泵與風(fēng)機課后思考題答案

1、思考題答案緒論思考題1 在火力發(fā)電廠中有那些主要的泵與風(fēng)機？其各自的作用是什么？答：給水泵：向鍋爐連續(xù)供給具有一定壓力和溫度的給水。循環(huán)水泵：從冷卻水源取水后向汽輪機凝汽器、冷油器、發(fā)電機的空氣冷卻器供給冷卻水。凝結(jié)水泵：抽出汽輪機凝汽器中的凝結(jié)水，經(jīng)低壓加熱器將水送往除氧器。疏水泵：排送熱力系統(tǒng)中各處疏水。補給水泵：補充管路系統(tǒng)的汽水損失。灰渣泵：將鍋爐燃燒后排出的灰渣與水的混合物輸送到貯灰場。送風(fēng)機：向鍋爐爐膛輸送燃料燃燒所必需的空氣量。引風(fēng)機：把燃料燃燒后所生成的煙氣從鍋爐中抽出，并排入大氣。2 泵與風(fēng)機可分為哪幾大類？發(fā)電廠主要采用哪種型式的泵與風(fēng)機？為什么？答：泵按產(chǎn)生壓力的大小分：

2、低壓泵、中壓泵、高壓泵風(fēng)機按產(chǎn)生全壓得大小分：通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、壓氣機泵按工作原理分：葉片式：離心泵、軸流泵、斜流泵、旋渦泵容積式：往復(fù)泵、回轉(zhuǎn)泵其他類型：真空泵、噴射泵、水錘泵風(fēng)機按工作原理分：葉片式：離心式風(fēng)機、軸流式風(fēng)機容積式：往復(fù)式風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式風(fēng)機發(fā)電廠主要采用葉片式泵與風(fēng)機。其中離心式泵與風(fēng)機性能范圍廣、效率高、體積小、重量輕， 能與高速原動機直聯(lián)， 所以應(yīng)用最廣泛。 軸流式泵與風(fēng)機與離心式相比， 其流量大、壓力小。故一般用于大流量低揚程的場合。目前，大容量機組多作為循環(huán)水泵及引送風(fēng)機。3 泵與風(fēng)機有哪些主要的性能參數(shù)？銘牌上標出的是指哪個工況下的參數(shù)？答：泵與風(fēng)機的主要性能參數(shù)有：流

3、量、揚程（全壓）、功率、轉(zhuǎn)速、效率和汽蝕余量。在銘牌上標出的是：額定工況下的各參數(shù)4 水泵的揚程和風(fēng)機的全壓二者有何區(qū)別和聯(lián)系？答：單位重量液體通過泵時所獲得的能量增加值稱為揚程；單位體積的氣體通過風(fēng)機時所獲得的能量增加值稱為全壓聯(lián)系：二者都反映了能量的增加值。區(qū)別：揚程是針對液體而言，以液柱高度表示能量，單位是m。全壓是針對氣體而言，以壓力的形式表示能量，單位是Pa。5 離心式泵與風(fēng)機有哪些主要部件？各有何作用？答：離心泵葉輪：將原動機的機械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能。吸入室：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進入葉輪，并使葉輪進口處的液體流速分布均勻。壓出室：收集從葉輪流出的高速流體

4、，然后以最小的阻力損失引入壓水管或次級葉輪進口，同時還將液體的部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?dǎo)葉：匯集前一級葉輪流出的液體，并在損失最小的條件下引入次級葉輪的進口或壓出室，同時在導(dǎo)葉內(nèi)把部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。可編輯范本密封裝置：密封環(huán)：防止高壓流體通過葉輪進口與泵殼之間的間隙泄露至吸入口。軸端密封：防止高壓流體從泵內(nèi)通過轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間的間隙泄漏到泵外。離心風(fēng)機葉輪：將原動機的機械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能蝸殼：匯集從葉輪流出的氣體并引向風(fēng)機的出口，同時將氣體的部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。集流器：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。進氣箱：改善氣流的進氣條件，減少氣流分布不均而引起的

5、阻力損失。6 軸流式泵與風(fēng)機有哪些主要部件？各有何作用？答：葉輪：把原動機的機械能轉(zhuǎn)化為流體的壓力能和動能的主要部件。導(dǎo)葉：使通過葉輪的前后的流體具有一定的流動方向，并使其阻力損失最小。吸入室（泵）：以最小的阻力損失引導(dǎo)液體平穩(wěn)的進入葉輪，并使葉輪進口處的液體流速分布均勻。集流器（風(fēng)機） ：以最小的阻力損失引導(dǎo)氣流均勻的充滿葉輪入口。擴壓筒：將后導(dǎo)葉流出氣流的動能轉(zhuǎn)化為壓力能。7軸端密封的方式有幾種？各有何特點？用在哪種場合？答：填料密封：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但使用壽命短，廣泛應(yīng)用于中低壓水泵上。機械密封：使用壽命長，密封效果好，摩擦耗功小，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度與安裝技術(shù)要求高，造價貴。適用

