泵與風機緒論

1、泵與風機課程概況一、學時二、教材三、答疑輔導泵與風機第四版，何川、郭立君主編，中國電力出版社總學時：32 講課：24 實驗：2 考試：2 運動會：2 輔導時間：每周三下午2:004:00(暫定）地點：實驗樓A106電話四、成績評定平時成績30%（出勤、作業(yè)、實驗、小論文）+考試成績70%緒 論初識泵與風機 1、學科角度：是流體力學的應用和發(fā)展。 2、能量角度：是能量轉換設備。 原動機(機械能)流體(動、勢能）泵 : 輸送液體風機：輸送氣體流體機械 ？流體機械有：流體原動機(能量由流體傳給機械，如汽輪機、水輪機、燃氣輪機、風力機、膨脹機、氣動馬達、液壓馬達等)流體工作機

2、(能量由機械傳給流體，如泵、風機、壓縮機、分離機等)液力耦合器（內有泵輪和渦輪、耗能機械）若按其工作形式分，流體機械又分為：葉輪式(Turbine)容積式(如螺桿式、活塞式、旋片式等)。了解泵與風機在電廠、制冷空調等國民 經濟建設行業(yè)中的地位和重要性；本章的主要內容和要求重點掌握泵與風機的基本性能參數；基本掌握泵與風機的類型和基本工作原理；了解國內外泵與風機的發(fā)展動態(tài)（自學、提交小論文）；0 緒論一、泵與風機在國民經濟中的地位 泵與風機屬通用機械的范疇。農業(yè)方面：排澇、灌溉；采礦工業(yè)：坑道通風及排水；冶金工業(yè)：冶煉爐鼓風、流體輸送；石油工業(yè)：輸油和注水；化學工業(yè)：高溫、腐蝕性氣體排送；一般工業(yè)

3、：廠房、車間空調、防護設備通風；航空航天：動力系統(tǒng)正常工作的維持。 耗電約占全國總用電量30%40%。0-1 泵與風機的應用汽輪機系統(tǒng)循環(huán)水泵凝結水泵疏水泵補給水泵 鍋爐給水泵 鍋爐系統(tǒng)送風機一次風機排粉機引風機灰渣泵沖灰水泵二、泵與風機在電廠中的地位 液壓泵升壓泵生水泵射水泵工業(yè)水泵“心臟，呼吸、消化和排泄系統(tǒng)”火力發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)水泵凝結水泵鍋爐給水泵 冷卻劑循環(huán)泵 蒸汽發(fā)生器 控制棒 燃料元件反應堆核能發(fā)電系統(tǒng)槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)氟利昂蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)氨蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)機械通風冷卻循環(huán)系統(tǒng) 1、目的與任務 掌握泵與風機的基本原理、性能、結構及選型等方面的知識；了解運行調節(jié)的方法。學習本課程

4、的目的與任務、學習方法 及時復習有關知識；2、學習方法 培養(yǎng)良好的做題習慣，學會思考； 樹立工程概念和節(jié)能理念，注重分析和解決問題的方法。 泵與風機 安連鎖 中國電力泵與風機（第三版）楊詩成 王喜魁 中國電力泵與風機節(jié)能技術 魏新利 化學工業(yè)出版社泵與風機節(jié)能技術問答 吳民強 中國電力泵與風機系統(tǒng)的能量學和經濟性分析盧肇達 國防工業(yè)出版社主要參考書籍：一、按泵與風機所產生的全壓高低分類：高壓 大于 6 MPa 中壓 處于 26 MPa 低壓 小于 2 MPa泵 風機 通風機 小于 15 kPa鼓風機 處于 15340 kPa壓氣機 大于 340 kPa 0-2 泵與風機的分類二、按泵與風機工作

5、原理分類：葉片式容積式離心式軸流式混流式往復式回轉式其 它真空泵射流泵水擊泵泵葉氏風機羅茨風機羅桿風機離心式軸流式混流式風機葉片式容積式往復式回轉式離心泵示意圖軸流泵示意圖混流泵示意圖葉輪葉輪葉輪壓出室吸入室擴散管導葉導葉泵殼 工作原理：工作葉輪旋轉時葉輪上的葉片將能量連續(xù)地傳給流體，從而將流體輸送到高壓、高位處或遠處。（一）葉片式泵與風機離心式：沿徑向；軸流式：沿軸向；混流式：沿斜向。流體流動特點流體的出流方向不同:（一）葉片式泵與風機1離心式泵與風機離心泵的拆裝1 由流體力學可知：圖同一水平面上的A、B、C、D的壓力值大小的關系是： 離心式泵與風機工作原理： 葉片迫使流體隨葉輪旋轉,并對流

