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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 （1）?1u?反映了泵与风机的吸入条件。设计时一般尽量使?1≈90?（?1u??0），流体在进口近似为径向流入。 6、提高无限多叶片时理论能头的几项措施： （2）增大叶轮外径和提高叶轮转速。因u2=2?D2n/60，故D2?和n?? HT??。 目前火力发电厂大型给水泵的转速已高达7500r/min。 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 7、能量方程式的第二形式： 表示流体流经叶轮时动压头的增加值。 表示流体流经叶轮时静压头的增加值。 动能头 静能头 动能头Hd?要在叶轮后的导叶或蜗壳中部分地转化为静能头Hst?，并存在一定的能头损失。 二、离心式泵与风机的基本理论 （四） 叶片出口安装角对理论能头的影响 1、离心式叶轮的三种型式 后向式（?2y?＜90?） 径向式（?2y?＝90?） 前向式（?2y?＞90?） 叶片出口安装角：?2y?=?（叶片出口切向，- u2） 二、离心式泵与风机的基本理论 （四） 叶片出口安装角对理论能头的影响 1、 ?2y?对HT?的影响 ①. ?2y?↑→HT? ↑； ②. ?2y?min→HT?min =0 →违反了泵与风机的定义； 结论： ③. ?2y?max→Hst?min=0 →违反了泵与风机的定义。（?） 　　为提高HT? ，使?1≈90?，在n=C、qV=C 及叶轮一定下，有： 二、离心式泵与风机的基本理论 （四） 叶片出口安装角对理论能头的影响 2、?2y?对Hst?及Hd?的影响 定义反作用度： ?1u =0，?1r≈?2r 显然τ应在（0，1）之间。 二、离心式泵与风机的基本理论 （四） 叶片出口安装角对理论能头的影响 2、?2y?对Hst?及Hd?的影响 (1, 1/2), 后向式叶轮， ?2y? ?(?2y?min,90?) ① τ? 1/2, 径向式叶轮， ?2y? =90? (1/2 ,0), 前向式叶轮， ?2y??(90?,?2y?max) 小，后向式叶轮 大，前向式叶轮 ② HT? 结论： 二、离心式泵与风机的基本理论 （四） 叶片出口安装角对理论能头的影响 　　1°从结构角度：当HT?=const.，前向式叶轮结构小，重量轻，投资少。 　　2°从能量转化和效率角度：前向式叶轮流道扩散度大且压出室能头转化损失也大；而后向式则反之，故其克服管路阻力的能力相对较好。　　 　　3°从防磨损和积垢角度：径向式叶轮较好，前向式叶轮较差，而后向式居中。 　　4°从功率特性角度：当qV?时，前向式叶轮Psh?，易发生过载问题。 二、离心式泵与风机的基本理论 （五）有限叶片数对理论能头的影响 0、轴向涡流的概念 A A 轴向涡流试验 　　流体（理想）相对于旋转的容器，由于其惯性产生一个与旋转容器反向的旋转运动。 流体在叶轮流道中的流动 无限叶片数 有限叶片数 A A ? ?p 轴向涡流 二、离心式泵与风机的基本理论 （五）有限叶片数对理论能头的影响 1、流线和速度三角形发生变化，分布不均； ? ?p?形成阻力矩； 2、 二、离心式泵与风机的基本理论 （五）有限叶片数对理论能头的影响 3、使理论能头降低： 不是效率，不是由损失造成的； 流体惯性?有限叶片?轴向滑移； K = f（结构），见表1-2。 b．K为滑移系数 a. HT?(pT?) ?? HT (pT) ，即： 二、离心式泵与风机的基本理论 （五）离心式泵与风机的损失和效率 ?Pm 机械损失功率 ?PV 容积损失功率 ?Ph 流动损失功率 Ph qVT HT P? qV HT Pe qV H Psh 1、机械损失和机械效率 　机械损失包括：轴与轴封轴与轴承（?Pm1∝nD2）及叶轮圆盘摩擦（?Pm2 ∝n3D25）所损失的功率。 比转速 ns 50 60 70 80 90 100 机械效率?m（%） 84 87 89 91 92 93 二、离心式泵与风机的基本理论 （五）离心式泵与风机的损失和效率 2、容积损失和容积效率 T 　　当叶轮旋转时，在动、静部件间隙两侧压强差的作用下，部分流体从高压侧通过间隙流向低压侧所造成的能量损失称为容积（泄漏）损失，用功率?PV 表示。 二、离心式泵与风机的基本理论 （五）离心式泵与风机的损失和效率 2、容积损失和容积效率 ?Pm 机械损失功率 ?PV 容积损失功率 ?Ph 流动损失功率 Ph qVT HT P?