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。
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03
泵与风机运行调节与维护
运行调节方法
01
02
03
变速调节
通过改变泵与风机的转速 来调节流量，适用于电动 机驱动的设备。
节流调节
通过改变管道中阀门的开 度来调节流量，简单易行 但效率较低。
汽蚀调节
通过改变泵入口压力或温 度来调节流量，适用于某 些特定类型的泵。
维护保养措施
定期检查
对泵与风机的运行状态进 行定期检查，包括振动、 噪音、温度等指标。
高效水力设计
01
通过优化水力模型，降低水力损失，提高泵与风机的运行效率。
高效电机设计
02
采用高效电机，提高电机效率，降低能源消耗。
高效控制系统设计
03
采用先进的控制系统，实现泵与风机的智能控制和优化运行，
提高整体运行效率。
系统节能改造方案
系统诊断与优化
通过对现有泵与风机系统进行全 面诊断，找出能源浪费的症结所
实验讨论
03
04
05
1. 分析实验结果与理论 2. 讨论实验操作过程中 3. 提出改进实验方案或
预测的差异及原因；
遇到的问题及解决方法； 方法的建议。
THANKS
感谢观看
发生。
04
泵与风机节能技术及应用
节能技术概述
节能技术定义
通过改进设备设计、提高运行效率、减少能源浪费等手段，实现 能源的有效利用和节约。
节能技术分类
包括设备节能技术、系统节能技术广泛应用于工业、建筑、交通等领域，是实现可持续发展的重要 手段。
高效节能产品设计
确定转速n和功率P
根据所选类型和性能参数确定 转速和功率。
选型原则
根据实际需求，综合考虑性能 参数、可靠性、经济性等因素 进行选型。
泵与风机完整课件
混流式 往复式
容积式：回转式：叶 罗 罗氏 杆 茨风 风 风机 机 机
1.叶片式（动力式）
离心式 (小流量，高扬程)
7
轴流式 (大流量，低扬程)
混流式
(中流量，中扬程)
风机
轴流式静叶可调引风机
动叶
入口静叶 出口静叶
入口静叶调节机构
8
2、容积式
柱塞泵
9
（往复泵）
工作原理（活塞式）：活塞向左 移动→泵缸容积↑ →泵体压力 ↓，排出阀门关阀，吸入杆打开， 液体吸入； 活塞向右移动→泵缸容积↓ → 泵体压力↑ →排出阀门打开， 吸入杆关闭，液体排出。 特点：单动泵由于吸入阀和排出 阀均在活塞一侧，吸液时不能排 液，排液时不能吸液，所以泵排 液不连续，不均匀。优点是流量 小，压力高。
容积损失：由于泵的泄漏、液体 的倒流等所造成，使得部分获得 能量的高压液体返回去被重新作 功而使排出量减少浪费的能量。 容积损失用容积效率ηv表示。
h
24实 理际 论压 压头 头
100 %
He HT
100％
V
实际流量 理论流量
100 %
Qe QT
100％
24
1.机械损失和机械效率
• 机械损失主要包括轴端密封与轴承的摩擦损失及叶轮前后盖板外表面 与流体之间的圆盘摩擦损失两部分。
•旋转的叶轮发生摩擦而产生能量损失，约占轴功率的2
%~10%，是机械损失的主要部分。
25
Pm Pm1Pm2
m
P
Pm P
25
减小机械损失的一些措施 （1）合理地压紧填料压盖，对于泵采用机械密封。
（2）对给定的能头，增加转速，相应减小叶轮直径。
（3）试验表明，将铸铁壳腔内表面涂 漆后，效率可以提高2%～3%，叶轮盖板 和壳腔粗糙面用砂轮磨光后，效率可提高 2%～4% 。一般来说，风机的盖板和壳腔 较泵光滑，风机的效率要比水泵高。
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。
泵与风机课件(课堂版)
03
风机的分类与性能参数
风机的分类
01
02
03
按工作原理
可以分为离心式、轴流式、 混流式和贯流式等。
按用途
可以分为鼓风机、通风机、 压气机等。
按气流方向
可以分为离心式（径流 式）、轴流式、混流式和 贯流式等。
风机的主要性能参数
流量
表示风机在单位时间内 所输送的空气量，单位 为立方米/秒或立方米/
风机的设计
根据实际需求和工况，对风机的 结构、材料、传动方式等进行优
化设计。
考虑因素
效率、噪声、振动、可靠性等。
泵与风机的安装与维护
安装要求
注意事项
根据不同类型和型号的泵与风机，按 照相应的安装规范进行安装，确保设 备的正常运行。
遵循操作规程，注意安全事项，确保 人员安全和设备稳定运行。
维护保养
定期对泵与风机进行检查、清洗、润 滑等保养工作，及时发现并解决潜在 问题。
04
泵与风机的选型与设计
泵的选型与设计
泵的选型
