泵与风机 论文PPT课件

，泵和风扇，地图师傅：金花制造者：罗鹏飞，2、介绍，第一节泵和风扇在国民经济中的应用广泛应用于国民经济的各个方面，包括农田灌溉和排水、采矿工业地下通风和隧道排水、水力采煤的液体运输、冶金工业到冶炼的爆炸和液体运输、石油工业的油和水运输、化学工业的流体介质运输、城市给排水和船舶、航空航天动力系统等。3，电力是国民经济中非常重要的能源，热能在电力生产中占主导地位，泵和风扇是火电厂的重要辅助机器。以下重点介绍了泵和风扇在火电厂的应用。图0-1是热力发电厂的系统图。4、热电站的电力生产过程中，泵和风扇发生故障，直接影响主机主炉的正常运行，严重的情况下导致停机的重大事故，特别是今天单位向大容量、单位零方向发展，事故造成的危害更大。此外，泵和风扇的用途广泛，数量多，功耗约占全国发电功率的20-30%，在热力发电工厂，工厂用电量约占发电厂用电量的10%，泵和风扇占发电厂用电量的70-80%。由此可见，泵和风扇对发电站的安全经济运行起着非常重要的作用。另外，核电站在20世纪80年代迅速发展，与热电站的电力生产过程基本相同，如图0-2所示，现有的岛部分也是软饮料循环系统。5、2级泵和风扇的分类，泵和风扇的用途广泛、多样，分类方法很多，但目前只采用了两种分类方法。1，根据生成压力的大小分类，2，根据工作原理分类，7，(1)叶片泵和风扇，1，离心泵和风扇离心泵和风扇的工作原理通过使用旋转叶轮驱动流体一起旋转，在离心力的作用下流体的压力能量和动能增加，流体沿轴旋转90 ，然后沿半径方向流动。图0-4是离心泵的示意图。8，2、轴流泵和风扇、轴流泵和风扇的工作原理是利用叶轮的翼型叶片，利用流体旋转产生的升力来增加流体的能量。液体沿轴向进入叶轮并沿轴向流动。图0-6是轴流泵示意图。9，3，倾斜泵，也称为混合流，是介于轴流和离心之间的一种叶片泵，斜泵部分利用离心力，部分利用升力，在两个力的作用下输送流体，增加其压力，流体轴向进入叶轮，则在锥形方向流动。图0-8是可用作大型单位循环泵的导叶斜泵示意图。10，(2)容积泵和风扇可以根据工作方式分为往复式和旋转式。11，1，往复泵和风扇，往复泵和风扇的工作方式是使用工作体积的周期性变化来输送流体并增加其压力。往复泵和风扇包括三类：活塞、柱塞和膜片，现在以活塞为例，说明其工作过程。图0-9是活塞泵的示意图，活塞泵主要由泵缸和活塞组成，活塞由曲柄和连杆驱动，原动旋转运动转变为往复运动。12，2，旋转泵和风扇，旋转泵和风扇使用一个或多个特殊形状的旋转体(例如齿轮、螺钉或其他形状的转子)在外壳内输送流体并增加压力。图0-10是齿轮泵的示意图。图0-11是三个螺杆泵示意图。13，(3)其他泵，1，射流泵射流泵主要由喷嘴、扩散管和吸入室组成，其工作方式为利用高速射流的吸入效果输送流体，如图0-12所示。14，2，水环真空泵，水环真空泵主要由星形叶轮、泵壳、吸气口、排气口、吸气管和排气管组成，如图0-13所示。如果使用水环式真空泵，则必须从外部连续向泵内部注入一定数量的水，以补充与气体一起带走的水。，15、3级泵和风扇的主要组件，1、离心泵和风扇的主要组件(a)离心泵的主要组件离心泵的主要组件包括叶轮、进气室、压力室、密封装置等。16，1，叶轮是实现能量转换的主要部件，将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能量和动能。叶轮的水力性能对泵有很大影响。叶轮通常由前盖、叶片后盖和车轮板组成。叶轮有三种闭合、半开放和开放类型，如图0-14所示。闭合叶轮分为单吸和双吸两种，如图0-14(a)和(b)所示。双吸叶轮比单吸叶轮流动大，基本上不产生轴向力，具有提高空化性能的优点。刀片样式包括圆柱刀片和扭转(双曲率)刀片。圆柱形叶片的流动效率较低，因此通常使用扭曲叶片来提高泵的效率。17，2，进气室离心泵进气管法兰连接流入叶轮的空间称为进气室，具有最小阻力损失，使液体平稳地导向叶轮，叶轮入口液体流速均匀分布的作用。吸尘室可分为以下几种：(1)如图0-15所示，锥形吸尘室具有维修性好、结构简单、制造方便等优点。18，(2)如图0-16所示，环吸室具有结构对称、简单、小、轴大小小的优点。(3)图0-17所示的半螺旋吸入室。