流體輸配管網(wǎng)付祥釗五章泵與風(fēng)機(jī)的理論基礎(chǔ)一

流體輸配管網(wǎng)付祥釗五章泵與風(fēng)機(jī)的理論基礎(chǔ)一第1頁(yè)/共34頁(yè)第5章泵與風(fēng)機(jī)的理論基礎(chǔ)第2頁(yè)/共34頁(yè)第3頁(yè)/共34頁(yè)第4頁(yè)/共34頁(yè)5.1離心式泵與風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)5.1.1離心式風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（1）葉輪前盤(pán)、葉片（2）機(jī)殼蝸殼、進(jìn)風(fēng)口（3）進(jìn)氣箱（4）前導(dǎo)器（5）擴(kuò)散器（6）電動(dòng)機(jī)第5頁(yè)/共34頁(yè)5.1.2離心式泵的基本結(jié)構(gòu)（1）葉輪（2）泵殼（3）泵座（4）軸封裝置第6頁(yè)/共34頁(yè)5.2離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及性能參數(shù)5.2.1離心式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理過(guò)程：流體受到離心力的作用——經(jīng)葉片被甩出葉輪——擠入機(jī)（泵）殼——流體壓強(qiáng)增高——排出——葉輪中心形成真空——外界的流體吸入葉輪——不斷地輸送流體。實(shí)質(zhì)：能量的傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程。電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能——被輸送流體的動(dòng)能和勢(shì)能。在這個(gè)能量的傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程中，必然伴隨著諸多的能量損失，這種損失越大，該泵或風(fēng)機(jī)的性能就越差，工作效率越低。第7頁(yè)/共34頁(yè)5.2.2離心式泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)（1）流量Q(m3/s,m3/h)（2）揚(yáng)程H/全壓P(mH2O,Pa)（3）功率：有效功率；軸功率(kW)（4）效率η(%)（5）轉(zhuǎn)速n(r/min)第8頁(yè)/共34頁(yè)5.3.1絕對(duì)速度與相對(duì)速度、圓周速度5.3離心式泵與風(fēng)機(jī)的基本方程—?dú)W拉方程第9頁(yè)/共34頁(yè)5.3.2流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)與速度三角形第10頁(yè)/共34頁(yè)流體在葉輪中運(yùn)動(dòng)的速度三角形第11頁(yè)/共34頁(yè)已知流量和葉輪的轉(zhuǎn)速，求速度三角形：第12頁(yè)/共34頁(yè)5.3.3歐拉方程基本假定（1）恒定流（2）不可壓縮流（3）葉片數(shù)目無(wú)限多，厚度無(wú)限?。?）理想流動(dòng)（無(wú)能量損失）第13頁(yè)/共34頁(yè)歐拉方程第14頁(yè)/共34頁(yè)歐拉方程分析（1）理論揚(yáng)程HT∞，單位是輸送流體的“流體柱高度”。僅與流體的速度三角形有關(guān)，與流動(dòng)過(guò)程無(wú)關(guān)。（2）流體所獲得的理論揚(yáng)程HT∞與被輸送流體的種類(lèi)無(wú)關(guān)。只要葉片進(jìn)、出口處的速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或氣柱高度（揚(yáng)程）。（3）代表的是單位重量流量獲得的全部能量，包括壓力能和動(dòng)能。

第15頁(yè)/共34頁(yè)5.3.4歐拉方程的修正恒定流不可壓縮葉片無(wú)限多，無(wú)限薄理想流動(dòng)K稱(chēng)為環(huán)流系數(shù)。它說(shuō)明軸向渦流的影響，有限多葉片比無(wú)限多葉片作功小，這并非粘性的緣故，對(duì)離心式泵與風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，K值一般在0.78~0.85之間。

第16頁(yè)/共34頁(yè)1＝90時(shí)，進(jìn)口切向分速vu1＝v1cos1＝0。

理論揚(yáng)程將達(dá)到最大值。這時(shí)流體按徑向進(jìn)入葉片的流道，理論揚(yáng)程方程式就簡(jiǎn)化為：

為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，將流體運(yùn)動(dòng)諸量中用來(lái)表示理想條件的下角標(biāo)“T”去掉：第17頁(yè)/共34頁(yè)5.3.4歐拉方程的物理意義第一項(xiàng)是離心力作功，使流體自進(jìn)口到出口產(chǎn)生一個(gè)向外的壓能增量。第二項(xiàng)是由于葉片間流道展寬、相對(duì)速度降低而獲得的壓能增量，它代表葉輪中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能的份額。由于相對(duì)速度變化不大，故其增量較小。

第三項(xiàng)是單位重量流體的動(dòng)能增量。利用導(dǎo)流器及蝸殼的擴(kuò)壓作用，可取得一部分靜壓。

第18頁(yè)/共34頁(yè)5.4泵與風(fēng)機(jī)的損失與效率5.4.1流動(dòng)損失與流動(dòng)效率流體在進(jìn)口前預(yù)旋；相對(duì)速度并非沿葉片切向；葉輪進(jìn)口——出口的摩擦損失；邊界層分離及渦流損失等。第19頁(yè)/共34頁(yè)5.4泵與風(fēng)機(jī)的損失與效率5.4.2泄漏損失與泄漏效率第20頁(yè)/共34頁(yè)5.4泵與風(fēng)機(jī)的損失與效率5.4.3輪阻損失與輪阻效率

第21頁(yè)/共34頁(yè)5.4.4泵與風(fēng)機(jī)的功率與效率有效功率：流體經(jīng)過(guò)泵與風(fēng)機(jī)后單位時(shí)間獲得的能量?jī)?nèi)功率：消耗于流體的功率。軸功率：泵與風(fēng)機(jī)軸上的輸入功率。第22頁(yè)/共34頁(yè)第23頁(yè)/共34頁(yè)課堂思考題：離心水泵有軸封裝置，而離心風(fēng)機(jī)沒(méi)有，為什么？水泵啟動(dòng)時(shí)，為什么要求灌滿(mǎn)水？第24頁(yè)/共34頁(yè)離心風(fēng)機(jī)的基本機(jī)構(gòu)第25頁(yè)/共34頁(yè)葉輪結(jié)構(gòu)形式示意圖第26頁(yè)/共34頁(yè)葉片結(jié)構(gòu)形式示意圖第27頁(yè)/共34頁(yè)葉片形狀示意圖第28頁(yè)/共34頁(yè)進(jìn)風(fēng)口形式示意圖第29頁(yè)/共34頁(yè)離心泵的基本機(jī)構(gòu)第30頁(yè)/共