离心式泵与风机的性能参数2
流体力学泵与风机[总结]
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流体力学泵与风机方程式（Z+p/γ）=C 从物理学：Z项是单位重量液体质点相对于基准面的位置势能，p/γ项是单位重量液体质点的压力势能，Z+p/γ项是单位重量液体的总势能，（Z+p/γ）=C表明在静止液体中，各液体质点单位重量的总势能均相等。
从水力学：Z为该点的位置相对于基准面的高度，称位置水头，p/γ是该点在压强作用下沿测压管所能上升的高度，称压强水头，Z+p/γ称测压管水头，它表示测压管液面相对于基准面的高度，（Z+p/γ）=C表示同一容器的静止液体中，所有各点的测压管液头均相等。
——————————————等压面：①在连通的同种静止液体中，水平面必然是等压面②静止液体的自由液面是水平面，该自由液面上各点压强均为大气压钱，所以自由液面是等压面③两种不同液体的分界面是水平面，故该面也是等压面——————————————绝对压强=相对压强+真空压强——————————————压强的量度单位：①用单位面积上所受的压力来表示，单位N/m2，或Pa②用液柱的高度来表示，mH2O、mmHg、mmH2O，h=p/γ③用大气压的倍数来表示，单位为工程大气压和标准大气压，1atm=101.325kPa。
——————————————流线：同一时刻流场中一系列流体质点的流动方向线，即在流场中画出的一条曲线，在某一瞬时，该曲线上的任意一点的流速矢量总是在该点与曲线相切。
迹线：某一流体质点在连续时间内的运动轨迹。
——————————————能量方程式的意义（物理意义）：z表示单位重量流体的位置势能，简称位能，简称位能，p/γ表示单位重量流体的压力势能，简称压能，av2/2g表示单位重量流体的平均势能，简称动能，hw表示克服阻力所引起的单位能量损失，简称能量损失，z+p/γ表示单位势能，z+p/γ+av2/2g表示单位总机械能。
（几何意义）方程式中各项的单位都是米，具有长度量纲[L]表示某种高度，可以用几何线段来表示，流体力学上称为水头，z称为位置水头，p/γ称为压强水头，av2/2g 称为流速水头，hw称为水头损失，z+p/γ称为测压管水头（Hp），z+p/γ+av2/2g称为总水头（H）——————————————沿程水头损失：在管路中单位水流的沿程能量损失。
《泵与风机》第二章—泵与风机的性能
1）摩擦损失：沿程阻力损失； h f K q
2）涡流损失： 摩擦损失+涡流损失：
2 h j K2qV
2 1 V
hf hj K q4 (qV qVd )
2
总流动损失：
hh h f h j hs
最 小 流 动 损 失
无 冲 击 损 失 hh hf+hj hs
P
qV p PM K K tm g 1000 tm g P
K: 原动机的容量富裕系数
二. 损失和效率
机械损失ΔPm
与叶轮转动相关
容积损失ΔPV
经过叶轮与流体泄露 量相关
流动损失ΔPh
经过叶轮与流体流量 相关
Pe P Pm P Ph V
（一）机械损失ΔPm和机械效率ηm
qV p 对风机而言， P 1000
η: 泵和风机的总效率
kW
一. 功率
3)原动机功率Pg 对泵而言，
原动机的输出功率。
对风机而言,
ηtm: 传动效率
gqV H Pg 1000tm qV p Pg 1000tm
传动效率 1.00 0.98 0.95
kW
kW
传动方式 电动机直连传动 联轴器直连传动 三角皮带传动（滚动轴承
( P Pm ) P V V ( P Pm ) qV g (qV q) H T qV q
q: 泄露流量，m3/s ≈4%～10%qVT
gqV H T
1) 叶轮入口与外壳密封环之间间隙中的泄露
泄漏量的计算
μ1－流量系数； △H1－间隙两侧的能头差，m； A1=πDwb－间隙的环形面积，m2；
'
u22 u2 cot 2 K( qV ,T ) g g D2b2
(完整word版)流体输配管网期末复习知识点
(完整word版)流体输配管网期末复习知识点第一章流体输配管网的功能与类型1。
1空气输配管网的装置及管件有风机、风阀、风口、三通、弯头、变径管等还有空气处理设备。
它们是影响官网性能的重要因素。
1。
2燃气输配管网由分配管道、用户引入馆和室内管道三部分组成。
居民和小型公共建筑用户一般由低压管道供气。
1。