半螺旋进气室在轴的后部没有涡流，进口速度分布均匀，流动损失最小。3，压力室，如图0-18所示螺旋压力室，也称为蜗壳。环形压力室，如图0-19所示。压力室是叶轮出口或导叶之间的空间，其作用是收集叶轮中流动的高速流体，然后以最小阻力损失引入压力管道或辅助叶轮入口。在螺旋扩散管中将液体动能的一部分转换为压力能量的同时，收集叶轮流出的液体。在环形压力室中，流道的截面面积相同，因此流速不均匀，流动损失大，因此效率低于螺旋压力室。4，导叶多级泵的流量在前一级叶轮流入二级叶轮，两级之间必须安装导叶。导叶的作用是收集从一级叶轮中流出的液体，在损失最小的情况下引入二级叶轮的入口或压力舱，同时将导叶内动能的一部分转化为压力能量。螺旋、扩散管、过渡区域和abm leaf组成。正负导叶是一个连续的整体，正导叶作为abm leaves的出口进口，形成单独的流道，每个流道中的液体不相互混合。(1)径向导叶(如图0-20所示)、(2)通道导叶(图0-21所示)、5、密封装置、密封环分为密封环和轴端密封。(1)密封圈。先令环也称为进货利。叶轮出口处的压力高，入口压力低，部分流出叶轮的流体会流入叶轮。为了防止高压流体通过叶轮入口和泵壳之间的间隙泄漏到进气口，在叶轮入口外环和泵壳之间安装密封圈。密封环是图0-22所示的多种结构样式，普通泵通常使用平环和角度连接，高压泵使用迷宫。22，(2)轴端密封。泵轴通过泵体向外延伸，旋转部件和静态部件之间存在间隙。如果泵内部的压力大于外部压力，流体会从间隙向外泄漏，泵吸入部处于真空状态，空气会通过间隙流入泵内，严重影响泵工作。为减少泄漏，间隙安装了轴端密封装置。轴端密封油填料密封、机械密封、浮动环密封、迷宫密封等多种形式。1)填料密封。具有水封环的填料密封结构如图0-23所示。他由填料帽、填料、水封环、填料箱组成，是目前常用离心泵密封环中最常用的轴封之一。2)机械密封。机械密封主要由移动环、静态环、弹簧、密封圈等组成，如图0-24所示。23，3)浮动环密封。浮动环密封的结构如图0-25所示，主要由浮动环、支撑环(浮动套)、弹簧等组成。浮动环密封在液体压力和弹簧力的作用下，使用流动环和支承环的密封端面紧密接触，以保持径向密封。24，4)迷宫密封。迷宫密封是一种非接触流体力学密封，其流体通过转子和定子之间的小间隙流动的节流的降压效果。迷宫式密封有多种不同的样式，图0-26实现了金属迷宫式密封的示意图和静态连接的金属密封与轴之间形成的多级加长轴突然间隙，实现了轴向泄漏的多级降压、节流，从而实现了密封。图0-27是螺旋迷宫密封的示意图。迷宫密封广泛应用于运行中、静态部件之间无接触、无磨损、寿命长、大容量装置的给水泵。25，(2)离心力风扇的主要组件1，叶轮叶轮是风扇的主要组件，由前盘、后盘、叶片和轮毂组成。刀片有前后弯曲，如图0-28所示。26，2，volute volute的作用是收集叶轮排出的气体，引导其进入风扇的出口，同时将气体的部分动能转化为压力能量。蜗壳的形状一般使用阿基米德螺旋线或代数螺旋线来提高风机效率，但为了便于加工，也可能近似阿基米德螺旋线。Volute轴面是宽度不变的矩形，如图0-30所示。称为螺旋舌的“舌形”结构，在球根出口附近起到阻止一些气流在球根内循环的作用。蜗牛分为三种：扁平的舌头、浅的舌头和深的舌头，如图0-31所示。其几何图形、耳蜗末端的弧半径r 和与叶轮的最小距离t对风扇性能、效率和噪音等有很大影响。27，3，歧管和进气歧管安装在叶轮上，起到以最小阻力损失均匀填充叶轮入口的作用，如图0-32所示。28，4节泵和风扇的主要参数，1，流量泵和风扇在单位时间内输送的流体量称为流速，可以表示为体积流速，也可以表示为介质流速。卷流的通用单位为/s、/h、l/s。质量流的公用单位为kg/s、t/h。体积流和质量流的关系为中间流体密度，kg/。水在室温下20 密度为10千克/，空气在室温下20 密度为1.2千克/。由于空气密度小，并且取决于温度和压力的变化，因此风扇的流量在标准状态(t=20，p=101.3kPa)下表示为在单位时间内通过风扇入口的体积流量。如果工作状态下的流速为，密度为，则标准流速为0.29，2，升力(总压力)，单位重力引起的液体通过泵获得的能量增量(升力，h，m)。