泵與風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介（泵與風(fēng)機(jī)課件）

泵與風(fēng)機(jī)的作用及分類(lèi)

第一部分泵與風(fēng)機(jī)的作用PART0101一、泵與風(fēng)機(jī)的定義及機(jī)械類(lèi)別

定義泵與風(fēng)機(jī)：一種利用原動(dòng)機(jī)（外加）能量輸送流體（液體和氣體）的機(jī)械泵：輸送液體的機(jī)械稱為泵（噴射泵、液環(huán)泵除外）風(fēng)機(jī)：輸送氣體的機(jī)械稱為風(fēng)機(jī)一、泵與風(fēng)機(jī)的定義及機(jī)械類(lèi)別

屬流體機(jī)械機(jī)械類(lèi)別按作用按工作性質(zhì)按應(yīng)用范圍屬能量轉(zhuǎn)換機(jī)械原動(dòng)機(jī)機(jī)械能→泵或風(fēng)機(jī)→流體的動(dòng)能和壓能屬通用機(jī)械二、泵與風(fēng)機(jī)的應(yīng)用

泵與風(fēng)機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門(mén)應(yīng)用十分廣泛。例如：農(nóng)業(yè)、化學(xué)、采礦、冶金、航空，采暖通風(fēng)、城市的給水排水。統(tǒng)計(jì)表明，在全國(guó)的總用電量中，約有三分之一是泵與風(fēng)機(jī)耗用的。

電廠廠用電70%是泵與風(fēng)機(jī)耗用的。電廠主要泵包括：給水泵、凝泵、潤(rùn)滑油泵、冷卻水泵等。電廠主要風(fēng)機(jī)包括：送/引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)等?；痣姀S生產(chǎn)過(guò)程示意圖三、泵與風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和電力行業(yè)的發(fā)展，近年來(lái)，發(fā)電廠中廣泛地采用了大容量、高參數(shù)的鍋爐和汽輪機(jī)設(shè)備，這就促進(jìn)了泵與風(fēng)機(jī)向著大容量、高參數(shù)、高轉(zhuǎn)速、高效率、高度自動(dòng)化、高可靠性和低噪聲的方向發(fā)展。

第二部分泵與風(fēng)機(jī)的分類(lèi)PART0202容積式利用工作室容積周期性變化來(lái)提高流體能量而實(shí)現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機(jī)。往復(fù)式：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵和空氣壓縮機(jī)回轉(zhuǎn)式：齒輪泵、螺桿泵、滑片泵、羅茨風(fēng)機(jī)、螺桿風(fēng)機(jī)和水環(huán)式真空泵。葉片式利用裝在旋轉(zhuǎn)軸上葉輪的葉片對(duì)流體作功來(lái)提高流體能量而實(shí)現(xiàn)輸送流體的泵與風(fēng)機(jī)。這類(lèi)泵與風(fēng)機(jī)有：離心式、軸流式、混流式、旋渦泵。其它型式工作原理不能歸入葉片式和容積式的各種泵與風(fēng)機(jī)，如噴射泵、水擊泵等。一、泵與風(fēng)機(jī)按工作原理分類(lèi)

一、泵與風(fēng)機(jī)按工作原理分類(lèi)

二、泵與風(fēng)機(jī)按產(chǎn)生的壓頭進(jìn)行分類(lèi)

泵按產(chǎn)生的壓頭分類(lèi)風(fēng)機(jī)按產(chǎn)生的壓頭分類(lèi)低壓泵：P<2MPa中壓泵：2MPa<P<6MPa高壓泵：P>6MPa通風(fēng)機(jī)：P<15kPa鼓風(fēng)機(jī):15kPa<P<340kPa壓氣機(jī):P>0.6MPa三、按生產(chǎn)中的作用分類(lèi)凝結(jié)水泵給水泵循環(huán)水泵疏水泵主油泵灰渣泵送風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)性能參數(shù)