3冷热水输配管网系统：按循环动力可分为重力循环系统和机械循环系统；按水流路径可分为同程式和异程式系统；按流量变化可分为定流量和变流量系统；按水泵设置可分为单式泵和复式泵系统；按与大气解除情况可分为开示和闭式系统。
1。
4采暖空调冷热水管网装置：膨胀水箱;排气装置；散热器温控阀；分水器、集水器；过滤器;阀门；换热装置。
1.5膨胀水箱的作用与安装方式：(1)是用来储存冷热水系统水温上升时的膨胀水量.在重力循环上供下回式系统中，它还起着排气作用。
膨胀水箱的另一个作用是恒定水系统压力。
（2）膨胀水箱的膨胀管与水系统管路的连接，在重力循环系统中，应接在供水总立管的顶端；在机械循环中,一般接至循环水泵吸入口前.连接点处的压力,无论在系统不工作或运行时，都是恒定的.此点为定压点。
(3)膨胀水箱的循环管应接到系统定压点前的水平回水干管上。
该点与定压点之间保持1。
5-3m的距离。
1。
6采暖用户与热网的连接方式:可分为直接连接(1无混合装置的直接连接2装水喷射器的直接连接3装混合水泵的直接连接)和间接连接两种.1。
7补偿器及不同类型的原理：（1)为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减少管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力.（2）自然补偿、方形补偿器、波纹管补偿器是利用补偿器材料的变形来吸热伸长，套筒补偿器、球形补偿器是利用管道的位移来吸热伸长.1.8建筑给水管网的功能和类型:（1）功能：建筑给水系统将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经支管配水管送至用水的末端装置,满足各用水点对水量、水压和水质的需求。
流体输配管网考试重点-第三版
第一章通风工程的主要任务：控制室内空气污染物,保证良好的室内空气品质,并保护大气环境。
通风工程的风管系统分类：排风系统:、送风系统:空调工程的主要任务：控制空气污染物,保证空气品质,保护大气环境; 舒适性,或使室内热环境满足生产工艺的要求。
空调系统的两个功能：控制室内空气污染物浓度和热环境质量。
供暖空调冷热水管网型式：一.按循环动力分:重力(自然)循环系统、机械循环系统二.按水流路径：同程系统、异程系统同程式系统除了供回水管路以外，还有一根同程管。
由于各并联环路的管路总厂度基本相等，阻抗差异较小，则流量分配以满足要求。
异程式水系统管路简单，不需采用同程管，系统投资较少，但当并联环路阻抗相差较大时，水量分配、调节较难。
三.按流量变化分为:定流量系统、变流量系统四.按水泵设置分为:单式泵系统、复式泵系统单式泵水系统的冷（热）源侧和负荷侧用同一组循环水泵，因为要保证冷（热）源对水流量的要求，这种水系统不能完全按负荷变化调节水泵流量，不利于节省水泵输送能量。
复式泵水系统的冷（热）源侧和负荷侧分别设置循环水泵，可以实现负荷侧的水泵变流量运行，能节省输送耗能，并能适应供水分区不同压降的需要，系统总压低。
五.按与大气接触情况分为:开式系统、闭式系统闭式系统：与外界只有能量交换而没有质量交换的系统。
热水集中供热管网型式：枝状管网、环状管网（要求画图说明，课本P13 图1-2-6）重点图:热水集中供热管网用户连接方式与装置（图1-2-8）重点图：蒸汽供热管网与热用户的连接方式（图 1-3-4）第二章气体管流水力特征（计算题）P45流体输配管网水力计算的目的：根据要求的流量分配确定管网的管径或阻力；求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备条件，进而确定动力设备；或者根据已定的动力设备，确定管道尺寸。
流体输配管网水力计算的理论依据：流体力学一元流体流动连续性方程和能量方程及串、并联管路流动规律。
动力设备提供的压力等于管网总阻力，串联管路总阻力等于各段管路阻力之和。
泵与风机的选用 风机的选用
（1）根据机械能衡算式，计算输送系统所需的操作条件下的风
压并换算成实验条件下的风压HT。
（2）根据所输送气体的性质(如清洁空气，易燃、易爆或腐蚀
性气体以及含尘气体等)与风压范围，确定风机类型。若输送的是
清洁空气，或与空气性质相近的气体，可选用一般类型的离心通
风机。
（3）根据实际风量q(以风机进口状态计)与实验条件下的风压
d —排气系数，其值约为（0.8~0.95）0。