6、于高溫高壓泵。浮動環(huán)密封：相對與機械密封結(jié)構(gòu)較簡單，運行可靠，密封效果好，多用于高溫高壓鍋爐給水泵上。8 目前火力發(fā)電廠對大容量、高參數(shù)機組的引、送風(fēng)機一般都采用軸流式風(fēng)機，循環(huán)水泵也越來越多采用斜流式（混流式）泵，為什么？答：軸流式泵與風(fēng)機與離心式相比，其流量大、壓力小。故一般用于大容量低揚程的場合。因此，目前大容量機組的引、送風(fēng)機一般都采用軸流式風(fēng)機。斜流式又稱混流式， 是介于軸流式和離心式之間的一種葉片泵， 斜流泵部分利用了離心力，部分利用了升力，在兩種力的共同作用下，輸送流體，并提高其壓力，流體軸向進入葉輪后，沿圓錐面方向流出?？勺鳛榇笕萘繖C組的循環(huán)水泵。9 試簡述活塞泵、齒輪泵及真空

7、泵、噴射泵的作用原理？答：活塞泵：利用工作容積周期性的改變來輸送液體，并提高其壓力。齒輪泵：利用一對或幾個特殊形狀的回轉(zhuǎn)體如齒輪、螺桿或其他形狀的轉(zhuǎn)子。在殼體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動來輸送流體并提高其壓力。噴射泵：利用高速射流的抽吸作用來輸送流體。真空泵：利用葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空來輸送流體。第一章思考題1 試簡述離心式與軸流式泵與風(fēng)機的工作原理。答：離心式：葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量，即流體通過葉輪后，壓能和動能都得到提高，從而能夠被輸送到高處或遠處。流體沿軸向流入葉輪并沿徑向流出。軸流式：利用旋轉(zhuǎn)葉輪、葉片對流體作用的升力來輸送流體，并提高其壓力。流體沿軸向流入葉輪并沿軸向流出。2 流體在旋

8、轉(zhuǎn)的葉輪內(nèi)是如何運動的？各用什么速度表示？其速度矢量可組成怎樣的圖形？可編輯范本答：當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時， 葉輪中某一流體質(zhì)點將隨葉輪一起做旋轉(zhuǎn)運動。同時該質(zhì)點在離心力的作用下，又沿葉輪流道向外緣流出。因此，流體在葉輪中的運動是一種復(fù)合運動。葉輪帶動流體的旋轉(zhuǎn)運動，稱牽連運動，其速度用圓周速度u 表示；流體相對于葉輪的運動稱相對運動，其速度用相對速度w 表示；流體相對于靜止機殼的運動稱絕對運動，其速度用絕對速度v 表示。以上三個速度矢量組成的矢量圖，稱為速度三角形。3 當(dāng)流量大于或小于設(shè)計流量時，葉輪進、出口速度三角形怎樣變化？答：進口速度三角形的變化：'''1。（如圖 a）當(dāng)

9、流量小于設(shè)計流量時：軸面速度v1m v1m ，1 90°，1'''1。（如圖 b）當(dāng)流量大于設(shè)計流量時：軸面速度v1m v1m ，1 90°，1出口速度三角形w2v2w 2v2mv2mv2u2v2uv2u小于設(shè)計流量可編輯范本w2v2w 2v2mv2mv2u2v2uv2u大于設(shè)計流量4 離心式泵與風(fēng)機當(dāng)實際流量在有限葉片葉輪中流動時，對揚程（全壓）有何影響？如何修正？答：在有限葉片葉輪流道中， 由于流體慣性出現(xiàn)了軸向渦流，使葉輪出口處流體的相對速度產(chǎn)生滑移，導(dǎo)致?lián)P程(全壓)下降。一般采用環(huán)流系數(shù)k 或滑移系數(shù)來修正。5 為了提高流體從葉輪獲得的能量，

10、一般有哪幾種方法？最常采用哪種方法？為什么？答： 1）徑向進入，即190 ； 2）提高轉(zhuǎn)速 n ； 3）加大葉輪外徑 D 2 ； 4）增大葉片出口安裝角 2a 。提高轉(zhuǎn)速最有利， 因為加大葉輪外徑將使損失增加，降低泵的效率； 提高轉(zhuǎn)速則受汽蝕的限制， 對風(fēng)機則受噪聲的限制。增大葉片出口安裝角2a 將使動能頭顯著增加，降低泵與風(fēng)機的效率。比較之下，用提高轉(zhuǎn)速n 來提高理論能頭，仍是當(dāng)前普遍采用的主要方法。6 泵與風(fēng)機的能量方程式有哪幾種形式？并分析影響理論揚程（全壓）的因素有哪些？1u1v1u)答：泵： H T = (u2 v2ugv22v21u2 2u122122H T2g2g2g可編輯范本風(fēng)

11、機： pTu2 v2uu1v1u因素：轉(zhuǎn)速n ；葉輪外徑D2 ；密度（影響全壓） 、葉片出口安裝角2 a ；進口絕對速度角 1 。7 離心式泵與風(fēng)機有哪幾種葉片形式？各對性能有何影響？為什么離心泵均采用后彎式葉片？答：后彎式、徑向式、前彎式后彎式：2a 90°時，cot2a 為正值，2 a 越小， cot2 a 越大， H T則越小。即隨2a不斷減小， H T亦不斷下降。當(dāng)2 a 減小到等于最小角2a ,m in 時， H T0 。u22徑向式：2a =90°時， cot2 a =0 ， v2u= u2 。 H T。g前彎式：2a 90°時， cot2a 為負值，

