清水泵的使用方法_百度知道
清水泵的使用方法
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但是工作效率会显著高出前者，没有挡圈却配有锯齿片.jpg" target="_blank" title="点击查看大图" class="ikqb_img_alink"><img class="ikqb_img" src="http，所以清水泵不能用于排污.com/zhidao/pic//zhidao/wh%3D450%2C600/sign=120dc1090ffa513d51ff64da085d79cd/43a7d933c895df674f082025baf07a3.hiphotos，我们台泉水泵可以给大家一个肯定的回答，因清水泵是在潮湿环境下工作、清水泵使用前应注意∶电压相符及用电安全、腐蚀等情况的发生，导致清水泵在用于污水场合时极有可能会出现堵塞://d://d，这点大家以后可能要谨记了、耐腐蚀性能较强机械密封以及O型圈作为水泵的密封件.baidu。清水泵的流道较小，而清水泵的叶轮较复杂，所以扬程普遍都不高.为了防止磨损和腐蚀。3、磨损.baidu，这样自然导致效率相对较低.排污泵为了防止堵塞。2。3.为了防止缠绕。<a href="http。　综上所述，电源开关前应装上漏电保护开关，而清水泵则无需严格考虑，排污泵一般都采用耐磨性能较好的.com/zhidao/wh%3D600%2C800/sign=2a6eebf6bacb990dc24c2/43a7d933c895df674f082025baf07a3，吸水管底阀垂直放入水中0，以大流道设计为主，排污泵的叶轮设计较之清水泵更简朴。2.baidu，防止杂物吸入水泵中影响水泵运行，那清水泵能不能用来排污呢，间隙也较小.jpg" esrc="http.4米、水泵工作时不要搬动。原因有三，那就是不可以://d.hiphotos。 很多人说清水泵和排污泵好像很相似：1 1、缠绕、水质较差时应设过滤网，从而导致水泵损坏或报废，扬程就相对较高？如果可以，那么就可以一举两得了，可以将布头等杂物搅碎后泵出，我们就能很好理解清水泵为什么不能排污的问题了--因为流道和叶轮等关键设计的特点.hiphotos
一、潜水泵的使用　　　　1、使用前的检查　　　　(1)检查潜水泵的机壳是否有裂纹，若有裂纹则不能使用。　　　　(2)检查潜水泵的放气孔、放水孔、放油孔和电缆接头处的封口是否松动，如有松动必须旋紧。　　　　(3)检查潜水泵的绝缘电阻。用500V绝缘电阻表检测，其绝缘电阻不应小于5MΩ,若低于此值，应打开放水、放气孔，烘干或晒干后再使用。　　　　(4)潜水泵的电缆线最好不要有接头，若有接头应包扎好，整个电缆线应无破损、折断现象，否则应更换新电缆。另外，电缆线要架空，不要太长。　　　　(5)起动前校正电源正负极，以免水泵倒转，不出水。　　　　(6)开机前对供电线路、开关进行全面检查，并在地面通电空转3~5min，若运正常，再放入水中投入使用。　　　　2、使用中应注意的事项　　　　(1)不同型号...
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出门在外也不愁泵壳裂纹会直接导致阻值1.4%4%0吗?_百度知道
泵壳裂纹会直接导致阻值1.4%4%0吗?
油浸泵在浅水中抽水,泵壳出现裂纹能憨触封吠莩杜凤森脯缉否直接导致三相绕组形成开路且三相定子绕组对壳绝缘电阻为标准值的1.4%,4%.0
标题: 水泵的五种排除故障的方法内容: 1、水泵不吸水或不排水。造成这种故障多数是由于底阀卡死、滤水部分淤塞，吸水高度太高或吸水管漏气等。应逐一进行检查，分别采取修理底阀、清除淤塞物、纠正转向等进行处理。&br&2、管道漏水或漏气。多是由于螺帽没拧紧。如果渗漏不严重，可以在渗漏处涂抹水泥浆、湿泥或软肥皂；如果接头处漏水，可用扳手拧紧螺帽。严重漏水、漏气时，必须重新拆装。&br&3、水泵剧烈震动。可能是电动转子不平衡或联轴器结合不良。有时轴承磨损、弯曲，转动部位零件松弛、破裂，管路支架不牢也会引起震动。应分别调整、加固、检查或更换。&br&&br&4、叶轮打坏。损坏不大时，可以进行修补。损坏严重时应当更换或镀上硬质合金。完全损坏的，应拆下叶轮,XZ-2型旋片真空泵，送维修厂修理。&br&&br&5、泵轴弯曲。多是由于受冲击负荷，皮带拉得过紧、安装不正确等造憨触封吠莩杜凤森脯缉成的。如果弯的不严重，可用手动螺杆器进行矫正，但用力不可过猛，以防完全折断。&br&
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《我要做好孩子》读后感 《我要做好孩子》这本书的作者是憨触封吠莩杜凤森脯缉黄蓓佳,她虽然是北大中文系毕业的高材生,但她经常给孩子们写东西,这本书主人公金玲的原型就是她的女儿
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谈细胞质膜质子泵在拟南芥叶片气孔运动过程中的作用.pdf69页
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河北师范大学 硕士学位论文
细胞质膜质子泵在拟南芥叶片气孔运动过程中的作用 姓名：刘婷 申请学位级别：硕士 专业：植物学 指导教师：尚忠林 座机电话号码 学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文《细胞质膜质子泵在拟南芥叶片气孔运动
过程中的作用》，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原
创性成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个
人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献
的个人和集体，均已在文中标明。 本声明的法律后果由本人承担。 论文作者 签名 ：立淖亭 2。。7年6月／日 学位论文原创性确认书 学生ii噎 所提交的学位论文《细胞质膜质子泵在拟南芥叶片
气孔运动过程中的作用》，是在本人的指导下，由其独立进行研究工
作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外，该论文不包
含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。 ‘ 20。7年
月／日篓教美誓 ／．日，氧肌夸 河北师范人学颂I：学位论史 中文摘要 高等植物叶片保卫细胞代谢在气孔运动过程中发挥重要作用，保卫细胞内的
信号转导过程因此与气孔运动密切相关。细胞质膜上存在质子泵，由其活化导致
的H+外流可以影响细胞膜电位，引发一系列信号转导过程。为了探索细胞质膜质
子泵在气孔运动过程中的作用及其可能的作用机理，本文以拟南芥叶片表皮条为
材料，采用常规植物生理学方法和数字荧光比率测定技术，利用细胞质膜质子泵
特异性激活剂壳梭孢菌素和抑制剂钒酸钠对保卫细胞进行处理，对质子泵活性调
节剂对气孔开度和保卫细胞内钙离子浓度的影响进行了研究。 实验结果表明，质膜质
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2主要内容第一章 泵与风机的分类和特点 ? 叶片式、容积式、其他形式 第二章 叶片式泵与风机的基本理论（一）离心泵工作过程 （二）泵与风机的基本方程：Euler方程 （三）理论扬程的组成 （四）损失与效率 （五） 泵与风机的理论性能曲线 （六） 轴流式泵与风机的叶轮理论3? 第三章 相似理论在泵与风机中的应用? ? ? ? ? ? （一）
相似律 （二） 相似律的实际应用 （三）比转数 （四）风机的选择曲线 （五） 风机无因次性能曲线 （六） 通用性能曲线? 第四章 泵与风机的运行? 第一节 管路性能曲线和工作点 ? 第二节 泵与风机的联合运行? 第三节 离心式泵与风机的工况调节? 第四节 运行中的主要问题(失速、喘振、抢风、汽蚀)4泵与风机在热力发电厂的应用蒸汽水凝 结 水 泵射水抽 气器排粉风机空气 灰渣冲灰水泵送风机烟气引风机给水泵 前置泵升 压 泵 疏水泵工业 水泵 射水泵 循环水泵灰渣泵补水泵生水泵锅炉系统汽轮机系统5第一章 泵与风机的分类和特点(一)按流体排出压力的高低 风机可分为1 .通风机：&15 kPa。 2 .鼓风机：15～340 kPa 。 3 .压缩机：&340 kPa 。泵可分为：1 .低压泵：&2 MPa。 2 .中压泵：2～6 MPa 。 3 .高压泵：&6 MPa 。6（二） 按作用原理分? ?离心式 ? 叶片式：轴流式 ? ?混流式 ? ?漩涡泵 ? ?活塞式 ? ? 往复式?柱塞式 ? ?隔膜式 ? ? ? 容积式： ? ?齿轮式 ? ?回转式?螺杆式 ? ? ?滑片式 ? ? ? ?真空泵 ? 其它类型： ?射流泵 ?水击泵 ?风机泵?离心式 ? 叶片式： ?轴流式 ?混流式 ? ? 往复式 ? ?叶氏风机 ? 容积式： ? ?回转式： ?罗茨风机 ? ?罗杆风机 ? ? ?71.叶片式（动力式）离心式轴流式(大流量，低扬程)(小流量，高扬程)混流式(中流量，中扬程)8风机轴流式静叶可调引风机入口静叶 出口静叶 动叶入口静叶调节机构92、容积式柱塞泵 （往复泵）工作原理（活塞式）：活塞向左 移动→泵缸容积↑ →泵体压力 ↓，排出阀门关阀，吸入杆打开， 液体吸入； 活塞向右移动→泵缸容积↓?→ 泵体压力↑?→排出阀门打开， 吸入杆关闭，液体排出。 特点：单动泵由于吸入阀和排出 阀均在活塞一侧，吸液时不能排 液，排液时不能吸液，所以泵排 液不连续，不均匀。优点是流量 小，压力高。10齿轮泵（回转式）工作原理与往复泵相似。 ? 在泵吸入口，由于两齿轮分开， 空间增大形成低压区而将液体吸 入。 ? 被吸入液体在齿轮和泵体之间被 分成两路由齿轮推着前进。 ? 在压出口，由于两齿轮互相合拢， 空间缩小形成而将液体压出泵。 特点：输送粘性较大的液体11罗茨式泵与风机? 工作原理：与齿轮泵相似。 ? 结构：由机壳和腰形转子组成。 ? 两转子之间、转子与机壳之间间 隙很小，无过多泄漏。 ? 改变两转子的旋转方向，则吸入 与排出口互换。 ? 特点：风量与转速成正比而与出 口压强无关，故出口阀不可完全 关闭，流量用旁路调节。应安装 稳压气罐和安全阀。 ? 罗茨鼓风机的出口压强一般不超 过 80 kPa（表压）。出口压强过 高，泄漏量增加，效率降低。12螺杆式泵与风机结构原理：由缸套，主, 动螺 杆组成，泵内形成多个彼此分 隔的容腔。