6、體沿其運動方向作功； 葉輪連續(xù)地旋轉，流體也就連續(xù)地吸入、排出，形成離心式泵與風機的連續(xù)工作。 葉輪的旋轉作用使流體在葉輪中心形成低壓區(qū)，在吸入端壓強的作用下，流體經吸入室從葉輪中心流入，并在葉輪中獲得機械能后進入壓出室；離心泵的分解動畫1離心泵的拆裝2離心風機由于葉輪的旋轉葉輪中心附近的液體受離心力作用，被甩向葉輪的周圍，這時在葉輪中心附近形成了局部真空，貯液槽內的液體在大氣壓作用下經吸入管進入葉輪中，因此葉輪不斷旋轉，泵便能不斷吸入液體而吸入的液體又不斷地沿排出管排出，并能送到一定高度。離心泵的工作：將泵和吸入管中灌滿液體而啟動后(吸液原理） 若離心泵在啟動前泵殼內不是充滿液體而是空氣，由

7、于空氣的密度遠小于液體的密度，產生的離心力很小，因而葉輪中心區(qū)形成的低壓不足以將貯槽內液體壓入泵內，此時雖啟動離心泵但不能夠輸送液體，這種現象稱作氣縛。表示離心泵無自吸能力。因此在啟動泵前一定要使泵殼內充滿液體。將泵和吸入管中灌滿液體啟動?(通常若吸入口位于貯槽液面上方時，在吸入管路中安裝一單向底閥和濾網，以防止停泵時液體從泵內流出和吸入雜物。)（一）葉片式泵與風機2軸流式泵與風機 流體沿軸向流入葉片通道，當葉輪在原動機驅動下旋轉時，旋轉著的葉片給繞流流體一個軸向的推力（擠壓推進力），此葉片的推力對流體作功，使流體的能量增加并沿軸向排出。葉輪連續(xù)旋轉即形成軸流式泵與風機的連續(xù)工作。 軸流泵 混

8、流式泵與風機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。葉輪導葉（一）葉片式泵與風機3混流式泵與風機 貫流式（橫流式）風機小風量、低噪聲、壓頭適當、在安裝上便于與建筑物相配合貫流式風機的主要特點：(1)葉輪一般是多葉式前向葉型，但兩個端面是封閉的。(2)葉輪的寬度沒有限制，當寬度加大時流量也增加。(3)貫流式風機不像離心式風機是在機殼側板上開口使氣流軸向進入風機，而是將機殼部分地敞開使氣流直接徑向進入風機。氣流橫穿葉片兩次。某些貫流式風機在葉輪內緣加設不動的導流葉片，以改善氣流狀態(tài)。(4)在性能上，貫流式風機的效率較低，一般約為30一50。(5)進風口與出風口都是矩形的，易與

9、建筑物相配合。 （二）容積式泵與風機（又稱定排量式）1、往復式活塞式活塞泵原理圖活塞泵模型 通過工作室容積周期性變化而實現輸送流體的泵與風機。 根據機械運動方式的不同還可分為往復式和回轉式。齒輪泵雙螺桿泵2、回轉式羅茨風機2、回轉式旋片式真空泵 （三）其它類型的泵與風機液環(huán)泵 具有較高能量的工作流體來輸送能量較低的流體。 啟動前注入工作液體 葉輪旋轉，工作液體受離心力作用甩向四周形成一個相對于葉輪為偏心的封閉水環(huán)。 兩相鄰葉片與水環(huán)內表面之間形成一周期性擴大與減小的兩個月牙形空間。射流泵0-3 泵與風機的主要部件 離心風機集流器集流器裝置在葉輪前，它應使氣流能均勻地充滿葉輪的入口截面，并且氣流