12、2a 越大， cot2a 越小， H T則越大即隨2a不斷增大， H T2 a 增加到等于最大角2a ,max 時， H T2u22亦不斷增大。當(dāng)g。以上分析表明， 隨葉片出口安裝角2a 的增加，流體從葉輪獲得的能量越大。因此，前彎式葉片所產(chǎn)生的揚程最大，徑向式葉片次之，后彎式葉片最小。當(dāng)三種不同的葉片在進、出口流道面積相等，葉片進口幾何角相等時，后彎式葉片流道較長， 彎曲度較小， 且流體在葉輪出口絕對速度小。 因此，當(dāng)流體流經(jīng)葉輪及轉(zhuǎn)能裝置 ( 導(dǎo)葉或蝸殼 ) 時，能量損失小，效率高，噪聲低。但后彎式葉片產(chǎn)生的總揚程較低，所以在產(chǎn)生相同的揚程 ( 風(fēng)壓 ) 時，需要較大的葉輪外徑或較高的轉(zhuǎn)速

13、。為了高效率的要求，離心泵均采用后彎式葉片，通常2a 為 20° 30°。8. 軸流葉輪進、出口速度三角形如何繪制？w 、如何確定？有何意義？答：速度三角形一般只需已知三個條件即可畫出，一般求出圓周速度u 、軸向速度 va 、圓周分速vu 即可按比例畫出三角形。軸流式和離心式泵與風(fēng)機速度三角形相比， 具有以下特點： 一是流面進、出口處的圓周速度相同；二是流面進、 出口的軸向速度也相同，即可編輯范本u2 = u1 =u ； v1u = v2u = va因此，為研究方便起見，可以把葉柵進、出口速度三角形繪在一起。如圖所示。w 是葉柵前后相對速度w1 和 w2 的幾何平均值，其大

14、小和方向由葉柵進、出口速度三角形的幾何關(guān)系來確定。w = wa2( w1uw2u )2；= arctg wa =arctg2wa2wuw1uw2u意義：由于流體對孤立翼型的繞流，并不影響來流速度的大小和方向，而對葉柵翼型的繞流，則將影響來流速度的大小和方向，所以在繞流葉柵的流動中，取葉柵的前后相對速度w1 和w2 的幾何平均值w 作為無限遠處的來流速度。9. 軸流式泵與風(fēng)機與離心式相比較，有何性能特點？使用于何種場合？答: 軸流式泵與風(fēng)機的性能特點是流量大，揚程低， 比轉(zhuǎn)數(shù)大， 流體沿軸向流入、流出葉輪。目前國內(nèi)外大型電站普遍采用軸流式風(fēng)機作為鍋爐的送引風(fēng)機、軸流式水泵作為循環(huán)水泵。10. 軸

15、流式泵與風(fēng)機的揚程（全壓）為什么遠低于離心式？答：因為軸流式泵與風(fēng)機的能量方程式是：H T= v22v12 w12w222g2g離心式泵與風(fēng)機的能量方程式是:H T= v22v12 u22u12 w12w222g2g2g因為式中 u1 = u2 = u 故流體在軸流式葉輪中獲得的總能量遠小于離心式。11.軸流式泵與風(fēng)機的翼型、葉柵的幾何尺寸、形狀對流體獲得的理論揚程（全壓）有何影響？并分析提高其揚程（全壓）的方法？答：泵： H Tc yb uw2 sincost va 2g風(fēng)機： PTcyb uw 2sint va2cos增加弦長 b ；增大葉柵中翼型的升力系數(shù)c y ；減小柵距 t；增大；增

16、加升力角均可提高泵與風(fēng)機的揚程（全壓）。第二章思考題1 在泵與風(fēng)機內(nèi)有哪幾種機械能損失？試分析損失的原因以及如何減小這些損失?？删庉嫹侗敬穑海?1）機械損失：主要包括軸端密封與軸承的摩擦損失及葉輪前后蓋板外表面與流體之間的圓盤摩擦損失兩部分。軸端密封和軸承的摩擦損失與軸端密封和軸承的結(jié)構(gòu)形式以及輸送流體的密度有關(guān)。這項損失的功率 P 約為軸功率的 1 5，大中型泵多采用機械密封、浮動密封等結(jié)構(gòu)，軸端密封的摩擦損失就更小。圓盤摩擦損失是因為葉輪在殼體內(nèi)的流體中旋轉(zhuǎn)，葉輪兩側(cè)的流體，由于受離心力的作用， 形成回流運動， 此時流體和旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生摩擦而產(chǎn)生能量損失。 這項損失的功率約為軸功率的 2