转动时，下部容腔 V增大，吸入液体，然后封闭。 封闭容腔沿轴向上升，新的吸 入容腔又在吸入端形成。一个 接一个的封闭容腔上移，液体 就不断被挤出。 特点： ?流量和压力均匀，故工作平 稳，噪声和振动较少。 ?吸入性能好（单螺杆泵吸上 真空高度可达8.5m水柱） ?流量范围大13正位移特性（容积泵、正位移泵）Ha）流量与管路特性无关qV ,T ? f ( z, AF , s, nr )式中：z ? 泵缸数; s ? 冲程; AF ? 活塞面积; nr ? 往复次数.qV qVT往复泵特性曲线qVb）压头与流量无关，取决于管路需要理论上，往复泵压头可按系统需要无限增大。 实际上，受泵体强度及泵原动机限制。 有自吸能力，不需灌泵；旁路调节，不能封闭启动143、其他形式(1)效率低。 喷射泵 (2)结构简单，体积小， 价格低。 (3)无运动部件，工作 可靠，使用寿命长。只 有当喷嘴因口径长期使 用后，过分磨损导致性 能降低，才需更换。 (4)吸入性能好，而且 ? 靠高压工作流体经喷嘴后产生的高速射 抽送液体时的允许吸上 流来引射被吸流体，与之进行动量交换， 真空度也很高。 以使被引射流体的能量增加，从而实现 (5)可输送含固体杂质 吸排作用。常用的工作流体有水、水蒸 的污浊液体，即使被水 气、空气。被引射流体则可以是气体、 浸没也能工作。 液体或有流动性的固、液混合物。 CP 型系列喷射泵15水环式真空泵? 叶轮偏心安装，旋转时，液体受到 离心力作用，在泵体内壁形成一个 旋转的液环，叶轮端面与分配器之 间被液体密闭，叶轮在前半转（此 时经过吸气孔）旋转过程中密封的 空腔容积逐渐扩大，气体由吸气孔 吸入；后半转（此时经过排气孔） 程中密封容积逐渐缩小，气体从排 气孔排出，完成一个抽气过程。为 了保持恒定的水环，在运行过程中 必须连续向泵内供水。 ? 综上所述，水环泵是靠泵腔容积的 变化来实现吸气、压缩和排气的， 因此它属于变容式真空泵。16第二章 叶片式泵与风机的基本理论（一）基本工作过程? 利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在 泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛 出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成 不断的水流输送作用。? 另外，泵壳内的液体部分动能还转变成静压能。1617离心泵工作过程?开泵前，泵内灌满要输送的液体。 生离心力。液体从叶轮中心被抛向叶轮 外周，压力增高，高速流入泵壳。 体的流速减慢，使大部分动能转化为压 力能。最后液体以较高的静压从出口流 入排出管。 ? 泵内的液体被抛出后，叶轮的中心形 成了真空，在液面压强与泵内压力的压?开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产?在蜗形泵壳中由于流道的不断扩大，液差作用下，液体便经吸入管路进入泵内，灌泵、甩出、真空、吸入填补了被排除液体的位Z。1718气缚现象流体在封闭的叶轮中所获得的能（静压能）：2 p 2 ? p1 u 2 ? u12 ? ?g 2g? 离心泵启动时，如果泵壳内存在空气，由于空气的密度远小于液 体的密度，叶轮旋转所产生的离心力很小，叶轮中心处产生的低 压不足以造成吸上液体所需要的真空度，这样，离心泵就无法工 作，这种现象称作“气缚”。 ? 离心泵无自吸能力，为了使启动前泵内充满液体，在吸入管道底 部装一止逆阀,同时在泵体水平最高点还应设置放气口。离心泵 与喷射泵组合，依靠喷射装置,在喷嘴处造成真空实现抽吸。 ? 容积式泵都具有自吸能力。1819基本性能参数流量qv（qm）：单位时间内输送的流体量 扬程H/全压p：单位重量的液体/单位体积的气体获得的能量 功率P：原动机传递给泵与风机轴上的功率转速n:转速高，流量大，扬程高，级数和轴长可以减小效率η:流体得到的能量与输入功率的比例汽蚀余量Δhr:单位重量液体从泵吸入口至叶轮进口压力最低处的压力降体积流量一定要在一定热力条件下定义才有意义。20功率和效率轴功率：传到泵与风机 有效功率： 原动机输出功率： 轴上的功率 ?gqV H pqV （kW） Pe ? ? Pg ? Psh / ?tm （kW） Psh ? Pe / ?（kW）10001000原动机传动装Z传动效率：? tm泵与风机 效率：?原动机配套功率：Pgr=KPg，K为容量安全系数（额定条件下）。21（二）泵与风机的基本方程：Euler方程按照动量矩定理，动量矩的变化率应等于所有外力对转轴的力矩MM ? ? ? qV ,T (v2? cos ? 2? r2 ? v1? cos ?1? r1 )?Mω表示叶轮旋转时传递给流体的功率，应该等于流体获 得的功率ρgqVTHT∞。P=?qVT(u2?2u?- u1?1u?)则单位重力流体流经叶轮时所获得的能量，即无限多叶 片时的理论能头 HT? 为：H T?P 1 ? ? (u2? 2 u? ? u1?1u? ) （m） ?gqVT g22能量方程分析? (1)单位重量和单位体积的理想流体流过无限多叶片叶轮时所获得的能量仅与流体在叶片进口及出口处的运动速度有关，而与在流道中的流动过程和流体性质无关。如果泵与风机的叶轮尺寸相同,转速相同,流 量相等时，则流体所获得的理论能头相等，即泵所产生的液柱与风机产生的气柱高度相等。而全风压与流体密度有关。因此，不同密度的流体所产生的压力是不同的。 ? (2)当α1＝90°时，则v1u＝0，流体径向流入叶轮时，获得最大的理论扬程。HT∞=u2v2u/g? (3)增加转速n，叶轮外径D2和绝对速度在圆周的分量V2u，均可提高理 论能头HT∞，但加大D2会使损失增加，降低泵的效率。提高转速则受材料强度及汽蚀的限制。比较之下，用提高转速来提高理论能头，仍是当前普遍采用的主要方法。2223（三）理论扬程的组成由叶轮叶片进、出口速度三角形可知：ui? iu? ? ui? i? cos? i? ? 1 2 (? i? ? ui2 ? wi2? ) 2H T?2 2 2 u2 ? u12 ?12 ? ?2 c2 ? c12 ? ? ? 2g 2g 2g离心力的作用下叶轮旋 转所增加的静压头 叶片间通道面积逐渐加大液体流经叶轮后所增 Hp（静压头） Hc(动压头) 加的动压头（在蜗壳 中其中一部分将转变 为静压能）使液体的相对速度减少所增加的静压头Hp用于克服装Z中的流阻、液位差 和反压。要求Hp大于这三者之和。Hc表现为液流绝对速度增加。要 求Hc不宜过大，因Hc大流阻大。（四）损失与效率Ph qVT HT P? qV HT Pe qV H? Ph 流动损失功率Psh? Pm 机械损失功率? PV 容积损失功率?机械损失：由于泵轴与轴承间、泵 轴与填料间、叶轮盖板外表面与液体 间的摩擦等机械原因引起的能量损失。 机械损失用机械效率ηm表示。?m ? 理论功率 N ?100 % ? T ?100％ 有效功率 Ne泵或风机内部的能量平衡图流动损失:由于液体具有粘性，在 泵壳内流动时与叶轮、泵壳产生 碰撞、导致旋涡等引起的摩擦阻 力、局部阻力和冲击能量损失。 水力损失用水力效率ηh表示。?h ? H 实际压头 ?100 % ? e ?100％ 理论压头 HT容积损失：由于泵的泄漏、液体 的倒流等所造成，使得部分获得 能量的高压液体返回去被重新作 功而使排出量减少浪费的能量。 容积损失用容积效率ηv表示。?V ? Q 实际流量 ?100 % ? e ? 100％ 24 理论流量 QT1.机械损失和机械效率? 机械损失主要包括轴端密封与轴承的摩擦损失及叶轮前后盖板外表面 与流体之间的圆盘摩擦损失两部分。? 轴端密封与轴承的摩擦损失 ?Pm1∝nD2，与轴承、轴封的结构形式、填料种类、轴颈的加工工艺以及流体的密度有关，约占轴功率Psh的1 %～3%，大中型泵多采用机械密封、浮动密封等结构，轴端密封的摩擦损失就更小。? 圆盘摩擦损失 ?Pm2∝n3D25，是因为叶轮在壳体内的流体中旋转，叶轮 两侧的流体，由于受离心力的作用，形成回流运动，此时流体和 ?旋转的叶轮发生摩擦而产生能量损失，约占轴功率的2 %~10%，是机械损失的主要部分。?P m ? ?P m1??P m 2P ? ?P m ? m? P25减小机械损失的一些措施 （1）合理地压紧填料压盖，对于泵采用机械密封。 （2）对给定的能头，增加转速，相应减小叶轮直径。（3）试验表明，将铸铁壳腔内表面涂 漆后，效率可以提高2%～3%，叶轮盖板 和壳腔粗糙面用砂轮磨光后，效率可提高 2%～4% 。一般来说，风机的盖板和壳腔 较泵光滑，风机的效率要比水泵高。（4）适当选取叶轮和壳体的间隙，可以降低圆盘摩擦损失， 一般取B/D2=2%～5%。262.容积损失和容积效率? 泵与风机由于转动部件与静止部件之间存在间隙，当叶轮转动时，在间隙两侧产生压力差，因而使部分由叶轮获得能量的流体从高压侧通 过间隙向低压侧泄漏，称为容积损失或泄漏损失。 ? 容积损失主要发生在：叶轮入口与外壳密封环之间的间隙；平衡轴向 力装置与外壳间的间隙和轴封处的间隙；多级泵的级间间隙处；27减小泵容积损失的措施为了减小叶轮入口处的容积损失 q1 ，一般在入口处都装有密封环（承磨环或口环），如图下所示。平面式密封环中间带一小室 的密封环曲径式密封环曲径式密封环直角式密封环锐角式密封环曲径式密封环检修中应将密封间隙严格控制在规定的范围内，密封间 28 隙过大→q1↑；密封间隙过小→ 机械损失Pm1↑；3.流动损失和流动效率? 流动损失发生在吸入室、叶轮流道、导叶和壳体中。流体和各部分流 道壁面摩擦会产生摩擦损失；流道断面变化、转弯等会使边界层分离、 产生二次流而引起扩散损失；由于工况改变，偏离设计流量时，入口 流动角与叶片安装角不一致，会引起冲击损失。1）摩擦损失和局部损失 由流体力学知道，当流动处于阻 力平方区时（流体在泵与风机内的流动一般是这样），摩擦损失 和局部损失与流量的平方成正比，可定性地用下式表示：l v2 2 hf ? ? ? ? K1qV 4R 2 g2 h j ? K 2 qV2 3 Vh f ?h j ? K q292）冲击损失当流量偏离设计流量时，流体速度的大小和方向要发生变化，在叶片入口和从叶轮出来进入压出室时，流动角不等于叶片的安装角。冲击损失可用下式估算，即h s ? ?K 4 (qV ? qV ,d )2qV&qV,d 时 ， β 1&β α =β 发生在吸力面。1a，正冲角及速度三角形1a-β 1&0 为 正 冲 角 ， 旋 涡qV&qV,d 时 ， β 1&βα =β 发生在压力面。