相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用課件

1、相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中要解決的問題新產(chǎn)品實(shí)型設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)：小模型代替大產(chǎn)品?；囼?yàn)產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)：利用優(yōu)良的模型作相似設(shè)計(jì)或模化設(shè)計(jì)； 工程運(yùn)行問題：相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中要解決的問題第一節(jié) 相似條件 幾何相似： 模型m與原型P對應(yīng)幾何尺寸成比例，比值相等 對應(yīng)安裝角相等 葉片數(shù)相等第一節(jié) 相似條件運(yùn)動相似條件 速度三角形相似 對應(yīng)速度方向相同，大小成同一比例 對應(yīng)角相等 運(yùn)動相似條件動力相似條件 相似條件： 對應(yīng)點(diǎn)上的同名力方向相同，大小成同一比例流體受力：慣性力；黏性力；重力；壓力 完全滿足動力相似條件困難主導(dǎo)力： 慣性力和黏性力 Re數(shù)為相似

2、準(zhǔn)則數(shù) 簡化后的相似條件：模型與原型的Re數(shù)相等 Re105自模化自動滿足動力相似動力相似條件 第二節(jié) 相似定律相似工況： 滿足流動相似的工況 滿足運(yùn)動相似和動力相似相似定律： 幾何相似的泵與風(fēng)機(jī) 在相似工況下運(yùn)行 主要性能參數(shù)間的關(guān)系第二節(jié) 相似定律相似工況： 流量相似關(guān)系流量相似關(guān)系為若幾何相似，則排擠系數(shù)相等，即運(yùn)動相似 流量相似關(guān)系 流量相似關(guān)系 幾何相似機(jī)泵與風(fēng)機(jī)，在相似的工況下，其流量與葉輪直徑的三次方、轉(zhuǎn)速及容積效率的一次方成正比 流量相似關(guān)系揚(yáng)程相似關(guān)系泵揚(yáng)程相似工況下有若運(yùn)動相似 揚(yáng)程相似關(guān)系泵揚(yáng)程揚(yáng)程相似關(guān)系對風(fēng)機(jī)全壓 p=gH 幾何相似機(jī)泵與風(fēng)機(jī)，在相似的工況下運(yùn)行，其全

3、壓與葉輪直徑比和轉(zhuǎn)速比的平方、與流動效率和流體密度的一次方成正比揚(yáng)程相似關(guān)系功率相似關(guān)系軸功率 相似工況下 幾何相似機(jī)泵與風(fēng)機(jī)，在相似的工況下，其軸功率與流體密度的一次方、葉輪直徑五次方、轉(zhuǎn)速的三次方成正比；與機(jī)械效率的一次方成反比。功率相似關(guān)系軸功率 效率相同時的相似定律 效率相同時的相似定律 第三節(jié) 相似定律的特例轉(zhuǎn)速n變化時性能參數(shù)的換算比例定律 兩臺相同的泵與風(fēng)機(jī)，或同一臺泵與風(fēng)機(jī) 輸送相同流體 不同轉(zhuǎn)速 第三節(jié) 相似定律的特例轉(zhuǎn)速n變化時性能參數(shù)的換算比例定律改變幾何尺寸時各參數(shù)的變化 兩臺相似的泵與風(fēng)機(jī) 轉(zhuǎn)速相同 輸送相同流體改變幾何尺寸時各參數(shù)的變化 兩臺相似的泵與風(fēng)機(jī)變密度 時

4、性能參數(shù)的換算同一臺泵相同轉(zhuǎn)速輸送不同流體變密度 時性能參數(shù)的換算同一臺泵幾個例題 【例4-1】 現(xiàn)有Y9-6.3(35)-1210D型鍋爐引風(fēng)機(jī)一臺，銘牌參數(shù)為：n0=960r/min，p0=1589Pa，qV0=20000m3/h，=60%，配用電機(jī)功率22kW?，F(xiàn)用此風(fēng)機(jī)輸送20的清潔空氣，轉(zhuǎn)速不變，聯(lián)軸器傳動效率tm=0.98。求在新工作條件下的性能參數(shù)，并核算電機(jī)是否能滿足要求?！窘狻?鍋爐引風(fēng)機(jī)銘牌參數(shù)是以大氣壓10.13104Pa，介質(zhì)溫度為200條件下提供的。這時空氣的密度為0=0.745/m3，當(dāng)輸送20空氣時，20=1.2/m3，故工作條件下風(fēng)機(jī)的參數(shù)為：電動機(jī)的配套功率為

