泵与风机课件（4）

nullnull泵与风机null一、能头与流量性能曲线§1-6 叶片式泵与风机的性能曲线 二、功率与流量性能曲线 三、效率与流量性能曲线 四、轴流式泵与风机性能曲线五、泵与风机性能曲线的比较引 言 六、预旋对泵与风机性能曲线的影响null引 言1、泵与风机的性能及性能曲线H-qV 或 p-qVn=const. 主要的[NPSH]-qVn=const. 其次　　能直观地反映了泵与风机总体的性能，对其安全经济运行意义重大；2、性能曲线的作用3、性能曲线的绘制方法（试验方法及借助比例定律）　　作为 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 及修改新、老产品的依据；相似设计的基础；　　工作状态——工况，运行工况，设计工况，最佳工况。Psh-qV  -qV[H s]-qV null2）H-qV曲线一、能头与流量性能曲线（H-qV ）1）HT-qVT曲线 由无限多叶片时的理论能头可得：HT=KHT ，qVT-q =qVH=HT-hw ，qqVdnull二、功率与流量性能曲线（Psh-qV ） 　　空载功率Psh0=Pm+PV ，若现场的凝结泵和给水泵闭阀启动，则这部分功率将导致泵内水温有较大的温升，易产生泵内汽蚀，故凝结泵和给水泵不允许空载运行。实际的Psh-qV 曲线null三、效率与流量性能曲线（ -qV） 　　泵与风机效率等于有效功率与轴功率之比，即： 　　实际性能曲线只能用试验方法及借助比例定律来绘制，并随性能 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 一起附于制造厂家的产品说明书或产品样本中。左图为与300MW、600MW机组配套用的锅炉给水泵的性能曲线。 null四、轴流式泵与风机性能曲线1、性能曲线的趋势分析 2、性能曲线的特点 　　①．存在不稳定工作区，曲线形状呈∽型；②．空载易过载，因为空载功率Psh0=Pshmax；③．高效区窄。　　　　 　　①．冲角增加，曲线上升； 　 ③．叶顶和叶根分别出现二次回流，曲线回升。 　 ②．边界层分离，曲线下降； null　（一）离心式泵与风机性能曲线的比较 　　对前向式和径向式叶轮，其p-qV 性能曲线为一具有驼峰的或∽型的曲线，且随2y↑曲线弯曲程度↑。K点左侧为不稳定工作区。当风机在该区工作时，可能发生喘振或飞动等现象，从而影响风机的正常工作。因此，工程实际中，希望尽量避免采用具有该种形式曲线的风机。 五、泵与风机性能曲线的比较离心式通风机三种不同型式叶轮的性能曲线null　（一）离心式泵与风机性能曲线的比较 　　对后向式叶轮，H-qV（p-qV）曲线总的趋势一般是随着流量的增加能头逐渐降低，不会出现∽型。五、泵与风机性能曲线的比较　　但是，由于结构参数不同，使得后向式叶轮的性能曲线也有所差异。常见的有陡降型、平坦型和驼峰型三种基本类型。其性能曲线的形状是用斜度来划分的，即： null　（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮）五、泵与风机性能曲线的比较 （1）陡降型曲线 当Kp=25%~30% 时，则称为陡降型曲线，如右图a 线所示。其特点是：当流量变化很小时能头变化很大，因而适宜于流量变化不大而能头变化较大的场合。例如火力发电厂自江河、水库取水的循环水泵，就希望有这样的工作性能。　　这是因为：随着季节的变化，江河、水库的水位涨落差非常大，同时水的清洁度也发生变化，均会影响到循环水泵的工作性能（扬程），而我们要求循环水泵应具有当扬程变化较大时而流量变化较小的特性。 null　（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮）五、泵与风机性能曲线的比较 （2）平坦型曲线 当Kp=8%～12% 时，称为平坦型曲线，如右图b 线所示。其特点是：当流量变化较大时，能头变化很小。适用于流量变化大而要求能头变化小的场合。如火力发电厂的给水泵、凝结水泵就希望有这样的性能。 　　这是因为：汽轮发电机在运行时负荷变化是不可避免的，特别是对调峰机组，负荷变化更大。但是，由于主机安全经济性的要求，汽包的压强（或凝汽器内的压强）变化不能太大，这就要求给水泵、凝结水泵应具有流量变化很大时，扬程变化不大的性能。