10、通過它時的阻力損失應該最小。 圓筒形：葉輪進口處會形成渦流區(qū)，直接從大氣進氣時效果更差。圓錐形：好于圓筒形，但它太短，效果不佳。弧 形：好于前兩種，錐弧形：最佳，高效風機基本上都采用此種集流器。 離心風機進氣箱集流器前的進氣箱作用：改善氣流的流動狀況（由于結構上的需要，如風機進風口前裝接彎管氣流轉彎流速分布不均勻 ） 離心風機蝸殼作用： 匯集葉輪流出的氣流，然后引向出口，與此同時將氣流的一部分動能轉變成壓力能。蝸殼的外形： 阿基米德螺旋線、對數螺旋線 蝸殼出口擴壓器: 因為氣流從蝸殼流出時向葉輪旋轉方向偏斜，所以擴壓器一般做成向葉輪一邊擴大，其擴散角通常為68。 離心通風機蝸殼出口附近有“舌狀

11、”結構，一般稱作蝸舌。蝸舌可以防止氣體在機殼內循環(huán)流動。 蝸舌組成：尖舌、深舌、短舌、平舌 尖舌：風機雖然最高效率較高，但效率曲線較陡，且噪聲大，風機性能惡化，不能使用。 深舌：大多用于低比轉速通風機， 短舌：大多用于高比轉速通風機。 平舌：風機雖然效率較尖舌的低，但效率曲線較平坦，且噪聲小。蝸舌頂端與葉輪外徑的間隙s，對噪聲的影響較大。間隙s小，噪聲大；間隙s大，噪聲減小。一般取s=(0.050.10)D2。蝸舌頂端的圓弧r，對風機氣動力性能無明顯影響，但對噪聲影響較大。 圓弧半徑r小，噪聲會增大，一般取r=(0.030.06)D2。減小或防止動靜部件間隙中泄漏液體的部件。 根據裝置在泵內位

12、置和具體作用分： 外密封裝置 內密封裝置 級間密封裝置離心泵密封裝置屏蔽泵（一）外密封裝置（軸封） 在泵的轉軸與泵殼之間有間隙，為防止泵內液體流出，或空氣漏入泵內，進行的密封。按結構不同分：、 填料密封、 機械密封、 迷宮式密封、 浮動環(huán)密封、 螺旋密封填 料 密 封 如圖為帶水封環(huán)的填料密封結構。 是目前普通離心泵最常用的一種軸封結構。端部填料箱實物圖機 械 密 封 機械密封是無填料的密封裝置。 由動環(huán)5、靜環(huán)7、彈簧2和密封圈8等組成。迷宮式密封螺旋密封浮動環(huán)密封填料密封特點： 壽命短 結構簡單 不能自補償 密封效果一般 中低壓水泵用 摩擦耗功大機械密封特點： 壽命長 結構復雜 能自補償

13、密封效果好 高溫高壓泵用 摩擦耗功?。ǘ﹥让芊庋b置（密封環(huán)）防止液流從葉輪出口經過殼體與葉輪外緣間隙返回葉輪進口的內泄漏。 形式有：平環(huán)式（圖a）、角環(huán)式（圖b）鋸齒式（c）、迷宮式（圖d）為了減小葉輪入口處的容積損失q1，一般在入口處都裝有密封環(huán)（承磨環(huán)或口環(huán)），如圖所示。平面式密封環(huán)直角式密封環(huán)中間帶一小室的密封環(huán)曲徑式密封環(huán)曲徑式密封環(huán)銳角式密封環(huán)曲徑式密封環(huán)（三）級間密封裝置防止多級泵中后級葉輪入口的液體向前級葉輪后蓋板外側空腔的泄漏 軸向推力平衡裝置（P132）1. 軸向推力產生的原因： 單吸離心式葉輪前、后盤受流體作用的面積不等，產生的壓力不等，從而產生了一個指向吸水側的軸向推力

14、。 2.軸向推力危害：（1）軸向推力會推動葉輪及裝在軸上的整個轉子沿軸線向吸水側移動，使之與固定部分摩擦而損壞；（2）使葉輪出口與導水圈入口中心偏離，惡化了流動狀況，降低水泵效率。軸向推力的平衡方法 多級泵 葉輪對稱排列； 平衡盤； 平衡鼓； 平衡盤與平衡鼓聯(lián)合裝置。單級泵 平衡孔、平衡管； 雙吸式葉輪； 背葉片。平衡管平衡軸向推力平衡孔平衡軸向推力雙吸式葉輪背葉片 葉輪對稱排列平 衡 盤平 衡 鼓平衡鼓未級葉輪平衡套平衡盤：多級泵平衡盤特點：A. 自動平衡軸向推力，總是處于動態(tài)的平衡狀態(tài)；B. 結構緊湊，平衡效果好；C. 由于軸的竄動，使平衡盤和平衡板經常磨損以及增加漏損。平衡盤與平衡鼓聯(lián)合

