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第十四章 其它常用泵与风机简介 第一节 轴流式泵与风机 如前所述，轴流式泵与风机与离心式相同，都是通过高速旋转的叶轮对流体做功，使流体获得能量。它的特点是流体轴向流入，轴向流出，没有沿径向的运动，在理论压头公式(11－11)(u22－u12)/2g 一、工作原理 轴流式泵与风机的主要构造见图14－1 图14－1 14－2 1－；2－；3－；4－ 流体质点轴向流入叶轮，随叶轮旋转做圆周运动，圆周速度为u。同时沿叶片做相对运动，相对速度为w，并沿轴向流出叶轮。圆周运动与相对运动合成为绝对运动，绝对速度为c=u＋wc可以分解为：沿圆周切线方向的切向分速度cu及沿轴线方向的轴向分速度ca。见图14－2 因为流体质点从叶轮进口到出口始终在同一半径的圆周上运动，故进口圆周速度与出口圆周速度相等，即 (14－1) r为流体质点所在的半径。 叶轮的进口过流面积与出口过流面积相等，如不考虑叶片厚度的影响，过流面积为 (14－2) D为叶轮外径，d为轮毂直径。 叶轮进口轴向分速度ca1与出口轴向分速度ca2相等，即 (14－3) QT为理论流量。 因u1=u2=u，ca1=ca2=ca，则进口速度图与出口速度图可以画在一起，见图14－2 轴流式泵与风机的理论压头与离心式相同，可用欧拉方程式表示，即 (14－4) 1，使cu1=0。因此，在设计工况下有 (14－5) (见式14－1)r较大的地方，u较大，产生的压头也较大。能量分布的不均匀，增加于能量损失，降低了效率。为了避免这种情况，使不同半径处压头大致相等，需要在不同半径处，采用不同的出口安装角(2。由于 (14－6) 2，使ucu2大致保持常数，于是整个叶轮出口截面上的压头基本保持均匀分布。 轴流式泵与风机的叶片，由于不同半径处采用不同的出口安装角，经常做成扭曲的形状。 二、性 能 曲 线 轴流式泵与风机采用扭曲形叶片，只能保证在设计流量下流体的能量分布均匀。当流量大于或小于设计流量时，能量仍然是不均匀的，从而增加了能量损失，效率下降。特别是小流量时，由叶轮流出的流体，一部分又回到叶轮二次加压，发生二次回流现象。因此，轴流式泵与风机的性能曲线具有以下特点(见图14－3) (1) H－Q1.5～2倍。 (2) N－QN=(QH/(，当流量增加时，压头下降很快，致使功率不但没有增加，反而减小。在Q=0时，轴功率最大。因而轴流式泵与风机不能空载启动，应在阀门全开的情况下启动。 (3) (－Q (4) 轴流泵的吸水性能一般用气蚀余量表示。轴流泵的气蚀余量较大，亦即允许吸上真空高度较小。有时叶轮需要浸没在水中一定深度，即安装高度为负值。 图14－3 图14－4 三、轴流式泵与风机的调节 轴流式泵与风机一般不采用阀门凋节，因为关小阀门使功率增大，效率降低，容易引起电机超载。 轴流式泵与风机通常采用变速调节或改变叶片安装角的调节方法。变速调节与离心式泵与风机相同。轴流式泵与风机叶片的安装角有几种角度，可以根据流量大小，选择不同安装角。安装角不同时，机器的性能曲线改变，图14－430E－11 改变叶片安装角的方法有半调式与全调式两种。 半调式的叶片是用螺母栓紧在轮毂上，轮毂上刻有几个安装角的位置线，调节时，将螺母松开，转动叶片，然后拧紧即可。 全调式可以在停机或不停机的情况下，通过一套液压调节机构改变叶片安装角，调节机构比较复杂，一般应用于大型轴流泵与轴流风机。 四、常用轴流式泵与风机介绍 轴流式泵与风机具有构造简单，可输送含有杂质的流体，占地面积小，效率高等优点，在采暖、通风、给排水、农田灌溉等工程中得到广泛应用。 1．轴流泵 我国生产的轴流泵有卧式轴流泵(半调式)ZWB型，立式轴流泵(半调式)ZLB型及立式轴流泵(全调式)ZLQ型。流量一般为480～36000m3/h，扬程为3～15mH2O。 2．轴流通风机 我国生产的轴流通风机种类很多，有一般通风机、防爆通风机、矿井通风机等。轴流通风机的叶片