反映泵與風(fēng)機(jī)的工作狀況的一組物理量泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)流量、揚(yáng)程或全壓、功率、效率、轉(zhuǎn)數(shù)，水泵還有允許吸上真空高度或允許汽蝕余量一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)2泵入口1泵體3泵出口4吸入管5帶濾網(wǎng)底閥6電動(dòng)機(jī)7聯(lián)軸器1、流量流量是指單位時(shí)間內(nèi)泵與風(fēng)機(jī)輸送流體的數(shù)量。qv和qm一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)2、能頭（壓頭）揚(yáng)程（亦稱能頭）——單位重量流體通過(guò)泵或風(fēng)機(jī)后的能量增加值，用符號(hào)“H”表示，單位為N·m/N或m流體柱。泵提供的能量通常用揚(yáng)程表示。若流體在泵進(jìn)口斷面1-1處的總比能為e1、出口斷面2-2處的總比能為e2，則H=e2-e1全壓（亦稱壓頭）——單位體積流體通過(guò)泵或風(fēng)機(jī)后的能量增加值，用符號(hào)“p”表示，單位為Pa。風(fēng)機(jī)提供給氣體的能量通常用全壓表示。

風(fēng)機(jī)的全壓與揚(yáng)程之間的關(guān)系為：一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)3、功率——有效功率、軸功率(泵與風(fēng)機(jī)本身的功率)

有效功率——單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)泵或風(fēng)機(jī)的流體所獲得的功，即泵與風(fēng)機(jī)的輸出功率，用“Pe”表示，單位為kW軸功率——原動(dòng)機(jī)傳到泵與風(fēng)機(jī)軸上的功率，又稱輸入功率，用“P”表示，單位為kW。軸功率通常由電測(cè)法確定一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)原動(dòng)機(jī)功率及效率原動(dòng)機(jī)輸入功率：原動(dòng)機(jī)輸出功率：原動(dòng)機(jī)效率：3、功率——有效功率、軸功率(泵與風(fēng)機(jī)本身的功率)一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)有效功率、軸功率和原動(dòng)機(jī)輸出、輸入功率之間的關(guān)系：原動(dòng)機(jī)配用功率系指選配原動(dòng)機(jī)的最小輸出功率，用表“P0”示，單位為kW。

——傳動(dòng)裝置效率；撓性聯(lián)軸器傳動(dòng)；三角皮帶傳動(dòng)的K——原動(dòng)機(jī)的容量安全系數(shù)，一般為1.05～1.43、功率——有效功率、軸功率(泵與風(fēng)機(jī)本身的功率)4、效率一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)

效率是泵與風(fēng)機(jī)總效率的簡(jiǎn)稱，指泵與風(fēng)機(jī)輸出功率與輸入功率之比的百分?jǐn)?shù)。用符號(hào)η表示:

效率的實(shí)質(zhì)是反映泵或風(fēng)機(jī)在傳遞能量過(guò)程中軸功率被有效利用的程度。5、轉(zhuǎn)速一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)

轉(zhuǎn)速是指泵與風(fēng)機(jī)葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，用n表示，單位為r/min。轉(zhuǎn)速越高，流量、揚(yáng)程（全壓）亦越大；轉(zhuǎn)速增高可使泵葉輪的級(jí)數(shù)減少、外徑減小。但提高轉(zhuǎn)速受到材料強(qiáng)度、泵汽蝕、泵效率等因素的制約，目前國(guó)內(nèi)鍋爐給水泵的轉(zhuǎn)速大多采用5000～6000r/min。此外，水泵還有允許吸上真空高度或允許汽蝕余量，以后介紹。一、泵與風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)5、轉(zhuǎn)速泵與風(fēng)機(jī)工作揚(yáng)程或全壓的計(jì)算方法泵與風(fēng)機(jī)工作揚(yáng)程或全壓的計(jì)算泵（風(fēng)機(jī)）裝置裝置管路系統(tǒng)包括泵（風(fēng)機(jī)）、管路及其附件和吸、壓容器在內(nèi)的輸送系統(tǒng)泵（風(fēng)機(jī)）裝置中除泵（風(fēng)機(jī)）之外的管路及其附件和吸、壓容器所組成的系統(tǒng)

