流体力学下篇 泵与风机.ppt

下篇 泵与风机 泵与风机的分类 2. 离心泵的工作原理 泵壳内灌满所输送的液体，电机→泵轴旋转→叶轮旋转→叶片间的液体旋转→受离心力的作用使液体向叶轮外缘作径向运动。压力增高，并以很高的速度（15-25 m/s）流入泵壳。 关于气蚀 如果泵内某处压强低至该处液体温度下的汽化压强pv，部分液体就开始汽化，形成气泡；与此同时，由于压强降低，原来溶解于液体的某些活泼气体，如水中的氧也会逸出而成为气泡。这些气泡随液流进入泵内高压区，由于该处压强较高，气泡迅即破灭。于是在局部地区产生高频率、高冲击力的水击，不断打击泵内部件，特别是工作叶轮，使其表面成为蜂窝状或海绵状。此外在凝结热的助长下，活泼气体还对金属发生化学腐蚀，以至金属表面逐渐脱落而破坏。这种现象就是气蚀。 所谓“气蚀”是指侵蚀破坏材料之意，它是“空（气）泡”现象所产生的后果。气蚀发生时产生噪音和震动，液体流量明显下降，同时压头、效率也大幅度降低，严重时会输不出液体。 通常离心式泵与风机叶轮的进口截面积与出口截面积相差不大，因此进口和出口的径向分速度可以近似看作相等，即 一、泵与风机的相似律 2）运动相似：两叶轮对应点上水流的同名速度方向一致，大小互成比例。也即在相应点上水流的速度三角形相似。 在几何相似的前题下，运动相似就是工况相似。 原型与模型满足运动相似条件，即相应的速度图(速度三角形)相似，它们对应的工况称为相似工况。 3）第三相似定律——相似工况下轴功率之间的关系。 2、当转速改变时性能参数的换算 把相似定律应用于以不同转速运行的同一台叶片泵，则可得到比例律： 比例律应用的图解方法 (2)已知水泵转速为nl时的(Q—H)l曲线，但所需的工作点，并不在该特性曲线上，而在坐标点A2(Q2，H2)处。现问；如果需要水泵在A2点工作，其转速n2应是多少? 第7节 管路特性曲线与工作点 水泵瞬时工作点： 水泵运行时，某一瞬时的出水流量、扬程、轴功率、效率及吸上真空高度等称水泵瞬时工作点。 决定离心泵装置工作点的因素 　（1）水泵本身型号； 　（2）水泵实际转速； 　（3）管路系统及边界条件。 优点：调节流量，简便易行，可连续变化——临时调节 缺点：关小阀门时增大了流动阻力，额外消耗了部分能量，经济上不够合理。调节阀门通常只能装在压水管上。 (1)解决这一类问题的方法归纳为“选点、计算、立点、连线”四个步骤。 2、应用切削律注意点 (1)切削限量 (2)对于不同构造的叶轮切削时，应采取不同的方式。 切削叶轮的调节方法，不增加额外的能量损失，机器效率下降很少，是一种节能的调节方法。 缺点是需要停机换装叶轮，常用于水泵的季节性调节。 3、比转数的实用意义 (1)比转数ns 反映某系列泵或风机的主要性能特点。 当转速n一定时，ns↑，Q↑，H↓ ns↓，Q↓，H↑ (2)比转数ns反映该系列泵或风机在结构上的特点。 用ns可对叶片泵进行分类。要形成不同ns，在构造上可改变叶轮的外径(D2)和减小内径(D0)与叶槽宽度(b2)。 比转数小的机器，流量小而压头大，叶轮D0与b2较小，D2较大，叶轮的形状相对地薄而大。 应当指出：当比转数ns增大到一定值时，流体在叶轮中获得的能量将不均匀。为使能量分布均匀，必须将叶轮出口做成倾斜的，这样流体流出的方向也是斜向的，机器就从离心式过渡到混流式，继而变为轴流式，流体轴向流入轴向流出，如图示。 (3)比转数可以反映性能曲线变化的趋势 ns越小：Q—H曲线就越平坦；Q—N曲线较陡；Q＝0时的N值就越小。因而，比转数低的水泵，采用闭闸起动时，电动机属于轻载起动，起动电流减小；效率曲线在最高效率点两则下降得也越和缓。 一、管路系统的特性曲线 流体通过某特定管路时所需的压头与液体流量的关系曲线。 二、图解法求离心泵装置的工作点 M K D HST HST Q QM H Q-ΣH Q-H ΣH HM K1 例题12-1 一台风机，当转速n=2800r/min时，其性能曲线如图示，当某管路系统风量为500m3/h时，系统阻力为300 Pa， 试计算：①风机的实际工作点；②当系统阻力增加50%时的工作点；③当空气送入有正压150 Pa的密封舱时的工作点。 三、泵或风机在管路运行的稳定工作条件 稳定工况点： dH管/dQ dH机/dQ §8 离心泵并联及串联运行 一、水泵并联工作： (1)增加供水量； (2)通过开停水泵的台数调节泵站的流量和扬程，以达到节能和安全供水； (3)水泵并联扬水提高泵站运行调度的灵活性和供水的可靠性。 并联性能曲线的绘制： 等扬程下流量叠加，实质是将管道水头损失视为0的情况下来求并联