技師培訓(xùn)教材--泵及風(fēng)機(jī)(緒論)

1、THERMAL POWER PLANT OF YI ZHENG CHEMICAL FIRBLE CO.,LTD泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)0 0 緒論緒論本章要點泵與風(fēng)機(jī)的用途主要性能參數(shù)主要工作部件工作原理0 0 緒論緒論初識泵與風(fēng)機(jī)初識泵與風(fēng)機(jī) 1 1、學(xué)科角度：是流體力學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展。、學(xué)科角度：是流體力學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展。 2 2、能量角度：是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，機(jī)械能：原動機(jī)、能量角度：是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，機(jī)械能：原動機(jī)流體。流體。泵泵 : : 輸送液體輸送液體風(fēng)機(jī)：輸送氣體風(fēng)機(jī)：輸送氣體一、泵與風(fēng)機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用一、泵與風(fēng)機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用0-1 0-1 泵與風(fēng)機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用泵與風(fēng)機(jī)在國

2、民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用 二、二、泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用 1 1、泵與風(fēng)機(jī)屬通用機(jī)械的范疇：、泵與風(fēng)機(jī)屬通用機(jī)械的范疇：它們在國民經(jīng)濟(jì)的各它們在國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中應(yīng)用十分廣泛。個部門中應(yīng)用十分廣泛。農(nóng)業(yè)方面：排澇、灌溉農(nóng)業(yè)方面：排澇、灌溉,清選等；清選等；采礦工業(yè)：坑道的通風(fēng)及排水；采礦工業(yè)：坑道的通風(fēng)及排水；冶金工業(yè)：各種冶煉爐的鼓風(fēng)以及氣體和液體的輸送；冶金工業(yè)：各種冶煉爐的鼓風(fēng)以及氣體和液體的輸送；石油工業(yè)：輸油和注水；石油工業(yè)：輸油和注水；化學(xué)工業(yè)：高溫、腐蝕性氣體的排送；化學(xué)工業(yè)：高溫、腐蝕性氣體的排送；一般工業(yè)：廠房、車間空調(diào)以及原子防護(hù)設(shè)備的通風(fēng)等。一般

3、工業(yè)：廠房、車間空調(diào)以及原子防護(hù)設(shè)備的通風(fēng)等。 2 2、定量分析：據(jù)統(tǒng)計，泵與風(fēng)機(jī)耗電約占全國總用電量、定量分析：據(jù)統(tǒng)計，泵與風(fēng)機(jī)耗電約占全國總用電量的百分比逐步從原的百分比逐步從原30%30%向向40%40%過渡。過渡。 數(shù)量之多數(shù)量之多可見其：可見其： 應(yīng)用之廣應(yīng)用之廣 地位之重地位之重3 3、節(jié)能、節(jié)能-節(jié)能強制認(rèn)證節(jié)能強制認(rèn)證1 1、從應(yīng)用角度看：、從應(yīng)用角度看： 1 1、從應(yīng)用角度看：、從應(yīng)用角度看： 泵與風(fēng)機(jī)是電廠的耗電大戶，特別是給水泵素有泵與風(fēng)機(jī)是電廠的耗電大戶，特別是給水泵素有“電老電老虎虎”之稱。據(jù)統(tǒng)計，各種泵與風(fēng)機(jī)的耗電量約占廠用電的之稱。據(jù)統(tǒng)計，各種泵與風(fēng)機(jī)的耗電量約占

4、廠用電的（采用汽動給水泵除外）約為機(jī)組容量的（采用汽動給水泵除外）約為機(jī)組容量的左右；左右；其中泵約占其中泵約占，風(fēng)機(jī)約占，風(fēng)機(jī)約占。 2 2、從經(jīng)濟(jì)角度看：、從經(jīng)濟(jì)角度看： 【例例】 據(jù)估計目前我國各種泵約據(jù)估計目前我國各種泵約450450萬臺，每年用電量約萬臺，每年用電量約300300億度，泵的效率每提高億度，泵的效率每提高1%1%，可節(jié)約電，可節(jié)約電1010億多度。億多度。因此，因此，。 3 3、從安全角度看：、從安全角度看： 【例例】 現(xiàn)代大型鍋爐容量大、汽包的水容積相對較小，現(xiàn)代大型鍋爐容量大、汽包的水容積相對較小，如果鍋爐給水泵由于某種原因發(fā)生故障而中斷給水，則汽包如果鍋爐給水泵由