17、-10 ，是機械損失的主要部分。提高轉(zhuǎn)速， 葉輪外徑可以相應(yīng)減小， 則圓盤摩擦損失增加較小，甚至不增加，從而可提高葉輪機械效率。（ 2）容積損失：泵與風(fēng)機由于轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間存在間隙，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動時，在間隙兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，因而時部分由葉輪獲得能量的流體從高壓側(cè)通過間隙向低壓側(cè)泄露，這種損失稱容積損失或泄露損失。容積損失主要發(fā)生在葉輪人口與外殼密封環(huán)之間及平衡裝置與外殼之間。如何減?。?為了減少進口的容積損失， 一般在進口都裝有密封環(huán) ( 承磨環(huán)或口環(huán) ) ，在間隙兩側(cè)壓差相同的情況下，如間隙寬度 b 減小，間隙長度 l 增加，或彎曲次數(shù)較多，則密封效果較好，容積損失也較小。（ 3）流動損失

18、：流動損失發(fā)生在吸入室、葉輪流道、導(dǎo)葉與殼體中。流體和各部分流道壁面摩擦?xí)a(chǎn)生摩擦損失；流道斷面變化、轉(zhuǎn)彎等會使邊界層分離、產(chǎn)生二次流而引起擴散損失；由于工況改變，流量偏離設(shè)計流量時，入口流動角與葉片安裝角不一致，會引起沖擊損失。如何減?。?減小流量可減小摩擦及擴散損失， 當(dāng)流體相對速度沿葉片切線流入， 則沒有沖擊損失，總之，流動損失最小的點在設(shè)計流量的左邊。2 為什么圓盤摩擦損失屬于機械損失？答：因為葉輪在殼體內(nèi)的流體中旋轉(zhuǎn)，葉輪兩側(cè)的流體，由于受離心力的作用，形成回流運動，此時流體和旋轉(zhuǎn)的葉輪發(fā)生摩擦而產(chǎn)生能量損失。由于這種損失直接損失了泵與風(fēng)機的軸功率，因此歸屬于機械損失。3 功率分為哪

19、幾種？它們之間有什么關(guān)系？答：常用功率分為原動機功率Pg 、軸功率 P 和有效功率PePg =g Pg ,inP = tm PgPe =P4. 離心式葉輪的理論qV ,T - H T 曲線及 qV ,T - pT曲線為直線形式，而實驗所得的qV - H 及qV - p 關(guān)系為曲線形式，原因何在？答：對于有限葉片的葉輪，由于軸向渦流的影響使其產(chǎn)生的揚程降低，該葉輪的揚程可用環(huán)流系數(shù)進行修正。HTKHT可編輯范本環(huán)流系數(shù)K 恒小于 1，且基本與流量無關(guān)。因此，有限葉片葉輪的qV ,T H T 曲線，也是一條向下傾斜的直線，且位于無限多葉片所對應(yīng)的 qV ,T H T 曲線下方。如圖中b線所示?？紤]

20、實際流體粘性的影響，還要在qV , TH曲線上減去因摩擦、擴散和沖擊而損失的揚程。因為摩擦及擴散損失隨流量的平方增加，在減去各流量下因摩擦及擴散而損失的揚程后即得圖中的c 線。沖擊損失在設(shè)計工況下為零，在偏離設(shè)計工況時則按拋物線增加， 在對應(yīng)流量下再從c 曲線上減去因沖擊而損失的揚程后即得d 線。除此之外， 還需考慮容積損失對性能曲線的影響。因此，還需在d 線的各點減去相應(yīng)的泄漏量q，即得到流量與揚程的實際qVH 性能曲線，如圖中e 線所示。對風(fēng)機的 qV H 曲線分析與泵的qV H 曲線分析相同。5為什么前彎式葉片的風(fēng)機容易超載？在對前彎式葉片風(fēng)機選擇原動機時應(yīng)注意什么問題？答：前彎式葉輪隨

21、流量的增加，功率急劇上升，原動機容易超載。所以，對前彎式葉輪的風(fēng)機在選擇原動機時，容量富裕系數(shù)K 值應(yīng)取得大些。6離心式和軸流式泵與風(fēng)機在啟動方式上有何不同？答：離心式泵與風(fēng)機，在空載時，所需軸功率（空載功率）最小，一般為設(shè)計軸功率的30%左右。 在這種狀態(tài)下啟動，可避免啟動電流過大，原動機過載。所以離心式泵與風(fēng)機要在閥門全關(guān)的狀態(tài)下啟動。軸流式泵與風(fēng)機，功率P 在空轉(zhuǎn)狀態(tài)（ qV =0）時最大，隨流量增加而減小，為避免原動機過載，對軸流式泵與風(fēng)機要在閥門全開狀態(tài)下啟動。7軸流式泵與風(fēng)機空載運行時，功率為什么不為零？答：由于存在機械損失和二次回流損失。8軸流式泵與風(fēng)機的性能曲線有何特點？其qV

22、 - H 及 qV - p 曲線為什么出現(xiàn)拐點？答：軸流式泵與風(fēng)機的qV H ( qV p ) 性能曲線具有如下特點：當(dāng)在設(shè)計工況時，對應(yīng)曲線上的 d 點，此時沿葉片各截面的流線分布均勻，效率最高。當(dāng)qV < qVd 時來流速度的流動角減小，沖角增大。由翼型的空氣動力特性可知，沖角增大時，翼型的升力系數(shù)也增加，因而揚程( 全壓 ) 上升；當(dāng)流量達到 qVc 時沖角已增加到使翼型上產(chǎn)生附可編輯范本面層分離，出現(xiàn)失速現(xiàn)象，因而升力系數(shù)降低，揚程( 全壓 ) 也隨之下降，當(dāng)流量減小到qVb時，揚程 ( 全壓 ) 最低；當(dāng) qV <qVb 時，沿葉片各截面揚程( 全壓 ) 不相等，出現(xiàn)二次

