工作原理及性能参数

北京林业大学环境科学与工程学院《泵与风机》

PumpsandFans主讲人：张立秋（环境科学与工程学院）zhangliqiu@163.com

2014年09月第二章

工作原理及性能参数主要内容：

离心泵与风机工作原理离心泵与风机基本构造离心泵与风机主要零部件离心泵与风机的主要性能参数本章重点掌握主要性能参数，无难点。

前已提到：叶片式水泵与风机是依靠装有叶片的叶轮的高速旋转来完成对流体的压送。按出流方向径向流——离心泵与风机轴向流——轴流泵与风机斜向流——混流泵与风机1工作原理例1例21工作原理——就是利用水泵（风机）叶轮高速旋转的离心力甩水（气），使得水（气）的能量增加，通过水泵（风机）出口流出水泵（风机），再通过压水管输往目的地。2基本构造-离心泵离心泵基本构造1泵壳2泵轴3叶轮4吸水管5压水管6底阀7闸阀8灌水漏斗9泵座2基本构造-离心风机1234567离心风机基本构造1进气室2进气口3叶轮4蜗壳5主轴6出气口7扩散器离心泵工作过程灌水，充满泵壳和吸水管路驱动电机，使叶轮旋转，甩水叶轮中形成真空，继续吸水，连续工作3主要零部件-离心泵单吸单级卧式离心泵叶轮；2—泵轴；3—键；4—泵壳；5—泵座；6—灌水孔；7—放水孔；8—接真空表孔；9—接压力表孔；10—泄水孔；11—填料盒；12—减漏环；13—轴承座；14—压盖调节螺栓；15—传动轮主要零部件-离心泵根据工作时所处的状态固定部件：泵壳、泵座转动部件：叶轮、泵轴、键交接部件：轴封装置、减漏装置等转动部件-叶轮

叶轮是水泵的主要零件。一般是由前后两个圆形盖板组成，盖板之间有若干弯曲叶片将两块盖板连接在一起，相邻两片叶片和前后盖板围住的空间槽道称为过水流道。单吸式叶轮双吸式叶轮转动部件-叶轮封闭式敞开式半开式转动部件-泵轴

泵轴是用来旋转水泵叶轮的泵轴要有足够的抗扭强度和足够的刚度工作转速不能接近产生共振现象的临界转速泵轴常用的材料是碳钢和不锈钢转动部件-键

连接叶轮和泵轴通常采用平键，只能传递扭矩而不能固定控制叶轮的轴向位置，在大、中型水泵中叶轮的轴向位置通常采用轴套和并紧轴套的螺母来定位的固定部件-泵壳与泵座

通常铸成蜗壳型泵壳上设充水孔、放空孔等

泵座起支撑和固定泵壳作用通常和泵壳铸成一体交接部件-轴封装置

填料密封：轴封套、填料、水封管、水封环、压盖机械密封：非平衡型和平衡型压盖填料型填料盒1轴封套；2填料；3水封管；4水封环；5压盖水封环1环圈空间；2水孔交接部件-减漏装置

叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁存在缝隙两种减漏方式：减小缝隙、增加阻力设置金属口环——减漏环单环型双环型迷宫型交接部件-联轴器

连接水泵泵轴和电机轴的连接部件分刚性和挠性两种挠性联轴器主要零部件-离心风机离心式风机主要零件4主要性能参数——流量——扬程——轴功率——效率——转速——允许吸上真空高度及气蚀余量——流量

单位时间内泵或风机所输送的流体量称为流量。一般用大写字母Q表示，常用体积流量表示，单位为m3/s，或m3/h，或L/s等。

对于水泵来说，有时也用质量单位表示，t/h或t/d。流量是表示泵或风机工作能力大小的参数——水泵扬程或风机全压

水泵扬程定义：水泵所输送的单位质量的流体从进口至出口的能量增值，即单位质量的流体通过水泵所获得的能量，一般用H表示，单位为Pa，kPa等，工程上常用mH2O表示，有时也用工程大气压表示。（H=E2-E1）

风机的全压（压头）是指单位体积气体通过风机所获得的能量增量，一般用p表示，单位为Pa，kPa。——轴功率

电机传递给水泵（或风机）泵轴的功率称为轴功率，用大写字母N表示，主要单位为W或kW。过去工程中常用马力表示，1马力=735.5W。

有效功率：单位时间内流过水泵（或风机）的流体从水泵（或风机）那里得到的能量，用Ne表示。

水泵：Ne=γQH/1000(kW)

风机：Ne=Qp/1000(kW)式中：

γ，N/m3；Q，m3/s；H，m；p，N/m2——效率

水泵（或风机）的有效功率与轴功率的比值为效率，一般用η表示。

水泵：N=Ne/η=γQH/(1000η)

风机：N=Ne/η=Qp/(1000η)效率反映了泵或风机性能的好坏——转速

水泵（或风机）叶轮旋转的速度称为转速，一般用n表示，单位为r/min或次/min。

每种水泵（或风机）都是按照一定转速进行设计的，若水泵（或风机）的实际转速不等于设计转速时，则水泵（或风机）的其他参数也随之按一定规律改变。——允许吸上真空高度和气蚀余量（水泵）

允许吸上真空高度和气蚀余量是两个从不同角度反映水泵吸水性能好坏的参数。

允许吸上真空高度(Hs)：指水泵在标准状况（1个大气压，水温20度）运转时，水泵所允许的最大吸上真空高度，单位为mH2O，一般用其表示离心泵的吸水性能。

气蚀余量(Hsv)：指水泵进口处，单位质量水所具有的超过饱和蒸汽压力的那部分剩余压力，单位为mH2O，一般用其反映轴流泵、锅炉给水泵等的吸水性能。水泵的铭牌单级双吸中开离心清水泵型号：100S90A转速：2950r/min

扬程：75m效率：64%

流量：72m3/h轴功率：21.6kW

汽蚀余量：2.5m配带功率：30kW

重量：120kg