5、于某種原因發(fā)生故障而中斷給水，則汽包在一、二分鐘甚至更短的時間內(nèi)就可在一、二分鐘甚至更短的時間內(nèi)就可“干鍋干鍋”，引發(fā)重大設(shè)，引發(fā)重大設(shè)備事故。備事故。 總之，總之，。 由于泵與風(fēng)機(jī)故障而引起停機(jī)、停爐的事例是很多的，并且由于泵與風(fēng)機(jī)故障而引起停機(jī)、停爐的事例是很多的，并且由此造成了很大的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)引起我們的足由此造成了很大的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)引起我們的足夠重視。夠重視。一、分類一、分類 1 1、按泵與風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的全壓高低分類：、按泵與風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的全壓高低分類：0-0-2 2 泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理 高壓高壓 大于大于 6 MPa中壓中壓 處于處于

6、 26 MPa 低壓低壓 小于小于 2 MPa泵泵 風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī) 通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī) 處于處于 15340 kPa壓氣機(jī)壓氣機(jī) 大于大于 340 kPa 低壓離心低壓離心 小于小于1 kPa中壓離心中壓離心 處于處于13 kPa高壓離心高壓離心 高于高于3 kPa低壓軸流低壓軸流 小于小于0.5 kPa高壓軸流高壓軸流 處于處于0.55kPa一、分類一、分類 2 2、按泵與風(fēng)機(jī)工作原理分類：、按泵與風(fēng)機(jī)工作原理分類：葉片式葉片式容積式容積式離心式離心式軸流式軸流式混流式混流式往復(fù)式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式其其 它它真空泵真空泵射流泵射流泵水擊泵水擊泵泵泵羅茨風(fēng)機(jī)羅茨風(fēng)機(jī)螺桿風(fēng)機(jī)螺桿風(fēng)機(jī)離心式離心

7、式軸流式軸流式混流式混流式風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)葉片式葉片式容積式容積式往復(fù)式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式葉氏風(fēng)機(jī)葉氏風(fēng)機(jī) 工作原理：工作葉輪旋工作原理：工作葉輪旋轉(zhuǎn)時葉輪上的葉片將能量連轉(zhuǎn)時葉輪上的葉片將能量連續(xù)地傳給流體，從而將流體續(xù)地傳給流體，從而將流體輸送到高壓、高位處或遠(yuǎn)處。輸送到高壓、高位處或遠(yuǎn)處。二、工作原理二、工作原理 （一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)流體的出流方向不同。流體的出流方向不同。流體流動特點流體流動特點:二、工作原理二、工作原理 （一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī) 迫使流體隨葉輪旋轉(zhuǎn)迫使流體隨葉輪旋轉(zhuǎn), ,并并； 葉輪連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，流體也就連續(xù)地吸入、排出，形成離葉輪連續(xù)地旋轉(zhuǎn)

8、，流體也就連續(xù)地吸入、排出，形成離心式泵與風(fēng)機(jī)的連續(xù)工作。心式泵與風(fēng)機(jī)的連續(xù)工作。 葉輪的旋轉(zhuǎn)作用使流體葉輪的旋轉(zhuǎn)作用使流體，在吸入端壓強的作用在吸入端壓強的作用下，流體經(jīng)吸入室從葉輪中心流入，并在葉輪中獲得機(jī)械能下，流體經(jīng)吸入室從葉輪中心流入，并在葉輪中獲得機(jī)械能后進(jìn)入壓出室；后進(jìn)入壓出室；二、工作原理二、工作原理 （一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī) 流體沿軸向流入葉片通道，當(dāng)葉輪在原動機(jī)驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)時，流體沿軸向流入葉片通道，當(dāng)葉輪在原動機(jī)驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)時，此葉片的推力，此葉片的推力，使流體的能量增加并沿軸向排出。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)即形，使流體的能量增加并沿軸向排出。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)即形成軸流式泵與