② 轴功率与效率 单级压缩机绝热压缩理论功率Na为
式中 Na—绝热压缩理论功率， kW。 实际轴功率N为
式中 N—轴功率，kW； a—绝热总效率， 一般a =0.7~0.9，设计完善的压
缩机a 0.8。 3、多级压缩 实际生产中压缩比可以很大，但压缩比太大，使得容
以下三类： 低压离心通风机，出口风压低于1 kPa（表压）； 中压离心通风机，出口风压为1~3 kPa（表压）； 高压离心通风机，出口风压为3~15 kPa（表压）。 常用的中、低压离心通风机有：4-72型；常用的高
压离心通风机有8-18型和9-27型。
2、离心通风机的选用
离心通风机的选用和离心泵的情况相类似，其选择步骤为：
式中 T1，T2—分别为吸入、排出气体的温度，K； p1，p2—分别为吸入、排出气体的压强，kPa； V1-V4—每一次压缩循环的吸气量，m3； m—多变压缩指数，由实验确定。其值大于1，小于对应
气体的绝热指数，压缩机的冷却效果越好， m值越接近于1。
以上两式说明：压缩功耗与吸入的气量成正比；压缩 比增大，排气温度升高，功耗增大；多变指数越大，T2和 W也越大。
个过程。 见压缩机实际工作循环。 ② 压缩过程中气体温度变化和功耗 等温压缩过程的功耗最小，见图中1-2-3-4围成的面积;而绝热
流体输配管网习题答案第5章(1-17题)
第5章泵与风机的理论基础第1题-第17题5-1 离心式泵与风机的基本结构由哪几部分组成？每部分的基本功能是什么？答：（1）离心式风机的基本结构组成及其基本功能：1）叶轮。
一般由前盘、中（后）盘、叶片、轴盘组成，其基本功能是吸入流体，对流体加压并改变流体流动方向。
2）机壳。
由涡壳、进风口和风舌等部件组成。
蜗壳的作用是收集从叶轮出来的气体，并引导到蜗壳的出口，经过出风口把气体输送到管道中或排到大气中去。
进风口又称集风器，它保证气流能均匀地充满叶轮进口，使气流流动损失最小。
3）进气箱。
进气箱一般只使用在大型的或双吸的离心式风机上，其主要作用是使轴承装于风机的机壳外边，便于安装与检修，对改善锅炉引风机的轴承工作条件更为有利。
对进风口直接装有弯管的风机，在进风口前装上进气箱，能减少因气流不均匀进入叶轮产生的流动损失。
4）前导器。
一般在大型离心式风机或要求特性能调节的风机的进风口或进风口的流道内装置前导器。
改变前导器叶片的角度，能扩大风机性能、使用范围和提高调节的经济性。
大型风机或要求性能调节风机用，扩大风机性能，使用范围和提高调节的经济性。
（2）离心式水泵的基本结构组成及其基本功能：1）叶轮。
吸入流体，对流体加压。
2）泵壳。
汇集引导流体流动，泵壳上螺孔有充水和排气的作用。
3）泵座。
用于固定泵，联接泵与基座。
4）轴封装置。
用于密封泵壳上的轴承穿孔，防止水泄漏或大气渗入泵内。
5-2 离心式泵与风机的工作原理是什么？主要性能参数有哪些？答：离心式泵与风机的工作原理是：当泵与风机的叶轮随原动机的轴旋转时，处在叶轮叶片间的流体也随叶轮高速旋转，此时流体受到离心力的作用，经叶片间出口被甩出叶轮。
这些被甩出的流体挤入机（泵）壳后，机（泵）壳内流体压强增高，最后被导向泵或风机的出口排出。
与此同时，叶轮中心由于流体被甩出而形成真空，外界的流体沿泵或风机的进口被吸入叶轮，如此源源不断地输送流体。
泵（风机）不断将电机电能转变的机械能，传递给流体，传递中有能量损失。
泵与风机基础知识
２．速度三角形的计算
（1）圆周速度u为： Dn
u= 60
r=sin，径向分速 u=cos，周向分速
（2）绝对速度的径向分
速r为：
理论流量
2r
qVT
D2b2
（3）2及 1角：
当叶片无限多时，2=2y ；而2y 在设计时可根据经验选取。
同样1 也可根据经验、吸入条件和设计要求取定。
qm= qV
离心叶轮的内流理论基础
主编及制作：吕玉坤
预备知识
一、泵与风机概述
3、泵与风机的基本性能参数
能头：单位重力（体积）流体通过泵（风机）所获得的机械能。
对于泵：通常用扬程 H 表示，单位为m；
H
E2
E1
Z2
p2
g
V22 2g
Z1
p1
g
V12 2g
对于风机：通常用全压p表示，单位为Pa。
p
p2
离心叶轮的内流理论基础
控制体
主编及制作：吕玉坤
预备知识
二、离心式泵与风机的基本理论
（三） 离心式泵与风机的能量方程式
3、推导结果 M=qVT(2r2cos2-1r1cos1)
则单位重力流体流经叶轮时所获得的能量，即无限多叶片时