1a，1a-β 1&0 为 负 冲 角 ， 旋 涡30负冲角及速度三角形实践证明，在正冲角i&0的情况下，由于涡流发生在叶片背面，能量损失比负冲角i&0时为小。因此，设计时,一般取正冲角?=3°~5°。同时，正冲角的存在，可以 增大入口过流面积，对改善泵的汽蚀性能也有好处。若全部流动损失用hw表示，则：hw= hf+ hj+ hs流动损失的大小用流动效率?h来衡量。流 动效率等于考虑流动损失后的功率（即有 效功率）与未考虑流动损失前的功率之比 ， 即? h?P ? ?P m ??PV ??P h H ? P ? ?P m ??PV HT流动损失曲线31 31泵与风机的总效率：? ?? V ?? m ?? h由上述分析可知，泵与风机的总效率等于流动效率、容积效 率和机械效率三者的乘积。 ? 因此，要提高泵与风机的效率就必须在设计、制造及运行等 各方面注意减少机械损失、容积损失和流动损失。离心式泵 与风机的总效率视其容量、型式和结构而异，目前离心泵总 效率约在 0.60～0.90 的范围，离心风机的总效率约在 0.7 0～0.90，高效风机可达0.90以上。轴流泵的总效率约为0.7 0～0.89，大型轴流风机可达0.90左右。32（五） 泵与风机的性能曲线? 当流体以α1 ∞ =90°进入叶轮时，其理论扬程为 u2 v2u? u2 HT ? ? ? (u2 ? v2 m? ctg ? 2 a ) 叶片安装角直接影响理论扬程 g g? w2?2 ?2? c2 ? u2? w2?2 ?2? c2 ? u2?2? w2?2? c2 ? u2β2a=90°β2a&90°β2a&90°(a) 径向叶片(b)后弯叶片(c) 前弯叶片HT∞=u22/gHT∞&u22/gHT∞&u22/g33*扬程和势扬程? 由式HT∞=u2v2u∞ /g 可知，v2u(β2a)愈大， ?2?w2???2?w?2????2?w??2?扬程愈高。? 在叶轮直径相同、转速相同、流量相等 时，前向叶轮扬程最高，径向次之，而?2y?minu2=c?2y?max后向最低。? 势扬程在总扬程中所占的比例为反作用 度Ω。? =1 ? =1/2u2=cHT? Hd?∴随着叶片出口角β2a增大，扬程增加，Ω逐渐下降。即扬程中的势扬程不断下 降而动扬程不断增加（径向式叶片， Ω?2y?min90??2y?max=0.5 ）。动扬程大引致损失增大，真正能维持流体运动的是势扬程。各种?2y?时的速度三角形及Hd?、Hst?的曲线图 34泵与风机理论性能曲线2 u 2 u 2 QT ctg ? 2 HT ? ? g g ?? D 2b 2? 在固定转速下，不论叶型如何，泵或风 机理论上的流量和扬程关系是线性的。 ? QT＝0时，HT＝u22/g ? 三种叶型，ctgβ2所代表的曲线斜率不 同，具有各自的曲线倾向。 ? 对前向式和径向式叶轮，其p-qV 性能曲 线为一具有驼峰的或∽型的曲线。当风 机在最最高点左侧的不稳定工作区工作 时，可能发生喘振或飞动等现象，工程 上尽量避免采用该种形式曲线的风机。35后弯式叶片的优点? 后弯式叶片流动效率高：后弯式叶片流体出口绝对速度最小， 因此流动损失最小，流动效率高。 ? 后弯式叶片流道效率高： 前弯和径向式叶轮叶道短、断面变化 大，其叶道内的流动损失也大于后弯 叶轮。 ?后弯式叶片性能稳定，轴功率随着流量 的增加而增大到最大值之后，几乎不再 增加。而前弯式叶片的功率变化与此正 好相反，容易产生原动机的超载。36讨论1°从结构角度：当HT?=const.，前向式叶轮结构小，重量 轻，投资少； 2°从能量转化和效率角度：若流速↑流道扩散度↑→前向 式叶轮易发生边界层分离，致使局部损失增加，效率较低；希 望 Hst?↑→克服管路阻力，但前向式叶轮由于Hd?较大，在压 出室再由Hd?向Hst?转化时，所产生的压损较大，故后向式叶轮 克服管路阻力的能力相对较好； 3°从防磨损和积垢角度：径向式叶轮较好，前向式叶轮 较差，而后向式居中； 4°从功率特性角度：当流量↑时，前向式叶轮轴功率?， 易发生过载问题。37叶片出口安装角的选用原则（1）为了提高泵与风机的效率和降低噪声，工程上对离心 式泵均采用后向式叶轮； （2）为了提高压头、流量、缩小尺寸，减轻重量，工程上 对小型通风机也可采用前向式叶轮； （3）由于径向式叶轮防磨、防积垢性能好，所以，可用做 引风机、排尘风机和耐磨高温风机等。一些叶片形式和出口安装角的大致范围叶 片 形 式 强后向叶片（水泵型） 后向圆弧叶片 后向直叶片 后向翼型叶片 出口安装角范围 20?~30? 30?~60? 40?~60? 40?~60? 叶 片 形 式 径向出口叶片 径向直叶片 前向叶片 强前向叶片（多翼叶） 出口安装角范围 90? 90? 118?~150? 150?~175?38各种叶轮风机的应用? 1、后弯叶片风机效率高、噪声小、流量增大时动力机不易超载，因而在 各种大、中型风机中得到广泛应用。它的缺点是在相同的风量、风压时， 需要较大的叶轮直径或转速，另外叶片容易积尘，不适于作排尘风机。 ? 2、前弯叶片风机流道短、弯曲度大，出口绝对速度大，效率低、噪声大， 但在相同风压、风量时，风机尺寸小，转速低。因而它用于高压通风机 （P=Pa）以及要求风机尺寸小的场合。在移动式农业机械中由 于要求风机的尺寸较小，因此常采用前向叶片的中、高压风机。 ? 3、多叶式离心通风机都用前向叶片，它的特点是轮径比（D1/D2）大、 叶片数多，叶片相对宽度较大，因而用较小的尺寸可得较大的压力和流量， 且噪声较低，但效率也低。农业机械中的一些小型风机如小型植保机械上， 常采用多叶式风机。 ? 4、径向直叶片，流道较短且通畅，叶轮内流动损失较小。但叶轮出口绝 对速度比后弯式大。故在转能装Z中的能量损失比后弯式大，总的效率低 于后弯式，噪声也比后弯式高。其优点是同样尺寸和转速下，扬程（风压） 比后弯式高，且形状简单、制作方便，不易积尘。可应用于输送的气体含 有大量固体颗粒的场合。一般而言，径向式风机运转性能亦较稳定。 39泵与风机的实际性能曲线HT∞理想情况H q-H实际修正:扬程－流量曲线 理论压头HT∞- qVT 涡流修正HT-qVTβ2y=90°2 u2 g2 u2 g2 u2 K gA?u u2 ;B ? ctg ? 2 g g g? D2 b22 2H-qV H-qVTH T ? ? A ? BqVTqVT01.从理想HT∞-qVT性能曲线出发，进行修正： 扣除摩擦损失和冲击损失，得到H-qVT曲线；qVaqV2.3. 4.滑移（轴向涡流）修正，乘上小于1的系数K，得到HT-qVT直线；画出容积损失H-qvT曲线,对泄漏的流量进行修正,得H-qv曲线。40流量-功率曲线η HT PHT∞- qVT P-qV机械损失?P 首先， T ?HT ? KHT ?? gqVT HT1000 ? KA ? KBqVT...KWP ? ? gqVT ( KA ? KBqVT ) /1000 T1. 轴功率为:P=PT+ΔPm 2. 机械损失功率ΔPm与流量 无关，PT-qvT曲线加上ΔP m，即得P-qvT曲线。P-qVT P TqVTΔPm0qV3. 知道容积损失HT-qv曲线， 最后可得P-qv性能曲线。41 41性能曲线形状分析1. 最佳工况点与经济工作区最高效率所对应的工况点，称最佳工况点，它是泵与风机运行最经济 的一个工况点。在最佳工况点左右的区域(一般不低于最高效率的 0.8 5～0.9称为经济工作区或高效工作区。2. 离心泵在空载情况下防止汽化当阀门全关时，qv＝0，H＝H0、P＝P0，该工况为空转状态。空转时， 存在大范围的旋涡，输入的机械能全部转变为内能，主要消耗在机械 损失上，如旋转的叶轮与流体的摩擦，使水温迅速升高，会导致泵壳 变形、轴弯曲以致汽化，特别是锅炉给水泵及凝结水泵，由于输送的 是饱和液体，因此，为防止汽化，绝不允许在空转状态下运行。如在 运行中负荷降低到所规定的最小流量时，则应开启泵的旁路管。 离心式泵与风机在空载时所需轴功率最小，一般为设计轴功率的30％ 左右。在这种状态下启动，可避免启动电流过大，原动机过载。所以 42 阀门全关启动，运转正常再开大调节阀门。3. 离心式空载启动泵与风机性能曲线的比较（1）陡降型曲线 当斜度Kp=25%~30% 时，则称为陡降 型曲线，如右图 a 线所示。其特点是：当流量变化很小时能 头变化很大，因而适宜于流量变化不大而能头变化较大的场 合。例如火力发电厂自江河、水库取水的循环水泵，就希望 有这样的工作性能。这是因为：随着季节变化，江河、水 库的水位涨落差非常大，同时水的清洁度也发生变化，均会影响到循环水泵的工作 性能（扬程），而我们要求循环水泵应具有当扬程变化较大时而流量变化较小的特性。bac43（2）平坦型曲线 当Kp=8%～12% 时，称为平坦型曲线， 如右图 b 线所示。其特点是：当流量变化较大时，能头变化 很小。适用于流量变化大而要求能头变化小的场合。如火力 发电厂的给水泵、凝结水泵就希望有这样的性能。这是因为：汽轮发电机在运行时负荷变 化是不可避免的，特别是对调峰机组，负荷 变化更大。但由于主机安全经济性的要求，汽包的压强（或凝汽器内的压强）变化不能太大，这就要求给水泵、凝结水泵应具有流量变化很大 时，扬程变化不大的性能。bac44（3）有驼峰的性能曲线其特点是：能头随流量的变化先增大，而后减小。因而，在峰值点k 左侧出现不稳定工作区， 只能在qV&qVk 的区域工作。所以，在设计时应尽量避免这种情 况，或尽量减小不稳定区。经验证明，对离心式泵采用右图中 的曲线来选择叶片安装角 ?2y 和叶片数，可以避免性能曲线中 的驼峰。bac452、Psh-qV 性能曲线的比较 由右图可以看出，前向式、径 向式叶轮的轴功率随流量的增加迅 速上升，流量越大，功率就越大。 因此，当泵与风机工作在大于额定 流量时，原动机易过载。而后向式 叶轮的轴功率随流量的增加变化缓 慢，且在大流量区变化不大。因而 当泵与风机工作在大于额定流量时，原动机不易过载。463、? -qV 性能曲线的比较如右图所示，前向式叶轮的效 率较低，但在额定流量附近，效率 下降较慢；后向式叶轮的效率较高， 但高效区较窄；而径向式叶轮的效 率居中。 因此，为了提高效率，泵几乎不采用前向式叶轮，而采 用后向式叶轮。即使对于风机，也趋向于采用效率较高的后 向式叶轮。47（六） 轴流式泵与风机的叶轮理论? 流体沿轴向进入叶轮并沿轴向流出，故命名。? 轴流式泵与风机的比转数高，流量大，扬程（风压）低。? 其它结构上的特点（与离心式比）包括： ①结构简单、紧凑，外形尺寸小，重量较轻。②动叶可调轴流式泵与风机，由于动叶安装角可随外界负荷 变化而改变，变工况调节性能好，可保持较宽的高效工作 区。 ③动叶可调轴流式泵与风机因轮毂中装有叶片调节机构，从 而转子结构较复杂，制造安装精度要求高。④噪声大于离心式。? 火电厂中普遍用作送、引风机、一次风机和循环水泵。482.轴流式泵与风机升力理论? 流体由一个攻角进入叶轮时，在翼背上产生一个升力，同时在翼腹上 产生一个大小相等方向相反的作用力，使流体呈螺旋形沿轴向排出叶 轮。同时，风机进口处由于压差的作用，气体不断地被吸入。493.能量方程式? 欧拉（动量矩）公式同样适合轴流泵与风机2 2 v2 ? v12 w12 ? w2 u H T ? va (ctg ?1 ? ctg ? 2 ) ? ? g 2g 2g? ①由于u1=u2=u,扬程/风压较低 ? ② 要提高压力能，要求w1&w2，并且出口安装角β2g大 于入口安装角β1g ? ③考虑到实际流体的流动损失，使用流动效率ηh加以 修正。504.轴流泵与风机的基本形式515.性能曲线? H(p)- qv曲线上d点为设计工况，流线沿叶 高分布均匀，效率最高； ? e：叶顶出口产生回流，流体向轮毂偏转， 损失增加，扬程降低，效率下降； ? c-d之间，冲角增大，升力系数增大，扬程 略有升高 ? c：扬程达到极大值 ? b-c：叶片背面产生边界层分离，形成脱流， 阻力增加，扬程下降 ? b：扬程最低 ? a-b:扬程开始升高，因为能量沿叶高偏差 较大形成二次流，从叶顶流出的流体又返 回叶根再次提高能量，使扬程升高。 ? a：扬程最大。52离心式轴式泵与风机性能曲线的比较1、H-qV 性能曲线的比较 如右图a 所示，离心式泵与风 机的H-qV 曲线比较平坦，而混流 式、轴流式泵与风机的H-qV 曲线 比较陡。因此，前者适用于流量 变化时要求能头变化不大的场合， 而后者宜用于当能头变化大时要 求流量变化不大的场合。532、Psh-qV 性能曲线的比较 如右图b 所示，离心式泵与风机 的Psh-qV 曲线随着流量的增加呈上升 趋势，而轴流式泵与风机的Psh-qV 曲 线随着流量的增加，急剧下降。因此， 为了减小原动机容量和避免启动电流 过大，轴流式泵与风机应在全开阀门 的情况下启动，而离心式泵与风机则 应在关闭阀门的情况下启动。543．? -qV 性能曲线的比较 如右图c所示，离心式泵与风机的 ?-qV 曲线比较平坦，且高效区宽，随 着由离心式向轴流式过渡，? -qV 曲线 越来越陡，高效区越来越窄。 为了克服轴流式泵与风机轴功率 变化急剧和高效区窄的缺点，提高调 节效率，常常将其叶轮叶片设计成可 调的。这样, 当流量变化时，通过调节 叶轮叶片的角度，使轴流式泵与风机 仍具有比较高的效率。5556第三章 相似理论在泵与风机中的应用1、流量相似定律 （由 qV ? ?D2b2??2r?V 推得）n p ?Vp ?( ) ? ? qV D n ?V 1 2、能头相似定律 由 H ? H T? h ? [u 2? 2u ? u1? 2u ] ?? h 推得） g Hp D p n p 2 ?hp p p ? p D p n p 2 ?hp ?( ? ) ? ; ? ( ? ) ? H D n ?h p ? D n ?h qVp Dp3?gqV H 3、功率相似定律（由Psh ? 推得） 1000? Pp ? p D p 5 n p 3 ? m ? ( ) ?( ) ? P ? D n ? mp5657相似定律的几点说明?V、?h 和?m 不等效的原因尺寸效应：小模型效率低 相对粗糙度 ? D ↑→沿程损失系数?↑→?h↓ 2 ? ↑→泄漏流量q 相对↑→? ↓ 相对间隙 D2 V 转速效应：降转速效率低b ? ?Pm1 ? nD2 ? ?Pm ? ? ? m ? a ? 2 4↓(设D2不变) 3 5? n D ??Pm2 ? n D2 ?结论：对于小模型、降转速，?? ? (?V? 、?h? 、?m? )。5758? 如果模型与原型的转数和几何尺寸相差不大，可以认为 在相似工况下运行时，各种效率相等。1.流量相似关系2.扬程/全压相似关系 3.功率相似关系HpqVp qV?(Dp D) ?3np nDp n p 2 ?( ? ) H D nPppp? p Dp n p 2 ? ( ? ) p ? D n? p Dp 5 n p 3 ? ( ) ?( ) P ? D n5859（二） 相似律的实际应用? 一、输送流体密度改变一般产品样本的标准条件：一般通风机：1atm=101325Pa， 20℃ 相对湿度：?=50%锅炉引风机：1atm=101325Pa，200℃ 相对湿度：因此当输送的流体温度和压力偏离标准条件，风机性能也发生相应的改变。np n? 1;D2 p D2? 1;qVp qV? 1;Hp H? 1;pp? p Pp ? p ? ? ? p ? P ?5960引风机低温下工作会超负荷【例】 现有Y9-6.3(35)-12№10D型锅炉引风机一台，铭 牌参数为: n0=960r/min, p0=1589Pa, qV0=20000m3/h, ?=60%， 配用电机功率22kW。现用此风机输送20℃的清洁空气，转速 不变，联轴器传动效率 ? tm=0.98。求在新工作条件下的性能 参数，并核算电机是否能满足要求? 【解】 锅炉引风机铭牌参数是以大气压10.13〓104Pa， 介质温度为200℃条件下提供的。这时空气的密度为?0=0.745 K/m3 ，当输送20℃空气时， ? 20=1.2K/m3 ，故工作条件下风 机的参数为： 3qV ? qV 0 ? 20000(m /h )? 20 1.2 p 20 ? p 0 ? 1589 ? ? 2559.5（Pa） ?0 0.7456061? 20 ? ?0 ? 60%Psh20 ? qV 20 ? p 20? 2020000 ? 2559 .5 ? ? 23.699 (kW ) 0.6所以，电动机的功率为（安全系数取K =1.15）：Pgr ? K Psh20 ? 1.15 ? 23.699 ? 27.81(kW )＞22(kW ) 0.98? tm可见，这时需更换电机。6162二、转速改变―比例定律改变叶轮转速来调节离心泵的流 量是一种节能的操作方式。叶轮 转速改变将使泵内流体流动状态 发生改变，特性曲线随之而变。 qV 1 n1 ? ; qV 2 n2H1 n p n ? ( 1 )2 ; 1 ? ( 1 )2 H2 n2 p2 n2 P n1 3 1 ?( ) P2 n2V ? n? c?r 2 u?2 ? ? ? V n cr 2 u 2w?2c?w22c2c?cr2r2工况改变前后液体从叶轮流出的方向不变，这意 味着离心泵内影响流体能量损失的主要因素不变， 因此离心泵的效率不变。比例定律用于换算转速 变化在20% 范围内离心泵的特性曲线，其准确 程度是工程上可接受的。?r22u?2u?26263负荷调整与转速改变律【例】 已知某电厂的锅炉送风机用960r/min的电机驱动时，流 量qV1=/h，全压p1=6864Pa，需要的轴功率为Psh=570kW。 当流量减小到qV2=/h时，问这时的转速应为多少？相应的 轴功率、全压为多少？设空气密度不变。【解】由比例定律得：n2 ? n1 qV 2 158000 ? 960 ? ? 581(r/min) qV 1 2610002 2按照现有电机的档次，取n2=580r/min，则：? n2 ? ? 580 ? p2 ? p1 ? ? ? 6864 ? ? ? ? 2505.5(Pa) ?n ? ? 960 ? ? 1?? n2 ? ? 580 ? Psh ? Psh1 ? ? ? 570 ? ? ? ? 126(kW) ?n ? ? 960 ? ? 1?336364三、直径改变―切割定律qVp? 由已知特性曲线上的一点（Q,H）， qV D 通过比例定律式仅可求得与之对应的 Hp Dp 2 p p Dp 2 一个点（Q ’，H ’），要得到新的 ?( ) ; ?( ) H D p D 特性曲线，需对诸多点进行换算。?( )3 ; Pp P ?( Dp D )5Dp? 直径的变化对性能曲 线有平移作用 ? 是工程上常用的扩大 泵与风机工作范围的 技术。6465（三）比转数（比转速）? 在相似定律基础上推导出一个包括转速、流量、扬程（全压）在 内的综合相似特征数，对理论研究和设计具有十分重要的意义。n p qVp H3/ 4 p?n HqV3/ 4? 常数--将几何参数消去ns ? 3. 65 n H qV3/ 4ns ?n qV H 3/ 4n qV p 3/ 4比转数; ns ? n qV3/ p20 4--我国泵的 比转数公式ny ?--风机的比转数公式? 风机比转速中，kgf/m2=9.80665Pa，故公制单位的比转速是SI制单位 的比转速的9.→5.54 倍，并取整。? 比转数不是转速，而是泵与风机相似的准则数;? 比转数是相似的结果，而不是充分条件。6566比转数的应用? 一、用比转数对泵与风机进行分类ns ?nqVH 3/ 4? 因为比转数反映了泵与风机性能及结构 特点：如当转速不变，对于扬程(全压) 高、流量小的泵与风机，其比转数小。 反之，在流量增加，扬程(全压)减小时， 比转数随之增加，此时，叶轮的外缘直 径D2和叶轮进出口直径比D2/D0随之减小， 而叶轮出口宽度b则随之增加。为不使前 后盖板处ab和cd两条流线相差悬殊，形 成能量不等，引起二次回流，致使能量 损失增加。 ?为此，叶轮出口边需做成倾斜的。流动形态从离心式过渡到混流式。极限情况，D2减小到D2/D0＝1时，成为轴流式。叶轮形式引起 性能参数改变，从而导致比转数的改变。因此，可进行分类。 6667表泵的类型 比转速ns比转速与叶轮形状和性能曲线形状的关系离心泵 低比转速 30＜ns＜80 中比转速 80＜ns＜150 高比转速 150＜ns＜300 300＜ns＜500 500＜ns＜1000 混流泵 轴流泵叶轮形状尺寸比D2 /D0≈3≈2.3≈1.8~1.4≈1.2~1.1≈1叶片形状柱形叶片入口处扭曲 出口处柱形扭曲叶片扭曲叶片翼形叶片性能曲线 形状 6768离心泵 泵的类型 低比 高比 中比转速 转速 转速混流泵 轴流泵扬程-流量曲 线特点关死扬程为设计工 关死扬程为设计 况的1.1~1.3倍扬程随流 工 况 的 1 . 5 ~ 1 . 8 量减少而增加，变化比 倍扬程随流量减少 而增加，变化较急。 较缓慢。 关死功率较小，轴 流量变动时轴 功率随流量增加而上升。功率变化较少。关死扬程为设 计工况的2倍左 右，扬程随流量减 少而急速上升，又 急速下降。关死点功率最 大，设计工况附近 变化比较少，以后 轴功率随流量增大 而下降。 急速上升后又 急速下降。68功率-流量曲 线特点 效率-流量曲 线特点比较平坦。