9、風(fēng)機(jī)的連續(xù)工作。成軸流式泵與風(fēng)機(jī)的連續(xù)工作。 FLV VF L大?。捍笮。悍较颍悍较颍篎L二、工作原理二、工作原理 （一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)二、工作原理二、工作原理 （一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī) 混流式泵與風(fēng)機(jī)的葉輪形狀介于離心式和軸流式之間，故混流式泵與風(fēng)機(jī)的葉輪形狀介于離心式和軸流式之間，故其工作原理兼有兩者的特點。其工作原理兼有兩者的特點。二、工作原理二、工作原理 （一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī) 通過通過而實現(xiàn)輸送流體而實現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機(jī)。的泵與風(fēng)機(jī)。 根據(jù)機(jī)械運根據(jù)機(jī)械運動方式的不同還動方式的不同還可分為可分為和和。二、工作原理二、工作原理 懸

10、片式真空泵懸片式真空泵二、工作原理二、工作原理 齒輪泵齒輪泵雙螺桿泵雙螺桿泵二、工作原理二、工作原理 雙螺桿泵雙螺桿泵羅茨風(fēng)機(jī)羅茨風(fēng)機(jī) 二、工作原理二、工作原理 射流泵射流泵 無法歸入前面兩大類的無法歸入前面兩大類的泵與風(fēng)機(jī)。這類泵與風(fēng)機(jī)主泵與風(fēng)機(jī)。這類泵與風(fēng)機(jī)主要特點是利用具有較高能量要特點是利用具有較高能量的工作流體來輸送能量較低的工作流體來輸送能量較低的流體。的流體。例如，液環(huán)泵、射例如，液環(huán)泵、射流泵等。流泵等。二、工作原理二、工作原理 液環(huán)泵液環(huán)泵 上述三種類型的泵與風(fēng)機(jī)中，用途最廣泛的是上述三種類型的泵與風(fēng)機(jī)中，用途最廣泛的是。這是因為，與其它類型相比，。這是因為，與其它類型相比，

11、葉片式泵與葉片式泵與風(fēng)機(jī)具有效率高、性能可靠、容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點風(fēng)機(jī)具有效率高、性能可靠、容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點，特別是，特別是可以制成各種能頭及流量的泵與風(fēng)機(jī)以滿足不同的需求。可以制成各種能頭及流量的泵與風(fēng)機(jī)以滿足不同的需求。所以在火力發(fā)電廠及其它工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。因所以在火力發(fā)電廠及其它工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，我們將著重討論葉片式泵與風(fēng)機(jī)。此，我們將著重討論葉片式泵與風(fēng)機(jī)。 考慮到火力發(fā)電廠廠用泵與風(fēng)機(jī)的實際情況，我也考慮到火力發(fā)電廠廠用泵與風(fēng)機(jī)的實際情況，我也對活塞泵和柱塞泵、齒輪泵和螺桿泵、羅茨風(fēng)機(jī)以及液對活塞泵和柱塞泵、齒輪泵和螺桿泵、羅茨風(fēng)機(jī)以及液環(huán)泵和射流泵等的工作原理與性能作了

12、一般性介紹，供環(huán)泵和射流泵等的工作原理與性能作了一般性介紹，供大家參考。大家參考。二、工作原理二、工作原理 【例【例 0-1】 水泵在如圖所水泵在如圖所示的管路系統(tǒng)中工作時，若吸示的管路系統(tǒng)中工作時，若吸水池液面的壓強為水池液面的壓強為pe1，壓水池，壓水池液面的壓強為液面的壓強為pe2，且兩水池液，且兩水池液面的高度差為面的高度差為HZ，吸水管和壓，吸水管和壓水管的流動損失之和為水管的流動損失之和為hw，試，試推導(dǎo)在這種情況下，泵揚程的推導(dǎo)在這種情況下，泵揚程的表達(dá)式。表達(dá)式。 【解】【解】 設(shè)泵的揚程為設(shè)泵的揚程為H，在如圖所示的在如圖所示的1-1、2-2截面上，截面上，應(yīng)用粘性流體總流的

