泵与风机
泵与风机完整课件
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CONTENTS
• 泵与风机基本概念及分类 • 泵与风机选型与设计 • 泵与风机运行特性及调节方法 • 泵与风机性能测试与评估 • 泵与风机故障诊断与维护保养 • 泵与风机节能技术探讨
01 泵与风机基本概念及分 类
定义及工作原理
定义
泵与风机是流体机械中的两类重 要设备，用于输送气体或液体， 提升流体的压力或输送流体。
01
02
03
变速调节
通过改变泵的转速来调节 流量和扬程，适用于需要 大范围调节且对效率要求 较高的场合。
节流调节
通过改变管路中阀门的开 度来调节流量和扬程，适 用于小范围调节且对效率 要求不高的场合。
切割叶轮调节
通过切割叶轮直径来改变 泵的扬程和流量，适用于 需要降低扬程或流量的场 合。
实例分析：某泵站运行调节策略优化
。
确定流量和扬程
根据工艺要求确定所需流量和 扬程，并考虑一定余量。
选择泵或风机类型
根据流体性质、输送距离、安 装条件等选择适合的泵或风机
类型。
校核性能参数
对所选泵或风机的性能参数进 行校核，确保其满足工艺要求
。
设计计算方法
相似换算
利用相似原理，将模型试验结 果换算到实际泵或风机的性能
参数上。
系统阻力计算
采用标准化的测试程序，包括准备、 安装、调试、运行和数据分析等步骤 ，确保测试结果的准确性和可重复性 。
性能测试标准
测试参数与指标
关注流量、扬程、功率、效率等关键 性能参数，以及振动、噪音、温升等 辅助指标，全面评估泵与风机的性能 表现。
遵循国际或行业内的相关标准，如 ISO、API等，以及特定的设备制造商 标准，确保测试的公正性和客观性。
泵与风机
泵与风机属通用的流体机械。
它是将原动机的机械能传递给流体，使流体获得压力能和动能的机械。
泵与风机的流量、扬程、全压与转速有关。
转速越高，则输送的流量、扬程、全压亦越大。
叶轮级数减少，轴变粗短。
离心式：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。
流体沿轴向流入叶轮并沿径向流出。
轴流式：利用旋转叶轮、叶片对流体作用的升力来输送流体，并提高其压力。
流体沿轴向流入叶轮并沿轴向流出。
假设（1）泵与风机内流动的流体为无黏性流体。
在推导方程时可不计能量损失。
（2）叶轮上叶片厚度无限薄，叶片数无穷多，所以流道的宽度无限小，那么流体完全沿着叶片的弯曲形状流动。
分析（1）当叶轮内流量减小到某一值时，即Wm 降低到某一值时，会出现叶片工作面上的相对速度W=0。
若流量再下降时，则在叶片的工作面上出现逆流。
所以，对于每个叶轮都有一个临界的工作流量。
泵与风机运转时，输送的流量低于这个临界流量时，会在叶片的工作面上产生逆流。
（2）如果流道内的流量不变，则轴向漩涡与叶片数Z （即流道宽度B ）有关，与泵与风机叶轮的旋转角速度W 有关。
目前，大容量的锅炉给水泵转速都较高，因此有可能在叶片的工作面上出现12m k B B R ωω⎛⎫>+⎪⎝⎭，产生逆流的速度区，造成扬程下降。
为此，需要改变流道宽度B ，或装置长短叶片。
黏性流体在泵与风机中流动时，存在沿程阻力，局部阻力及冲击阻力损失，使扬程或全压下降。
因为在推导公式时，曾作了两个假设，假设与实际情况并不相符，因而实际应用时，须进行修正。
离心式叶轮叶片的型式：后弯式叶片、前弯式叶片、径向式叶片采用后弯式叶片原因：（1）后弯式叶片流动效率高（2）后弯式叶片流道效率高（3）后弯式叶片性能稳定离心泵主要部件：叶轮、吸入室、压出室、轴向力和径向力平衡装置及轴端密封装置。
叶轮组成：前盖板、叶片、后盖板、轮毂。
单吸与双吸之分。
泵与风机
2 a 为 20°～30°。
离心式 叶片式 轴流式 混流式 旋涡泵 离心式 活塞式 叶片式 轴流式 往复式 柱塞式 混流式 隔膜式 泵 容积式 风机 往复式 齿轮式 叶氏风机 回转式 螺杆式 容积式 回转式 罗茨风机 滑片式 罗杆风机 真空泵 其它类型 射流泵 水击泵
3
qv H 3/4
，式中 ns 的名称是 比转速 ，H
u2 是叶轮出口处气体的圆周速度，m/s u1 是叶轮进口处气体的圆周速度，m/s