第一部分運(yùn)行時(shí)泵與風(fēng)機(jī)提供揚(yáng)程或全壓的計(jì)算PART0101一、運(yùn)行時(shí)泵與風(fēng)機(jī)提供揚(yáng)程或全壓的計(jì)算泵的揚(yáng)程計(jì)算泵運(yùn)行時(shí)，液體在其進(jìn)口斷面1-1處與出口斷面:2-2處的總比能分別為:由揚(yáng)程計(jì)算公式，可得:一、運(yùn)行時(shí)泵與風(fēng)機(jī)提供揚(yáng)程或全壓的計(jì)算泵的揚(yáng)程計(jì)算當(dāng)泵入口處液體的壓強(qiáng)大于大氣壓強(qiáng)時(shí)式中h2-h1已包含了z1、z2的影響

當(dāng)泵入口處液體的壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)時(shí)一、運(yùn)行時(shí)泵與風(fēng)機(jī)提供揚(yáng)程或全壓的計(jì)算泵的揚(yáng)程計(jì)算

——出口及進(jìn)口壓力表讀數(shù)，Pa；

——入口真空表讀數(shù)，Pa；h1,h2——表的零點(diǎn)(表面中心)到葉輪中心線的垂直距離，m；當(dāng)表計(jì)位于中心線下方時(shí)，取負(fù)值。

某臺(tái)單吸單級(jí)離心式水泵，在吸水口測(cè)得流量為60L/s，泵入口真空計(jì)指示真空高度為4mH2O，吸入口直徑25cm；泵本身向外泄漏流量約為吸入口流量的2%；泵出口壓力表讀數(shù)為294kPa,泵出口直徑為0.2m；壓力表安裝位置比真空計(jì)高0.3m，求泵的揚(yáng)程。一、運(yùn)行時(shí)泵與風(fēng)機(jī)提供揚(yáng)程或全壓的計(jì)算例題一、運(yùn)行時(shí)泵與風(fēng)機(jī)提供揚(yáng)程或全壓的計(jì)算風(fēng)機(jī)的全壓計(jì)算

風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的全壓，其計(jì)算式中可忽略表計(jì)高度的影響，且入口一般為真空狀態(tài)。故其計(jì)算公式為:

第二部分管路系統(tǒng)中流體流動(dòng)所需能頭的計(jì)算PART0102二、管路系統(tǒng)中流體流動(dòng)所需能頭的計(jì)算泵的揚(yáng)程方法

根據(jù)能量方程式，以O(shè)-O為基準(zhǔn)面，列出A斷面與B斷面的能量方程，并整理得到:二、管路系統(tǒng)中流體流動(dòng)所需能頭的計(jì)算泵的揚(yáng)程方法式中：

——流體流動(dòng)所需要的揚(yáng)程，N·m/N；

——單位重量液體提高的壓力能,N·m/N

——單位重量液體提高的位能,N·m/N；

——吸入管道和壓出管道的阻力損失,N·m/N二、管路系統(tǒng)中流體流動(dòng)所需能頭的計(jì)算風(fēng)機(jī)的全壓計(jì)算

對(duì)風(fēng)機(jī)而言，所輸送的氣體密度較小，與其它幾項(xiàng)比較，一般可以忽略不計(jì)，風(fēng)機(jī)吸入的周?chē)h(huán)境壓力與壓出氣體的周?chē)h(huán)境壓力若相差不多，即，故風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓為式中:

——流體流動(dòng)所需要的全壓，Pa；、——吸入、壓出風(fēng)道的壓頭損失，Pa例題泵與風(fēng)機(jī)工作揚(yáng)程或全壓的計(jì)算

