泵與風(fēng)機(jī)緒論

1、泵與風(fēng)機(jī)課程概況一、學(xué)時(shí)二、教材三、答疑輔導(dǎo)泵與風(fēng)機(jī)第四版，何川、郭立君主編，中國電力出版社總學(xué)時(shí)：32 講課：24 實(shí)驗(yàn)：2 考試：2 運(yùn)動(dòng)會(huì)：2 輔導(dǎo)時(shí)間：每周三下午2:004:00(暫定）地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓A106電話四、成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)30%（出勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、小論文）+考試成績(jī)70%緒 論初識(shí)泵與風(fēng)機(jī) 1、學(xué)科角度：是流體力學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展。 2、能量角度：是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。 原動(dòng)機(jī)(機(jī)械能)流體(動(dòng)、勢(shì)能）泵 : 輸送液體風(fēng)機(jī)：輸送氣體流體機(jī)械 ？流體機(jī)械有：流體原動(dòng)機(jī)(能量由流體傳給機(jī)械，如汽輪機(jī)、水輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力機(jī)、膨脹機(jī)、氣動(dòng)馬達(dá)、液壓馬達(dá)等)流體工作機(jī)

2、(能量由機(jī)械傳給流體，如泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、分離機(jī)等)液力耦合器（內(nèi)有泵輪和渦輪、耗能機(jī)械）若按其工作形式分，流體機(jī)械又分為：葉輪式(Turbine)容積式(如螺桿式、活塞式、旋片式等)。了解泵與風(fēng)機(jī)在電廠、制冷空調(diào)等國民 經(jīng)濟(jì)建設(shè)行業(yè)中的地位和重要性；本章的主要內(nèi)容和要求重點(diǎn)掌握泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)；基本掌握泵與風(fēng)機(jī)的類型和基本工作原理；了解國內(nèi)外泵與風(fēng)機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)（自學(xué)、提交小論文）；0 緒論一、泵與風(fēng)機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 泵與風(fēng)機(jī)屬通用機(jī)械的范疇。農(nóng)業(yè)方面：排澇、灌溉；采礦工業(yè)：坑道通風(fēng)及排水；冶金工業(yè)：冶煉爐鼓風(fēng)、流體輸送；石油工業(yè)：輸油和注水；化學(xué)工業(yè)：高溫、腐蝕性氣體排送；一般工業(yè)

3、：廠房、車間空調(diào)、防護(hù)設(shè)備通風(fēng)；航空航天：動(dòng)力系統(tǒng)正常工作的維持。 耗電約占全國總用電量30%40%。0-1 泵與風(fēng)機(jī)的應(yīng)用汽輪機(jī)系統(tǒng)循環(huán)水泵凝結(jié)水泵疏水泵補(bǔ)給水泵 鍋爐給水泵 鍋爐系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)排粉機(jī)引風(fēng)機(jī)灰渣泵沖灰水泵二、泵與風(fēng)機(jī)在電廠中的地位 液壓泵升壓泵生水泵射水泵工業(yè)水泵“心臟，呼吸、消化和排泄系統(tǒng)”火力發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)水泵凝結(jié)水泵鍋爐給水泵 冷卻劑循環(huán)泵 蒸汽發(fā)生器 控制棒 燃料元件反應(yīng)堆核能發(fā)電系統(tǒng)槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)氟利昂蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)氨蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)系統(tǒng) 1、目的與任務(wù) 掌握泵與風(fēng)機(jī)的基本原理、性能、結(jié)構(gòu)及選型等方面的知識(shí)；了解運(yùn)行調(diào)節(jié)的方法。學(xué)習(xí)本課程

4、的目的與任務(wù)、學(xué)習(xí)方法 及時(shí)復(fù)習(xí)有關(guān)知識(shí)；2、學(xué)習(xí)方法 培養(yǎng)良好的做題習(xí)慣，學(xué)會(huì)思考； 樹立工程概念和節(jié)能理念，注重分析和解決問題的方法。 泵與風(fēng)機(jī) 安連鎖 中國電力泵與風(fēng)機(jī)（第三版）楊詩成 王喜魁 中國電力泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù) 魏新利 化學(xué)工業(yè)出版社泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)問答 吳民強(qiáng) 中國電力泵與風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的能量學(xué)和經(jīng)濟(jì)性分析盧肇達(dá) 國防工業(yè)出版社主要參考書籍：一、按泵與風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的全壓高低分類：高壓 大于 6 MPa 中壓 處于 26 MPa 低壓 小于 2 MPa泵 風(fēng)機(jī) 通風(fēng)機(jī) 小于 15 kPa鼓風(fēng)機(jī) 處于 15340 kPa壓氣機(jī) 大于 340 kPa 0-2 泵與風(fēng)機(jī)的分類二、按泵與風(fēng)機(jī)工作