比轴流泵平坦。69二、比转数对性能曲线的 影响? 在低比转数时，扬程随流量的增加，下降较为缓和。当比转数增大时，扬程曲线逐渐变陡，因此轴流泵的扬程 随流量减小而变得最陡； ? 离心式泵功率是随流量增加而增加， ns↑，曲线变平坦，而轴流泵功率却变成随流量增加而减少；? 比转数低时，曲线平坦，高效率区域 较宽，比转数越大，效率曲线越陡， 高效率区域变得越窄。6970? 三、比转数是编制泵与风机系 列的基础。 ? 系列是指同类结构泵或风机， 将这些泵与风机的工作范围画 在一张型谱上，供选用。 ? 四、用比转数进行泵和风机的 相似设计? 无论用相似设计，还是速度系 数法设计，都需要利用比转数 选择优良的模型或合理的速度 系数。7071（四）风机的选择曲线选择曲线是用对数坐标把在标准进口状态下，对应于无因 次性能曲线上工作范围内工况点的所有同系列通风机的叶轮直 径D2，转速n、圆周速度u2以及相应的流量qV、全压p、功率Pgr 全部表示出来的一种曲线，也称同系列通风机的对数坐标图。选择曲线表示了同系列通风机的主要参数n、D2、u2、qV、p、及Pgr等之间的关系。下图是G-4-13.2（73）型离心通风机的选择 曲线。 ----不同转速不同机号（尺寸）的情况下，同一型风机的对数性 能曲线（ u2 、 qV、p、及Pgr ）。72等功率线等机号线等转速线7273等机号线所通过的几条性能曲线表示在同一机号不同转速 下的性能曲线；等转速线所通过的几条性能曲线表示在同一转速下不同机 号的性能曲线，转速为电机的铭牌转速或配上皮带轮后所能达 到的转速；等功率线其功率为电机系列产品的功率，即配套功率；等D2线和等n线均通过每一条曲线中的最高效率点，等Pgr 线则不一定通过性能曲线中的最高效率点； 注意：在使用时，应先将工作状态的参数化为标准状态下 的参数，然后再查用。74（五） 风机无因次性能曲线对于同一系列风机，在相似的运行工况下有：p pA pA? Op?pA?A? AA?qVA?qVAp2 qVA?p1 m qV? qV ? ? q ? ? q ? ? ? 3 ? ? ? V ? ? ? ? ? V ? ? c1 ? qV ? D n? ? D 3n ? ? D 3n ? ? 2 ? p1 ? 2 ? p 2 ? 2 ?m? p ? ? p ? ? p ? ? ? ?? ? ??? ? ? ?D 2 n 2 ? ? ?D 2 n 2 ? ? ?D 2 n 2 ? ? c2 ? p? ? 2 2 2 ? ? p1 ? ?p2 ? ?m? Psh ? ? Psh ? ? Psh ? ? ? ? ?? ? ??? ? ? ?D 5 n 3 ? ? ?D 5 n 3 ? ? ?D 5 n 3 ? ? c3 ? Psh ? 2 2 2 ? ? p1 ? ?p2 ? ?mp? AA?由于这时的参数已没有因次，故称为无 因次性能参数，由其所描述的曲线称为无因次性能曲线。用之 实现不同系列风机的性能比较。? qVA75? 相似→系列风机→ 流量系数、压力系 数、功率系数和效 率相等 ? 已知D2、n、ρ及性 能曲线，可以绘制 无因次性能曲线。下图 是 4-13（72）№5 通风机性能曲线和 无因次性能曲线。两者形状完全相同。?反之，也可以由无因次性能曲线和实际D2、n、ρ求出 实际的工作参数。7576（六） 通用性能曲线1、试验绘制通用性能曲线 作法：就某台泵或风机在一系 列不同转速下进行试验，并将测得的一系列相应的H-qV 或p-qV 、 ? -qV 和等效曲线绘制在同一张图上。 优点：准确可靠，缺点是试验 工作量大，浪费人力物力。76772、理论绘制通用性能曲线 理论绘制通用性能曲线以比例定律为基础。相似工况点 的参数应满足： 2 ? n? H A HB ? HA ? ? ?n ? n ? 0? A? n n qVB ? qVA 2 和 ? n? H-q n0 ? ? pB ? pA ? ? ? n0 ?0V由于相似工况点的效率相等， 则可利用转速为n0 时的效率曲线nOn0 ?-qV qV?0-qV作出转速为n 时的效率曲线 ?-qV 。转速不同时的效率换算77783、相似工况点应遵循的规律相似工况点应满足:2 2 H ? k1qV 或 p ? k2qV即，当n改变时，相似工况 的一系列点必在顶点过坐标原点 的二次抛物线上，并称其为相似 抛物线，它表征了一簇抛物线， 又称理论等效曲线。 实践证明，因转速效应，实 际等效曲线偏离相似抛物线而成椭圆形。7879三、相似工况点与不相似工况点在同一条相似抛物线上的点为相似工况点；反之则不存 相似关系，不能用比例定律进行相似H B A换算。把握这一点（对正确地确定泵与风机变速 运行时的运行工况点及其性能参数的换算）非常重要。MHC-qVH-qV相似工况点和不相似工况点的区分OM?qVM1. A和B点（表征了泵在同一转速下的不同工况点）不是相似工况点； 2. A和M点【位于同一条管路性能曲线（其顶点未位于坐标原点）上，它们表示了泵变速运行时的不同运行工况点】亦不是相似工况点；qVBqVAqV3. 只有M和B点才是相似工况点。7980【例】 如右图所示，某台可变速运行的离心泵，在转速n0下的 运行工况点为M (qVM，HM )，当降转速后，流量减小到qVA ，试确 H 定这时的转速。 H -q 【解】 ①．确定变速后的 B 运行工况点A (qVA，HA) ； MC V②．将qVA 、HA 代入下式 以确定相似抛物线的k值；2 k ? H A / qVAH-qVAO qVA qVB qVMqV③．过A点作相似抛物线，求A点对应的相似工况点B； ④．利用比例定律对A、B两点的参数进行换算，以确定 满足要求的转速： n q Hn?VAq?AH8081第四章 泵与风机的运行第一节 管路性能曲线和工作点一、管路性能曲线? 流体流动时所需的能量： H= Hp+(P2-P1)/ρg+ Hw位能 压力能 阻力损失H 水管H c ? H st ? ?q2 v泵提供的能量：?H=A+Bqv2 (p=Mqv2 )前者为静扬程，与流量无关 后者为动扬程，与流量有关 路中，流体所需压头(H)与流量(qv) 的关系。这种关系只与管路的布置 条件有关，而与泵的性能无关。? 管路特性方程，它反映在特定的管z2-z1hw风管 2 p c ? ?q vhwqV82二.泵与风机的工作点HHB HA HCBΔHBC交点A左侧DΔHCD泵扬程&管路所需扬程 流体能量有富裕AC η流体增速，流量增加E交点A右侧泵扬程&管路所需扬程流体能量不足0qVBqVA qVDqV 流体减速，流量减小? 两条相互独立的性能曲线（泵与风机性能曲线&管路性能曲线） 的交点A即为工作点。? 由于只有静压才能真正克服管路阻力，因此，风机用静压工作点 来表示。 ? 工作点应该选择在既能满足工程要求，而又处在泵或风机的高效 率范围内。83三.泵与风机的稳定工作条件HM在驼峰性能曲线的左侧上升段的交点K为不稳定工作点。稍有干扰（如电路电A压波动、频率变化造成转速变化、水位 波动、设备振动等）：KdH 管dH 机 dH 管 dH 机 ? ? dQ dQ dQ dQqVM向右→供给能量&需要能量→继续向右→稳定在A点；qV0向左→供给能量&需要能量→继续向左 →流量为零、倒流。? 稍有干扰，K点就会向右或向左移动，再也不能回复原来的位置， 故为不稳定工作点。只有下降段的交点A才是稳定的。 ? 驼峰性能曲线的整个上升段是不稳定的，运行时应避免。3ha842pm h0HB1H0III M B?当管路性能曲线因水池水面上升等原因从IIIII A上升到III时，泵流量为qVM。?如qVM仍大于用水量，管路性能曲线继续升 高，脱离了泵的性能曲线，此时泵的流量立 刻从qVM突变为零。 ?水池水面开始下降，但即使管道性能曲线与 泵的性能曲线相交于两点，此时泵的流量仍 为零，泵的工况停留在最左端。K0qVMqV?直至水池液面降低到II曲线以下，如I曲线所示，此时泵所能提供的扬程比管路 所需的要大，泵重新开始送水，流量突升为qVB 。 ?当风机向压力容器（或密闭的房间）或容量很大的管道送风时，也可能发生此 种不稳定的运行。 ?泵或风机的驼峰形性能曲线是产生不稳定运行的内在因素，但是否发生还要看 管路性能曲线的外在影响。85? 风机的不稳定工作不仅表现在风机的流量为零，而且可能出现 负值（倒流），称为喘振。 ? 轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头、和功率的大幅度脉动等不正常工况，一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。 ? 实际上，喘振仅仅是不稳定工况区内可能遇到的现象，而在该 区域内必然要出现不正常的空气动力工况则是旋转脱流或称旋 转失速。? 风机的失速、喘振和旋转脱流，是风机最常出现的流动问题。86第二节 泵与风机的联合运行?一.并联运行：总性能曲线=各自曲线在同一扬程下叠加而成。?相同性能泵并联运行，则两泵的流量和压头必各自相同，流量等 于单台泵的两倍。Q并=2Q单。? 总流量必低于原单泵流量两倍： Q 并 &2Q，并联的台数越多， 流量增加的比例越少。 ? 总扬程比每台泵单独运行时的 扬程提高了。因为管路流量增 加，阻力增加，所需要的扬程 必然增加。 ? 单台并联功率比单独运行的时 候减小，因为功率随着流量上 升而增加。 ? 泵（管路）性能曲线越平坦， 并联后的总流量增加得越多。HBA H并 HCQ 0Q单Q并qV87不同性能泵并联运行? 并联后合成性能曲线只有在G点右 侧才能正常工作，G左侧，只有II 工作，流量无法增加，甚至还能通 过I倒流， I起并联分流作用。 H II ? 并联运行的经济性，需要根据各机 G 的效率曲线而定，如图CE改成CE’， I I+II d1 d2 对机II效率提高有利，而不利于I H并 D1 D2 H 机。 C η ? 具有驼峰曲线的泵和一台稳定的泵 A1 η2 A2 1 并联后，合成曲线也不稳定. Q QI QII ? 所以，不同性能的泵并联运行，它 0 们的性能曲线差异不要太大，否则 并联后泵输送的流量差别太大。E’ A EQ qV并88二.串联运行相同型号泵或风机串联，则每台泵的压头和流量各自相同。因此 同一流量下，两台串联泵的压头为单台泵的两倍，H串=2H单。 总性能曲线由两台泵的性能曲线在同一流量下叠加而成。流量平衡：总流量和串联后单台 泵的流量相同。 扬程叠加：总扬程等于串联后单 台泵的扬程之和。 和串联前比：总流量和扬程都增 加，每台泵的扬程比单独运行时 低。串联台数越多，扬程下降越 多。 管路配合：管路性能越陡峭，扬 程增加越明显。 