根据输送介质、流量、扬 程、温度、压力等参数， 选择合适的泵类型和型号。
泵的设计
根据实际需求和工况，对 泵的结构、材料、密封方 式等进行优化设计。
考虑因素
效率、可靠性、维修性、 安全性等。
风机的选型与设计
风机的选型
根据风量、风压、介质等参数， 选择合适的风机类型和型号。
小时。
风压
功率
效率
表示风机对空气的压缩 程度，单位为帕斯卡。
表示风机所消耗的功率， 单位为千瓦。
表示风机的工作效率， 是衡量风机性能的重要
参数。
风机的效率与损失
效率
指风机所输送的空气量与所消耗 的功率之比，是衡量风机性能的 重要参数。
泵与风机概述
喷射泵工作原理
将高压的工作流体7，由压力 管送入工作喷嘴6，经喷嘴后 压能变成高速动能，将喷嘴 外围的液体（或气体）带走。 此时因喷嘴出口形成高速使 扩散室2的喉部吸入室5造成 真空，从而使被抽吸流体8不 断进入与工作流体7混合，然 后通过扩散室将压力稍升高 输送出去。 工作流体可以为高压蒸汽， 也可为高压水，前者称蒸汽 喷射泵，后者称射水抽气器。 在电厂中都可用作抽出凝气 器中的空气。
齿轮泵的工作原理
齿轮泵具有一对互相 啮合的齿轮。 在输油系统中可用作 传输、增压泵； 在燃油系统中可用作 输送、加压、喷射的 燃油泵； 在一切工业领域中， 均可作润滑油泵用。
螺杆泵的工作原理
螺杆泵乃是一种利用 螺杆相互啮合来吸入 和派出液体的一种回 转式泵。螺杆泵的转 子由主动螺杆1和从 动螺杆2组成。主动 螺杆与从动螺杆做相 反方向转动，螺纹相 互啮合，流体从吸入 口进入，被螺旋轴向 前推进增压至排出口。
泵与风机的工作原理
离心式泵与风机的工作原理 轴流式泵与风机的工作原理 往复泵工作原理 齿轮泵工作原理 螺杆泵工作原理 喷射泵工作原理 水循环式真空泵工作原理
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离心式泵与风机的工作原理
原理 ：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获 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。
n η
日
•65：进口直径为65mm
•50：出口直径为50mm •125：叶轮名义直径为125mm
Ne=ρgQH=QP
•功率N：有效功率Ne，轴功率N
离心式通风 机 型号：4-72 № P 5 流量：11830m3/h 电机功率： 13kW • 4:风机最高效率点全压系数乘 10取整 全压： 290mm H2O 转速： 2900r/min •72：表示比转数 出厂编号： 出厂： 年5：风机机号 月 日 5：叶轮外径的分米数 •№
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泵与风机
单项选择题
1. 离心泵或风机叶轮内介质流动方向为。
A.径向进、轴向出
B.轴向进、斜向出
C.轴向进、轴向出
D.轴向进、径向出
答案：D
[解答] 离心泵和风机的定义就是叶轮内流体轴向进、径向出。
2. 离心泵或风机叶轮内介质流动的主要动力是。
A.离心力
B.叶片升力
C.叶片摩擦力
D.螺旋推力
答案：A
[解答] 离心泵或风机叶轮内介质流动的主要动力为离心力。
3. 离心泵属于。
A.叶片泵
B.容积泵
C.漩涡泵
D.其他类型
答案：A
[解答] 离心泵属于叶片泵。
4. 离心泵要，阀门起动。
A.叶轮注满水，开
B.吸水管及叶轮注满水，开
C.叶轮注满水，关
D.吸水管及叶轮注满水，关
答案：C
[解答] 离心泵要吸水管及叶轮注满水，因为不注水形不成足够的负压将低处水抽起；离心泵零流量功率最小，关阀门起动可以减小对电力系统的冲击，对自身电动机和机器本身的保护也有好处。
5. 离心清水泵流量qv=10L/s，扬程H=20m，其效率60%，轴功率为kw。
A.1.1
B.3.3
C.2.2
D.3.5
答案：B
[解答] 有效功率Ne=ρgHqv，轴功率
，则。
6. 水泵扬程是的差值。
A.上下游几何高程
B.进出口压强
C.进出口总水头
D.A、C均正确
答案：C
[解答] 水泵扬程是进出口总水头的差值，这是扬程定义。
7. 风机静压是。
答案：A
[解答] 风机静压是全压减出口动压。
8. 由泵与风机的基本方程可知，扬程与有关。
A.进口绝对速度
B.出口绝对速度
C.进出口圆周速度
D.以上各项
答案：D
[解答] 由泵与风机的基本方程可知，扬程与进出口圆周速度“及绝对速度的圆周分速度υu有关，所以也就和绝对速度有关。
9. 清水泵改抽送酒精，转速不变，则理论扬程。
A.加大
B.减小
C.不变
D.不确定。