5、原理分類：葉片式容積式離心式軸流式混流式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式其 它真空泵射流泵水擊泵泵葉氏風(fēng)機(jī)羅茨風(fēng)機(jī)羅桿風(fēng)機(jī)離心式軸流式混流式風(fēng)機(jī)葉片式容積式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式離心泵示意圖軸流泵示意圖混流泵示意圖葉輪葉輪葉輪壓出室吸入室擴(kuò)散管導(dǎo)葉導(dǎo)葉泵殼 工作原理：工作葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)葉輪上的葉片將能量連續(xù)地傳給流體，從而將流體輸送到高壓、高位處或遠(yuǎn)處。（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)離心式：沿徑向；軸流式：沿軸向；混流式：沿斜向。流體流動(dòng)特點(diǎn)流體的出流方向不同:（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)1離心式泵與風(fēng)機(jī)離心泵的拆裝1 由流體力學(xué)可知：圖同一水平面上的A、B、C、D的壓力值大小的關(guān)系是： 離心式泵與風(fēng)機(jī)工作原理： 葉片迫使流體隨葉輪旋轉(zhuǎn),并對(duì)流

6、體沿其運(yùn)動(dòng)方向作功； 葉輪連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，流體也就連續(xù)地吸入、排出，形成離心式泵與風(fēng)機(jī)的連續(xù)工作。 葉輪的旋轉(zhuǎn)作用使流體在葉輪中心形成低壓區(qū)，在吸入端壓強(qiáng)的作用下，流體經(jīng)吸入室從葉輪中心流入，并在葉輪中獲得機(jī)械能后進(jìn)入壓出室；離心泵的分解動(dòng)畫1離心泵的拆裝2離心風(fēng)機(jī)由于葉輪的旋轉(zhuǎn)葉輪中心附近的液體受離心力作用，被甩向葉輪的周圍，這時(shí)在葉輪中心附近形成了局部真空，貯液槽內(nèi)的液體在大氣壓作用下經(jīng)吸入管進(jìn)入葉輪中，因此葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，泵便能不斷吸入液體而吸入的液體又不斷地沿排出管排出，并能送到一定高度。離心泵的工作：將泵和吸入管中灌滿液體而啟動(dòng)后(吸液原理） 若離心泵在啟動(dòng)前泵殼內(nèi)不是充滿液體而是空氣，由

7、于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，因而葉輪中心區(qū)形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi)，此時(shí)雖啟動(dòng)離心泵但不能夠輸送液體，這種現(xiàn)象稱作氣縛。表示離心泵無自吸能力。因此在啟動(dòng)泵前一定要使泵殼內(nèi)充滿液體。將泵和吸入管中灌滿液體啟動(dòng)?(通常若吸入口位于貯槽液面上方時(shí)，在吸入管路中安裝一單向底閥和濾網(wǎng)，以防止停泵時(shí)液體從泵內(nèi)流出和吸入雜物。)（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)2軸流式泵與風(fēng)機(jī) 流體沿軸向流入葉片通道，當(dāng)葉輪在原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)著的葉片給繞流流體一個(gè)軸向的推力（擠壓推進(jìn)力），此葉片的推力對(duì)流體作功，使流體的能量增加并沿軸向排出。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)即形成軸流式泵與風(fēng)機(jī)的連續(xù)工作。 軸流泵 混

