第一章 泵与风机的分类及工作原理
泵与风机的分类及工作原理课件
叶片式风机
离心式风机
离心式风机是一种利用旋转叶轮产生离心力的风机，其工作原理是利用 叶轮旋转时产生的离心力将气体吸入，通过压缩、升压和导流等过程将
气体排出。离心式风机主要用于通风、空调、鼓风等场合。
离心式风机的主要特点包括结构简单、运行可靠、效率高和维护方便等 。
叶片式风机
轴流式风机
轴流式风机是一种利用旋转叶片产生轴向推力的风机，其工作原理是利用叶轮旋转时产生的 轴向推力将气体排出。轴流式风机主要用于矿井通风、隧道通风、冷却塔通风等场合。
作用
泵的作用主要是输送液体，如水、油、酸碱液、乳化液、悬 乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮 固体物的液体；风机的作用主要是压缩或输送气体，如鼓风 机、通风机、压缩机等。
泵与风机的发展历程
古代
17世纪
人类最早使用的泵是简易木制唧筒，利用 活塞吸取液体。
出现了黄铜叶轮、蜗形体和机架组成的泵 。
要时能够及时更换。
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其他类型的泵
01
电磁泵
02
悬浮泵
03
旋涡泵
04
05
工作原理：利用磁场或 电场力来传递能量，使 流体获得动能和压能。 在其他类型的泵中，流 体被吸入和排出时，受 到磁场或电场力的作用 ，从而产生压力和流量 。
特点：体积小、重量轻 、无机械密封件、寿命 长等，适用于特殊场合 和特殊流体。
03
风机分类及工作原理
泵与风机的分件类及工作原理课
目 录
• 泵与风机的概述 • 泵的分类及工作原理 • 风机分类及工作原理 • 泵与风机的应用场景 • 泵与风机的维护与保养
01
泵与风机的概述
泵与风机的定义与作用
泵与风机分类、原理、特点及维护
性特别是理想工作过程的特性适用于小流量高扬程的 工作条件。活塞往复次完成一工作循环，吸入时工作 腔完全被液体充满并无任何损失。
• 一、离心泵的工作原理 离心泵装置简图
1-叶轮；2-泵壳；3-泵
轴；4-吸入口；5-吸入 管；6-底阀；7-滤网； 8-排出口；9-排出管； 10-调节阀
叶片式
•
离心泵的工作原理是依靠离心力产生负压吸入物
料。其主要工作部件是翼轮(叶片)，翼轮上面有一定
数目的翼片，在离心泵启动前，打开出入管道阀，泵
• 特别是给水泵素有“电老虎”之称。据统计，各种泵 与风机的耗电量约占厂用电的70%~80%（采用汽动给 水泵除外）约为机组容量的5%~10%左右；其中泵约 占50%，风机约占30 %。
2、从经济角度看：泵与风机是电厂的耗电大户，
•
3、从安全角度看：由于泵与风机故障而引起停
机、停炉的事例是很多的，并且由此造成了很大的直 接和间接的经济损失，应引起我们的足够重视。经验 表明，增加安全可靠性和提高效率相比，有着同等的 甚至更大的经济效益。特别是随着机组向大容量、高 效率、自动化方向的发展，对泵与风机的安全可靠性 也提出了越来越高的要求。
造成事故。在泵运行过程中轴承的温度最高在85℃， 一般运行在60℃左右，如果高了就要查找原因(是否有
杂质，油质是否发黑，是否进水)并及时处理。
• •
5.密封环 密封环又称减漏环。叶轮进口与泵壳间的间隙过
大会造成泵内高压区的流体经此间隙流向低压区，影 响泵的流量，效率降低;间隙过小会造成叶轮与泵壳摩 擦产生磨损。为了增加回流阻力减少内漏，延缓叶轮
设备陈旧； 现 状： 一般：余量过大；环保：余量过小；
调节方式相对落后。
大容量；
泵与风机的分类及工作原理
第六章泵与风机的分类及工作原理第一节泵与风机的分类及其工作原理一、泵与风机的分类1．按工作原理分2．按产生的压力分泵按产生的压力分为：低压泵：压力在2MPa 以下；中压泵：压力在2～6MPa；高压泵：压力在6MPa 以上。
风机按产生的风压分为：通风机：风压小于15kPa；鼓风机：风压在15～340kPa 以内；压气机：风压在340kPa 以上。
