，可推导出下列结果： 2.6.1 泵与风机的相似原理 在相似工况下，其运动相似，则必然满足动力相似的条件。 2.6.1 泵与风机的相似原理 相应地，有 2.6.2 泵与风机的相似律及其应用 相似工况下的性能参数之间的关系。 全压（扬程）关系 2.6.2 泵与风机的相似律及其应用 流量关系 2.6.2 泵与风机的相似律及其应用 功率关系 效率关系 2.6.2 泵与风机的相似律及其应用