单位体积的气体通过风扇获得的能量增量，称为总压力(总风压)，用p表示，单位为Pa。30，3，轴功率和效率，泵和风扇在特定条件下工作时，原始动机传递给泵或风扇轴的功率，称为轴功率，以p表示，单位为kW。在单位时间内，通过泵和风扇的流体获得的功率称为有效功率，用p表示。泵和风扇的效率是有效功率和轴向功率的比率，即。31，4，速度，泵或风扇轴的每分钟转数，称为速度，以n (r/min)为单位，5，汽蚀，汽蚀是表示泵汽蚀性能的重要参数，用NPSH表示。性能参数反映了泵和风扇的整体性能，铭牌上显示了额定条件的每个参数。32、5号泵和风扇的发展趋势，33，泵和风扇发展趋势，大容量，高参数化高速高效，高可靠性和低噪音自动化，第34章，第1章泵和风扇的叶轮理论，第1部分离心泵和风扇的工作原理，35，1，1离心泵和风扇的工作原理，离心泵和风扇运行期间，叶轮驱动流体，使流体通过离心力的作用获得能量。因此叶轮是将机械能转化为流体能的重要部件。为了说明工作原理，选择内部外边缘闭合的叶轮，如图1-1所示。在这里，流体只能与叶轮一起旋转运动，不能再在叶旋转道路上流动。36，2，也是轮子上的流体移动和速度三角形，1。叶轮的叶片数是无限的，叶片厚度是无限的。也就是说，流体粒子被认为严格沿叶片的几何线流动，流体粒子的运动轨迹与叶片的几何线一致。应用此假设的叶轮称为理想叶轮。2.旋转叶轮的流体是理想的未压缩流体，无论粘度或可压缩性如何。如果流体在叶轮中移动，则可以使用叶轮的轴和平面投影图来反映。这两个投影图表示叶轮的几何图形。轴面(也称为子午线平面)是通过栅格线的平面，如图1-2所示。轴面投影是通过将叶片绕轴的旋转投影到轴面而获得的投影图。平面是垂直于栅格线的平面，平面投影是移除前盖后的投影图。37，叶轮驱动流体的旋转运动，牵连运动，其速度也称为牵连速度，圆周速度，u表。叶轮的流体运动称为相对运动，其速度称为相对速度，用w表示。静止盘柜的流体运动称为绝对速度，如图1-3所示，以v表示的绝对速度。绝对速度是相对速度和圆周速度的矢量之和，即。38，3，能量方程，理想流体通过无限长叶片时的升程，单位为m。类型(1-10)是离心泵和风扇的能量方程。对于风扇，风压通常表示以Pa为单位获得的能量。因此，风扇的能量方程式为(1-10)，39，4，离心力叶轮叶片形式的分析，以叶轮进入叶轮时的理论叶为例，从图1-7(a)速度三角形向上，(1-14)，40，表示式(1-14)，叶轮的几何形状、速度、流动恒定时，理论上的杨程或风压的大小取决于叶片安装角度。刀片出口安装角度确定刀片类型，通常有三种类型：叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相同(见图1-7c)。41，5，有限叶片叶轮的流体移动，在无限多叶片叶轮中流体流动时，流动内部流体沿叶片的模式移动，因此在任意半径上相对速度分布均匀，如图1-9中的b所示。实际叶轮中的刀片数有限，流体在固定宽度的流道内流动。因此，除了接近刀片的流体沿刀片中心线移动外，所有其他流体都与刀片的中心线有不同程度的差异，从而改变流场。这种变化是由轴向涡流运动引起的。42、6、滑动系数和循环系数，43，44，7，流体进入叶轮前预旋转，强制预选：由于结构的外部因素，强制预选时流速保持不变，因此轴速度保持不变。自由预选与结构无关，但由于流动变化。45，46，47、2级轴流泵和风扇叶轮理论，1、概述轴流泵和离心泵和风扇都属于叶片，但性能和结构不同。轴流泵和风扇的性能特点是流量大，扬程(总压力)低，转数大，流体沿轴流动，沿叶轮流动。结构简单，重量比较轻，这是结构特点。轮毂的工作刀片角度很大，可以调整。刀片可调的轴流泵和风扇，可以根据外部负载的变化改变刀片角度，在工作条件变化时调节性能，从而保持较大的工作空间。鉴于这种特性，目前国外的大型空调系统普遍采用轴流风机作为锅炉的引风机、轴流泵作为循环泵。随着容量的增加，其适用范围将越来越广。(b)、轴流泵和风扇的叶轮理论1、翼型和叶栅的概念与叶轮中流体的流动类似，因为轴流泵和风扇的叶轮没有前后盖。因此，轴流泵和风扇在研究叶片和流体之间的能量转换关系时使用机翼理论。为此，介绍了翼型、叶栅和主要几何参数。翼型机