扬程逐级提高：要求末级泵的强 度高，以免受损。H HLH 串 ?V H L ?V2H2H ?VH11 II I0V1V2V892.不同性能的泵串联运行? 有效工作范围缩小：在达到一定流量的情况下，低扬程的泵已经不产生扬程， 反而成为串联的其它泵的阻 力。此时风量也有所减少， 而功率消耗却增加。如果布 置在前，还会使其它泵产生 汽蚀。 ? 因此，尽量避免性能差别太HB2 HB1 C 0 H II II+IID A E’ ED2D1 A2大的泵串联运行。A1Q 单 = Q串qV90串联并联比较? 对于低阻输送管路a，并联 组合泵流量的增大幅度大于 串联组合泵； ? 对于高阻输送管路b，串联 组合泵的流量增大幅度大于 并联组合泵。 ? 低阻输送管路（平坦）---并联优于串联； ? 高阻输送管路（陡峭）---串联优于并联。 ?应用：两台50％给水泵、送、引风机并联使用 ?前置泵、给水泵串联；长距离渣浆管线冲水泵串联91串联运行时应注意的问题1? 宜适场合：管路性能曲线较陡，泵性能曲线较平坦。 2? 安全性：经常串联运行的泵, 应由qVmax?Hg(或Hd) ?防止汽蚀； 应按Pshmax ? Pgr ?驱动电机不致过载。 3? 经济性：对经常串联运行的泵，应使各泵最佳工况点的流量相等 或接近。 4? 启动程序（离心泵）：启动时，首先必须把两台泵的出口阀门都 关闭，启动第一台，然后开启第一台泵的出口阀门；在第二台泵出口阀 门关闭的情况下再启动第二台。由于后一台泵需要承受前一台泵的升压, 故选择泵时，应考虑到两台泵结构强度的不同。 5? 串联台数：串联运行要比单机运行的效果差，由于运行调节复杂,一般泵限两台串联运行；由于风机串联运行的操作可靠性差，故一般不采用串联运行方式。92并联运行时应注意的问题1? 宜适场合：管路性能曲线较平坦，泵性能曲线较陡。2? 安全性：并联运行的泵, 流量比单独运行的时候要小， 汽蚀情况变好；要注意从Pshmax ? Pgr ?驱动电机不致过载。 3? 经济性：对经常并联运行的泵，为保证并联泵运行时都 在高效区工作，应使各泵最佳工况点的流量相等或接近。 4? 并联台数：从并联数量来看，台数愈多并联后所能增加 的流量越少，即每台泵输送的流量减少，故并联台数过多并不经济。93第三节 泵与风机的工况调节? 一.改变管路性能曲线? 1.节流调节? 出口端节流调节增加管路阻力，管 路曲线变陡，工作点流量减小。泵 与风机的输送功率不变，多余的损 失发生在调节阀的节流损失上。H Cη1hE’E E’’0Q1 Q Q2qV? --损失大，简单，轴流式不用该方式? 入口端节流调节减少了进入风机的流量，改变风机的性能曲线， 能减少节流损失。但是入口端节流使得当地压强降低，水泵容易 产生气蚀，因此，水泵不能使用入口节流调节。942.旁通调节? 将泵或风机出口的部分流量旁通回泵或 风机的入口。 ? 容积式泵与风机所提供的压头完全取决 于管路情况（正位移特性），在泵出口 安装调节阀不能调节流量，压头且随阀 门开启度减小而增大。若出口阀完全关 闭则会使泵的压头剧增，一旦超过泵的 机械强度或发动机的功率限制，设备将 受到损坏。必须 采用旁通调节。 ?经济性比节流调节还差，而且会干扰泵与风机入口的流体流动， 影响效率。但锅炉给水泵为了防止在小流量区可能发生汽蚀而设置 再循环管，进行旁通调节。95打开旁通阀并调节其开度，实际改变了管路特性曲线。打开旁通阀，管路阻力减小，管路特性曲线变平，工作点由M→M’点，泵流量增大，主管流量变小，旁通管有液流。Q1HR’2新增旁通管路的 Q2 特性 （全开） R1旁通阀全关 M 时管路特性 R旁通阀全开 时管路特性旁通管流量0～Q2Q’主管流量Q～Q1｝Q～Q’泵 出口流量M’Q2Q1 QQ’Q特点：操作简便、经济性很 差，减小主管的流量反而使 泵的流量和轴功率增加。96二.改变泵和风机的性能曲线? 1.变速调节? 水泵节能（有一定初始阻力）：?P ? P ? P2 ? ? gqV 1?H / ? 1? 风机节能：流量、全压、功率分别与 转速的一、二、三次方成正比。 ? Q2/Q1＝n2/n1 ? H2/H1＝(n2/n1)2 N2/N1＝(n2/n1)3? 流量减少一半，轴功率可以减少87.5％！而采用节流调节，即使 阀门全关，轴功率也大约只能减少到全开时的45％～65％。97【例】 试定性比较泵出口节流调节与变速调节的经济性。【解】 变速后的运行工况点为A；节流后的运行工况点为 过A点的相似抛物线OAC交泵的性能曲线于C ( A ∽C )。 B点；则，节流调节时的轴功率为?gqVA H B Psh节 ? 1000?BH B C M A HA2 H ? kqVHBHc-qV变速调节时的轴功率为Psh变?C ?BqVMH-qV?gqVA H A ? 1000?CO?-qVqV则节能效果为?P ? Psh节 ? Psh变 ?qVA?gqVA H B H A ( ? )?0 1000 ?B ?C982.入口导流器调节前导叶调节 离 心 式：入口导流器调节 轴（混）流式：入 口 静 叶调节 1）离心式风机的入口导叶调节常用导流器结构：（a）轴向导流器（b）简易导流器（c）斜叶式导流器99工作原理： pT=?（u2?2u-u1?1u） 导流器的作用：正预旋→?1u ?和?2u?→ pT?节流→风机内部局部阻力损失和冲击损失? 经济性：和出口节流相比，分析计算 表明：4-73型锅炉送、引风机, 当调节 流量在60%~90%qV max时, 功率节约： 轴向导流器约15%~24%；简易导流器 约8%~13%。 优点：构造简单、装Z尺寸小、运行可靠 和维护管理简便、初投资低。100适用场合：目前，离心式风机普遍采用这种调节方式。对于 大型机组离心式送、引风机，由于调节范围大，可采用入口导叶和双速电机的联合调节方式，以使得在整个调节范围内都具有较 高的调节经济性。2、轴流式和混流式风机的入口静叶调节 入口静叶结构：动叶 入口静叶 出口静叶入口静叶 调节机构1012）轴流式和混流式风机的入口静叶调节 工作原理： 与离心式风机轴向导流 器相似。 调节特性： 1? 双向： 正预旋→减 小流量。 2? MCR点选在?max点， TB点选择在?max点的大流量侧。100%机组额定负 荷流量工况点 安全流量的 最大流量点 负预旋调节1022）轴流式和混流式风机的入口静叶调节经济性及其适用场合： 比只能作正预旋调节的 离心风机入口导流器调节具 有更高的运行经济性。 故国内火力发电厂的锅 炉引风机有不少均采用了入 口静叶调节的子午加速轴流式风机。1033、离心泵的叶轮切割切割定律：根据比转速的不同， 分成高、低比转速的切割定律HH’RD2PAb2= b’2? ? qV ? D2 ? ?? ?D ? qV ? 2 ? ? 2 ? H ? ? D2 ? ?? ?D ? H ? 2? ?Q2?D2b2= ?D’2b’2? ? qV D2 ? qV D2D’2PBPP’ηΔhr? H ? ? D2 ? ?? ?D ? H ? 2? ?2Q’? ? Psh ? D2 ? ?? ?D ? Psh ? 2 ? ?4? ? Psh ? D2 ? ?? ?D ? Psh ? 2 ? ?3104切割定律的应用【例 】某输送常温水的单级单吸离心泵在转速 n=2900r/min时的性能参 数如下表。管路性能曲线方程为：Hc=20+78000qV2 ，m；式中qV的单位为 m3/s。泵的叶轮外径D2=162mm，水的密度?=1000K/m3。求：qV×103（m3/s）H（m）033.8 0134.7 27.5235 43334.6 52.5433.4 58.5531.7 62.5629.8 64.5727.4 65824.8 64.5921.8 631018.5 591115 53?（%）（1）此泵系统的最大流量及相应的轴功率； （2）当若拟通过切割叶轮方式达到实际所需的最大流量qV =6〓10-3 m3/s， 问切割后叶轮直径D2?为多少？ （3）设切割后对应工况泵效率不变，采用切割叶轮方式比采用出口节流 调节能节约多少轴功率？ 【解】在坐标图上，作出泵性能曲线 H-qV 和管路性能曲线Hc-qV ，其交 点 M 即为运行工况点（如图所示），其流量即为泵系统最大流量qVmax，即105M(qV ,H,?) =(7.9?10-3m3/s, 24.8m, 64.5%) 则相应的轴功率为 ?gqV max H Psh ? 1000?1000 ? 9.806 ? 7.9 ? 10?3 ? 24.8 ? ? 3.04(kW) 1000 ? 0.645求泵系统最大流量为 6?10-3 m3/s 时的叶轮直径D2?。切割叶轮后管路性能曲 线不变, 故其运行工况点必在管路性能曲线上，即在流量为qV?=6?10-3m3/s这 一点M ?上。从图中可以读出：M ?(qV, H )=(6?10-3m3/s，22.8m), 但点M?与M 点不是切割前、后的对应点，故需求出在H- qV 上（即D2=162mm 时的性能 曲线上）与M?点的对应工况点。该离心泵的比转速ns为ns ? 3.65n qV H 3/ 4 3.65 ?
? 10 ?3 ? ? 85 3/ 4 24.8106属于中、高比转速离心泵，对应工况点 均在切割抛物线上，过M?点的切割抛物 线为2 H ? kDqV ?H? 2 q 2 V ? qV?22.8 2 2 qV ? 630000qV (6 ? 10 ? 3 ) 2在图上作切割抛物线与泵性能曲线交于A点， 则M?点与A 点为切割前、 后的对应点。从图可读出：A（qV , H, ?）=（6.7?10-3m3/s，28m，65%）， 由切割定律可得? D2 ? D2 ? H? 22.8 qV 6. ? （mm） ? 162 ? ? 146.2 （mm）或 D2 ? D2 ? 162 ? ? 145.1 H 28 qV 6.7其误差由图解法作图和读数误差产生，现取D2?=146mm。 现比较切割叶轮法和出口节流调节法使qV?=6?10-3m3/s时各自的轴功率。107M?的效率应与对应点A相同（假设 切割后效率不变），故? ?=?A=65%，则? Psh ? ? ?gqV H ? 1000? ?1000 ? 9.806 ? 6 ? 10 ?3 ? 22.8 ? ? 2.07(kW) 1000 ? 0.65节流调节时泵的性能曲线不变，故运 行工况点为M?点，可读得M?（qV , H, ?） =（6?10-3m3/s，29.8m，64.5%），则节流调节时的轴功率为：? ?gqV? H ?? 1000 ? 9.806 ? 6 ? 10?3 ? 29.8 ?? Psh ? ? ? 2.72(kW) ??
