流体力学第九章

二、泵与风机的主要性能参数
1、泵的扬程与风机的风压
泵的扬程（H）
单位重量的流体通过泵所获得的有效能量。（m）
H
z2 z1
p2
p1
v
2 2
v12
2g
下标“1”代表入口参 数
风机的全压（p）与静压（ pj ）
下标“2”代表出口参
全压(p): 单位体积气体通过风机所获得的有数效能量。(Pa)
轴功率（P）：原动机传给泵或风机轴的功率。（W）
全效率（η）： Pe 100%
P
4、转速（n）
泵或风机20叶20/1轮0/2每2 分钟的转数。（r1/3min）
§9.4 离心式泵与风机的理论性能 相邻两叶片
一、流体在叶轮内的运动分析
理想叶轮：
➢假设流体通过叶轮的流动是恒定 的，且在垂直于转轴的流面之间不 互相干扰； ➢假设叶轮具有无限多叶片，叶片 无限薄，每条流线都具有与叶片相 同的形状——液体无环流； ➢假设流经叶轮的流体是理想不可压流体——垂无直能于量转损轴失的。流面
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2、离心泵的分类
按轴方向（轴地面的相对关系）分： 卧式、立式
按吸入方式（几个吸入口）分： 单吸泵、双吸泵
按叶轮级数（叶轮个数）分： 单级泵、多级泵
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二、离心风机的结构型式与主要部件
出口
机
壳
电机
叶 轮
吸入口
机座
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1、离心风机的主要组成
或：
k HT kHT g ( u2Tvu2T u1Tvu1T )
k：涡流修正系数， k 0.78 ~ 0.85
简写：
1 HT g ( u2vu2 u1vu1 )
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α ：绝对速度与圆周速度
的15 夹角（叶片工作角）
二、离心式泵与风机的理论压头
推导原理：动量矩定理——作用于流体的外力矩（外力施加于 叶轮转轴上的力矩）等于流体动量矩的变化率：
v
下标“1”-进口
参数
v
下标“2”-出口
参数
D1-进口直径
D2-出口直径
b2-叶片出口宽
M qvT ( r2vu2T r1vu1T )
➢叶轮——将电机功传给气体（核心部件）。 有机翼Baidu Nhomakorabea、平板形、弧形三种结构形式。
➢进风口（集流器）——使气流以较小阻力进入叶轮。 有圆筒式、锥形、曲线式等形式。
➢机壳——收集来自叶轮的气体，并将部分动压转化为静压。
➢出风口——使气流顺利排出。
➢轴——传递扭矩、带动叶轮旋转。
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2、离心风机的分类
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机座
吸 入 室
密封环
压出室 叶轮 轴封装置 泵轴
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密封圈
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轴承
1、离心泵的基本组成
➢叶轮——对液体做功的部件（核心部件） ➢吸入室——引导流体进入叶轮
➢压出室——收集来自叶轮的液体 ➢泵轴——传递扭矩的部件
➢轴封——防止液体通过泵轴与泵体间的间隙泄漏
➢密封圈——起静密封作用
➢轴向力平衡装置——使叶轮轴向受力平衡 平衡孔、平衡管、双吸式叶轮、平衡盘和平衡鼓。
一、泵与风机在工程中的应用
➢泵与风机——利用外加能量输送流体的机械。
泵——输送液体 风机——输送气体
➢工程上的应用：
广泛应用在石油、化工、水利、造船、电力等各领域。
➢在专业中的作用：
是供热、通风、空调工程中不可缺少的动力设备。
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图片
二、泵与风机的分类
按工作原理不同主要分为：叶片式、容积式
p H
静压（pj）：风机的全压减去风机出口的动压。 （Pa）
z21020/1z02/22
Pi
(
p2
p1
)
12v12
2
2、流量（qv）
单位时间内泵或风机所输送的流体量。（m3/s）
3、功率与效率
有效功率（Pe）： 单位时间内通过泵或风机的流体所获得的总能量。
Pe qv H qv p （W）
第九章 离心式泵与风机的结构原理 与工作特性
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
泵与风机概述 离心泵与风机的基本构造 离心泵与风机的工作原理与主要性能参数 离心式泵与风机的理论性能 离心式泵与风机的实际性能曲线 离心式泵与风机性能的相似转换与比转数
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§9-1 泵与风机概述
按增压大小可分为：
低压风机：增压值小于1000Pa 中压风机：增压值在1000~3000Pa之间 高压风机：增压值大于3000Pa
低压和中压风机主要用于通风换气，在本专业 中应用较多。
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§9-3 离心泵与风机工作原理与主要性能参数
一、离心泵与风机的工作原理
动画
泵轴旋转，充满在叶片之间的水，在离心力的作用下， 从叶轮中心甩向叶轮周围，经泵壳流入压水管。叶轮进口处 产生真空，2水020在/10/大22 气压下，经吸入管11流向水泵。
工作原理
叶片式
离心式 轴流式 混流式
容积式 往复式 回转式
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泵
离心泵 旋涡泵 轴流泵
风机 离心风机 轴流风机
混流泵
活塞泵、隔膜 泵、计量泵 齿轮泵、罗茨 泵、螺杆3泵
混流风机 罗茨风机
§9-2 离心泵与风机的基本构造
一、离心泵的结构型式与主要部件
出口
联轴器
电
泵体
动 机
入口
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度 下标“T”- 理想叶
根据
:
P M qvT
轴H功2T0率20/10/21g2 ( u2Tvu2T
H
轮内无任何损失下
T
的理论值
u1流T体v16u获1T得) 的功率
理想叶轮：
HT
1 g ( u2Tvu2T
u1Tvu1T
)
结论：1、HT 仅与流体在进、出口处的运动速度有关；
2、HT 与被输送的流体种类无关，只要进、出口速度 三角形相同，就得到相同的 HT 。
流体在理想叶轮流道内的流动可看成一元理想流体恒定流动。
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流体在叶轮内做复合运动：
随叶轮旋转运动（牵连运动） 沿叶片径向运动（相对运动）
w β
流体的运动可用速度三角形表示：
u-圆周速度; v-绝对速度; w-相对速度
v
α ωu
W
v
vr
βα
vu
u
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β：叶片与圆周速度反方向 夹角（叶片安装角）
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实际叶轮叶片数有限对理论扬程的影响：
叶片数有限，流体在流 道内产生相对涡流运动。
带来的影响： 使相对速度朝旋转反方向
偏离，绝对速度值减小。
W2T
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W2T v2T
v2T βα
v 2T
vu2T 1u8 2T
实际叶轮：
1 HT g ( u2T vu2T u1T vu1T )