《流体力学与流体机械 第2版》课件 第12-14章 泵的汽蚀；泵与风机的运行、调节及选型

1第十二章

泵的汽蚀第一节

汽蚀现象及其影响一、汽蚀现象及发生低压区→产生气泡（汽化）→高压区→气泡破裂→产生局部真空区→水力冲击→发生震动、噪音，局部部件产生麻点、蜂窝状的破坏现象。2二、汽蚀对泵工作的影响当汽蚀发生时，容易产生以下破坏：1）汽蚀发生时，由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用，致使材料受到破坏。2）汽蚀发生时，不仅材料受到破坏，而且还会出现噪声和振动现象。3）汽蚀严重发生时，大量气泡的存在会堵塞流道的截面积，减少流体从叶轮获得的能量，导致扬程下降，效率降低。a）离心泵b）混流泵c）轴流泵3第二节

泵吸上真空度允许吸上真空高度与泵的几何安装高度有关。列出水面e-e和泵入口s-s断面的伯努利方程式4吸上真空度Hs在发生断裂工况时的吸上真空度称为最大吸上真空度或临界吸上真空高度Hsmax允许吸上真空度通常取或允许几何安装高度为：5第三节

泵汽蚀余量泵汽蚀性能还可以采用泵汽蚀余量或者用NPSH表示泵汽蚀余量有效汽蚀余量必需汽蚀余量或者[NPSH]a或者[NPSH]r一、泵有效汽蚀余量6二、泵必需汽蚀余量与吸入系统的装置情况无关，是泵本身的汽蚀性能所确定的。液体从泵吸入口至压强最低点k点的压力降。三、有效汽蚀余量

与必需汽蚀余量

的关系汽蚀性能越好为临界汽蚀余量7保证泵不发生汽蚀，

需加一安全余量，允许汽蚀余量四、汽蚀余量

与允许吸上真空度

的关系发生汽蚀的条件：8若用允许汽蚀余量代替可得允许几何安装高度9第四节

汽蚀相似定律及汽蚀比转数一、汽蚀相似定律汽蚀的基本方程：几何相似的泵，在工况相似时，压降系数相等，即汽蚀相似定律指出：进口几何尺寸相似的泵，在相似工况下运行时，原型和模型泵必需汽蚀余量之比等于叶轮进口几何尺寸的平方比和转速平方比的乘积。对同一台泵，10二、汽蚀比转数泵汽蚀比转数和泵比转数一样，都是用最高效率点值计算的。三、提高泵抗汽蚀性能的措施设计方面。采用双吸叶轮；增大叶轮进口的过流面积和叶片进口处宽度，即相应减少进口流速；合理绘制叶轮前盖板的形状，适当选定叶片进口边的位置并向吸入口方向延伸；在叶轮吸入口前增加诱导轮。安装与使用方面。减少几何吸上高度；增加管径，尽量减少管路长度和局部装置，以减小吸入损失；泵应尽量在低于设计流量下运行；吸水池的尺寸和形状应有利于避免发生旋涡和偏流等；泵在运行时不应采用在吸入管上安装阀门调节流量的方法；使用抗汽蚀的材料。11第五节

叶片泵的汽蚀试验列试验台汽蚀筒吸水面到泵吸入口处的伯努利方程：1213第十三章泵与风机的运行、调节及选型第一节

管路性能曲线及工作点一、管路特性曲线流体在管路中流动时所消耗的能量，由以下几个方面组成。1.用来克服管路系统两端的压差，以及两端间的高差Hz2.用来克服流体在管路中流动阻力及由管道排出时的动压头流体在管路系统中的流动特性可以表达为14二、泵或风机的工作特点管路系统的特性是由工程实际要求所决定的，与泵与风机本身的性能无关。但所需的流量及其相应的压头必须由泵或风机来满足。这是一对供求矛盾，利用图解方法可以加以解决。例13-1三、泵与风机运行的稳定工作条件

泵或风机能够在D点运转，是因为D点表示的泵或风机输出流量刚好等于管道系统所需要的流量；同时，泵或风机所提供的压头或扬程恰好满足管道在该流量的需要。15第二节

泵与风机的联合工作一、并联运行当系统中要求流量很大，用一台泵或风机不能满足其流量要求时，或需靠增开并联台数以实现大幅度调节流量。16二、串联运行当管路性能曲线较陡，单机不能所提供所需的压头时，就应在串联一台，以增加压头或扬程。17第三节

风与风机的工况调节改变泵或风机性能曲线或者改变管路性能曲线来进行工况的调节一、管路性能曲线的调节方法1.压出管上阀门节流2.吸入管上阀门节流二、改变泵或风机性能曲线的调节方法1.改变泵或风机的转速2.改变风机进口导流叶片角度3.切削水泵叶轮调节其性能曲线184.改变叶片宽度和角度的调节方法三、泵与风机的启动大型机组的启动，则因机组惯性大，阻力矩大，就会引起很大的冲击电流。当转速不变时，离心式泵或风机的轴功率P随流量qV的增加而增大；对轴流泵或风机，轴功率P随流量qV的增加而减小；而混流泵则介于二者之间。所以离心泵或风机在qV=0时P最小，故应关闭阀门启动；轴流泵或者风机在qV=0时N最大，故应打开阀门启动。19第四节泵与风机的选型一、选型的原则泵与风机的选型，应根据实际的工作条件，通过分析和计算，在已经和可以生产的系列产品中选出符合设计参数、安全可靠、经济性高、结构和安装都较合理的设备。选型的主要内容是确定泵或风机的结构型式、台数、规格、转速以及与之配套的原动机功率等。二、泵的选型方法1.利用泵性能来选择水泵2.利用水泵综合性能图选择水泵三、风机的选型方法1.按风机类型、性能曲线选择风机202.利用风机的选择曲线图来选择风机3.利用风机的无量纲性能曲线选择风机21第五节其他类型泵一、往复式泵往复式泵属于容积泵，主要结构包括泵缸、活塞或柱塞、连杆、吸水阀和压水阀等22二、真空泵水环式真空泵实际上是一种压气机，它抽