13、伯努利方應(yīng)用粘性流體總流的伯努利方程得：程得：weeeeeehVpZHVpZ g2gg2g22222111 weehppHH g12Z 0-3 0-3 泵與風(fēng)機(jī)的主要部件泵與風(fēng)機(jī)的主要部件一、離心式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件一、離心式泵與風(fēng)機(jī)的主要部件（ 葉輪、吸入室、壓出室、密封裝置等葉輪、吸入室、壓出室、密封裝置等葉輪是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件。葉輪是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件。作用：將原動機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動作用：將原動機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體，使流體獲得壓力能和動能。葉輪的好壞，對泵效率的影響很大。能。葉輪的好壞，對泵效率的影響很大。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：（ （ （ 由螺旋線、擴(kuò)散管、過渡區(qū)

14、由螺旋線、擴(kuò)散管、過渡區(qū)(環(huán)狀空間環(huán)狀空間)和反導(dǎo)葉和反導(dǎo)葉(向心的向心的環(huán)列葉柵環(huán)列葉柵)組成。螺旋線和擴(kuò)散管部分稱正導(dǎo)葉，液體從葉組成。螺旋線和擴(kuò)散管部分稱正導(dǎo)葉，液體從葉輪中流出，由螺旋線部分收集起來，而擴(kuò)散管將大部分動輪中流出，由螺旋線部分收集起來，而擴(kuò)散管將大部分動能轉(zhuǎn)換為壓能，進(jìn)入過渡區(qū)，起改變流動方向的作用，再能轉(zhuǎn)換為壓能，進(jìn)入過渡區(qū)，起改變流動方向的作用，再流入反導(dǎo)葉，并把液體引向次級葉輪的進(jìn)口。流入反導(dǎo)葉，并把液體引向次級葉輪的進(jìn)口。 正反導(dǎo)葉是一個連續(xù)的整體，正導(dǎo)葉進(jìn)口到反導(dǎo)葉的出口形成單獨的流道。流動損失小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 （ （1.1.葉輪葉輪結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：葉片葉片輪轂輪轂

15、軸軸前盤前盤后盤后盤空心葉片空心葉片板式葉片板式葉片 （前彎前彎 徑向徑向 后彎后彎1.1.葉輪葉輪葉片葉片輪轂輪轂軸軸前盤前盤后盤后盤 （2.2.蝸殼蝸殼 （作用：作用：匯集葉輪流出的氣流，并引向出口，同時將氣流的一部分動能轉(zhuǎn)變成壓力能。蝸殼的外形：蝸殼的外形：阿基米德螺旋線、對數(shù)螺旋線 蝸殼出口擴(kuò)壓器蝸殼出口擴(kuò)壓器:因為氣流從蝸殼流出時向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜，所以擴(kuò)壓器一般做成向葉輪一邊擴(kuò)大，其擴(kuò)散角通常為68。 離心通風(fēng)機(jī)蝸殼出口附近有“舌狀”結(jié)構(gòu)，一般稱作蝸舌。蝸舌可以防止氣體在機(jī)殼內(nèi)循環(huán)流動。 蝸舌組成：蝸舌組成：尖舌、深舌、短舌、平舌2.2.蝸殼蝸殼 （3.3.集流器集流器 集流器裝置

16、在葉輪前，它應(yīng)使氣流能均勻地充滿葉輪的入口截面，并且氣流通過它時的阻力損失應(yīng)該最小。 圓筒形：圓筒形：葉輪進(jìn)口處會形成渦流區(qū)，直接從大氣進(jìn)氣時效果更差。圓錐形：圓錐形：好于圓筒形，但它太短，效果不佳?；』?形：形：好于前兩種，錐弧形：錐弧形：最佳，高效風(fēng)機(jī)基本上都采用此種集流器。 （0-3 0-3 泵與風(fēng)機(jī)的主要工作部件泵與風(fēng)機(jī)的主要工作部件二、軸流式泵與風(fēng)機(jī)的主要工作部件二、軸流式泵與風(fēng)機(jī)的主要工作部件主要部件：主要部件：葉輪葉輪導(dǎo)葉導(dǎo)葉吸入室吸入室擴(kuò)壓筒等擴(kuò)壓筒等1.1.葉輪葉輪作用：作用：同離心式相同。葉輪型式：葉輪型式：固定葉片、半調(diào)節(jié)葉片、全調(diào)節(jié)葉片 葉片形狀葉片形狀: :葉片為扭曲