通风机中最常用的是离心通风机及轴流通风机，按其压力大小又可分为：低压离心通风机：风压在1kPa 以下；中压离心通风机：风压在1～3kPa；高压离心通风机：风压在3～15kPa；低压轴流通风机：风压在0．5kPa 以下；高压轴流通风机：风压在0．5～5kPa。
二、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，然后转90°进入叶轮流道并径向流出。
叶轮连续旋转，在叶轮人口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵吸人和排出。
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，流体轴向流人，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。
轴流式泵与风机适用于大流量、低压力，电厂中常用作循环水泵及送引风机。
3．往复泵工作原理现以活塞式为例来说明其工作原理，如图所示。
活塞泵主要由活塞1在泵缸2内作往复运动来吸人和排除液体。
当活塞l 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 所让出的空间，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。
第一章 泵与风机简介
课程名称热工与流体机械任课老师乔红编写日期授课日期授课班级基本课题泵与风机概述课程要求掌握泵与风机的分类、工作原理和主要性能参数，了解泵与风机在国民经济中，尤其是电厂的作用、发展趋势及新技术成就作业布置第一章泵与风机概述一、课程性质泵与风机是将原动机的机械能转换为被输送流体的压能和动能的一种动力设备。
输送液体的机械设备称为泵。
即：泵的主要作用是提高液体能量并输送液体。
输送气体的机械设备称为风机。
即：风机的主要作用是提高气体能量并输送气体。
二、泵与风机在国民经济建设和火电厂的地位给水泵：向锅炉输送水。
循环水泵：向汽轮机凝汽器输送冷却水。
凝结水泵：排送凝汽器中的凝结水。
疏水泵：排送热力系统中各处的疏水。
补给水泵：补充管路系统的汽水损失。
灰渣泵、冲灰水泵：排除锅炉燃烧后的灰渣等。
润滑油泵：供给汽轮机各轴承润滑油的泵。
炉膛燃烧需要空气和煤粉，设有排粉风机，送风机，排除锅炉燃烧后的烟气设有引风机。
三、电厂用泵与风机输送的介质泵输送的介质有给水、凝结水、冷却水、润滑油、水与灰渣的混合物等。
风机输送的介质有空气、烟气、煤粉和空气的混合物。
第二节泵与风机的分类及工作原理一、泵与风机的分类1、按工作原理来分类（1）泵分为：叶片式泵（依靠叶轮旋转，叶片对流体做功），容积式泵（工作室容积的周期性变化来输送流体），其他类型的泵叶片式泵又分为：离心泵（离心惯性力作用）轴流泵（叶轮对流体推力作用）混流泵容积式泵又分为：往复泵（工作部件往复间歇运动）齿轮泵（）螺杆泵其他类型的泵又分为：喷射泵、水击泵、真空泵（2）风机分为：叶片式风机 容积式风机叶片式风机又分为：离心风机、轴流风机、混流风机容积式风机又分为：往复风机、回转风机2、按产生的压强分类（1）泵： 低压泵 MP a 2p < 中压泵 MP a 6p MP a 2<< 高压泵 MP a 6p >（2）风机：通风机 KP a 15p < 鼓风机 kPa 340p kPa 15<< 压气机：MP a 6p > 通风机又可分为：离心通风机 轴流通风机离心通风机又可分为：低压离心通风机 KPa p 1<中压离心通风机 KPa 3p KPa 1<<高压离心通风机 KP a 15p KP a 3<<轴流通风机又可分为：低压轴流通风机 KPa p 5.0<高压轴流通风机 KPa 5p KPa 5.0<<3、按在生产中的用途分类给水泵 凝结水泵 循环水泵 疏水泵 灰渣泵 送风机 引风机 排粉风机等二、 泵与风机的工作原理（一） 叶片式泵与风机的工作原理叶片式泵与风机是依靠装在主轴上叶轮的旋转运动，通过叶轮的叶片对流体做功来提高流体能量，从而实现输送流体的。
泵与风机的分类及工作原理..