? 0.645故得切割叶轮法比出口节流调节法节约轴功率为：?? ? ?P ? Psh ? Psh ? 2.72 ? 2.07 ? 0.65(kW)若考虑到?D/D2= ( 162-146 ) /162=9.8%时效率下降1%，即? ?=64%，则?? ? ?P ? Psh ? Psh ? 2.72 ? 2.07 ? 0.65 / 0.64 ? 0.62(kW)1084.动叶调节（轴流式和混流式泵与风机）工作原理：冲角 叶片安装角几何平均相对速度角1 1 H T ? u(? 2u ? ? 1u ) ? u?? u g gpT=? u??u?y=?+??-1?y???? 、 ? ? ???速度三角形??? ??u、?2???HT、pT、qV????1 ? ? ? tg ?? u u? 2轴流式泵与风机的性能曲线??109调节特性： 1? 双向。 2? MCR点选在?max 点， TB 点选择在?max 点的大流量侧。 3? 等效线∥管路性能曲线， 在相当大的范围内 调节时高效范围相当宽。 4? H-qV 陡，管路阻力变化时，流量变化很小。5? 有利于大型泵与风机的启停。经济性及其适用场合： 初投资较高，维护量大。宜适用于容 量大、调节范围宽的场合。目前火力发电厂越来越多的大型机组 的送、引风机和循环水泵均采用了该调节方式。110三、液位调节（汽蚀调节）要求两条性能曲线都比较平坦 长期低负荷运行，为减小汽蚀的影响， 需要结合旁通调节。冷凝器H改变泵进口的液柱高度，使泵在 稳定气蚀状况下工作（A点）。 汽轮机负荷减小→凝结水量小于 泵排量→凝水水位降低，即泵的 吸水水位减小，有效气蚀余量减 小，断裂工况线向小流量方向移 动，工况点变化方向为A1→A2→A3。特点：很方便的实现自动调节，经济性好（降 低水泵耗电约30％～40％ ）。工况变化会短 时间通过不稳定气蚀区，需采用抗蚀性好的材 料制作叶轮。实践证明，采用汽蚀调节对泵的凝结水泵RA1 Z A3 A2 液位高度减小通流部件损坏并不严重，故在中小型发电厂的Q凝结水泵上已被广泛采用。111第四节 运行中的主要问题第一节 轴向力及其平衡由于叶轮两侧压力不等，高压水泵会产生很大的压差作用力 F1 ，加上反冲力F2和立式泵重力F3，总轴向力为 F=F1-F2+F3将使 叶轮和转轴一起向叶轮进口方向串动，造成动静部件的碰撞和磨 损 F2与F1相比数值很小，可以忽略 不计，但是在启动初期，泵的正 常压力还没有建立，所以反冲力 的作用很明显，造成启动时卧式 泵转子后窜或立式泵转子上窜。 大型高压水泵轴向力非常巨大， 例如DG500240型给水泵，有七 级叶轮，其轴向力达2〓105N。112平衡轴向力装置平衡孔双吸式叶轮对称排列的叶轮背叶片平衡轴向力原理用平衡盘平衡轴向力平衡鼓、平衡盘和弹簧双向 止推轴承的平衡装置112113第二节 振动问题泵与风机的振动现象是运行中常见的故障，严重时将危及其安全运行，甚至会影响到整个机组的正常运行。随着机组容量的日趋 大型化，其振动问题亦变得尤为突出。鉴于引起泵与风机振动原 因的复杂性及易于察觉的特点，通常将泵与风机的振动分为流体 流动引起的振动、机械原因引起的振动以及由原动机引起的振动 三类。其中，流体流动引起的振动包括：水力振动、旋转脱流引起的振 动和喘振，是泵与风机中比较有特点的一类振动，以下加以分析：114一.水力振动水力振动主要是由于泵内或管路系统中流体流动不正常而引 起的，它即与泵及管路系统的设计、制造优劣有关，也与运行工 况有关，且主要因水力冲击和泵内汽蚀引起。 水力冲击（以给水泵为例）产生机理：由于给水泵叶片的涡流脱离的尾迹要持续一段很 长的距离，在动静部分产生干涉现象，当给水由叶轮叶片外端经 过导叶和蜗舌时，就要产生水力冲击，形成有一定频率的周期性 压强脉动，它传给泵体、管路和基础，引起振动和噪音。后果影响：若各级动叶和导叶组装位Z均在同一方向，则各 级叶轮叶片通过导叶头部时的水力冲击将叠加起来，引起振动。 如果这个频率与泵本身或管路的固有频率相重合，将产生共振。115二.旋转脱流引起振动? 轴流风机叶片前后的压差，在其α 气流方向它都不变的情况下，其压差的大小决定于动叶冲角的大小，在临 界冲角值以内，上下叶面压差大 致与叶片的冲角成比例，不同的 叶片叶型有不同的临界冲角值。 翼型的冲角超过临界值，气流会 离开叶片凸面发生边界层分离现 象，产生大面积的涡流，此时风 机的全压下降，这种情况称为 “失速现象”α? 正常工况图5－15正常工况时的气体流动? 脱流工况气流方向116旋转脱流（旋转失速）4? 假设叶道2首先脱流而出现气流 阻塞现象，流量减少，在该叶3脱流传播方向道前形成低速停滞区，于是原 来进入叶道2的气流分流进入叶 道1和3。分流气流又与原来进 入叶道1和3的气流汇合，从而 改变了原来的气流方向，使流 入叶道1 的气流冲角减小，而流 入叶道3 的冲角增大。?图1 2叶轮旋转方向由此可知，分流的结果将使叶道1内的绕流情况有所改善，脱流的可能性减小，甚至消失。而叶道3内部却因冲角增大而促使发生脱流，叶道3内发生脱流后又形成堵动叶中旋转脱流的形成塞，使叶道3前的气流发生分流，其结果又促使叶道4内发生脱流和堵塞，这种现象继续下去，使脱流现象所造成的堵塞区沿着与叶轮旋转相反的方向移动。全压（％117理论失速线并联运行时的阻力曲线禁止运行区％单台风机运行时的阻力曲线锅炉的设计点动叶角度增大图5－18 风机的运行特性曲线锅炉50％负荷点 锅炉100％负荷点容积流量（％）? 轴流风机Q－p性能曲线中，全压的峰值点左侧为不稳定区，是旋转脱 流区。从峰值点开始向小流量方向移动，旋转脱流从此开始，到流量 等于零的整个区间，始终存在着脱流。 ? 旋转脱流对风机性能的影响不一定很显著，虽然脱流区的气流是不稳 定的，但风机中流过的流量基本稳定，压力和功率亦基本稳定，风机在发生旋转脱流的情况下尚可维持运行，因此，风机的工作点如落在脱流区内，运行人员较难进行判断。118118测压管 失速测量探头 风机外壳 风机叶片风机叶片气流方向高压侧探头 失速测量探头 低压侧探头风机旋转方向? 因为旋转脱流不易被操作人员觉察，同时风机进入脱流区工作对 图5－19 失速探头示意图 风机的安全终究是个威胁，所以一般大容量轴流风机都装有失速 探头。如图所示：失速探头由两根相隔约3mm的测压管所组成，将它置于叶轮叶片的进口前。测压管中间用厚3mm高（突出机壳的距离）3mm镉片分开，△ .119轴流风机性能曲线? 风机在正常工作区域内运行时，叶△ .轮进口的气流较均匀地从进气室沿轴向流入，那么失速探头之间的压失速探头压差力差几乎等于零或略大于零，如图示中的AB曲线。图中△P为两测压管的压力差。? 当风机的工作点落在旋转脱流区，叶轮前的气流除了轴向流动之外，还有脱 图5－20 失速探头性 流区流道阻塞成气流所形成的圆周方向分量。于是，叶轮旋转时先遇到的测 压孔，即镉片前的测压孔压力高，而镉片后的测压孔的气流压力低，产生了 压力差，一般失速探头产生的压力差达245～392Pa，即报警，风机的流量越 小，失速探头的压差越大，如图中的BCD。? 失速探头装好以后，应予以标定，调整探头中心线的角度，使测压管在风机 正常运转的差压为最小。120三.喘振喘振现象：若具有驼峰形性能曲 F p 线的泵与风机在不稳定区域内运行， 而管路系统中的容量又很大时，则泵 与风机的流量、能头和轴功率会在瞬 间内发生很大的周期性的波动，引起剧烈的振动和噪声。这种现 象称为“喘振”或“飞动”现象。 压缩效应 流体惯性 逆向压差 原因分析（以风机为例）： 用 当 户所需要的流量小于qVK时, 风机的运 行工况点将由E点滑向K点, 并将周而 复 始 地 按 E?K?C?D?E 各 点 重 复 循环，形成运行工况的周期性波动。流膨 体胀 惯效 性应121? 旋转脱流与喘振的发生都是在Q－H性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关的，但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。旋转脱流发生在Q－H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域；而喘振只发生在向右上方倾斜部分。旋 转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。旋转对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。? 喘振是轴流风机运行中的特殊现象。风机喘振的原因是出口压力与风机风量 失去对应。出口压力很高而风量很小使得风机叶片部分或全部进入失速区。造成风机喘振最常见的因素是挡板误动、控制系统故障、运行人员误操作。风机喘振主要表现为：风量、出口风压、电机电流出现大幅度波动，剧裂振 动和异常噪音。? 喘振会造成风机叶片断裂或机械部件损坏，严禁风机在喘振工况下运行。122喘振报警装置皮托管? 轴流风机在叶轮进口处装置喘振报警装置，如图所示的90°皮托管，开口 迎着气流方向，从U形管（压力表）可以读出气流的动能（动压）与静压 之和（全压）。在正常情况下，皮托管所测到的气流压力为负值，因为它 测到的是叶轮前的压力。但是当风机进入喘振区工作时，由于气流压力产 生大幅度波动，所以皮托管测到的压力亦是一个波动的值。为了使皮托管 发送的脉冲压力能通过压力开关，利用电接触器发出报警信号，所以皮托 管的报警值是这样规定的：当动叶片处于最小角度位置（－30°） 用一U 形管测得风机叶轮前的压力再加上2000Pa压力，作为喘振报警装置的报警 整定值。当运行工况超过喘振极限时，通过皮托管与差压开关，发出报警 信号，要求运行人员及时处理，使风机返回正常工况运行。123防止和消除喘振的措施1. 2. 3. 4. 5. 使泵或风机的流量恒大于QK：设计运行时避开不稳定区or设置再 循环或放气阀，加大风机流量，避免不稳定区运行。 设计管路时避免容积过大的管段，减小弹性。 动叶可调的轴流风机，能扩大稳定区：叶安装角减小时，风机不 稳定区越来越小，这对风机的稳定运行是非常有利的。 风机前的节流阀要少。 分流器(KSE)装置，通过环形导流叶轮和环槽形旁路通道，疏导旋 转脱流。124四.并联工作的“抢风”现象? 根据并联工况的特点，在同一全压下 流量相加的原则，马鞍形性能曲线的 风机叠加成为曲线∞字形区域。风机如果在∞字形区域内运行，便会出现一台轴流风机的流量很大，而另一台 轴流风机的流量很小的情况。? 此时，若开大输送流量小的轴流风机的调节装置或关小输送大流量轴流风 机的调节装置，则原来输送大流量的? 