v1u 是叶轮进口处气体的绝对速度在圆周速度上的分
量，m/s
是 单级 叶轮的 扬程 ，单位是 m ， qv 是 单吸 叶轮 的流量，单位是 m /s ，n 是 泵叶轮转速 ，单位是 r/min ns 值大的泵与风机，其 n 值 不一定 大；相似的 泵与风机其 ns 值 相等 6、 泵与风机有以下几种效率： 机械 效率 m ， 容积 效 率 v 流动 效率 h 和 总 效率 ，其间的关系是：
B 有可能在叶片的工作面上出现 B m 1 2 Rk ，产生
逆流的速度区，造成扬程下降。为此，需要改变流道宽 度 B，或装置长短叶片。 黏性流体在泵与风机中流动时，存在沿程阻力，局部阻 力及冲击阻力损失，使扬程或全压下降。因为在推导公 式时，曾作了两个假设，假设与实际情况并不相符，因 而实际应用时，须进行修正。 离心式叶轮叶片的型式：后弯式叶片、前弯式叶片、径 向式叶片 采用后弯式叶片原因： （1）后弯式叶片流动效率高（2） 后弯式叶片流道效率高（3）后弯式叶片性能稳定 离心泵主要部件：叶轮、吸入室、压出室、轴向力和径 向力平衡装置及轴端密封装置。 叶轮组成：前盖板、叶片、后盖板、轮毂。单吸与双吸 之分。叶轮水力性能的优劣对泵的效率影响最大，因而 叶轮在传递能量的过程中流动损失应该最小。 前、后盖板中的叶片型式：圆柱形叶片、双曲率（扭曲） 叶片。 圆柱形叶片制造简单，但流动效率不高。目前，为了提
泵与风机
一名词解释。
1．扬程：单位重量液体通过泵后所获得的能量。
2．全压：单位体积气体通过风机后所获得的能量。
3．转速：泵与风机轴每分钟的转数。
4．泵与风机的效率：有效功率与轴功率之比的百分数。
5．轴功率：原动机传到泵与风机轴上的功率。
6．机械损失：轴与轴承、轴与轴封的机械磨擦所引起的损失和叶轮圆盘摩擦阻力损失之和。
7．机械效率：轴功率减去机械损失与轴功率之比的百分数．8．容积效率：泵与风机实际输送的流量与理论流量之比。
9．几何相似：原型和模型的泵与风机，各过流部件对应的线性尺寸成同一比例，对应的角均相等。
10．比转速：由泵与风机主要性能参数组成的一个综合特征数。
11．性能曲线：泵与风机在一定的转数下，扬程、轴功率、效率与流量的关系曲线。
12．无因次性能曲线：一系列相似的泵与风机采用无因次性能参数绘制的曲线。
13．有效汽蚀余量：单位重量的液体在泵人口超过汽化压头富裕的能量。
14．汽蚀：液体汽化、产生气泡至气泡的破裂，以致造成材料破坏的全过程称为汽蚀。
15．运动相似：指原型和模型泵与风机各对应点上的同名速度方向相同，速度之比相等16．泵与风机的并联运行：两台或两台以上泵与风机向同一母管输送流体的工作方式．17．泵与风机的串联运行：流体依次顺序地通过两台或两台以上泵或风机向管路系统输送流体的工作方式。
18．变速调节：利用泵与风机改变转速时。
性能曲线将改变，但管路性能曲线不变，从而改变运行工况点的调节方式。
19．节流调节：用改变装在管路上的调节阀问开度的方法，改变管路损失的值，从而改变管路特性曲线和运行工况点。
20．管路特性曲线：管路系统中通过的流量与流体流动所需要的能量之间的关系曲线．21．泵与风机：是将原动机的机械能转换成流体能量的机械。
二．判断题。
1.在管路性能不变的条件下，改变风机前后的工况时相似的。
（√）2.后弯式叶轮的Qv---p性能曲线变化较缓慢，当流量增加时，原动机不容易过载。
（√）3.水泵的扬程是吸水高度和压水高度的总和。
第一章泵与风机的分类及工作原理
Dk
22u
sl
2
（曲1（（.类线二同12，））型类）成风流型系离为压量风数心类系系机式型数数必特通有性风共曲同机P线特PP的QQQQ4p。pQ性sulpDp类Q222。2Qu4Q44型42p反pDsDulu系、22映r2222r22pcuu4uu442数2同222uD42QDb4Db2类2和2222ucDucDc型2uup2类2222r222r2u2通uDuD、型Q23常222且2风3uu数曲22机常k数线共 同k 特性的
(二）几种常用轴流式通风机 1、2K60型通风机 （1）结构特点 （2）技术性能和性能曲线 （3）型号意义
2、2K56型轴流式通风机
三、矿用通风机的反风