null　（一）离心式泵与风机性能曲线的比较（后向式叶轮）五、泵与风机性能曲线的比较 （3）有驼峰的性能曲线 驼峰曲线不能用斜度表示。其特点是：能头随流量的变化先增大，而后减小。因而，在峰值点k 左侧出现不稳定工作区，只能在qV>qVk 的区域工作。所以，在设计时应尽量避免这种情况，或尽量减小不稳定区。经验 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ，对离心式泵采用右图中的曲线来选择叶片安装角2y 和叶片数，可以避免性能曲线中的驼峰。 null　（一）离心式泵与风机性能曲线的比较五、泵与风机性能曲线的比较　　由右图可以看出，前向式、径向式叶轮的轴功率随流量的增加迅速上升，流量越大，功率就越大。因此，当泵与风机工作在大于额定流量时，原动机易过载。而后向式叶轮的轴功率随流量的增加变化缓慢，且在大流量区变化不大。因而当泵与风机工作在大于额定流量时，原动机不易过载。 2、Psh-qV 性能曲线的比较 null　（一）离心式泵与风机性能曲线的比较五、泵与风机性能曲线的比较　　如右图所示，前向式叶轮的效率较低，但在额定流量附近，效率下降较慢；后向式叶轮的效率较高，但高效区较窄；而径向式叶轮的效率居中。 3、 -qV 性能曲线的比较 　　因此，为了提高效率，泵几乎不采用前向式叶轮，而采用后向式叶轮。即使对于风机，也趋向于采用效率较高的后向式叶轮。 null　 （二）离心式、混流式及轴式泵与风机性能曲线的比较 五、泵与风机性能曲线的比较　　如右图a 所示，离心式泵与风机的H-qV 曲线比较平坦，而混流式、轴流式泵与风机的H-qV曲线比较陡。因此，前者适用于流量变化时要求能头变化不大的场合，而后者宜用于当能头变化大时要求流量变化不大的场合。 1、H-qV 性能曲线的比较 null　（二）离心式、混流式及轴式泵与风机性能曲线的比较 五、泵与风机性能曲线的比较　　如右图b 所示，离心式泵与风机的Psh-qV 曲线随着流量的增加呈上升趋势，而轴流式泵与风机的Psh-qV曲线随着流量的增加，急剧下降。因此，为了减小原动机容量和避免启动电流过大，轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机则应在关闭阀门的情况下启动。 2、Psh-qV 性能曲线的比较 null　（二）离心式、混流式及轴式泵与风机性能曲线的比较 五、泵与风机性能曲线的比较　　应引起注意的是：对于凝结泵和给水泵，为防止汽蚀，启动时则应开启旁路阀。 2、Psh-qV 性能曲线的比较 3． -qV 性能曲线的比较　　如右图c所示，离心式泵与风机的-qV 曲线比较平坦，且高效区宽，随着由离心式向轴流式过渡， -qV 曲线越来越陡，高效区越来越窄。 null　（二）离心式、混流式及轴式泵与风机性能曲线的比较 五、泵与风机性能曲线的比较 3． -qV 性能曲线的比较　　为了克服轴流式泵与风机轴功率变化急剧和高效区窄的缺点，提高调节效率，常常将其叶轮叶片设计成可调的。这样, 当流量变化时，通过调节叶轮叶片的角度，使轴流式泵与风机仍具有比较高的效率。 null　　　1、什么是预旋 　　　　流体进入泵与风机叶轮叶片前有一个先期旋转运动，称为预旋。 六、预旋对泵与风机性能曲线的影响当　　2、预旋产生的原因按产生原因可分为强制预旋和自由预旋两种。　　强制预旋：f (结构)，如导叶、双吸叶轮、螺旋形吸入室等，与流量的变化无关；自由预旋：f (流量)，当流量偏离设计值时产生，与设备的结构因素无关。null六、预旋对泵与风机性能曲线的影响3、预旋的机理　　强制预旋的机理较易理解；自由预旋的机理【美国A．J．斯捷潘诺夫，最小阻力原理】。 null六、预旋对泵与风机性能曲线的影响4、预旋强度 　　通常用预旋系数φ来表示，它等于进口处流体绝对速度的周向分量1u 与叶轮进口的圆周速度u1 之比，即： 在设计阶段一般取： 通风机 φ=0.30~0.50； 离心泵次级叶轮 φ=0.25~0.40。null六、预旋对泵与风机性能曲线的影响　　5、预旋对泵与风机性能的影响 （以正预旋为例）　 （1）自由预旋的存在，会导致吸入室壁附近的流体产生反向流（如下图所示）。它可能造成H-qV 曲线的不连续，并在某一小流量区内往往造成不稳定的运行。