泵与风机课件(1)

1、华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans课程概况课程概况一、学时一、学时二、教材二、教材三、教师与辅导三、教师与辅导泵与风机泵与风机，安连锁编著，中国电力出版社，安连锁编著，中国电力出版社，2001.8.2001.8.总学时：总学时：3232，讲课：，讲课：2626，实验：，实验：4 4，考试：，考试：2 2。主讲教师：吕玉坤，电话：主讲教师：吕

2、玉坤，电话：2641(O)，3337587(H) )辅导教师：杨辅导教师：杨 阳，电话：阳，电话：2641(O)， (H) )辅导时间和地点：周四下午辅导时间和地点：周四下午16:30-17:30, 16:30-17:30, 热能教研室热能教研室华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 1 1、省级精品课程、省级精品课程流体力学及泵与风机流体力学及泵与风机网络资源校网络资源校园网地址：园网地址： http ：3/jpkc 四、网络资源四、网络资源 2 2、华北电力

3、大学、华北电力大学网络教学平台网络教学平台。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans0 0 绪论绪论初识泵与风机初识泵与风机 1 1、学科角度：是流体力学的应用和发展。、学科角度：是流体力学的应用和发展。 2 2、能量角度：原动机的机械能、能量角度：原动机的机械能流体的流体的机械能机械能。泵泵 : : 输送液体输送液体风机：输送气体风机：输送气体华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans

4、一、泵与风机在国民经济建设中的地位一、泵与风机在国民经济建设中的地位0-1 0-1 泵与风机在国民经济建设泵与风机在国民经济建设和火力发电厂中的地位和火力发电厂中的地位 二、二、泵与风机泵与风机在火力发电厂中的地位在火力发电厂中的地位 三、泵与风机现状及其发展趋势三、泵与风机现状及其发展趋势 四、学习本课程的目的与任务、学习方法四、学习本课程的目的与任务、学习方法华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、泵与风机在国民经济建设中的地位一、泵与风机在国民经济建设中的地位 1 1、泵与风机属

5、通用机械的范畴。、泵与风机属通用机械的范畴。农业方面：排涝、灌溉；农业方面：排涝、灌溉；采矿工业：坑道通风及排水；采矿工业：坑道通风及排水；冶金工业：冶炼炉鼓风、流体输送；冶金工业：冶炼炉鼓风、流体输送；石油工业：输油和注水；石油工业：输油和注水；化学工业：高温、腐蚀性气体排送；化学工业：高温、腐蚀性气体排送；一般工业：厂房、车间空调、原子防护设备通风。一般工业：厂房、车间空调、原子防护设备通风。 2 2、定量分析：耗电约占全国总用电量、定量分析：耗电约占全国总用电量30%40%。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and Fa

6、nsPumps and Fans二、二、泵与风机泵与风机在火力发电厂中的地位在火力发电厂中的地位 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 增加安全可靠性和提高效率相比，有着同等的甚至更大增加安全可靠性和提高效率相比，有着同等的甚至更大的经济效益。的经济效益。二、二、泵与风机泵与风机在火力发电厂中的地位在火力发电厂中的地位 实现动力循环的重要辅机。实现动力循环的重要辅机。比喻比喻“心脏，呼吸、消化和心脏，呼吸、消化和排泄系统排泄系统”。 耗电量耗电量 7080%厂用电厂用电 510%机组容

7、量机组容量，其中：泵约占，其中：泵约占50%，风机约占，风机约占30 %。 1 1、从应用角度看：、从应用角度看： 3 3、从安全角度看：、从安全角度看： 2 2、从经济角度看：、从经济角度看：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans三、泵与风机现状及其发展趋势三、泵与风机现状及其发展趋势 设备陈旧；设备陈旧； 现现 状：状： 一般：余量过大；环保：余量过小；一般：余量过大；环保：余量过小； 调节方式相对落后。调节方式相对落后。 大容量；大容量；发展趋势：发展趋势： 高效率；高效率； 自动