（一）反风的意义及要求 1.意义 2.要求 《煤矿安全规程》规定：生产矿井主要通风机必须装 有反风设施，必须能在10min内改变巷道中的风流方向。 当风流方向改变后，主要通风机的供风量，不应小于 正常风量的40%。 反风设施由矿长组织有关部门每季度至少检查一次， 每年应进行1次反风演习。当矿井通风系统有较大变化时， 也应进行1次反风演习。
形状 外壳的截面呈螺旋状。 3.集流器（进风口）
集流器的作用是保证气流平稳地进入叶轮，使叶 轮得到良好的进气条件。常用的是锥弧形的
集流器与叶轮入口部分之间的间隙形式和大小， 对容积损失和流动损失有重要影响。4－72和G4－ 73模型机采用径向间隙
（二）几种常用离心式通风机
1.4－72－11型离心式通风机 （1）结构特点 （2）型号意义 □4—72—11—No.20 B 右90° □——一般用字母表示通风机的用途。“G”表示锅炉用通
（3）功率 单位kW。
①轴功率 N 原动机传给通风机轴上的功率。 ②有效功率 Na 单位时间内气体从通风机获得的能量。
泵与风机
第七章单元机组的泵与风机泵与风机是将原动机的机械能转换为被输送流体（液体、气体）的压力能和动能的一种动力设备。
输送液体的称为泵；输送气体的称为风机。
第一节泵与风机的分类及工作原理一、泵与风机的分类和使用范围泵与风机类型很多，一般按工作原理分类如下：各种泵的使用范围如图7—1所示。
由图可以看出，离心泵所占的区域最大，流量在5～20000m3/h，扬程在8～2800m的范围内。
各种风机的使用范围如图7—2所示。
这两个图可作为选择泵与风机时参考。
图7--1 各种泵的使用范围图7—2 各种风机的使用范围二、主要泵与风机的工作原理1、离心式泵与风机工作原理离心式泵与风机的工作原理是，叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。
离心式泵与风机最简单的结构型式如图7—3（a）所示。
叶轮1装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流人，进入叶轮流道并径向流出、叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵吸入和排出。
适用于流量小，压力要求高的场合（如磨煤机的密封风机、火检冷却风机、凝结水泵、给水泵等）。
2、轴流式泵与风机工作原理轴流式泵与风机的工作原理是，旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能，其结构如图7--3（b）所示。
叶轮1安装在圆筒形（风机为圆锥形）泵壳3内，当叶轮旋转时，流体轴向流入，在叶片道内获得能量后，沿轴向流出。
轴流式泵与风机适用于大流量、低压力，电厂中常用作循环冷却水泵及送引风机，空冷风机。
3、往复泵工作原理现以活塞式为例来说明其工作原理。
如图7-4所示，活塞泵主要由活塞1在泵缸2内作往复运动来吸入和排除液体，当活塞1开始自极左端位置向右移动时，工作室3的容积逐渐扩大，室内压力降低，流体顶开吸水阀4，进入活塞1所让出的空洞，直至活塞1移动到极右端为止，此过程为泵的吸水过程，当活塞1从右端开始向左端移动时，充满泵的流体受挤压，将吸水阀4关闭，并打开压水阀5而排出，此过程称为泵的压水过程。
第二章-泵与风机
有效汽蚀余量是指泵吸入口处单位重量液体所具
有高出饱和蒸汽压力的富余能量，我国以前常用
ha表示，国际上大多以NPSHa（又称为有效净正
吸入压头Net Positive Suction Head）表示。
NPSH a
ps
g
cs2 2g
pt
g
泵的吸入装置
如图所示，以吸液池液面为基准，从吸入液面到泵入口两截面
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讲师：朱宗升
第二章 泵与风机
泵与风机是用途广泛的流体机械。它们的作用是将原动机的机 械能转换为流体的能量，并克服阻力，达到输送流体的目的。 其中泵用于输送水或其它液体，风机用于输送空气或其它气体。
2.1 泵与风机的主要性能参数