23、回流，此時，由葉輪流出的流體一部分重新返回葉輪，再次獲得能量， 從而揚程又開始升高， 直到 qV =0時，揚程 ( 全壓 ) 達到最大值。由于二次回流伴有較大的能量損失，因此，效率也隨之下降。9熱力學(xué)法測效率是基于什么原理？有什么特點？答：原理：對于高溫高壓泵，由于不能忽略流體受到壓縮而導(dǎo)致密度和比熱的變化，因此熱力學(xué)原理奠定了熱力學(xué)測試方法的基礎(chǔ)。泵葉輪旋轉(zhuǎn)對流體做功，除了使流體獲得有用功率之外， 尚有各種損失轉(zhuǎn)化為熱能， 使水溫升高； 同時流體從泵進口到出口的等熵壓縮過程，也會使水溫升高。形成泵進出口的溫差，因此只需測出泵進、出口的溫度和壓力，即可求得泵效率。特點：熱力學(xué)法測效率，揚程越高

24、，溫差越大，其相對測量誤差越小，測量精度很高，因而適用于 100m以上的高揚程泵。并可在現(xiàn)場運行條件下進行測試，同時，不必測出水泵的流量，即可求得泵效率。第三章思考題1 兩臺幾何相似的泵與風(fēng)機，在相似條件下，其性能參數(shù)如何按比例關(guān)系變化？答：流量相似定律指出： 幾何相似的泵與風(fēng)機，在相似工況下運行時， 其流量之比與幾何尺寸之比的三次方成正比、與轉(zhuǎn)速比的一次方成正比，與容積效率比的一次方成正比。揚程相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機，在相似工況下運行時，其揚程之比與幾何尺寸比的平方成正比，與轉(zhuǎn)速比的平方成正比，與流動效率比的一次方成正比。功率相似定律指出：幾何相似的泵與風(fēng)機，在相似工況下運行時，其

25、功率之比與幾何尺寸比的五次方成正比，與轉(zhuǎn)速比的三次方成正比，與密度比的一次方成正比，與機械效率比的一次方成正比。2 當(dāng)一臺泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時，其揚程、流量、功率將如何變化？答：根據(jù)比例定律可知：流量qVp qVm np揚程 H p H m ( np ) 2功率 Pp Pm ( np ) 3nmnmnm3 當(dāng)某臺風(fēng)機所輸送空氣的溫度變化時其全壓、流量、功率將如何變化？答：溫度變化導(dǎo)致密度變化，流量與密度無關(guān)，因而流量不變。ppPPpP全壓功率pmmPmm4 為什么說比轉(zhuǎn)數(shù)是一個相似特征數(shù)？無因次比轉(zhuǎn)數(shù)較有因次有何優(yōu)點？答：比轉(zhuǎn)數(shù)是由相似定律推導(dǎo)而得，因而它是一個相似準則數(shù)。優(yōu)點：有因次比轉(zhuǎn)數(shù)需要

26、進行單位換算。5 為什么可以用比轉(zhuǎn)數(shù)對泵與風(fēng)機進行分類？答：比轉(zhuǎn)數(shù)反映了泵與風(fēng)機性能上及結(jié)構(gòu)上的特點。如當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)不變，對于揚程( 全壓 )高、流量小的泵與風(fēng)機，其比轉(zhuǎn)數(shù)小。反之，在流量增加，揚程( 全壓 ) 減小時，比轉(zhuǎn)數(shù)隨之增加，此時，葉輪的外緣直徑D2 及葉輪進出口直徑的比值D 2 D 0 隨之減小，而葉輪出口寬度b2 則可編輯范本隨之增加。當(dāng)葉輪外徑D 2 和 D 2 D 0 減小到某一數(shù)值時，為了避免引起二次回流，致使能量損失增加，為此，葉輪出口邊需作成傾斜的。此時，流動形態(tài)從離心式過渡到混流式。當(dāng)D2 減小到極限D(zhuǎn) 2 D 0 =1 時，則從混流式過渡到軸流式。由此可見，葉輪形式引起性

27、能參數(shù)改變，從而導(dǎo)致比轉(zhuǎn)數(shù)的改變。所以，可用比轉(zhuǎn)數(shù)對泵與風(fēng)機進行分類。6隨比轉(zhuǎn)數(shù)增加，泵與風(fēng)機性能曲線的變化規(guī)律怎樣？答：在低比轉(zhuǎn)數(shù)時，揚程隨流量的增加，下降較為緩和。當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)增大時，揚程曲線逐漸變陡，因此軸流泵的揚程隨流量減小而變得最陡。在低比轉(zhuǎn)數(shù)時( n s <200) ，功率隨流量的增加而增加，功率曲線呈上升狀。但隨比轉(zhuǎn)數(shù)的增加 ( n s =400) ，曲線就變得比較平坦。當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)再增加( n s =700) ，則功率隨流量的增加而減小，功率曲線呈下降狀。所以， 離心式泵的功率是隨流量的增加而增加，而軸流式泵的功率卻是隨流量的增加而減少。比轉(zhuǎn)數(shù)低時，效率曲線平坦，高效率區(qū)域較寬，