措施：风机参数选择适当，使 并联运行时风道性能曲线与风 行，而原来输送小流量的轴流风机又 机并联性能曲线交于∞字形区 突然跳到大流量工作点运行。这样两 域外，低负荷时单台运行；动 台轴流风机不能稳定地并联运行，出 叶调节；开旁路门制止抢风现 现了所谓的“抢风”现象。 象发展。轴流风机会突然跳到小流量工作点运125第三节 泵的汽蚀（一） 汽蚀现象及其对泵工作的影响? 汽化发生后，大量的蒸汽及溶解 在水中的气体逸出，形成大量蒸 汽、气体混合物的小汽泡。气泡 随同液体从低压区流向高压区， 在高压作用下迅速凝结或破裂， 瞬间产生局部空穴，周围的液体 以极高的速度冲向原气泡所占据 的空间，形成冲击。来不及瞬间 全部溶解和凝结的气体和蒸汽在 冲击力的作用下又分成更小的汽 泡，反复被高压水压缩、凝结。126（一）汽蚀现象及其对泵工作的影响? 如果汽泡破裂发生在流道附近，就 会在流道表面形成某种强度的高频 冲蚀，水击压力可高达几百甚至上 千MPa，冲击频率可高达每秒几万 次之多。由于冲击作用使泵体震动 并产生噪音，且叶轮局部处在巨大 冲击力的反复作用下，使材料表面 疲劳，从开始点蚀到严重的蜂窝状 空洞，最后甚至把材料壁面蚀穿。 通常把这种现象称为“剥蚀”。 ?另外，由液体中逸出的氧气等活性气体，借助汽泡凝结时放出的 热量，也会对金属起化学腐蚀作用。这种汽泡的形成发展和破裂以 126 致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象。1271、形成：电厂循环水泵叶轮汽蚀，工人正 使用高分子钛合金涂料做叶轮涂层机械侵蚀 内向爆炸性冷凝冲击，微细射流→疲劳破坏化学腐蚀 汽泡溃灭→活性气体→凝结热→腐蚀性破坏机械侵蚀化学腐蚀→点蚀蜂窝状汽蚀。1271282.泵内汽蚀的发生和发展? 1、初生：水在低压区刚开始汽化， 只有少量汽泡，叶轮流道堵塞不严 重，对泵的正常工作没有明显 影响， 泵的外部性能也没有明显变化。这 种尚未影响到泵外部性能时的汽蚀 称为潜伏汽蚀。 ? 2、发展：当汽化发展到一定程度 时，汽泡大量聚集，叶轮流道被汽 泡严重堵塞，致使汽蚀进一步发展， 影响到泵的外部特性，导致泵难以 维持正常运行。 ? 3、断裂：扬程急剧下降，泵的工作曲线发生断裂，不能工作。 ? 随着泵内压力（NPSH）的下降，A点开始汽蚀，然后泵扬程略有 下降。B点为断裂工况的开始点，C点是完全断裂工况，扬程直线 下降。断裂工况临界点由无汽蚀扬程下降(2+K/2)H%来确定。 1281293.汽蚀的危害(3种)1、材料破坏，缩短泵的使用寿命。粗糙多孔→显微裂纹→蜂窝 状或海绵状侵蚀→呈空洞。2、产生噪声和振动。若振动→汽蚀→振动→互相激励→汽蚀共振。 3、影响泵的运行性能。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 （断裂工况，汽泡堵塞流道）；潜 伏性汽蚀（易被忽视）。1291304.汽蚀性能曲线ns=70 ns=150轴流泵? 低比转数泵，流道较窄而长，一旦发生汽蚀，气泡易于充满整个流道，使性 能曲线突然下降。ns=70的离心式泵汽蚀性能曲线中有明显的断裂点。同一转 速，泵几何安装高度提高，断裂工况往小流量方向移动，即容易发生汽蚀。 ? 比转数增加，流道宽而短，气泡发展至充满整个流道需要一定过程，泵性能 曲线其断裂工况比较缓和，没有明显的断裂点。 ? 高比转数的轴流泵，由于叶片数少且基本上相互不重叠，具有相当宽的流道， 汽泡发生后，不可能布满流道，从而不会造成断流，所以在性能曲线上，当 流量增加时，就不会出现断裂工况点。尽管如此，但仍有潜伏汽蚀的存在， 130 仍需防止。131*（二） 吸上真空高度由伯努利方程,得P0 v0 Ps vs ? ? ? ? H g ? hw ?g 2 g ?g 2 g2 2即吸上高度Hg为：令Hs=(P0-Ps)/?g：标准大气压P0 ? Ps vs Hg ? ? ? hw ?g 2 g2P ?P v H S ? 0 s ? H g ? s ? hw ?g 2g2称为离心泵的吸上真空度131132*允许几何安装高度vs [H g ] ? [H S ] ? ? hw 2g2――允许几何安装高度当qV=C时，Hg??( Hs?) 存在 Hsmax?psmin?pk?pV时，泵内开 始发生汽蚀。Hsmax值由制造厂用试验方法确定。 为保证泵不发生汽蚀，把 Hsmax 减去一个安全量 K ，作为允许 吸上真空高度而载入泵的产品样本中，并用[Hs]表示。泵的允许几何安装高度[Hg]应低于泵样本中所给出的允许吸上真空高度[Hs] 。一般情况下[Hs] 随流量qV的增加而降低， [Hg]的确定 应该按样本中最大流量所对应的[Hs] 来计算。132133（三） 汽蚀余量△h? 泵内流体汽蚀现象理论：液体汽化压强（pV）为初生汽蚀的临界压强。当泵内刚发生汽蚀时，必有：ps&pV 。? 一、有效汽蚀余量△ha或[NPSH]a泵在运行中是否发生汽蚀和泵的吸入装Z条件有关。按照吸入装Z条件所确 定的汽蚀余量称为有效汽蚀余量或称装Z汽蚀余量，用△ha表示。pS v 2 pv ?ha ? ? s ? ?g 2 g ?gpS p0 v 2 ? ? s ? H g ? hw ?g ?g 2 gp0 ? pv ?ha ? ? H g ? hw ?g由上式可知，有效汽蚀余量△ha就是吸入液面上的压力水头在克服吸水管路 装Z中的流动损失并把水提高到Hg的高度后，所剩余的超过汽化压头的能量。 133 （倒灌时Hg为“+”）134p0 ? pv ?ha ? ? H g ? hw ?g△ha =f（吸水管路系统结构参数，流量），而与泵的结构无关，故又称为装Z汽蚀余量； △ha越大，表明该泵防汽蚀的性能越好。 （1）在p0/ρg、Hg和液体温度（pv）保持不变的情况下，当流量增加时， 由于吸入管路中的流动损失hw与流量的平方成正比增加，使△ha随流量增 加而减小。当流量增加时，发生汽蚀的可能性增加。 （2）在非饱和容器中，泵所输送的液体温度越高，对应的汽化压力越大， △ha越小，发生汽蚀的可能性就越大。当吸入容器中液面压力为汽化压力 时（如凝结水泵和给水泵），pe＝pv，则?ha ? H g ? hw必须倒灌134135二、必需汽蚀余量△hr必需汽蚀余量△hr,是液体从泵吸入口 流至叶轮叶片进口压力最低处K点的压力降. 必需汽蚀余量△hr 越大,则表示压力降越大, 泵抗汽蚀性能就越差,反之亦然。△hr=f (泵吸入室和叶轮进口结构参数,流速) ,即△hr只与泵的结构有关，而与吸入 管路无关，故又称之为泵的汽蚀余量。 △hr 越小，表明该泵防汽蚀的性能越好， 由泵制造厂通过试验测出。v2 w2 ?hr ? m 0 ? ? 0 2g 2g135136?有效汽蚀余量△ha随流量增加而下降，流量增加会导致叶片进口前的流速v0、w0增大，从而致使必需汽蚀余量△hr将随流量增加。 ?如图，两曲线交于一点，交点c为 临界汽蚀状态点，此时的汽蚀余量 为临界汽蚀余量△hc。NPSH H 非 汽 汽 蚀 蚀 区 区 C O qVC H-qV?ha ? ?hr ? ?hc当qV ≥qVC时，即△hr≥△ha，泵内将产生汽蚀。△Hr-qV△Ha-qVqV但流量不能太小：水温 t??pV??NPSHa? 冲角 ???hw??NPSHr?因此，应规定出泵136运行时的最大允许流量和最小允许流量。137（四） 提高泵抗汽蚀性能的措施泵在运行中汽蚀与否，是由泵本身的汽蚀性能和吸入装Z的特性共同决定的。因此，解决泵汽蚀问题可从如下四个方面 入手：一、降低必需汽蚀余量以提高泵抗汽蚀性能的措施二、提高有效汽蚀余量以防止泵汽蚀的措施三、运行中防止汽蚀的措施 。 四、首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料137138? 一、提高有效汽蚀余量△ha ?h ? p0 ? pv ? H ? h a g w ?g1. 减小吸入管路的流动损失当加大吸入管直径d，降低流速v，尽量减少弯头、阀门等管路附件，并使吸入管长L最短。2. 合理确定几何安装高度和倒灌高度对给水泵和凝结水泵采取Hd。确定Hg或Hd时，应留有较大余量，以防止在非正常工况时产生汽蚀现象。1381393. 设置前置泵单机容量??锅炉给水泵的t 和n??泵入口△hr?? 除氧器的Hd??安装困难且不经济。为此，国内 外对大容量的锅炉给水泵，广泛 采用在其前设Z低速前Z泵的方 法。 给水经前Z泵升压△ha?,改 善了给水泵的汽蚀性能，同时除 氧器的安装高度也大为降低。139140二、降低必需汽蚀余量△hr的措施v2 w2 1. ?hr ? m 0 ? ? 0 2g 2g2. 降低叶轮入口部分流速：①适当增大叶轮入口直径D0；②增大叶片入口边宽度b1。采用双吸式叶轮（单侧流量减小一半，从而使v0 减小。同等情况下 采用双吸式叶轮， △hr相当于单吸式叶轮的 0.63倍。国产125MW 和 300MW汽轮发电机组的给水泵首级叶轮均采用双吸式。 选择适当的叶片数和冲角（叶片数太多造成阻塞， △hr增大；正冲 角i＝3°～10°使进口流道面积增大，必需汽蚀余量降低） 采用诱导轮（类似轴流泵的叶轮）：螺旋形，叶片安装角仅10～12 ° ，叶片数目仅2～3片，而且轮毂直径小，因此流道宽而长，流通 面积大，抗汽蚀性能好；液体通过诱导轮升压后流入主叶轮，提高 了主叶轮的有效汽蚀余量。目前国产火力电厂大型凝结水泵一般都 140 装有诱导轮。3. 4.141三、运行中防止汽蚀的措施（1）规定首级叶轮的汽蚀寿命。为了避免因汽蚀而发生泵 的重大损坏事故， 火力发电厂应规定首级叶轮的汽蚀寿命，到 时予以更换。 （2）泵应在规定转速下运行，不得超速。因为当n??泵的△hr?，则泵的抗汽蚀性能将显著降低。（3）不允许用泵的吸入系统上的阀门调节流量。否则，将 导致吸入管路的hw?? △ha?。 （4）泵在运行时若发生汽蚀，可以设法减小流量，或降低 转速。141142四、首级叶轮采用抗汽蚀性能好的材料受到使用和安装条件的限制不能完全避免发生汽蚀的泵，应采用抗汽蚀性能好的材料制成叶轮，或将这类材料喷涂在泵 壳、叶轮的流道表面上，以便延长叶轮的使用寿命。一般来说，材料的强度高、韧性好、硬度高、化学稳定性 好，则它抗汽蚀性能也好。 如高压给水泵广泛采用各种等级的铬不锈钢，目前国外认 为满意的材料是含铬17% 、镍4%的马氏体沉淀硬化不锈钢。142143课程结束 谢谢
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