8、流式泵與風(fēng)機(jī)的葉輪形狀介于離心式和軸流式之間，故其工作原理兼有兩者的特點(diǎn)。葉輪導(dǎo)葉（一）葉片式泵與風(fēng)機(jī)3混流式泵與風(fēng)機(jī) 貫流式（橫流式）風(fēng)機(jī)小風(fēng)量、低噪聲、壓頭適當(dāng)、在安裝上便于與建筑物相配合貫流式風(fēng)機(jī)的主要特點(diǎn)：(1)葉輪一般是多葉式前向葉型，但兩個(gè)端面是封閉的。(2)葉輪的寬度沒有限制，當(dāng)寬度加大時(shí)流量也增加。(3)貫流式風(fēng)機(jī)不像離心式風(fēng)機(jī)是在機(jī)殼側(cè)板上開口使氣流軸向進(jìn)入風(fēng)機(jī)，而是將機(jī)殼部分地敞開使氣流直接徑向進(jìn)入風(fēng)機(jī)。氣流橫穿葉片兩次。某些貫流式風(fēng)機(jī)在葉輪內(nèi)緣加設(shè)不動(dòng)的導(dǎo)流葉片，以改善氣流狀態(tài)。(4)在性能上，貫流式風(fēng)機(jī)的效率較低，一般約為30一50。(5)進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口都是矩形的，易與

9、建筑物相配合。 （二）容積式泵與風(fēng)機(jī)（又稱定排量式）1、往復(fù)式活塞式活塞泵原理圖活塞泵模型 通過工作室容積周期性變化而實(shí)現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機(jī)。 根據(jù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式的不同還可分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式。齒輪泵雙螺桿泵2、回轉(zhuǎn)式羅茨風(fēng)機(jī)2、回轉(zhuǎn)式旋片式真空泵 （三）其它類型的泵與風(fēng)機(jī)液環(huán)泵 具有較高能量的工作流體來輸送能量較低的流體。 啟動(dòng)前注入工作液體 葉輪旋轉(zhuǎn)，工作液體受離心力作用甩向四周形成一個(gè)相對(duì)于葉輪為偏心的封閉水環(huán)。 兩相鄰葉片與水環(huán)內(nèi)表面之間形成一周期性擴(kuò)大與減小的兩個(gè)月牙形空間。射流泵0-3 泵與風(fēng)機(jī)的主要部件 離心風(fēng)機(jī)集流器集流器裝置在葉輪前，它應(yīng)使氣流能均勻地充滿葉輪的入口截面，并且氣流

10、通過它時(shí)的阻力損失應(yīng)該最小。 圓筒形：葉輪進(jìn)口處會(huì)形成渦流區(qū)，直接從大氣進(jìn)氣時(shí)效果更差。圓錐形：好于圓筒形，但它太短，效果不佳?；?形：好于前兩種，錐弧形：最佳，高效風(fēng)機(jī)基本上都采用此種集流器。 離心風(fēng)機(jī)進(jìn)氣箱集流器前的進(jìn)氣箱作用：改善氣流的流動(dòng)狀況（由于結(jié)構(gòu)上的需要，如風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口前裝接彎管氣流轉(zhuǎn)彎流速分布不均勻 ） 離心風(fēng)機(jī)蝸殼作用： 匯集葉輪流出的氣流，然后引向出口，與此同時(shí)將氣流的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變成壓力能。蝸殼的外形： 阿基米德螺旋線、對(duì)數(shù)螺旋線 蝸殼出口擴(kuò)壓器: 因?yàn)闅饬鲝奈仛ち鞒鰰r(shí)向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜，所以擴(kuò)壓器一般做成向葉輪一邊擴(kuò)大，其擴(kuò)散角通常為68。 離心通風(fēng)機(jī)蝸殼出口附近有“舌狀

11、”結(jié)構(gòu)，一般稱作蝸舌。蝸舌可以防止氣體在機(jī)殼內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。 蝸舌組成：尖舌、深舌、短舌、平舌 尖舌：風(fēng)機(jī)雖然最高效率較高，但效率曲線較陡，且噪聲大，風(fēng)機(jī)性能惡化，不能使用。 深舌：大多用于低比轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)， 短舌：大多用于高比轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)。 平舌：風(fēng)機(jī)雖然效率較尖舌的低，但效率曲線較平坦，且噪聲小。蝸舌頂端與葉輪外徑的間隙s，對(duì)噪聲的影響較大。間隙s小，噪聲大；間隙s大，噪聲減小。一般取s=(0.050.10)D2。蝸舌頂端的圓弧r，對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)力性能無明顯影響，但對(duì)噪聲影響較大。 圓弧半徑r小，噪聲會(huì)增大，一般取r=(0.030.06)D2。減小或防止動(dòng)靜部件間隙中泄漏液體的部件。 根據(jù)裝置在泵內(nèi)位