➢风机的性能参数是指用以表征泵与风机工作性能的参数，主 要有流量、能头、功率、效率及转速等。
NPSHr的大小在一定程度上表示一台泵本身抗汽蚀性能的标志，也 是离心泵的一个重要性能参数，NPSHr越小表示该泵的耐汽蚀性能 越好。NPSHr由离心泵试验测得，随流量的增加，NPSHr也增加。 在实际应用中为安全起见，通常采用的是许用汽蚀余量[NPSH]， 一般取许用汽蚀余量的值为:[NPSH]= NPSHrK
（2）离心泵的分类
①按叶轮数目分，可分为单级泵和多级泵。 泵内只有一个叶轮的称为单级泵。单级泵所产生的压力不高，一 般不超过1.5MPa。 液体经过一个叶轮所提高的扬程不能满足要求时，就用几个串联 的叶轮，使液体依次进入几个叶轮来连续提高其扬程。这种在同 一根泵轴上装有串联的两个以上叶轮的离心泵称为多级泵。
Hs
pa
g
ps
g
NPSH a
ps
g
c
2 s
泵与风机的工作原理
$number {01}
目 录
• 泵与风机概述 • 泵的工作原理 • 风机的工作原理 • 泵与风机的性能参数 • 泵与风机的选型与维护
01
泵与风机概述
泵与风机的定义与分类
总结词
泵与风机是工业中常用的流体机械，它们通过一定的 原理将能量传递给流体，实现流体的输送或压缩。
详细描述
轴流泵工作原理
01
轴流泵利用叶轮旋转产 生的推力将水沿轴向推 进，通过改变叶片角度 来调节流量和扬程。
02
叶轮安装在泵轴上，当 泵轴旋转时，叶片推动 水沿轴向流动，形成高
压水流。
03
轴流泵的效率取决于叶 片角度和运行工况的匹 配程度，以及机械损失
的大小。
混流泵工作原理
混流泵结合了离心泵和轴流泵的 特点，利用叶轮旋转产生的离心
泵与风机的常见故障及排除方法
泵的常见故障
如轴承发热、密封泄漏、流量不足等，需根据具体故障原因进行排除，如更换 轴承、调整密封件等。
风机的常见故障
如轴承异响、叶片松动、机体振动等，同样需要根据具体故障原因进行排除， 如更换轴承、紧固叶片等。
THANKS
风机的工作原理
结论
音乐流派的兴衰反映了时代的变迁和社会文化背景的影响。在流派之间的竞争和相互影响中，新的流派得以兴起，而一些流 派则逐渐衰落或复兴。
Байду номын сангаас4
泵与风机的性能参数
流量
流量
指泵或风机在单位时间内输送的 流体量，通常用体积或质量来表
示。
体积流量
指泵或风机输送的流体体积，单 位为立方米/小时或立方米/秒。
泵的维护
定期检查泵的运行状况，包括轴 承润滑、密封件磨损、泵体振动 等，及时更换磨损件，保持泵的 良好运行状态。
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泵与风机
第一章泵的汽蚀
第二章泵与风机的性能与运行第三章泵的选型
第四章离心泵的故障分析
第五章风机的旋转失速和喘振
第一章
第章泵的汽蚀§1.1
11
1-2
§12 泵的分类
1-3
§13 泵的适用范围
1-4
§14 离心泵的分类
1-4
§14 离心泵的典型结构
15
§1-5离心泵的性能参数
16
§1-6离心泵的工作过程
17
§1-7 基本方程式
18
§1-8 离心泵的吸入特性－汽蚀§1.8.1
181
§1.8.2
§1.8.3
1-8离心泵的吸入特性－汽蚀§18 离心泵的吸入特性汽蚀
1-8离心泵的吸入特性－汽蚀§18 离心泵的吸入特性汽蚀
d d. 水力机械向高流速发展的巨大障碍
1-8离心泵的吸入特性－汽蚀§18 离心泵的吸入特性汽蚀
182
§1.8.222s
s v P c P g γγ=+-
1-8离心泵的吸入特性－汽蚀§18 离心泵的吸入特性汽蚀§1.8.3
增大叶片进口安装角
减小堵塞；减小大流量损失
§1-8 离心泵的吸入特性－汽蚀
流道截面变大
流道变化缓慢
减小叶厚
叶头修圆
流道光滑
叶片进口延伸
1-8离心泵的吸入特性－汽蚀§18 离心泵的吸入特性汽蚀
1-8离心泵的吸入特性－汽蚀§18 离心泵的吸入特性汽蚀
18
§1-8 离心泵的吸入特性－汽蚀
1 1SQ
H
h
H
H
z +
+
+
γ=
=
稳定工况点
dH dQ
dQ dH m p
22一、并联运行
§2-2 泵或风机的联合工作
22§2-2 泵或风机的联合工作2