泵与风机的分类及工作原理..泵和风机是工业和生活中常见的设备，它们都是将流体或气体运动的机械。
本文将详细介绍泵与风机的分类及工作原理，并对常见的泵和风机进行简要介绍和分析。
一、泵的分类及工作原理泵是一种将液体或气体从一个地方输送到另一个地方的机械。
泵的分类主要根据其工作原理和结构分为以下几种：1.位移泵位移泵是一种常见的泵，它主要由一个活塞或转子和固定壳体组成。
当活塞或转子运动时，泵室里的体积发生改变，从而使液体或气体被吸入或排出。
常见的位移泵有柱塞泵、齿轮泵和螺杆泵等。
2.离心泵离心泵是利用离心力将液体或气体从低压区域输送到高压区域的一种泵。
它主要由旋转轴和离心叶片组成，当旋转轴转动时，离心力使液体或气体被向外挤压，从而达到输送目的。
离心泵适用于输送许多种液体，如水、油、气和各种化工介质。
3.轴流泵轴流泵是利用轴向力将液体或气体从低压区域输送到高压区域的一种泵。
它主要由叶轮和固定外壳组成，当旋转叶轮时，液体或气体在叶轮的冲击作用下被向前推动，从而达到输送目的。
轴流泵适用于输送大量液体或气体，如排水、灌溉、空调和通风等。
二、风机的分类及工作原理风机是一种将气体运动的机械，主要被用于通风、换气和风力发电等领域。
根据其工作原理和结构，风机可以分为以下几种：1.轴流风机轴流风机是一种将气体沿轴向运动的风机，主要由叶轮和外壳组成，在旋转时，叶轮的冲击作用使得气体被沿轴向推进，从而产生风流。
轴流风机适用于需要大量气体流动的环境，如矿山、隧道和建筑通风等。
2.离心风机离心风机是一种将气体沿射流方向运动的风机，主要由叶轮、进出口和外壳组成，当叶轮旋转时，气体被向外挤压，产生射流效应，从而产生风流。
离心风机适用于需要中等或较高压力的环境，如工厂、检测实验室和船舶空调等。
3.混流风机混流风机是一种将气体沿射流和轴向运动的风机，它是轴流风机和离心风机的结合，主要由叶轮和外壳组成。
混流风机在性能上介于轴流风机和离心风机之间，适用于对风量和风压要求都比较高的环境，如烘干、冷凝和饲料加工等。
《泵与风机》课件(第1章)
污水处理厂
7.动力工程
除了汽轮机、水轮机和燃气轮机属于现代最重要的动 力装置以外，在动力工程中还广泛地使用压缩机和液力传 动装置。 燃气轮机压缩机 压缩机是燃气轮机的重要组成部分之一，压缩机将空 气压入燃烧室，使燃料得以燃烧，产生高温高压的燃气， 燃气推动燃气轮机的叶轮转动。
涡轮增压器 涡轮增压器利用内燃机气缸排出的废气驱动涡轮机， 涡轮机则驱动一个压缩机压缩空气以提高进入气缸的空 气压力，从而增加进入气缸中的空气量。这样在相同的 气缸容积下，可以相应增加燃油量，也就提高了发动机 功率。
离心式水泵
轴流泵
混流泵
（2）容积式泵与风机
通过工作室容积周期性变化而实现输送流体的泵与风 机。根据机械运动方式的不同还可分为往复式和回转式。
（3）其他类型的泵与风机 无法归入前面两大类的泵与风机。这类泵与风机的主要 特点是利用具有较高能量工作流体来输送能量较低的流体。 例如：液环泵、射流泵等。
8.制冷与低温工程 压缩机是制冷装置中最重要的设备。制冷装置不仅在许 多工业和科学领域中有着重要的应用，而且在生活领域中亦 日益普及。在小型制冷装置中都使用容积式压缩机，而在大 型装置中则使用离心式压缩机。 9.采矿工业 矿井的排水和通风是保证矿井正常工作的重要条件，为 此需配备相应的泵与风机。 10.航天技术 燃料输送泵是火箭发动机的重要组成部分。火箭的液体燃料 是易燃、易挥发的，有时温度极低(液氢、液氧燃料)，而且 泵的尺寸和重量受到严格的限制。 在火箭和飞船的控制与导航系统中，常采用液压装置作为执 行元件，而用特殊的离心泵作为整个液压系统的动力源。
第二节 泵与风机的分类及工作原理 一、泵与风机的分类
按压力分类 泵：低压泵、中压泵、高压泵； 风机：通风机、鼓风机、压气机。 按工作原理分类
