泵与风机-2.损失和效率

第二章

离心式泵与风机

的

性能第一节功率

损失及效率第二章

泵与风机的性能第二章

泵与风机的性能前面去掉了HT下标，现在再去下标T。在一开始我们讲过，本课程的主要目的是提高泵与风机的效率，而效率包含两方面的含义：设计效率和运行效率，而设计效率是基础，知道了在设计中应从哪几方面着手，才能在运行中有效地提高效率。效率和损失是相互对应的，损失增加，效率就降低。现在我们先看看在泵与风机中哪些地方存在损失，只有找到了损失出现在什么地方，才能知道如何减小这些损失。第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能一、功率绪论中已讲，不再重复第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能二、损失与效率主要损失有(以泵为例)：1.

机械损失：包含机械摩擦损失和圆盘损失，这一损失主要表现在消耗功率，与泵的扬程和流量无关，所以，可看作是纯功率损失。2.

泄漏损失：由于在泵中有压差，也有缝隙，就存在泄漏的条件，从而使qv减小，引起有效功率的降低，可看作是只与流量有关的损失。3.

流动损失：流体有粘性，流动有阻力，可能在入流角度不合适时还存在冲击，这些损失都会使泵的扬程降低，引起有效功率的减小，这些损失统称为流动损失，可看作是只与扬程有关的损失。下面分别讨论。第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能一、机械损失与机械效率圆盘损失：压力不同，有回流→有损失→圆盘损失。不管有无流量输出，只要有流体，即有此项损失。所以是纯功率损失，计入机械损失。其大小率叶轮与机壳之间的间隙大小、形状、表面光洁度有关，还与、n、D2、ρ等因素有关。第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能一、机械损失与机械效率圆盘损失：圆盘损失。第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能可见，Pm2正比于D25、n3,在提高泵的扬程时,如用增加D2的方法，则圆盘损失将大幅度增加，而用提高转速的方法来提高扬程，其损失增加的强度将好得多。一、机械损失与机械效率圆盘损失：Pm2≈(2～10%)PPm=Pm1＋Pm2机械损失的大小用机械效率来表示：第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能降低机械损失的方法,看书。二、容积损失及容积效率

流体从高压区侧通过运动部件与静止部件之间的间隙泄漏到低压区，从而使流量有一定的损失，使qv<qvT，qv叫容积损失。它只与流量有关，所以也叫流量损失。第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能主要泄漏处有：1)叶轮入口处的间隙(p60，图2-6);

2)平衡轴向力装置的泄漏孔；

3)多级叶轮后一级向前一级的泄漏可以看出，这些损失与机械损失互有矛盾，减小这一项，可能会增加另一项。二、容积损失及容积效率

在这些泄漏损失中，以1)和2)项为大。书上有很多公式，但精度都不理想，因为实际情况很复杂，如紧盘根。但我们可根据流体力学，给出一个定性的公式。根据流体力学，泄漏量与高差的二分之一次方成正比，即：

第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能所以

因此

二、容积损失及容积效率

其大小可用容积效率来表示：

第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能降低容积损失的方法书上有，可自己看。三、流动损失与流动效率是指流体在流动时，流体与流体、流体与固体之间的摩擦阻力损失和局部阻力损失，以及由于在非设计工况下运行时产生的冲击损失。

1.

流动阻力损失

第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能所以阻力损失

三、流动损失与流动效率2.

冲击损失泵与风机在设计工况下运行时，qv=qvd,

1=90,1=1a,流体沿叶轮型线的切线方向进入叶轮,不会产生冲击但当qv≠qvd时,是否会产生冲击呢?首先看流量发生变化时,进出口三角形的变化情况。一般认为，流量变化时，进口三角形的1不变，而出口三角形的2不变。即

第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能三、流动损失与流动效率可以看出，入口三角形的变化对HT无影响，但出口三角形的变化却能影响HT

qv增加时，v'2u<v2u,HT减小；qv减小时，v'2u>v2u,HT增加。也就是说，扬程是随流量的增加而减小的。记！第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能三、流动损失与流动效率再由入口三角形的变化可知，在qv<qvd时，即流动方向不沿叶片入口处的切向进入叶轮，会在云的背面产生漩涡。反之，在qv>qvd时，，即流动方向也不沿叶片入口处的切向进入叶轮，会在云的正背面产生漩涡。可见，只要流量不等于设计流量，就会产生冲击，引起冲击损失。其大小可用下式表示：

第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能三、流动损失与流动效率总的流动损失为上述三项之和：第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能根据上述表达式绘出的曲线如图所示。由图可见，在无冲击时，h不是最小。h最小处出现在设计流量的左边即在流量略小于设计流量的地方。如果把入口安装角与入口流动角之差叫做冲角i的话，即，那么，在设计时，如有意让i>0,则可减小整个流动损失，因此在设计泵与风机时，一般取i=0~8。三、流动损失与流动效率流动损失的大小可用流动效率来表示：

第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能泵的流动效率一般在0.8～0.95之间，而风机的流动效率一般在0.7～0.95之间。h最小，Ph最大，故如欲提高泵与风机的效率，应主要从提高流动效率入手。

提高流动效率、降低流动损失的方法书上有，可自己看。四、总效率现在已去掉了HT和qvT的全部下标，即去掉了前面所做的两个假设，亦即已经把能头和流量的理论值变成了实际值：

第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能但可惜的是，K、

h和v不能精确计算。四、总效率它们之间的组合反映在泵与风机的总效率上：

第一节功率、损失与效率第二章

泵与风机的性能为三个分效率之积。四、总效率离心泵的效率一般在0.6