12、置和具體作用分： 外密封裝置 內(nèi)密封裝置 級(jí)間密封裝置離心泵密封裝置屏蔽泵（一）外密封裝置（軸封） 在泵的轉(zhuǎn)軸與泵殼之間有間隙，為防止泵內(nèi)液體流出，或空氣漏入泵內(nèi)，進(jìn)行的密封。按結(jié)構(gòu)不同分：、 填料密封、 機(jī)械密封、 迷宮式密封、 浮動(dòng)環(huán)密封、 螺旋密封填 料 密 封 如圖為帶水封環(huán)的填料密封結(jié)構(gòu)。 是目前普通離心泵最常用的一種軸封結(jié)構(gòu)。端部填料箱實(shí)物圖機(jī) 械 密 封 機(jī)械密封是無填料的密封裝置。 由動(dòng)環(huán)5、靜環(huán)7、彈簧2和密封圈8等組成。迷宮式密封螺旋密封浮動(dòng)環(huán)密封填料密封特點(diǎn)： 壽命短 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 不能自補(bǔ)償 密封效果一般 中低壓水泵用 摩擦耗功大機(jī)械密封特點(diǎn)： 壽命長 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 能自補(bǔ)償

13、密封效果好 高溫高壓泵用 摩擦耗功?。ǘ﹥?nèi)密封裝置（密封環(huán)）防止液流從葉輪出口經(jīng)過殼體與葉輪外緣間隙返回葉輪進(jìn)口的內(nèi)泄漏。 形式有：平環(huán)式（圖a）、角環(huán)式（圖b）鋸齒式（c）、迷宮式（圖d）為了減小葉輪入口處的容積損失q1，一般在入口處都裝有密封環(huán)（承磨環(huán)或口環(huán)），如圖所示。平面式密封環(huán)直角式密封環(huán)中間帶一小室的密封環(huán)曲徑式密封環(huán)曲徑式密封環(huán)銳角式密封環(huán)曲徑式密封環(huán)（三）級(jí)間密封裝置防止多級(jí)泵中后級(jí)葉輪入口的液體向前級(jí)葉輪后蓋板外側(cè)空腔的泄漏 軸向推力平衡裝置（P132）1. 軸向推力產(chǎn)生的原因： 單吸離心式葉輪前、后盤受流體作用的面積不等，產(chǎn)生的壓力不等，從而產(chǎn)生了一個(gè)指向吸水側(cè)的軸向推力

14、。 2.軸向推力危害：（1）軸向推力會(huì)推動(dòng)葉輪及裝在軸上的整個(gè)轉(zhuǎn)子沿軸線向吸水側(cè)移動(dòng)，使之與固定部分摩擦而損壞；（2）使葉輪出口與導(dǎo)水圈入口中心偏離，惡化了流動(dòng)狀況，降低水泵效率。軸向推力的平衡方法 多級(jí)泵 葉輪對(duì)稱排列； 平衡盤； 平衡鼓； 平衡盤與平衡鼓聯(lián)合裝置。單級(jí)泵 平衡孔、平衡管； 雙吸式葉輪； 背葉片。平衡管平衡軸向推力平衡孔平衡軸向推力雙吸式葉輪背葉片 葉輪對(duì)稱排列平 衡 盤平 衡 鼓平衡鼓未級(jí)葉輪平衡套平衡盤：多級(jí)泵平衡盤特點(diǎn)：A. 自動(dòng)平衡軸向推力，總是處于動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)；B. 結(jié)構(gòu)緊湊，平衡效果好；C. 由于軸的竄動(dòng)，使平衡盤和平衡板經(jīng)常磨損以及增加漏損。平衡盤與平衡鼓聯(lián)合

15、裝置0-4泵與風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù) 泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)主要有：流量qV 、能頭（揚(yáng)程 H或全壓p）、軸功率P、有效功率Pe 、效率 和轉(zhuǎn)速n 等。 一、流量 二、能頭 三、功率和效率 四、轉(zhuǎn)速 五、其它基本性能參數(shù) 一、流量 泵與風(fēng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的流體量，通常用體積流量qV 表示，單位為m3/s，m3/h。 測(cè)量時(shí),一般泵以出口流量計(jì)算，而風(fēng)機(jī)則以進(jìn)口流量計(jì)算。 對(duì)于非常溫水或其它液體也可以用質(zhì)量流量qm 表示，單位為kg/s，kg/h。 qm 和qV 的換算關(guān)系為：qm= qV二、能頭 單位重力（體積）流體通過泵（風(fēng)機(jī)）所獲得的機(jī)械能。 泵：通常用揚(yáng)程 H 表示，單位為m； 說明：下