流体机械 中国矿业大学出版社 张景松 (第一章课件
绪 论
△世界上迄今为止最大的“南水北调”水利工程：惠及 中国长江、黄河、淮河和海河四大流域。
△X-43A飞机：是目前世 界上飞行速度最快的 飞行器，高达9.8倍音 速（11265千米/小时）
绪 论
辘轳
宝贵历史遗产
古人在流体力学、 泵与风机学科中留 下的宝贵历史遗产。
绪 论
泄水点
水车
将机械能转换成水 的位能—相当于泵
靠泵容积变化，使液体吸进和排出。
1、往复式泵（压缩机）：
○ 结构及原理：借助活塞在气缸内
的往复作用，使缸内容积反复变 化，以吸入和排出流体。 (气动隔泵)
图1-22
图1-23 工作原理（单作用式）
第一章 泵与风机分类及工作原理
○ 特点：压力增大，而流量基本不变。
○ 适应：小流量高扬程，液压传动中及空气压缩中多见。
图1-27 螺杆泵结构示意
一主动 二从动 一主动 一从动
图1-29 三螺杆泵
图1-28 双螺杆结构
第一章 泵与风机分类及工作原理
③滑片泵（压缩机）：
● 原理：转子偏心，叶片安置
在径向滑槽内，在离心力作 用下滑片被甩出并紧贴在缸 壁上，实现吸、压和排液。
● 结构：见图1-31。
图1-25
图1-31 滑片泵结构示意图
（特点：介于两者间）
图1-21 轴流泵与混流泵比较 （a）轴流泵 1-吸入管 2-叶片 4-导叶 5-泵轴 6-机壳 7-压水管
图1-20 三种泵的叶轮比较
（b） 混流泵结构 1-滤水管 2-轴 3-轴承 4、6、9-下中上导流壳 5-轴套 7-叶轮 8-螺母
第一章 泵与风机分类及工作原理
（二）容积式泵：分为往复式和回转式。
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动能），即机械能转化成
流体的能量， 可
将流体输送到一定高度或输送到远处。
第一章 泵与风机的分类及工作原理
§1-1 泵与风机的分类
一、泵的分类 按工作原理可分为三类： （1）容积式：依靠工作容积的不断变化来输送液体。如
齿轮泵、柱塞泵、水环式真空泵。 （2）叶片式：靠工作叶轮的旋转运动来输送液体。如：
Dk 22us2l
（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supDl类Qp222。2QuQ444型42反ppDsuDul系、22映r2222r22pcuuu4u442数22同22uD42QDb4Db2类2和2222ucDcuDc型u2pu2类2222r222ru22通uDuD、型Q23常222风23uu且曲数22机常k线共数 同k 特性的
Na QH
N 1000N
（5）转速 n 泵叶轮每分钟的转数。 r/min。
（6）允许吸上真空度 Hs 在保证不发生汽蚀的情况下，泵吸 水口所允许的真空度。 m。
2.风机的性能参数
（1）风量Q 单位时间内通过风机的气体体积。m3/s、m3/h （2）风压P 单位为Pa（N/㎡）
①静压Pj 单位体积的气体流过风机后所获得的压力能。 ②动压Pd 单位体积的气体流过风机后所获得的动能。 ③全压 P 单位体积的气体流过风机后所获得的总能量。
而形成的损失； （3）气流由叶轮脱出时由于气流的旋流而造成的损失； （4）在叶轮后面的通流部件中气流转向和能量转换的损失； （5）传动时的机械损失。 2.实际特性曲线 它的特点是在曲线上出现了马鞍形区域。
§16—3 通风机的构造及反风装置
一、离心式通风机的构造及性能 （一）结构
离心式通风机的主要气动部件是叶轮、集流器（进风口） 和外壳。
（3）功率系数
P P P 常数
4
D22
u
3 2
4
D22u23
2.离心式通风机的类型特性曲线
二、轴流式通风机的特性曲线
