§6-1 泵与风机的运行工况点.pptxVIP

§6-1 泵及风机的运行工况点泵风性能曲线上的每一点对应一个工况，泵风一旦在管路系统中运行时，其运行工况点不仅仅及泵风本身性能曲线有关，而且还取决于管路系统情况，即管路系统性能曲线。p”流量计压强表调阀Hp泵真空计p’阀门图6-1a 泵系统装置一、管路性能曲线1、定义： 流体在管路系统中通过的流量及所需能量之间的关系曲线。2、对于泵： ， 其中，Hp称为管路系统的静能头； 对于风机： 管路系统的静能头近似为零。 H（p）qVEHc=A+Bqv2FAO图6－1 管路性能曲线对于一定的管路系统，通过的流量越多，需要外界提供的能量越大，管路性能曲线形状、位置取决于管路装置、流体性质及流动阻力。二、泵及风机的运行工作点1、工作点将某一转速下泵或风机性能曲线和管路性能曲线按同一比例绘于同一坐标上，两条曲线相交于一点（M），该点称为工作点（运行工况点），见图6－2。2、工作点的意义反映了泵或风机在该点处工作时，达到了能量供需平衡。 HE·HA·HM·HA′AqVoqvAqvMqvBHc-qvH-qvAB′MBA′图6－2 泵的工作点pp－qVMPNN阻力全压静压力能qVpc－qV动能pst－qV图6－3 风机的运行工况点注意：对于风机，真正克服管路阻力的只是全压中的静压部分，有时用静压性能曲线及管路性能曲线的交点作为风机静压工作点（N）。不稳定区 稳定区HMKqVO图 6-4 泵的不稳定工作区三、泵风运行工况点的稳定性稳定工况点条件是： 不稳定工作条件是： 有驼峰→不稳定工作区→喘振 Hc-qvH-qvK点为什么不稳定？第四节 泵及风机的相似定律问题的提出：实型设计要借助模型设计： 设计任务要求：造价低、耗功少、效率高 反复设计→试验→修改→实型受限→ 借助模型； 模型试验结果借助相似理论换算到实型泵或风机上。设计选型的捷径 :利用优良的模型进行相似设计 ;工程实际问题：不能满足要求，裕量过大或出力不足， 需要改造；转速变化需要进行性能换算；以上三个问题的解决，均需要在叶片式泵及风机的相似定律的指导下完成。因此，学习并掌握之非常必要。一、相似条件（1）几何相似：通流部分相应线性尺寸对应成比例，对应的 角度相等——前提条件；（2）运动相似：速度三角形对应成比例——相似结果；（3）动力相似：同名力对应成比例，但Re＞105，已自模 化——根本原因。1、几何相似满足数学表达式：2、运动相似满足数学式：3、动力相似模型、实型泵及风机的过流部分，相对应点流体微团上作用的同名力比值相等，方向相同。在泵与风机中，起主要作用的力是惯性力与黏性力，二者相似的判据是雷诺数。泵风中流体雷诺数很大，流体处于阻力平方区，即落在自模化区，自动满足动力相似。1、流量相似定律 （由 推得）二、相似三定律在相似工况下，相似泵或风机满足：又因：（因几何相似）可推导出：（4－25）可变形：描述：几何相似的泵及风机，在相似的工况下，其流量与叶 轮直径的三次方、转速及容积效率的一次方成正比。由 及p =?gH 推得：2、扬程（全压）相似定律 又：（4－26）（4－27）变形：或描述：几何相似泵（或风机），在相似的工况下，其扬程（或全压）及叶轮直径及转速的二次方、以及流动效率（或流体密度）的一次方成正比。3、功率相似定律 由 ，且 在相似工况下推得： （4－28）变形得：描述：几何相似泵及风机，在相似的工况下，其轴功率与流体密度的一次方、叶轮直径五次方、转速的三次方成正比；与机械效率的一次方成反比。关于相似定律的几点说明 1、该三定律应用存在困难（原因是：?V 、?h和?m未知）;2、等效的相似三定律：当实型和模型的几何尺度比 ，相对转速比 实型和模型所对应的效率近似相等，可得等效的相似三定律： 或后续章节中，若无特别申明，叶片式泵及风机的相似三定律均指等效的相似三定律。3、?V 、?h和?m不等效的原因（1）尺寸效应：几何相似的泵风在工况相似时，大泵风的效率 高于小泵风效率（即尺寸比太大，效率相差大）。 相对粗糙度 ↑→沿程损失系数 ?↑→?h↓ 相对间隙 ↑→泄漏流量q′相对↑→?V↓（2）转速效应：当转速变化时，容积效率和流动效率基本上能保持一个常数，但机械效率不能。 对于小模型：（假定线性尺寸D2不变）结论：对于小模型、降转速，?↓↓（?m↓）。三、相似定律的特例实际应用相似定律时，会遇到以下特殊情况：（1）两台相似的泵或风机，Dp＝D、ρp＝ρ、转速n变化时性能参数的换算（可认为同一台泵或风机）： 以上三式即为比例定律 应用：泵及风机在不同转速下借助比例定律进行性能参数的换算相似抛物线方程：当已知某台