1212211,,q q Q Q Q Q q Q q A +<=+>>1.两机并联运行时均未发挥出单机的能力，并联总流量小于两单机单独运行的流量和。
说明两机并联受到了“需共同压头”的制约。
一般说来，两机并联增加流量的效果，只有在管路压头损失小（管路曲线较平坦）的系统才明显
曲线较平坦）的系统才明显。
2. A
A A A H H H H Q q Q q <<<<2121,;,压头差值是由于并联运行的流量增大后，增加了流动损失所引起的。
3并联运行是否合理要通过研究各机效率而定
3. 并联运行是否合理要通过研究各机效率而定。
22
§2-2 泵或风机的联合工作4. 两台性能曲线不同的泵或风机并联运行的特殊情况
通过机器并联以增加管网流量或通过开、停并联机器台数跳跃式地调节管
网流量的作法，对管路曲线较平坦的系统有利。
一般情况下少用并联，但网流量的作法对管路曲线较平坦的系统有利般情况下少用并联但
目前空调冷、热水系统中，多台水泵并联已广为采用，此时宜选用相同型号及转数的水泵。
22
§2-2 泵或风机的联合工作二、串联运行
二串联运行
22
§2-2 泵或风机的联合工作
>
H>
H
H
1
10
20
当管路系统中流量小，而阻力大的情况下，多机串联才是合理的，
同时要尽可能采用性能曲线相同的泵或风机进行串联。
§2-3 离心泵或风机的工况调节23
一、改变管路性能曲线的调节方法
变管路性线的法
11 压出管上阀门节流
2 吸入管上阀门节流
23
§2-3 离心泵或风机的工况调节
3 液位调节
H
R2
R1
h2h1
Q
23§2-3 离心泵或风机的工况调节4 旁路分流调节
R1
R2
H R A
A2A1B Q
23二改变泵或风机性能曲线的调节法§2-3 离心泵或风机的工况调节二、改变泵或风机性能曲线的调节法
1 改变泵或风机的转数
（1）改变电机转数
(a)采用可变磁极对双速电机
(b)变频条速
（2）其它变速调节方法
（a ）调换皮带轮变速
（b ）齿轮箱变速
（c ）水力耦合器变速
23§2-3 离心泵或风机的工况调节变机流叶片角度
2 改变风机进口导流叶片角度
削叶轮其性线
3 切削水泵叶轮调节其性能曲线22'''F F D Q =2
2D Q 2222')'('βD ctg D H =2
2)(βctg H 32232('')'('βctg F D N =222)βctg F D N
23
§2-3 离心泵或风机的工况调节三、改变并联泵台数的调节方法
23§2-3 离心泵或风机的工况调节
四、泵与风机的启动
（1）离心泵与风机的轴功率随流量增加而增加，应关阀启动
（2）轴流泵与风机的轴功率随流量增加而减小，应开阀启动。
关阀时机器功率变化范围
N
N Q %)90%30(0-==N
N %)130%100-==Q )(0N
N Q %)200%140(0-==
§2-4 其它类型泵一轴流泵
流量大，扬程低，效率高
H 2-20 m；Q：0.3-65 m3/s
H2-20m03-65m3/s
24§2-4 其它类型泵η
H
H
A
C B η
N N Q 特性曲线二次流流量减小-冲角增大-翼型表面脱流-升力系数下降-扬程降低流量继续减小-叶片各界面扬程不等出现二次回流-扬程升高
回流漩涡使主流道变为斜流
24
§2-4 其它类型泵
24
§2-4 其它类型泵二涡旋泵
24
§2-4 其它类型泵
24
§2-4 其它类型泵
24
§2-4 其它类型泵
1 高扬程、小流量，比转数小于40
2 结构简单，体积小，重量轻
3 效率低，不超过50%, 一般20－40%
效率低不超过般
4 抗汽蚀性能差
55 不适宜输送粘度较大流体
6 装配间隙精度要求高
7 液体杂质要少，以免磨损降低泵性能
7液体杂质要少以免磨损降低泵性能
24
§2-4 其它类型泵三杂质泵
24
§2-4 其它类型泵
§2-4 其它类型泵
24
活塞泵（计量泵－－－柱塞式，隔膜式，波纹管式）
螺杆泵
滑片泵
齿轮泵
24
§2-4 相似理论的应用§2.4.1
24
§2-4 相似理论的应用§2.4.2
24
§2-4 相似理论的应用§2.4.2
242
24
§2-4 相似理论的应用§2.4.2
24
§2-4 相似理论的应用§2.4.2。