的理论能头 HT 为：
H T
P
gqVT
1 g
(u2
2u
u11u ) （m）
或全压p）、轴功率Psh 、有效功率Pe 、效率 和转速n 等。
流量：泵与风机在单位时间内所输送的流体量，通常用体积流 量qV 表示，单位为m3/s，m3/h。 测量时,泵以出口流量计算，而风机则以进口流量计算。 对于非常温水或其它液体也可以用质量流量qm 表示，单位
离心风机或泵的管路性能曲线及工作点(精)
H 2＝SQ
• 所以
2
管路流动特性： H＝H1＋H 2＝
p 2 p1
＋H Z＋SQ 2。
离心式风机与泵的管路性能曲线及工作点
• 一、管路特性曲线 管路流动特性： H＝H ＋H ＝ p 2 p1 ＋H ＋SQ 2。 1 2 Z • 具体地讲，
• S＝H2/Q2＝ H2`/Q`2，“`”表示设计值，如是算出S。
250
500 750 Q（m 3/h）
1000
离心式风机与泵的管路性能曲线及工作点
• 例题讨论： • 1、压力增加了50％，风量相应减少了(690－570)/690=17%。 说明压力急剧增加，风量的减少与压力的增加不成比例。也就是 说当管网计算压力与实际应耗压力有某些偏差时，对实际风量的 影响并不突出。 2、由于管路系统与风机联合运行，实际上的工作流量均不 能等于500 m3/h。 为了使风机供给的风量能够符合实际风量的要求，可采取以 下办法： p 1 ①减少或增加管网的阻力 2 如通过改变管径、阀门调节，使管网特 性改变，进而满足流量要求。图中，1→2， Q 表示管路阻力损失降低。
7 2 9 .7 8 08
(p2-p1)/γ +H Z
• 方法是：将两 • 条特性曲线绘在一 • 张图上，求出交点。
HZ p2
η 泵或风机 η －Q QA
A
2 , 0 8 7 .8 7 5 8
Q
离心式风机与泵的管路性能曲线及工作点
• 例题： • 当某管路系统风量为500m3/h时，系统阻力为300Pa，今预选 一个风机的特性曲线如图。①计算风机实际工作点；②当系统阻 力增加50％时的工作点；③当空气送入有正压 150Pa 的密封舱时 的工作点。 1000
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功率及效率
有效功率：单位时间内通过泵的流体所获得的总能量。
以符号Ne表示：Ne＝γQH/1000（kW）
就风机而言，其Ne为： Ne ＝Qp （kW）
效率η：输入泵或风机的轴功率N被流体的利用程度。
η= Ne ／N
轴功率： N= Ne /η=γQH/η
或者：N =Qp/η
四. 离心式泵与风机的基本方程式
1、流体在叶轮中的运动及速度三角形
流体运动分析：
当叶轮旋转时，流体随叶
轮旋转作圆周运动，圆周 速度为u ；
v2 α 2 u2 w2 β2
流体又会沿叶片方向作相 对流动，相对速度为w ； 流体的绝对速度v为u 与 w
流体被甩向叶轮外部
流体进入机壳，速度降低
叶轮中心形成负压
流体被中心负压吸入
机壳静压增大，流体排出
三.离心式泵与风机的性能参数
泵的扬程H：单位重量流量流体通过泵所获得的有效能量。
取泵的入口与出口为计算断面，
列伯努利方程：
2 2 v1 p2 v2 z1 H z2 2g 2g
p1
2 p2 p1 v2 v12 H z 2 z1 2g
风机全压p :单位体积气体通过风机所获得能量增量。
分别取风机入口与出口为计算断面，列出全压公式：
1 2 1 2 p p2 v2 p1 v1 2 2
小结
1
泵与风机结构、工作原理
2
泵与风机性能参数与基本方程
两者之矢量和。
径向分速：
vr=v sinα=QT /F= QT / 2πrbε
w2
v2
α
2
u2
ε— 叶片排挤系数，表征叶片厚度
对流道过流面积的遮挡程度。
β
2
周向分速：
vu = vcos α= u - vr ctg β
w
β
v
α
圆周速度u:
u=ωr=πdn/60
vr
vu
u
其中，α为叶片工作角；β为叶片安装角。
济南大学材料学院
主要内容：
一.泵与风机的作用与分类 二.离心泵与风机的结构、工作原理
三.离心式泵与风机的性能参数
四.离心式泵与风机的基本方程式
二.离心泵与风机的结构、工作原理
1、结构：主要结构部件是叶轮和机壳。
离心泵剖面图
离心泵模型
离心风机
风机叶轮
2、工作原理负压区 Nhomakorabea叶轮带动流体旋转