16、標(biāo)“1、2” 表示泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)口和出口截面；和泵比較略去了gZ。風(fēng)機(jī)：通常用全壓p表示，單位為Pa。三、功率和效率 原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置泵與風(fēng)機(jī)原動(dòng)機(jī)配套功率：PM=KPg.in，K為容量安全系數(shù)（額定條件下）。效率：傳動(dòng)效率： tm四、轉(zhuǎn)速 泵與風(fēng)機(jī)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，通常用n 表示，單位為r/min。 有效功率：（kW） 軸功率：泵與風(fēng)機(jī)輸入端 軸上的功率 （kW） 原動(dòng)機(jī)輸出功率： （kW）原動(dòng)機(jī)輸入功率Pg.inP=Pe/P=P/tm 設(shè)備陳舊； 現(xiàn) 狀： 余量過大或過??； 調(diào)節(jié)方式相對(duì)落后。 大容量；發(fā)展趨勢(shì)： 高效率； 自動(dòng)化。 例如：由上海KSB水泵有限公司引進(jìn)德國KSB公司專利技術(shù)生產(chǎn)的C

17、HTC/CHTD型第二代筒式高壓鍋爐給水泵，其轉(zhuǎn)速為7000r/min時(shí)，流量3600m3/h，總揚(yáng)程4200m。0-4泵與風(fēng)機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)花絮：汲水和鼓風(fēng)設(shè)備發(fā)展簡(jiǎn)史汲水和鼓風(fēng)設(shè)備時(shí)間國別發(fā)明者尖底、小口、大腹的陶罐公元前4千年中國不詳單動(dòng)式單活塞唧筒公元前3世紀(jì)希臘與羅馬特斯貝斯龍骨車公元1世紀(jì)中國畢嵐與杜詩轆轤和水井不詳不詳不詳雙動(dòng)式單活塞風(fēng)箱公元12世紀(jì)前后中國不詳水車公元15世紀(jì)末意大利達(dá)芬奇鼓風(fēng)機(jī)公元1689年法國巴本國內(nèi)外泵與風(fēng)機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)（自學(xué)、提交小論文）；題目和內(nèi)容自定分小組完成（每組限定4人以內(nèi)）論文的格式按照指定要求排版論文提交A4紙打印稿一份和電子版 （)離心泵基

18、本形式標(biāo)號(hào)：?jiǎn)渭?jí)單吸清水離心泵IS國際標(biāo)準(zhǔn)號(hào)如：IS5032125 50泵入口直徑；32泵出口直徑；125泵葉輪直徑離心式泵與風(fēng)機(jī)是由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，( )，從而使流體獲得能量。A.流道內(nèi)流體受到離心力 B.葉輪上葉片產(chǎn)生離心力C.葉輪中心處形成真空 D.葉輪上葉片對(duì)流體做功以下屬于往復(fù)式泵的是( ) A.離心泵 B.旋渦泵 C.齒輪泵 D.柱塞泵泵與風(fēng)機(jī)是將原動(dòng)機(jī)的的機(jī)械。A機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體能量 B熱能轉(zhuǎn)換成流體能量C機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體內(nèi)能 D機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體動(dòng)能以下屬于回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)的是( )。 A.軸流式風(fēng)機(jī) B.螺桿風(fēng)機(jī) C.離心風(fēng)機(jī) D.往復(fù)式風(fēng)機(jī)離心泵輸送含有雜質(zhì)的液體時(shí)，按是否有前、后蓋板區(qū)分的葉輪形式不宜采用（）A封閉式 B半開式 C開式 D全不宜采用泵按工作原理及結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行分類可分為_、_和_三大類。 葉輪式泵或風(fēng)機(jī)按流體流過葉輪時(shí)的方向不同，可分為 、 和 三類。根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)的工作原理，離心式泵屬于那種類型的泵。_ A容積式 B往復(fù)式 C葉片式 D其它類型的泵離心式泵的主要部件不包括_ A 葉輪 B 汽缸 C 機(jī)殼 D 吸入室 泵與風(fēng)機(jī)