泵与风机第二讲.docVIP

第二讲 上节内容：（1）、工作原理及主要参数：扬程、功率；（2）、欧拉方程、速度三角形的画法；（3）、叶片数的修正：k-涡流修正系数；（4）、理论能头的组成：HT＝动压水头增量＋静压水头增量＋离心力所做的功。 本节内容；11-3、叶型对性能的影响；11-4、 HT-QT曲线和QT-Ne曲线；11-5、泵与风机的实际性能曲线； 重点内容：（1）、叶型的分类及特点；（2）、HT-QT曲线和QT-Ne曲线的特点；（3）、泵与风机的实际性能曲线。 第三节 叶型对性能的影响 一、HT的表达式 欧拉方程：，其中根据速度三角形 当α1＝90°时HT最大， ， 因此设计时尽量使α1接近90°，即径向流入。出口：，则：。所以β2对HT有很大影响。 二、三种叶型 根据出口安装角β2的不同设计了三种叶型（见P293图11-8）。 （1）、径向叶型：β2＝90°时，ctgβ2=0，，叶片按照径向装设。 （2）、后向叶型：β2＜90°时，ctgβ2＞0，，出口方向与旋转方向相反。 （3）、前向叶型：β2＞90°时，ctgβ2＜0，，出口方向与旋转方向相同。 从以上分析似乎可以看出，前向叶型扬程最大，前向＞径向＞后项，但不全面，有一个动压和静压的分配关系。所以前向叶轮直径可以作小。 三、叶型对性能的影响 设计原则：径向流入、进口面积＝出口面积 即：， 所以 所以动压水头成分与vu2的平方有关。 同时有 。见P294图11-9 （1）、后向叶型：β2＜90°，，，所以； （2）、径向叶型：β2＝90°，，，所以； （3）、前向叶型：β2＞90°时，，，所以。 当β2＜90°后向叶轮，vu2较小，动压所占比例较少，损失小，效率高；当β2＞90°时，vu2较大，动压所占比例较大，损失大，效率低。常用后向叶轮，微型风机可采用前向叶轮。 第四节 HT-QT曲线和QT-Ne曲线（不计能量损失） 意义：表示泵与风机扬程、流量、功率之间的关系。 一、曲线类型（3种） 原动机转速一般不变，流量根据用户需要。 、、，都是以Q为横坐标的，称为性能曲线 二、曲线 根据，根据速度三角形可知： ， 设,都是定值，ctgβ2代表叶片的种类，也是常值，那么，这说明流量和扬程关系是线性的。见P295图11-10 （1）当QT=0时，； （2）当QT≠0时，有β2＝＜＞90，三种情况。 1）、当β2＝90°时，ctgβ2=0，是一条水平线； 2）、当β2＜90°时，ctgβ2＞0，为向下倾斜直线； 3）、当β2＞90°时，ctgβ2＜0，为向上倾斜直线。 三、曲线 不考虑损失损失时，NT=Ne。有效功率就是轴功率。则有： 功率和流量是一条二次曲线，见P295图11-11。 （1）当QT=0时，Ne=0，三条线相交于原点。 （2）当QT≠0时，有β2＝＜＞90°三种情况： 1）、当β2＝90°时，ctgβ2=0，是直线，成线性关系； 2）、β2＜90°时，ctgβ2＞0，为向下凹的二次曲线； 3）、β2＞90°时，ctgβ2＜0，为向上凸的二次曲线。 当β2＞90°，随着流量的增加，功率成二次方增长，有时会发生超载的现象，应该避免。 四、曲线（后面讲） 第五节 泵与风机的实际性能曲线 前面所讲是理论性能曲线，实际性能曲线讨论能量损失。由于流动情况比较复杂，一般采用试验方法。 一、机内损失（自学） 有3种：水力损失、容积损失、机械损失。（见P296图11-12） （1）水力损失： 1）、包括沿程损失和局部损失。细分：进口损失ΔH1、撞击损失ΔH2、叶轮水力损失ΔH3、动压转换和机壳出口损失ΔH4。（见P297图11-13） 2）水力效率： H为实际扬程。 （2）容积损失：主要是流体泄漏。容积效率 Q－实际流量，q－泄漏的总回流量。（见P297图11-14） （3）机械损失：轴封、轴承的摩擦损失： ；圆盘摩擦损失（主要），从圆盘摩擦损失可知增加转速，可以减小直径，损失也减小，这是提高转速的原因。总损失。机械效率： （4）泵与风机的全效率：，即全效率等于水利效率、容积效率和机械效率的积。离心泵：62％－92％，离心风机：50％－90％。 二、泵与风机的实际性能曲线 必然有损失，流动情况十分复杂，各制造厂通过试验确定。 （1）离心式泵与风机的性能曲线（见P299图11-15，Q-H曲线，还包括功率和效率）共有六条曲线（后向叶型为例） 1）Ⅰ曲线（QT∞-HT∞曲线）：欧拉方程，按照无限多叶片理想流体计算，，所以为向下倾斜的直线。QT=0时，。 2）Ⅱ曲线（QT-HT曲线）：按照有限多叶片计算， QT=0时，。 3）Ⅲ曲线：Ⅱ曲线扣除水力损失。，所以是一条二次曲线。 4）Ⅳ曲线（Q-H曲线）：Ⅲ曲线扣除容积损失后，是实际性能曲线。扣除容积损失。容积损