5、（安全系數(shù)取K =1.15）：幾個例題 【例4-1】 現(xiàn)有Y9-6.3(35)-1幾個例題 【例4-2】已知某電廠的鍋爐送風(fēng)機(jī)用960r/min的電機(jī)驅(qū)動時，流量qV1=261000m3/h，全壓p1=6864Pa，需要的軸功率為P=570kW。當(dāng)流量減小到qV2=158000m3/h時，問這時的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少？相應(yīng)的軸功率、全壓又是多少？設(shè)空氣密度不變?！窘狻?由（1-108）式得：按照現(xiàn)有電機(jī)的檔次，取n2=580r/min，則：幾個例題 【例4-2】已知某電廠的鍋爐送風(fēng)機(jī)用96第四節(jié) 比轉(zhuǎn)速一 泵的比轉(zhuǎn)速ns 第四節(jié) 比轉(zhuǎn)速一 泵的比轉(zhuǎn)速ns我國采用的比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速我國泵與風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)

6、速 我國采用的比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速用ny表示，與泵的比轉(zhuǎn)速的性質(zhì)完全相同將揚(yáng)程改為全壓 p20：常態(tài)進(jìn)氣狀態(tài)下(t=20,pamb=101.3103Pa) 風(fēng)機(jī)的全壓 風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速關(guān)于比轉(zhuǎn)速的幾點(diǎn)說明（1） 比轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速有關(guān)，但不應(yīng)當(dāng)被理解為轉(zhuǎn)速的概念，而是比較泵或風(fēng)機(jī)型式的一個相似準(zhǔn)則數(shù)。（2） 同一臺泵與風(fēng)機(jī)有很多工況點(diǎn)，則有不同的比轉(zhuǎn)速 以最佳工況點(diǎn)的比轉(zhuǎn)速作用為相似準(zhǔn)則的比轉(zhuǎn)速（3）兩臺幾何相似的泵或風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行比轉(zhuǎn)速必然相等； 反過來，兩臺比轉(zhuǎn)速相等的泵或風(fēng)機(jī)不一定相似； 因此，同一比轉(zhuǎn)速的泵與風(fēng)機(jī)可以設(shè)計(jì)成不同型式。 關(guān)于比轉(zhuǎn)速的幾點(diǎn)說明（1） 比轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速有

7、關(guān)，但不應(yīng)當(dāng)被理解不同結(jié)構(gòu)型式泵與風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速定義比轉(zhuǎn)速以單吸單級葉輪為標(biāo)準(zhǔn) 結(jié)構(gòu)不同時計(jì)算注意： 1）雙吸單級泵 2）單吸多級泵 3）多級泵第一級為雙吸葉輪不同結(jié)構(gòu)型式泵與風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速定義比轉(zhuǎn)速以單吸單級葉輪為標(biāo)準(zhǔn)無量綱比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速的量綱 m3/4s-3/2無量綱比轉(zhuǎn)速國際標(biāo)準(zhǔn)的型式數(shù)K即無量綱比轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速的量綱風(fēng)機(jī)非常態(tài)進(jìn)氣時的比轉(zhuǎn)速常態(tài)進(jìn)氣狀態(tài)下： t=20,pamb=101.3103Pa非常態(tài)進(jìn)氣： 常態(tài)密度非常態(tài)下的比轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)非常態(tài)進(jìn)氣時的比轉(zhuǎn)速常態(tài)進(jìn)氣狀態(tài)下： 四、比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用用比轉(zhuǎn)速對泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類 比轉(zhuǎn)速增加：流量增加、揚(yáng)程減小 D2/D0減小 防止二次回流，出口邊傾斜 出口

8、寬度增加四、比轉(zhuǎn)速的應(yīng)用用比轉(zhuǎn)速對泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類比轉(zhuǎn)速與葉輪及性能曲線比轉(zhuǎn)速與葉輪及性能曲線相似理論在泵與風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用五、比轉(zhuǎn)速對性能曲線的影響qv-H 比轉(zhuǎn)速大，曲線更陡qv-P 比轉(zhuǎn)速變大，曲線斜率由 正向負(fù)變化qv- 比轉(zhuǎn)速變大，曲線更陡五、比轉(zhuǎn)速對性能曲線的影響qv-H第五節(jié) 無因次性能曲線 相似的泵與風(fēng)機(jī)，具有相似的性能曲線一 無因次性能參數(shù)流量系數(shù)第五節(jié) 無因次性能曲線 相似的泵與風(fēng)機(jī)，具有相似的性能壓力系數(shù) 壓力系數(shù) 功率系數(shù)效率功率系數(shù)效率二 無因次性能曲線(1) 試驗(yàn)獲得性能參數(shù)(2) 計(jì)算無因次性能參數(shù)(3) 繪制無因次性能曲線二 無因次性能曲線(1) 試驗(yàn)獲得性能參數(shù)第六節(jié) 通用性能曲線1 通用性能曲線 把一臺泵與風(fēng)機(jī)在各種不同轉(zhuǎn)速下的性能曲線繪制在一張圖上所得到的曲線 2 通用