8、化。自动化。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 1 1、目的与任务、目的与任务 掌握泵与风机的基本原理、性能、结构及运行调节等方面掌握泵与风机的基本原理、性能、结构及运行调节等方面的知识和性能试验技术；提高运行操作技术和管理水平。的知识和性能试验技术；提高运行操作技术和管理水平。四、学习本课程的目的与任务、学习方法四、学习本课程的目的与任务、学习方法 及时复习有关知识；及时复习有关知识；2 2、学习方法、学习方法 培养良好的作题习惯，学会题后分层次思考；培养良好的作题习惯，学会题后分

9、层次思考； 树立工程概念和节能理念，注重分析和解决问题的树立工程概念和节能理念，注重分析和解决问题的方法。方法。 【节能理念教学实验【节能理念教学实验】两种调节方式两种调节方式风机年耗电量的计算。风机年耗电量的计算。结果：结果：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans0-2 0-2 泵与风机的基本性能参数泵与风机的基本性能参数 泵泵与风机的基本性能参数主要有：流量与风机的基本性能参数主要有：流量qV 、能头（扬程、能头（扬程 H或全压或全压p）、轴功率）、轴功率Psh 、有效功率、有效功率

10、Pe 、效率、效率 和转速和转速n 等。等。 一、流量一、流量 二、能头二、能头 三、功率和效率三、功率和效率 四、转速四、转速 五、其它基本性能参数五、其它基本性能参数 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、流量一、流量 泵与风机在单位时间内所输送的流体量，通常用体积流泵与风机在单位时间内所输送的流体量，通常用体积流量量qV 表示，单位为表示，单位为m3/s，m3/h。 测量时测量时, ,泵以出口流量计算，而风机则以进口流量计算。泵以出口流量计算，而风机则以进口流量计算。 对于非常

11、温水或其它液体也可以用质量流量对于非常温水或其它液体也可以用质量流量qm 表示，单表示，单位位为为kg/s，kg/h。 qm 和和qV 的换算关系为：的换算关系为：qm= qV华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans二、能头二、能头 单位重力（体积）流体通过泵（风机）所获得的机械能。单位重力（体积）流体通过泵（风机）所获得的机械能。 g2gg2g2111222212VpZVpZEEH对于泵：通常用扬程对于泵：通常用扬程 H 表示，单位为表示，单位为m；2112222121VpVpp 说明：

12、下标说明：下标“1、2” 表示泵与风机进表示泵与风机进口和出口截面；和泵比较略去了口和出口截面；和泵比较略去了 g Z。对于风机：通常用全压对于风机：通常用全压p表示，单位为表示，单位为Pa。华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans三、功率和效率三、功率和效率 原动机原动机传动装置传动装置泵与风机泵与风机原动机配套功率：原动机配套功率：Pgr=KPg，K为容量安全系数（额定条件下）。为容量安全系数（额定条件下）。效率：效率：传动效率：传动效率： tm 原动机输出功率：原动机输出功率： 轴功

13、率：传到泵与风机轴功率：传到泵与风机 轴上的功率轴上的功率 四、转速四、转速 泵与风机轴每分钟的转数，通常用泵与风机轴每分钟的转数，通常用n 表示，单位为表示，单位为r/min。 有效功率：有效功率：（kW）10001000eVVpqHgqP/eshPP （kW）tmshg/PP （kW）华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans五、其它基本性能参数五、其它基本性能参数 3、内功率、内功率 实际消耗于流体的功率称为泵与风机的内功率，实际消耗于流体的功率称为泵与风机的内功率，用用Pi表示。它等

14、于有效功率加上除轴承、轴封外在泵与风机内表示。它等于有效功率加上除轴承、轴封外在泵与风机内损失掉的功率。即：损失掉的功率。即：Pi =Pe+P （kW） 2、风机的静压有效功率、风机的静压有效功率 用用Pest表示，其计算式如下：表示，其计算式如下：1000stestVqpP（kW） 1、风机的静压、风机的静压 风机的全压减去风机出口截面处的动压风机的全压减去风机出口截面处的动压pd2（亦称风机的动压）称为风机的静压。用（亦称风机的动压）称为风机的静压。用pst表示，即：表示，即：2112d2st21Vppppp（Pa）华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵

15、与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans五、其它基本性能参数五、其它基本性能参数 %100iePPi 4、内效率、内效率 泵与风机的有效功率与内功率之比称为泵与风泵与风机的有效功率与内功率之比称为泵与风机的内效率（风机称为全压内效率）。机的内效率（风机称为全压内效率）。 用用i 表示，即：表示，即：5 5、静压效率和静压内效率、静压效率和静压内效率 静压效率是指风机的静压有效静压效率是指风机的静压有效功率和轴功率之比，用功率和轴功率之比，用st表示表示，即：，即：%100sheststPP%100iestistPP同理，静压内效率等于静压有效功率与内功率之比，用

16、同理，静压内效率等于静压有效功率与内功率之比，用ist表示，即：表示，即：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、分类一、分类 1 1、按泵与风机所产生的全压高低分类：按泵与风机所产生的全压高低分类：0-3 0-3 泵与风机的分类及工作原理泵与风机的分类及工作原理 高压高压 大于大于 6 MPa 中压中压 处于处于26MPa 低压低压 小于小于 2 MPa泵泵 风风机机 鼓风机：鼓风机：压气机：压气机：低压低压 小于小于 1 kPa中压中压 处于处于13 kPa高压高压 高于高于 3

17、kPa 通风机：通风机： 处于处于 1015 kPa大于大于 290-340kPa 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans一、分类一、分类 2 2、按泵与风机工作原理分类：、按泵与风机工作原理分类：叶片式叶片式容积式容积式离心式离心式轴流式轴流式混流式混流式往复式往复式回转式回转式其其 它它真空泵真空泵射流泵射流泵水击泵水击泵泵泵叶氏风机叶氏风机罗茨风机罗茨风机罗杆风机罗杆风机离心式离心式轴流式轴流式混流式混流式风机风机叶片式叶片式容积式容积式往复式往复式回转式回转式华北电力大学华北电力

18、大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 工作原理：工作叶轮旋工作原理：工作叶轮旋转时叶轮上的叶片将能量连转时叶轮上的叶片将能量连续地传给流体，从而将流体续地传给流体，从而将流体输送到高压、高位处或远处。输送到高压、高位处或远处。二、工作原理二、工作原理 （一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机离心式：沿离心式：沿径向径向轴流式：沿轴流式：沿轴向轴向混流式：沿斜向混流式：沿斜向流体的出流方向不同流体的出流方向不同流体流动特点流体流动特点:华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组

19、泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans二、工作原理二、工作原理 （一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机 叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对叶轮旋转，叶片迫使流体旋转对流体沿它的运动方向作功；流体沿它的运动方向作功； 叶轮连续地旋转，流体也就连续地排出、吸入，形成离叶轮连续地旋转，流体也就连续地排出、吸入，形成离心式泵与风机的连续工作。心式泵与风机的连续工作。 流体在惯性力的作用下，从叶轮流体在惯性力的作用下，从叶轮中心流入，并进入压出室；中心流入，并进入压出室； 在叶轮中心形成低压区，在吸入端压强的作用下，流体在叶轮中心形成低压区，在吸入端压强的作用下，流体经吸

20、入室进入叶轮；经吸入室进入叶轮；华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans二、工作原理二、工作原理 （一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在原动机驱动下旋转时，旋转着的叶片给绕流流体一个轴向的推力，此叶片的推力对流旋转着的叶片给绕流流体一个轴向的推力，此叶片的推力

21、对流体作功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶轮连续旋转即形体作功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶轮连续旋转即形成轴流式泵与风机的连续工作。成轴流式泵与风机的连续工作。 FLV VFL大小：大小：方向：方向：FL二、工作原理二、工作原理 （一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans二、工作原理二、工作原理 （一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and