17、形狀，一般4-6片 2.2.導(dǎo)葉導(dǎo)葉作用作用: :能使通過葉輪前后的流體具有一定的流動方向，并使其阻力損失最小。前導(dǎo)葉前導(dǎo)葉: :裝在葉輪進(jìn)口前的導(dǎo)葉后導(dǎo)葉后導(dǎo)葉: :裝在葉輪出口處的導(dǎo)葉3.3.吸入室吸入室注意：注意：泵-吸入室 風(fēng)機(jī)-集流器喇叭形吸入室和肘行吸入室兩種，其中大型軸流泵多采用肘行，軸流風(fēng)機(jī)一般采用喇叭形4.4.擴(kuò)壓筒擴(kuò)壓筒作用：將流體的動能部分地轉(zhuǎn)換為壓力能。結(jié)構(gòu)形式：筒形、錐形；擴(kuò)散角度：要避免流體的邊界層分離，以保證擴(kuò)壓器內(nèi)流動損失最小、擴(kuò)壓效果好，一般取520（常取79）。 0-0-4 4 泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù) 泵泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)主要有：流

18、量與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)主要有：流量qV 、能頭（揚程、能頭（揚程 H或全壓或全壓p）、軸功率）、軸功率Psh 、有效功率、有效功率Pe 、效率、效率 和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n 等。等。 一、流量一、流量 二、能頭二、能頭 三、功率和效率三、功率和效率 四、轉(zhuǎn)速四、轉(zhuǎn)速 五、其它基本性能參數(shù)五、其它基本性能參數(shù) 一、流量一、流量 泵與風(fēng)機(jī)在單位時間內(nèi)所輸送的流體量，通常用體積流泵與風(fēng)機(jī)在單位時間內(nèi)所輸送的流體量，通常用體積流量量qV 表示，單位為表示，單位為m3/s，m3/h。 對于非常溫水或其它液體也可以用質(zhì)量流量對于非常溫水或其它液體也可以用質(zhì)量流量qm 表示，單表示，單位位為為kg/s，kg/h。

19、qm 和和qV 的換算關(guān)系為：的換算關(guān)系為：qm= qV 測量時測量時, ,泵以出口流量計算，而風(fēng)機(jī)則以進(jìn)口流量計算。泵以出口流量計算，而風(fēng)機(jī)則以進(jìn)口流量計算。 二、能頭二、能頭 單位重力（體積）流體通過泵（風(fēng)機(jī)）所獲得的機(jī)械能。單位重力（體積）流體通過泵（風(fēng)機(jī)）所獲得的機(jī)械能。 g2gg2g2111222212VpZVpZEEH對于泵：通常用揚程對于泵：通常用揚程 H 表示，單位為表示，單位為m； 2112222121VpVpp 說明：下標(biāo)說明：下標(biāo)“1、2” 表示泵與風(fēng)機(jī)表示泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)口和出口截面；和泵比較略去了進(jìn)口和出口截面；和泵比較略去了 g Z。對于風(fēng)機(jī)：通常用全壓對于風(fēng)機(jī)：通常用全

20、壓p表示，單位為表示，單位為Pa。三、功率和效率三、功率和效率 原動機(jī)原動機(jī)傳動裝置傳動裝置泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)效率：效率： 傳動效率：傳動效率： tm四、轉(zhuǎn)速四、轉(zhuǎn)速 泵與風(fēng)機(jī)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，通常用泵與風(fēng)機(jī)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，通常用n 表示，單位為表示，單位為r/min。 有效功率：有效功率：（kW）10001000eVVpqHgqP 軸功率：傳到泵與風(fēng)機(jī)軸功率：傳到泵與風(fēng)機(jī) 軸上的功率軸上的功率 /eshPP （kW） 原動機(jī)輸出功率：原動機(jī)輸出功率： tmshg/ PP （kW）五、其它基本性能參數(shù)五、其它基本性能參數(shù) 3、內(nèi)功率、內(nèi)功率 實際消耗于流體的功率稱為泵與風(fēng)機(jī)的內(nèi)功率，實際消耗于流體的功率稱為泵與風(fēng)機(jī)的內(nèi)功率，用用Pi表示。它等于有效功率加上除軸承、軸封外在泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)表示。它等于有效功率加上除軸承、軸封外在泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)損失掉的功率。即：損失掉的功率。即：Pi =Pe+P （