28、比轉(zhuǎn)數(shù)越大，效率曲線越陡，高效率區(qū)域變得越窄， 這就是軸流式泵和風(fēng)機的主要缺點。 為了克服功率變化急劇和高效率區(qū)窄的缺點，軸流式泵和風(fēng)機應(yīng)采用可調(diào)葉片，使其在工況改變時，仍保持較高的效率。7無因次的性能曲線是如何繪制的？與有因次性能曲線相比有何優(yōu)點？答：凡幾何相似的泵或風(fēng)機，在相似工況下運行時，其無因次系數(shù)相同。用無因次系數(shù)，可以繪出無因次性能曲線。用無因次性能參數(shù) qV 、 p 、 P ，繪制無因次性能曲線時，首先要通過試驗求得某一幾何形狀葉輪在固定轉(zhuǎn)速下不同工況時的qV 、 P 、 p 及， 值，然后計算出相應(yīng)工況時的qV 、 P 、 p 、，并繪制出以流量系數(shù)qV為橫坐標，以壓力系數(shù)p

29、、功率系數(shù) P 及效率為縱坐標的一組qV p 、 qV P及 qV 曲線。無因次性能曲線的特點是，由于同類泵與風(fēng)機都是相似的，同時沒有計量單位，而只有比值關(guān)系，所以可代表一系列相似泵或風(fēng)機的性能。 因此，如把各類泵或風(fēng)機的無因次性能曲線繪在同一張圖上， 在選型時可進行性能比較。8通用性能曲線是如何繪制的？答：通用性能曲線可以用試驗方法得到，也可以用比例定律求得。用比例定律可以進行性能參數(shù)間的換算，如已知轉(zhuǎn)速為 n1 時的性能曲線， 欲求轉(zhuǎn)速為 n2時的性能曲線，則可在轉(zhuǎn)速為n1 時的 qV H 性能曲線上取任意點1、 2、 3等的流量與揚程代入比例定律，由n2 qVH 2n22qV 2H 1n

30、1n1可求得轉(zhuǎn)速為 n2 時與轉(zhuǎn)速為n1 時相對應(yīng)的工況點1 、2 、3 。將這些點連成光滑的曲線，可編輯范本則得轉(zhuǎn)速為 n2 時的 qV H 性能曲線。制造廠所提供的是通過性能試驗所得到的通用性能曲線。第四章思考題 :1 何謂汽蝕現(xiàn)象？它對泵的工作有何危害？答：汽泡的形成、發(fā)展和破裂以致材料受到破壞的全部過程，稱為汽蝕現(xiàn)象。危害：（1）材料破壞（ 2）噪聲和振動（3）性能下降2 為什么泵要求有一定的幾何安裝高度？在什么情況下出現(xiàn)倒灌高度？答：提高吸水性能，使泵在設(shè)計工況下工作時不發(fā)生汽蝕。當(dāng)吸水池液面壓力等于該溫度下液體所對應(yīng)的飽和壓力Pv 時，出現(xiàn)倒灌高度。3 電廠的給水泵及凝結(jié)水泵為什么

31、都安裝在給水容器的下面？答：給水泵的吸入容器是除氧器，凝結(jié)水泵的吸入容器是凝汽器，除氧器和凝汽器里都是飽和狀態(tài)，即液面壓力等于該溫度下水的飽和壓力。 為了避免發(fā)生汽蝕， 需采用倒灌高度，因此給水泵及凝結(jié)水泵都安裝在水容器的下面。4 何謂有效汽蝕余量ha 和必需汽蝕余量hr ，二者有何關(guān)系？答：有效汽蝕余量ha ：指泵在吸入口處，單位重量液體所具有的超過汽化壓力（飽和蒸汽壓力）的富余能量。必需汽蝕余量：指液體在泵吸入口的能頭對壓力最低點處靜壓能頭的富余能頭。二者關(guān)系：當(dāng)（hr ha ）時，泵內(nèi)發(fā)生汽蝕；當(dāng)（hr ha 時，泵內(nèi)不會發(fā)生汽蝕；當(dāng)（hr ha hc ）時，處于臨界狀態(tài)。5 產(chǎn)品樣品中

32、提供的允許汽蝕余量h 是怎樣得到的？答：廠家通過汽蝕實驗得到臨界汽蝕余量hc ，為保證泵不發(fā)生汽蝕，hc 加一安全量，得允許汽蝕余量 h 。6 為什么目前多采用汽蝕余量來表示泵的汽蝕性能，而較少用吸上真空高度來表示？答：因為使用汽蝕余量時不需要進行換算，特別對電廠的鍋爐給水泵和凝結(jié)水泵，吸入液面都不是大氣壓力的情況下，尤為方便。同時汽蝕余量更能說明汽蝕的物理概念，因此，目前已較多使用汽蝕余量。7 提高轉(zhuǎn)速后，對泵的汽蝕性能有何影響？答：對同一臺泵來說，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，汽蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系變化，即當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高后，必需汽蝕余量成平方增加，泵的抗汽蝕性能大為惡化。8 為什么說汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)也是