null六、预旋对泵与风机性能曲线的影响　　5、预旋对泵与风机性能的影响 （以正预旋为例）　 （1）自由预旋的存在，会导致吸入室壁附近的流体产生反向流。因此，为了改善小流量下泵与风机的性能，往往在设计时采用某些手段改善叶轮的吸入条件以控制预旋。　 　例如，对于泵可根据不同型式的吸入室，装设相应形状的挡板或肋；对于风机，在入口装设可调叶片等。右图是装设挡板（肋）前后的性能比较。 null六、预旋对泵与风机性能曲线的影响　　5、预旋对泵与风机性能的影响 （以正预旋为例）　 （2）预旋使泵与风机的能头降低（1u≠0）。由于强制预旋是由吸入室或背导叶所造成的，并不消耗叶轮的能量，因而也就不消耗叶轮的功率；而自由预旋总是伴随着流量的改变而存在的，当流量小到某一临界值时，要产生反向流，此时，自由预旋要消耗叶轮的一部分能量，因而也就消耗叶轮的一部分功率。 null六、预旋对泵与风机性能曲线的影响　　5、预旋对泵与风机性能的影响 （以正预旋为例）　 （3）预旋可以改善泵的汽蚀性能。因为预旋使得入口相对速度w1减小，从而使泵的必须汽蚀余量降低，改善了汽蚀性能。鉴于此，对于高速、高　 （4）自由预旋使小流量下的冲击损失减小，效率提高。当流量减小时，如果没有预旋，则冲角为1 ，而预旋的存在使得冲角为2，冲角减小了 ，从而减小了冲击损失。 抗汽蚀性能的泵在设计时都考虑一定的预旋系数。 null一、管路系统性能曲线 §1-7 泵与风机的运行工况点 三、泵风运行工况点的稳定性二、泵与风机的运行工况点 四、泵与风机运行工况点变化的影响因素null　　管路系统能头与通过管路中流体流量的关系曲线。 其中，Hst称为管路系统的静能头；即，管路系统的静能头为零。 一、管路系统性能曲线 对于泵对于风机null二、泵与风机的运行工况点 2、关系：反映了两者的能量供与求的平衡关系。 1、同比例三、泵与风机运行工况点的稳定性泵运行工况点的稳定性K1、稳定工况点条件是： 2、不稳定工况点条件是： 3、有驼峰→不稳定工作区→喘振。M的性能曲线的交点；null1、吸入空间（压出空间）压强（位高）变化的影响 ①.不影响泵与风机本身性能；四、泵与风机运行工况点变化的影响因素吸水池液面↓（压水池液面↑）→Hst↑这是因为：②.影响管路系统性能。压水池压强↑（吸水池压强↓）null2、密度变化的影响（设密度下降为原来的一半） 四、泵与风机运行工况点变化的影响因素　风机的全压p↓，且pc↓（p、pc均∝），其工况点变化如右下图所示。null　　当流体含有固体杂质时，会使流体的密度和浓度增加；浓度的影响与固体杂质颗粒的大小有关，颗粒大时，产生颗粒间碰撞以及颗粒与管壁、流道间的碰撞与摩擦，导致流动阻力增加。当输送的流体杂质颗粒很小且分布均匀时，流动阻力损失则相对增加较小。3、流体含固体杂质时运行工况点的变化 四、泵与风机运行工况点变化的影响因素　　此外，流体的粘性变化，管路的积垢、积灰、结焦、泄漏、堵塞等都会影响泵与风机的运行工况点。null 【例 1-3】某电厂循环水泵的H-qV、-qV曲线，如右图中的实线所示。试根据下列已知条件绘制循环水管道系统的性能曲线，并求出循环水泵向管道系统输水时所需的轴功率。null 【解】 由已知，泵的有效功率为：　　由流体力学知道，当考虑了局部阻力的等值长度后，管道系统的计算长度l0为： l0=l+le=250+350=600（m） 所以，为克服流动阻力而损失的能量为：。则管路系统性能曲线方程为：null　　上式中流量的单位是m3/s，而性能曲线图上流量的单位为m3/h，故必须换算后方能代入管路性能曲线方程中。根据计算结果，列出管道性能曲线上的对应点如下： 　　由上表数据即可绘制出管路性能曲线如上图中的兰色线所示。null　　兰色线和泵本身的性能曲线H-qV 的交点即为该循环水泵在此系统输水时的运行工况点。由图不难查出，其工作参数为：qV =3100m3/h，H =38m， =90%。　　所以该循环水泵工作时所需要的轴功率为： null　　1、火力发电厂的循环水泵适宜于何种型式的性能曲线?为什么?　　2、火力发电厂的给水泵、凝结泵适宜于何种型式的性能曲线? 为什么?null 1、为了减小原动机容量和避免启动电流过大，轴流式泵与风机和离心式泵与风机则应在何种情况下启动？为什么。 2、预旋对泵与风机的性能有何影响？null本次课作业 如何理解泵与风机的运行工况点？它受哪些因素的影响？你能定性地图示出来吗？