第四章---軸流式泵與風機...ppt

1、第四章 軸流式泵與風機,重點、難點提示,重點 （1）速度三角形 （2）基本方程式 （3）性能曲線 難點 （1）四種基本型式的特點 （2）軸流式泵與風機性能曲線的特點與分析,第一節(jié) 軸流式泵與風機的工作原理,（1）工作原理 軸流式泵與風機的工作原理可簡述為：原動機帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，流體在旋轉(zhuǎn)葉輪中葉片的推動作用下產(chǎn)生流動并獲得能量，流體是軸向流入葉輪，軸向流出葉輪。,（2）軸流式泵與風機的特點 : 流量大、揚程（或全壓）低； 結構簡單、體積小、重量輕； 其動葉片可以設計成可調(diào)式的，這樣，軸流式泵與風機在很大的流量范圍內(nèi)能保持較高的效率； 軸流式風機的耐磨性較差，噪音較高； 立式軸流泵電動機位置較高，

2、沒有被水淹沒的危險，這樣其葉輪可以布置得更低，淹沒到水中，啟動時可無需灌水或抽真空吸水。,（3）流體在葉輪內(nèi)的流動速度三角形 這兩個速度三角形有下列兩個特點： 由于進出口所在的半徑相同，均為r，所以，兩個圓周速度相等；由于軸流式葉輪進出口通流面積相等，如忽略進出口處流體的密度差別，則流進葉輪的體積流量等于流出葉輪的體積流量，而體積流量等于軸向速度乘以通流面積，所以，這兩個速度三角形的軸向速度相等。 簡單形象地說，這兩個速度三角形等底等高,(4)軸流式泵與風機的基本方程式 與離心式泵與風機基本方程式的含義相同，軸流式泵與風機的基本方程式也是反映流體在葉輪中得到的能量與葉輪進出口流體速度的關系式，

3、它可以根據(jù)動量矩定理推導得到，對基本方程式有如下說明：,1）它主要有兩種表示形式： 對于泵： 對于風機：,2）當流體軸向流入葉輪時，即進口處流體絕對速度沒有圓周分速度，則 ，葉輪揚程（或全壓）的形式變?yōu)椋?對于泵： 對于風機：,3）軸流式葉輪的理論揚程（或全壓）比離心式的少一項離心力作用項，說明軸流式葉輪使流體獲得的能量中沒有離心力作用的成分，所以，軸流式泵與風機的揚程（或全壓）比離心式低。,4）由軸流式泵與風機能量基本方程式可以看出，如果要使流體流經(jīng)軸流式葉輪時能獲得能量，則 必須大于零，而函數(shù)在（0180）范圍內(nèi)是遞減函數(shù)，所以必須要求 ，再考慮到葉輪揚程（或全壓）在不同半徑上應保持相等、

4、不同半徑上進出口速度三角形的區(qū)別，則不同半徑上和的差值應不同，因此軸流式葉片須呈扭曲狀。,5）從基本方程式可以看出，泵葉輪的揚程與流體的密度無關，風機葉輪的全壓與流體的密度成正比。 6）由于軸流式葉片斷面呈機翼型，所以，可以從機翼理論和平面葉柵理論來推導更為準確的基本方程式，,翼型的主要幾何參數(shù),第二節(jié) 軸流式泵與風機的結構,軸流式泵與風機有四種基本結構型式， （1）第一種型式，單個葉輪，沒有導葉，結構最簡單，但效率較低，因為流體從這種型式的泵與風機中流出后，具有較大的圓周分速度，流動損失較大。因此這種型式只適用于低壓風機。,（2）第二種型式單個葉輪后設置后導葉，損失小、效率高，因為從后置導葉

5、流出后，流體軸向流動，沒有圓周分速度，而且在后置導葉中部分流體動能可以轉(zhuǎn)換成壓力能。因此這種型式應用廣泛。,（3）第三種型式，單個葉輪前設置前導葉，損失較大、效率較低，因為流體進入葉輪的相對速度較大，在非設計工況下，流體流出后具有圓周分速度。由于汽蝕原因，泵不能采用這種型式。但由于流體進入葉輪的相對速度較大，從基本方程式可以看出，風機的全壓較大，所以，在相同的全壓下，采用這種型式的風機體積小、重量輕。,（4）第四種型式，單個葉輪前后都設置導葉，損失小、效率高，而且具有較好的調(diào)節(jié)性能，但結構最復雜，另外，由于汽蝕原因，泵不宜采用這種型式。,第三節(jié) 軸流式泵與風機的性能,軸流式泵與風機的性能曲線一

6、般是指在轉(zhuǎn)速和葉片安裝角一定的情況下，其它性能參數(shù)隨流量變化的關系曲線。,軸流式泵與風機的性能曲線形狀主要有下列特點： 曲線（或 曲線）是一條陡降的或呈馬鞍形的曲線，零流量時泵揚程（或風機全壓）最高； 曲線的形狀與 曲線（或曲線）有所相象，也是一條陡降的或呈馬鞍形的曲線，零流量時泵與風機的軸功率最大； 曲線在最高效率點附近較陡。,軸流式泵與風機有下列運行特性： 軸流式泵與風機往往有不穩(wěn)定工作區(qū)，應在穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi)運行； 軸流式泵與風機軸功率隨流量的增大而減小，所以不宜采用節(jié)流調(diào)節(jié)； 軸流式泵與風機軸功率在零流量時最大，所以，不應在零流量工況下啟停，即不應在關閉出口閥門（或風門）的情況下啟停； 軸

7、流式泵與風機采用入口靜葉調(diào)節(jié)或動葉調(diào)節(jié)可改善其運行特性。,軸流式與離心式在性能曲線上的區(qū)別，歸納如下： 離心式 曲線（或 曲線）比較平坦，一般來說，揚程或全壓隨流量增大而連續(xù)減??；軸流式 曲線（或 曲線）則是一條陡降的或呈馬鞍形的曲線。離心式一般沒有不穩(wěn)定工作區(qū)，即使有，其不穩(wěn)定工作區(qū)的范圍也較?。欢S流式一般都有不穩(wěn)定工作區(qū)，且不穩(wěn)定工作區(qū)的范圍較大。,離心式 曲線一般來說是一條連續(xù)上升的曲線，即軸功率隨著流量的增加而增大，零流量時軸功率最小；軸流式 曲線是一條陡降的或呈馬鞍形的曲線，零流量時泵與風機的軸功率最大，在穩(wěn)定工作區(qū)，軸功率隨著流量的增加而減小。所以，離心式應零流量下啟停（即關閥啟停），可采用節(jié)流調(diào)節(jié)方法；軸流式應帶負荷啟停（即開閥啟停），或者是將靜葉（或動葉）安裝角調(diào)至較小時關閉出口閥門（或風門）啟停，軸流式不宜采用節(jié)流調(diào)節(jié)方法。,離心式 曲線在最高效率點附近較平坦，高效工作區(qū)較寬；軸流式 曲線在最高效率點附近較陡，高效工作區(qū)較窄。但軸流式泵與風機一般采用靜葉或動葉調(diào)節(jié)