33、一個相似特征數(shù)？使用無因次汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)有何優(yōu)點？答：因為汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)是由流量相似定律和汽蝕相似定律推導(dǎo)而來的。因此也是一個相似特征數(shù)。優(yōu)點：不需要進行單位換算。9 提高泵的抗汽蝕性能可采用那些措施？基于什么原理？答：一、提高泵本身的抗汽蝕性能可編輯范本(1) 降低葉輪入口部分流速。一般采用兩種方法：適當(dāng)增大葉輪入口直徑D 0 ；增大葉片入口邊寬度b1 。也有同時采用既增大D 0 又增大 b1 的方法。 這些結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變，均應(yīng)有一定的限度，否則將影響泵效率。(2) 采用雙吸式葉輪。 雙吸式葉輪的必需汽蝕余量是單吸式葉輪的 63，因而提高了泵的抗汽蝕性能。(3) 增加葉輪前蓋板轉(zhuǎn)彎處的曲率半徑。這樣

34、可以減小局部阻力損失。(4) 葉片進口邊適當(dāng)加長。即向吸人方向延伸，并作成扭曲形。(5) 首級葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。如采用含鎳鉻的不銹鋼、鋁青銅、磷青銅等。二、提高吸入系統(tǒng)裝置的有效汽蝕余量ha可以采取如下措施：(1) 減小吸入管路的流動損失。 即可適當(dāng)加大吸入管直徑， 盡量減少管路附件， 如彎頭、閥門等，并使吸人管長最短。(2) 合理確定兩個高度。即幾何安裝高度及倒灌高度。(3) 采用誘導(dǎo)輪。 主葉輪前裝誘導(dǎo)輪，使液體通過誘導(dǎo)輪升壓后流入主葉輪( 多級泵為首級葉輪 ) ，因而提高了主葉輪的有效汽蝕余量，改善了泵的汽蝕性能。(4) 采用雙重翼葉輪。雙重翼葉輪由前置葉輪和后置離心葉輪組成，

35、與誘導(dǎo)輪相比，其主要優(yōu)點是軸向尺寸小， 結(jié)構(gòu)簡單， 且不存在誘導(dǎo)輪與主葉輪配合不好， 而導(dǎo)致效率下降的問題。所以，雙重翼離心泵不會降低泵的性能，卻使泵的抗汽蝕性能大為改善。(5) 采用超汽蝕泵。在主葉輪之前裝一個類似軸流式的超汽蝕葉輪，其葉片采用了薄而尖的超汽蝕翼型，使其誘發(fā)一種固定型的汽泡，覆蓋整個翼型葉片背面，并擴展到后部，與原來葉片的翼型和空穴組成了新的翼型。 其優(yōu)點是汽泡保護了葉片， 避免汽蝕并在葉片后部潰滅，因而不損壞葉片。(6) 設(shè)置前置泵。采用在給水泵前裝置低速前置泵，使給水經(jīng)前置泵升壓后再進入給水泵，從而提高了泵的有效汽蝕余量， 改善了給水泵的汽蝕性能； 同時除氧器的安裝高度也

36、大為降低。這是防止給水泵產(chǎn)生汽蝕、簡單而又可靠的一種方法。第五章思考題1 如何繪制管路特性曲線？答：由泵的管路特性曲線方程H cH stqv2 可知，當(dāng)流量發(fā)生變化時，裝置揚程H c 也隨之發(fā)生變化。對于風(fēng)機，因氣體密度很小，H t 形成的氣柱壓力可以忽略不計，即 H t為零，又因引風(fēng)機是將煙氣排入大氣，故該風(fēng)機的管路特性曲線方程可近似認為pcqv2因此可以看出，管路特性曲線是一條二次拋物線，此拋物線起點應(yīng)在縱坐標靜揚程H st 處；風(fēng)機為一條過原點的二次拋物線，可編輯范本如圖所示。2. 什么是泵與風(fēng)機的運行工況點？泵（風(fēng)機）的揚程（全壓）與泵（風(fēng)機）裝置揚程（裝置風(fēng)壓）區(qū)別是什么？兩者又有什

37、么聯(lián)系？答：將泵本身的性能曲線與管路特性曲線按同一比例繪在同一張圖上， 則這兩條曲線相交于一點，這點即泵在管路中的工作點。區(qū)別：泵 ( 風(fēng)機 ) 的揚程：是提供能量的, 隨流量的增加揚程降低, 曲線下降。裝置揚程：管路系統(tǒng)所消耗的能量，隨流量的增加，揚程增加，曲線上升。關(guān)系：當(dāng)二者相等時，泵（風(fēng)機）穩(wěn)定工作。3. 試述泵與風(fēng)機的串聯(lián)工作和并聯(lián)工作的特點？答：并聯(lián)特點：揚程彼此相等，總流量為每臺泵（風(fēng)機）輸出流量之和。串聯(lián)特點：流量彼此相等，總揚程為每臺泵（風(fēng)機）揚程之和。4. 泵與風(fēng)機并聯(lián)工作的目的是什么？并聯(lián)后流量和揚程（或全壓） 如何變化？并聯(lián)后為什么揚程會有所增加？答：（ 1）泵與風(fēng)機并