（一）理论风压方程式 1.气流在轴流式通风机叶轮中的流动 （1）基元环 （2）叶栅 将基元环展开成平面后，成为直列叶栅。 栅距：叶栅中的相邻叶片间的间距，以“t”表示。 安装角：叶片弦长与栅出口边缘线的交角，以“θ”表示。通
2.理论风压特性曲线
pT
u
2 2
u2 cot 2
S2
QT
pT A BQT
式中，A
u 22；B
u 2
S2
cot 2
3.影响理论风压的因素 （1）结构尺寸（D2） （2）运转工况（n） （3）叶片型式（前向、径向、后向）
Q
2 2u
D2b2c2rr
sl
4 r
ub22
4 D2
cuu2222ru
2.离心式风机的工作原理 动画
§1-2 泵与风机的工作原理及性能参数
一、离心式泵与风机的工作原理 主要部件：叶轮、主轴、机壳。 叶轮的组成：前盘、后盘和叶片。
1.离心泵的工作原理 动画1 动画2
二、轴流式泵与风机的工作原理
主要部件：叶轮、主轴、机壳。
1.轴流泵的工作原理 动画1
2.轴流式风机的工作原理 动画
➢ 流体机械：以流体为工作介质进行机械 能与流体的压力能和动能之间的转换装 置。
➢ 本课包括：通风机械 排水机械 压气机械
举例说明
➢水轮机
水流流经转轮，水流把能量传给水轮机 转轮旋转，即流体能量 转化成 机械能。 驱 动发电机旋转（或其它机械设备）。
➢泵
从电动机（原动机 ）得到能量，叶轮吸
入流体，并使流体的能量得到增加（压能，
j
Q pj 1000 N
（5） 转速（n）
风机叶轮每分钟的转数，单位为r/min。
§16—2 通风机的特性曲线
一、离心式通风机的特性曲线 （一）理论风压方程式与个体特性曲线 1. 理论风压方程式
HT
1 g
(u 2 c 2u
u1c1u ).....米 . 空气柱
pT (u2c2u u1c1u )......N / m 2 pt u2c2u
（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。
Na
pQ 1000
（4） 效率 （1）全效率（η） 指通风机的有效功率与轴功率之比。
Na Q p
N 1000N
（2）静效率（ηj） 指在上式中如果用静压代替全压， 则所得的效率称为静效率。
离心泵、轴流泵、混流泵等。 （3）其他类型的泵：如射流泵等。
离心泵的分类： 轴向进入叶轮，径向流出。
（1）根据叶轮数：单级、多级。
（2）根据叶轮入口数目： 单吸、双吸。
双吸叶轮
（3）根据主轴的布置位置： 立式、卧式。
（4）根据外壳接缝形式： 中开式、分段式。向：离心式、轴流式。 （2）根据叶轮数目：单级、两级。 （3）根据风机产生的压力：低压（全压小于1000Pa）、 中压（全压为1000~3000Pa）、高压（全压为 3000~5000Pa）
三、其他水泵的工作原理 1.水环式真空泵 组成：叶轮、泵体、吸气室、排气室。 工作原理： 动画演示
2.射流泵 动画
四、特性参数
1.泵的特性参数
（1）流量 Q 单位时间内泵所排出的液体体积。(m3/s、m3/h)
（2）扬程 H 单位重量的水通过水泵后所获得的能量。（m）。
① 吸水扬程 Hx
② 排水扬程 Hp
常以叶根处安装角标志叶轮叶片安装角。
2. 速度三角形
3. 理论风压方程式
pT u(c2u c1u )
pT uc2u
c2u u ca cot 2
pT u(u ca cot 2 )
（四）轴流式通风机实际特性 1.轴流式通风机的损失 （1）气流在进入叶轮前由于进风部件阻力而形成的损失； （2）气流在叶轮中由于翼型的阻力和叶片与外壳间的缝隙
③ 实际扬程 Hsy
Hsy＝ Hx＋ Hp
④ 总扬程 H
（3）功率 泵在单位时间H＝内H所sy 做 H的w 功 2v的g2 大小m。（kW）。
①轴功率N 原动机传给泵轴上的功率（即泵的输入功率）。
②有效功率 Na 单位时间内液体自泵获得的实际能量（即水泵
的输出功率）。
QH
Na
1000
（4）效率η 泵的有效功率与轴功率的比值。