15、裝置0-4泵與風機的主要性能參數 泵與風機的基本性能參數主要有：流量qV 、能頭（揚程 H或全壓p）、軸功率P、有效功率Pe 、效率 和轉速n 等。 一、流量 二、能頭 三、功率和效率 四、轉速 五、其它基本性能參數 一、流量 泵與風機在單位時間內所輸送的流體量，通常用體積流量qV 表示，單位為m3/s，m3/h。 測量時,一般泵以出口流量計算，而風機則以進口流量計算。 對于非常溫水或其它液體也可以用質量流量qm 表示，單位為kg/s，kg/h。 qm 和qV 的換算關系為：qm= qV二、能頭 單位重力（體積）流體通過泵（風機）所獲得的機械能。 泵：通常用揚程 H 表示，單位為m； 說明：下

16、標“1、2” 表示泵與風機進口和出口截面；和泵比較略去了gZ。風機：通常用全壓p表示，單位為Pa。三、功率和效率 原動機傳動裝置泵與風機原動機配套功率：PM=KPg.in，K為容量安全系數（額定條件下）。效率：傳動效率： tm四、轉速 泵與風機軸每分鐘的轉數，通常用n 表示，單位為r/min。 有效功率：（kW） 軸功率：泵與風機輸入端 軸上的功率 （kW） 原動機輸出功率： （kW）原動機輸入功率Pg.inP=Pe/P=P/tm 設備陳舊； 現 狀： 余量過大或過小； 調節(jié)方式相對落后。 大容量；發(fā)展趨勢： 高效率； 自動化。 例如：由上海KSB水泵有限公司引進德國KSB公司專利技術生產的C

17、HTC/CHTD型第二代筒式高壓鍋爐給水泵，其轉速為7000r/min時，流量3600m3/h，總揚程4200m。0-4泵與風機的現狀及發(fā)展趨勢花絮：汲水和鼓風設備發(fā)展簡史汲水和鼓風設備時間國別發(fā)明者尖底、小口、大腹的陶罐公元前4千年中國不詳單動式單活塞唧筒公元前3世紀希臘與羅馬特斯貝斯龍骨車公元1世紀中國畢嵐與杜詩轆轤和水井不詳不詳不詳雙動式單活塞風箱公元12世紀前后中國不詳水車公元15世紀末意大利達芬奇鼓風機公元1689年法國巴本國內外泵與風機的發(fā)展動態(tài)（自學、提交小論文）；題目和內容自定分小組完成（每組限定4人以內）論文的格式按照指定要求排版論文提交A4紙打印稿一份和電子版 （)離心泵基

18、本形式標號：單級單吸清水離心泵IS國際標準號如：IS5032125 50泵入口直徑；32泵出口直徑；125泵葉輪直徑離心式泵與風機是由原動機帶動葉輪旋轉，( )，從而使流體獲得能量。A.流道內流體受到離心力 B.葉輪上葉片產生離心力C.葉輪中心處形成真空 D.葉輪上葉片對流體做功以下屬于往復式泵的是( ) A.離心泵 B.旋渦泵 C.齒輪泵 D.柱塞泵泵與風機是將原動機的的機械。A機械能轉換成流體能量 B熱能轉換成流體能量C機械能轉換成流體內能 D機械能轉換成流體動能以下屬于回轉式風機的是( )。 A.軸流式風機 B.螺桿風機 C.離心風機 D.往復式風機離心泵輸送含有雜質的液體時，按是否有前、后蓋板區(qū)分的葉輪形式不宜采用（）A封閉式 B半開式 C開式 D全不宜采用泵按工作原理及結構型式進行分類可分為_、_和_三大類。 葉輪式泵或風機按流體流過葉輪時的方向不同，可分為 、 和 三類。根據泵與風機的工作原理，離心式泵屬于那種類型的泵。_ A容積式 B往復式 C葉片式 D其它類型的泵離心式泵的主要部件不包括_ A 葉輪 B 汽缸 C 機殼 D 吸入室 泵與風機