如圖所示（下一頁(yè)P(yáng)PT）江邊泵房，離心泵自江中抽水后打入生活水塔，然后由生活水塔向廠生活區(qū)供水。已知▽1=3m,▽2=5m,▽3=35m；水泵流量qv=8L/s；吸水管長(zhǎng)度L1=10m,管徑d1=100mm,沿程阻力系數(shù)λ1=0.025，局部阻力系數(shù)總和Σζ1=8；壓水管道長(zhǎng)度L2=60m,管徑d2=80mm,沿程阻力系數(shù)λ2=0.024，局部阻力系數(shù)總和Σζ2=4.5。試計(jì)算泵的揚(yáng)程。容積式泵與風(fēng)機(jī)工作原理其他型式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)、工作原理工作特點(diǎn)：輸出流量和壓頭穩(wěn)定；相對(duì)排氣量大，真空度高優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造加工；無(wú)閥、不怕堵塞；效率較噴射式高且可直接由電機(jī)驅(qū)動(dòng)缺點(diǎn)：需配置輔助系統(tǒng)應(yīng)用：大型水泵啟動(dòng)時(shí)抽真空1、水環(huán)式真空泵其他型式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)1、水環(huán)式真空泵容積式式泵與風(fēng)機(jī)工作原理容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)活塞泵柱塞泵1、往復(fù)式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)1、往復(fù)式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）基本結(jié)構(gòu)、工作原理工作特點(diǎn)吸入過(guò)程和壓縮過(guò)程連續(xù)不斷進(jìn)行輸出流量和能頭不穩(wěn)定流量取決于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及活塞的直徑和行程產(chǎn)生的能頭與流量無(wú)關(guān)壓出管路上須裝設(shè)限壓閥容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)1、往復(fù)式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）2柱塞1活塞3隔膜4工作室5泵缸6吸水閥7壓水閥(a)活塞泵(b)柱塞泵(c)隔膜泵往復(fù)式泵示意圖容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：①提供的能頭可滿足用戶的任意需求；②小流量高能頭時(shí)效率較離心式高；③具有自吸能力，啟動(dòng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便缺點(diǎn)：①輸出流量和能頭不穩(wěn)定；②外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；③易損另件較多，維修不便；④調(diào)節(jié)較復(fù)雜應(yīng)用：往復(fù)式泵適用于輸送流量小，揚(yáng)程高的管道系統(tǒng)1、往復(fù)式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)1、往復(fù)式：定排量泵（活塞泵、柱塞泵和隔膜泵）2吸入閥1工作室3壓出閥4活塞5泵缸6活塞桿8隔膜7曲柄9十字頭10吸入管11壓出管12限壓閥容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)、工作特點(diǎn)（齒輪泵和螺桿泵）：輸出流量和能頭較往復(fù)式穩(wěn)定產(chǎn)生的能頭與流量無(wú)關(guān)（壓出管路上須裝設(shè)限壓閥）2、回轉(zhuǎn)式（齒輪泵、螺桿泵和羅茨風(fēng)機(jī)）2從動(dòng)齒輪1主動(dòng)齒輪3泵殼5出口工作室4入口工作室齒輪泵工作示意圖容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)齒輪泵優(yōu)點(diǎn)：體積??；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；輕便緊湊；工作可靠且能自吸；維修方便缺點(diǎn)：效率低；軸承載荷大運(yùn)行時(shí)有噪聲；齒輪磨損后泄漏量較大應(yīng)用：適合于輸送流量小、壓頭較高且黏度較大的液體，汽車(chē)油泵，潤(rùn)滑油系統(tǒng)2、回轉(zhuǎn)式（齒輪泵、螺桿泵和羅茨風(fēng)機(jī)）容積式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)螺桿泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊；壓頭和效率較齒輪泵高；流量和壓頭脈動(dòng)??；運(yùn)行時(shí)噪聲小，不易磨損、耐用；工作可靠且能自吸；可與高速原動(dòng)機(jī)直聯(lián)缺點(diǎn)：由于螺桿齒形復(fù)雜，加工較難，以致造價(jià)較高應(yīng)用：適用于輸送壓頭要求高、黏性大和含固粒的液體2、回轉(zhuǎn)式（齒輪泵、螺桿泵和羅茨風(fēng)機(jī)）葉片式泵與風(fēng)機(jī)工作原理葉片式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)獲能原理：

在泵殼內(nèi)充滿液體的情況下，旋轉(zhuǎn)葉輪的葉片迫使流體旋轉(zhuǎn)，流體獲得的慣性離心力使葉輪出口處壓強(qiáng)（能）增大，入口處壓強(qiáng)減?。╬∝r2）；同時(shí)，流體的流速（動(dòng)能）從入口到出口也增大。1、離心式（軸向進(jìn)，徑向出）葉片式泵與風(fēng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)工作過(guò)程：壓出過(guò)程、吸入過(guò)程兩個(gè)過(guò)程連續(xù)不斷進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用:優(yōu)點(diǎn)：效率高，性能可靠，流量均勻，易于調(diào)節(jié)缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)前需灌引水，揚(yáng)程受流量的制約應(yīng)用：非常廣泛1、離心式（軸向進(jìn)，徑向出）葉片式泵與