22、FansPumps and Fans 混流式泵与风机的叶轮形状介于离心式和轴流式之间，故混流式泵与风机的叶轮形状介于离心式和轴流式之间，故其工作原理兼有两者的特点。其工作原理兼有两者的特点。二、工作原理二、工作原理 （一）叶片式泵与风机（一）叶片式泵与风机华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 通过工作室通过工作室容积周期性变化容积周期性变化而实现输送流体而实现输送流体的泵与风机。根的泵与风机。根据机械运动方式据机械运动方式的不同还可分为的不同还可分为往复式往复式和和回转式回转式。二、工

23、作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans悬片式真空泵悬片式真空泵 （二）容积式泵与风机（又称定排量式）（二）容积式泵与风机（又称定排量式）二、工作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans齿轮泵齿轮泵双螺杆泵双螺杆泵 二、工作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and

24、 FansPumps and Fans双螺杆泵双螺杆泵萝次风机萝次风机 二、工作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 液环泵液环泵射流泵射流泵 无法归入前面两大类的无法归入前面两大类的泵与风机。这类泵与风机主泵与风机。这类泵与风机主要特点是利用具有较高能量要特点是利用具有较高能量的工作流体来输送能量较低的工作流体来输送能量较低的流体。的流体。二、工作原理二、工作原理 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps

25、and FansPumps and Fans 【例【例 0-1】 水泵在如图水泵在如图0-5所示的管路系统中工作时，若所示的管路系统中工作时，若吸水池液面的压强为吸水池液面的压强为pe1，压水，压水池液面的压强为池液面的压强为pe2，且两水池，且两水池液面的高度差为液面的高度差为HZ，吸水管和，吸水管和压水管的流动损失之和为压水管的流动损失之和为hw，试推导在这种情况下，泵扬程试推导在这种情况下，泵扬程的表达式。的表达式。图图 0-5 例例0-1附图附图 【解】【解】 设泵的扬程为设泵的扬程为H，在如图在如图0-5所示的所示的1-1、2-2截面截面上，应用粘性流体总流的伯努上，应用粘性流体总流

26、的伯努利方程得：利方程得：华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and FansweeeeeehVpZHVpZg2gg2g22222111 由已知可得：由已知可得：(Ze2Ze1)=HZ，Ve10，Ve20。将其代入。将其代入上式，即可得该情况下泵扬程的表达式为：上式，即可得该情况下泵扬程的表达式为：weehppHHg12Z 上式表明：上式表明：泵的扬程可由它的实际工作参数求出。此泵的扬程可由它的实际工作参数求出。此时，扬程时，扬程H不一定是额定参数，其值会随着工作条件的改变不一定是额定参数，其值会随着

27、工作条件的改变而变化。而变化。 华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans汲水和鼓风设备汲水和鼓风设备时间时间国别国别发明者发明者尖底、小口、大腹的陶罐尖底、小口、大腹的陶罐公元前公元前4 4千年千年中国中国不详不详单动式单活塞唧筒单动式单活塞唧筒公元前公元前3 3世纪世纪希腊与罗马希腊与罗马特斯贝斯特斯贝斯龙骨车龙骨车公元公元1 1世纪世纪中国中国毕岚与杜诗毕岚与杜诗辘轳和水井辘轳和水井不详不详不详不详不详不详双动式单活塞风箱双动式单活塞风箱公元公元1212世纪前后世纪前后中国中国不详不详

28、水车水车公元公元1515世纪末世纪末意大利意大利达芬奇达芬奇鼓风机鼓风机公元公元16891689年年法国法国巴本巴本华北电力大学华北电力大学流体力学及泵与风机课程组流体力学及泵与风机课程组泵与风机泵与风机 Pumps and FansPumps and Fans 离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为离心式风机的吸入风道及压出风道直径均为500mm，送，送风量风量qV=18500m3/h。试求风机产生的全压及风机入口、出口处。试求风机产生的全压及风机入口、出口处的静压。设吸入风道的总阻力损失为的静压。设吸入风道的总阻力损失为700Pa，压出风道的总阻，压出风道的总阻力损失为力损失为400Pa，（未计压出风道出口的