38、聯(lián)工作的目的是保證揚程相同時增加流量。（ 2）兩臺泵并聯(lián)后的流量等于各泵流量之和，與各泵單獨工作時相比， 兩臺泵并聯(lián)后的總流量小于各泵單獨工作時流量的二倍， 而大于一臺泵單獨工作時的流量。 并聯(lián)后每臺泵工作流量較單獨工作時的較小。（ 3）因為輸送的管道仍是原有的，直徑也沒增大，而管道摩擦損失隨流量的增加而增大了， 從而導(dǎo)致總阻力增大，這就需要每臺泵都提高它的揚程來克服增加的阻力，故并聯(lián)后揚程大于并聯(lián)前揚程。2 泵與風(fēng)機串聯(lián)工作的目的是什么？串聯(lián)后流量和揚程（或全壓）如何變化？串聯(lián)后為什么流量會有所增加？答：（ 1）泵與風(fēng)機串聯(lián)工作的目的是提高揚程。（ 2）兩臺泵串聯(lián)工作時所產(chǎn)生的總揚程小于泵單

39、獨工作時揚程的二倍，而大于串聯(lián)前單獨運行的揚程。（ 3）因為揚程的增加大于管路阻力的增加，致使富裕的揚程促使流量增加。6為什么說單憑泵或風(fēng)機最高效率值來衡量其運行經(jīng)濟性高低是不恰當(dāng)?shù)模看穑阂驗橹挥挟?dāng)泵與風(fēng)機的工作點位于高效區(qū)時，經(jīng)濟性才高。 因此單憑泵或風(fēng)機最高效率值來衡量其運行經(jīng)濟性高低是不恰當(dāng)?shù)摹?泵與風(fēng)機運行時有哪幾種調(diào)節(jié)方式？其原理是什么？各有何優(yōu)缺點？答：變速調(diào)節(jié)： 原理是在管路特性曲線不變時，用變轉(zhuǎn)速改變泵與風(fēng)機的性能曲線，從而改變工況點。 優(yōu)點是大大減少附加的節(jié)流損失，在很大變工況范圍內(nèi)保持較高的效率。缺點是投資昂貴。節(jié)流調(diào)節(jié)：原理是在管路中裝設(shè)節(jié)流部件，利用改變閥門開度，使管路

40、的局部阻力發(fā)生變化，來達到調(diào)節(jié)的目的。出口端節(jié)流：只改變管路特性曲線。優(yōu)點是方法可靠，簡單易行。缺點是調(diào)節(jié)方式不經(jīng)濟，而且只能在小于設(shè)計流量一方調(diào)節(jié)。入口端節(jié)流：既改變管路特性曲線， 也改變風(fēng)機本身的性能曲線。 同一流量下， 入口端節(jié)流損失小于出口端節(jié)流損失，但由于入口端調(diào)節(jié)會使進口壓力下降，對于泵有引起汽蝕的危險，只能適用于風(fēng)機。入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)：原理是改變風(fēng)機本身性能曲線。優(yōu)點是節(jié)省功率。只適用于風(fēng)機。汽蝕調(diào)節(jié)：原理是利用泵的汽蝕特性來調(diào)節(jié)流量，改變泵本身的性能曲線。優(yōu)缺點：對通流部件損壞并不嚴重， 可使泵自動調(diào)節(jié)流量，減少運行人員，降低水泵耗電。如果汽輪機負荷常變，特別是長期在底負荷下時采

41、用汽蝕調(diào)節(jié)會使壽命大大降低。只適用于泵?？蓜尤~片調(diào)節(jié)：原理是動葉安裝角可隨不同工況而改變，通過改變泵與風(fēng)機本身的性能可編輯范本曲線來調(diào)節(jié)流量。 泵與風(fēng)機在低負荷時的效率大大提高。 在較大流量范圍內(nèi)幾乎可以保持高效率，避免了采用閥門調(diào)節(jié)的節(jié)流損失。變頻調(diào)節(jié)：通過改變電源頻率來調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速， 進而改變泵與風(fēng)機的性能曲線，從而改變它們的工作點。 變頻調(diào)速節(jié)能效果明顯， 且易于實現(xiàn)過程自動化。 但變頻調(diào)速器的功率不能適應(yīng)大型火力發(fā)電廠主要泵與風(fēng)機的需要， 功率因素也不是非常高， 在實際應(yīng)用中，以中小型泵與風(fēng)機的調(diào)節(jié)為主。8. 比較離心泵葉輪葉片的切割方式？答：葉輪外徑的切割應(yīng)使效率不致大幅度下降為原則。因此， 對于不同的泵應(yīng)采用不同的切割或加長方式。對于ns 60 的低比轉(zhuǎn)數(shù)多級離心泵，只切割葉片而保留前后蓋板，則能夠保持葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙不變，液流有較好的引導(dǎo)作用，但園盤摩擦損失仍保持未變而導(dǎo)致效率下降。因此是否同時切割前后蓋板要視具體情況而定。對高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵，則應(yīng)當(dāng)